Papier
Dieser Sektor wird durch die Papiertechnischen Stiftung (PTS) und die Professuren der Technischen Universität Dresden für Papiertechnik sowie für Verarbeitungsmaschinen / Verarbeitungstechnik vertreten.
Im Folgenden sind beispielhaft einige Projekte aufgezeigt.
Papier-Blech-Verbundwerkstoff
Die Nachfrage nach leichten, multifunktionalen Werkstoffen ist ungebrochen. Dünnwandige und hochfeste Bleche bieten große Potenziale zur Materialeinsparung und zur Steigerung der Energieeffizienz. Ihr Schwingungs- und Dämpfungsverhalten ist schlecht, ein metallischer Klang die Folge. Durch das Aufbringen eines harzimprägnierten, 3D-geformten Papierfaserwerkstoffes (Fasergussmatte) kann dies vermieden werden.
Im Ergebnis steht ein multifunktionaler Verbund mit reduziertem Gewicht, der bspw. im Fahrzeugbau, in Haushaltsgeräten sowie in Gehäusen / Schaltschränken Anwendung finden wird.
Dieses Forschungsvorhaben der Papiertechnischen Stiftung wurde in Kooperation mit der Technischen Universität Dresden sowie der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus durchgeführt.
Energy efficient Thermo Mechanical Pulp (ETMP)
Es handelt sich um eine Weiterentwicklung eines energieintensiven Verfahrens zur Faserstofferzeugung für die Papierherstellung sowie für die Erzeugung von Holzwerkstoffen mit dem Ziel den Energiebedarf signifikant zu reduzieren.
Im Vergleich zum Standardverfahren zur TMP-Erzeugung wird eine Bestrahlung der Holz-Hackschnitzel mit Elektronen – optional mit vorheriger Imprägnierstufe – in den Verfahrensablauf eingefügt. Dadurch wird der Zerfaserungswiderstand des Holzes deutlich reduziert, was wiederum den Energieaufwand für die Erzeugung dieser Hochausbeute-Faserstoffe verringert.
Damit können auch in Zeiten sehr hoher Energiepreise und der Verknappung insbesondere fossiler Ressourcen Hochausbeute-Holzstoffe ökologisch und wirtschaftlich hergestellt werden.
Somit kann eine Energieeinsparung bei der Faserstofferzeugung im Vergleich zu herkömmlichen TMP von ca. 30 % erreicht werden. Bei einer ETMP-Produktion von 500 Tonnen pro Jahr entspricht dies einer Einsparung von 120.000 Megawattstunden und 35.600 Kilotonnen Kohlenstoffdioxid (oder bis zu 7 Millionen Euro) für den Zeitraum eines Jahres. Äquivalent hierzu ist ein durchschnittlicher Jahresenergiebedarf von ca. 30.000 Haushalten.
Dieses Projekt der Professur für Papiertechnik wurde in Zusammenarbeit mit den Professuren für Holz- und Faserwerkstofftechnik sowie für Holz- und Pflanzenchemie bearbeitet.
Gasbarrierefähige Kartonverpackung
An Verpackungen werden besonders in der Lebensmittel- und Pharmabranche hohe Anforderungen an Barriereeigenschaften von Verpackungen gestellt, die bislang mit einer Kartonverpackung nicht zu realisieren sind. Beschichtete Kartonagen sind grundlegend geeignet diese Anforderungen zu erfüllen. Bei Umformung und Verschluss entstehen jedoch regelmäßig Beschädigungen der Barriereschicht oder zumindest Verwerfungen im Material (Falten), die in Siegelnähten Kapillaren für Gase und Flüssigkeiten darstellen. Mit der Optimierung des 3-D Umformverfahrens von Karton ist es gelungen beschichtete Kartonqualitäten zu becherförmigen Behältnissen zu verformen und gasdicht zu verschließen.
Damit wird eine Steuerung des Materialüberschusses zur Minimierung der Fehlstellengröße ermöglicht. Des Weiteren können weitere Anwendungsgebiete mit Barriereanforderungen für den Packstoff Karton erschlossen werden. Darüber hinaus kann der Kunststoffeinsatz und damit die Abhängigkeit von fossilen Ressourcen minimiert werden.
Die Professur für Verarbeitungsmaschinen/Verarbeitungstechnik der TU Dresden bearbeitete dieses Projekt in Kooperation mit der Professur für Papiertechnik.
