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Neuartige biobasierte UV-Druckfarben und schaltbare Oberflächen für die recyclinggerechte Herstellung von Sicherheitsprodukten (RecyBioPrint), Teilvorhaben: Recyclinggerechter und energieeinsparender Sicherheitsdruck im Rolle-zu-Rolle (R2R) Verfahren

Neuartige biobasierte UV-Druckfarben und schaltbare Oberflächen für die recyclinggerechte Herstellung von Sicherheitsprodukten (RecyBioPrint), Teilvorhaben: Biobasierte und recyclingfähige Karten im Kreditkartenformat, bedruckt mit biobasierten deinkingfähigen Druckfarben

Neuartige biobasierte UV-Druckfarben und schaltbare Oberflächen für die recyclinggerechte Herstellung von Sicherheitsprodukten (RecyBioPrint), Teilvorhaben: UV Druckfarben mit einem hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe für Offset-, Flexo- und Siebdruck

KI-Anwendungshub Kunststoffverpackungen - Innovationslabor: Ganzheitliche KI-basierte Optimierung von Kunststoffverpackungen mit Rezyklatanteil, Teilprojekt: Datengestützte Auswahl sowie Testung von Kunststoffadditiven

Materialverträglichkeit und Deinking von mineralölfreien Zeitungsdruckfarben

Weiterentwickung und Einsatz mineralölfreier Zeitungsdruckfarben im Zeitungsdruck

Die Migration von kritischen Mineralölbestandteilen aus Verpackungen in Lebensmittel und die erhöhten Mineralölgehalte in unbedruckten Verpackungen aus Recyclingkarton können unter anderem auf das Recycling von Zeitungen und die darin enthaltene Druckfarbe zurückgeführt werden. Aus unserer Sicht kann die Mineralölbelastung graphischer Altpapiere eine Enschränkung der Verwertbarkeit des Altpapiers für die ökologisch sinnvolle Herstellung von Recyclingkarton für Verpackungszwecke darstellen. Produkte sollen gemäß KrwG so entwickelt werden, dass bestehende Stoffkreislaufsysteme nicht gefährdet werden. Die Mineralölbelastung im Karton kann am effektivsten reduziert werden, wenn an der wesentlichen Quelle, den mineralölhaltigen Druckfarben für den Coldset-Offset Druck (Zeitungsdruck) angesetzt wird. In dem abgeschlossenen Forschungsvorhaben 37114333/3 'Druckversuche mit alternativen Druckfarben' wurde gezeigt dass mineralölfreie Druckfarben technisch herstellbar und einsetzbar sind. Ihr dauerhafter Einsatz erfordert allerdings die längerfristige Anpassung und Optimierung der Druckmaschine. Auch die Deinkbarkeit der Farben muss noch optimiert werden. In diesem Folgeprojekt sollen die mineralölfreien Farben nun für einen Langzeittest in einer Druckerei weiterentwickelt und langfristig für mindestens 6 Monate in einer Druckerei getestet werden. Derzeit noch bestehende technische Einschränkungen, wie die zu geringe Wegschlaggeschwindigkeit, die Verbesserung der farbrichtigen Wiedergabe mehrfarbiger Announcen, die Verbesserung der Deinkbarkeit sowie den problemlosen Wechsel von Farbe und Feuchtmittel sollen in dem Projekt bearbeitet werden.

Untersuchung von Abfällen auf das Vorkommen von nicht-technischen PCB-Kongeneren und DecaBDE

a.) Polychlorierte Biphenyle (PCB) wurden ursprünglich als technische Gemische hergestellt und finden sich mittlerweile aufgrund ihrer Persistenz in allen Umweltbereichen wieder. Kürzlich wurde über die unabsichtliche PCB-Bildung während der Produktion chemischer Produkte (Pigmente, Silikonkleber) berichtet. Die PCB-Kongenere PCB-11, PCB-52 und PCB 209 werden als Nebenprodukte bei der Herstellung von azo- und phthalocyaninähnlichen Pigmenten gebildet. Das niedrigchlorierte PCB 11 ist eines der am häufigsten in Pigmenten vorkommenden Kongenere und wird in allen Umweltmedien (Atmosphäre, Gewässer, Sedimente, Böden) und im menschlichen Serum überall auf der Welt nachgewiesen, obwohl es nie Bestandteil technischer Gemische war. Hauptursache für die Belastung der Umwelt mit PCB 11 sind bedruckte Konsumgüter wie Zeitungen, Magazine, Textilien und Plastikprodukte, aus denen PCB 11 am Ende der Lebensphase über behandelte Abwässer und Abfälle in die Umwelt gelangt. Basierend auf den Erkenntnissen aus einem derzeit laufenden Ufoplan-Projekt (FKZ 3714 313 250) und einer Literaturrecherche werden folgende Abfallschlüssel für eine genauere Betrachtung als relevant erachtet: - 0801 Abfälle aus Herstellung, Zubereitung, Vertrieb und Anwendung von Farben und Lacken (AS 080111*, AS 080113*, AS 080117*) - 04 02 Abfälle aus der Textilindustrie - 03 03 Abfälle aus der Herstellung und Verarbeitung von Zellstoff, Papier, Karton und Pappe - (AS 030305 De-inking-Schlämme aus dem Papierrecycling) b.) Im Rahmen dieses Ufoplan-Vorhabens sollen die oben aufgeführten und ggf., ihm Rahmen weiterer Recherchen zu ermittelnde, zusätzliche Abfallströme auf die relevanten PCB-Kongenere hin untersucht werden. Dazu sind insgesamt 15 Abfallproben, in denen PCB vermutet wird, analytisch zu untersuchen und auszuwerten. Sofern eine Belastung mit PCB erkennbar ist, soll der Entstehungsprozess nachvollzogen und Vorschläge für weitere Untersuchungen und zur Vermeidung der Emissionen abgeleitet werden.

Abfall: Co-Vergärung von Papierschlämmen in MBA's (1.Phase)

Anlass des Forschungsprojektes: Für die Entsorgung der Papierschlämme sollten derzeit neue, energetisch und klimapolitisch sinnvolle sowie für die Papierindustrie kostengünstige Verwertungswege gesucht werden. Die bislang realisierten Entsorgungswege zur direkten Ausbringung und zur Kompostierung mit anschließender Ausbringung werden in Zukunft nicht mehr möglich sein. Eine energetische Verwertung der Papierschlämme in externen Verbrennungsanlagen ist teuer. Eine energetisch/stoffliche Verwertung in Ziegeleien und Zementwerken ist aufgrund des hohen Wasseranteils nur bedingt sinnvoll. Ein alternativer biologischer Verwertungsweg wird deshalb von Papierfabriken und Entsorgern gewünscht. Der Einsatz von unterschiedlichen Schlämmen aus der Papierindustrie und deren produktionsbedingter Inhaltsstoffe in der Vergärungsstufe von Abfallbehandlungsanlagen wurde bisher noch nicht näher untersucht und praktiziert. Darüber hinaus fehlten bisher geeignete Testverfahren, um die Hemmmechanismen von Papierschlämmen bei der Vergärung und in Mechanisch-Biologischen Anlagen (MBA's) zu testen. Zielstellung: Die erste Phase des Forschungsprojekts hatte deshalb das Ziel, die Schlämme und organischen Rückstände der Papierindustrie grundsätzlich einer Co-Vergärung zugänglich zu machen. Ergebnisse: Die Untersuchung der Zusammensetzung der Papierschlämme ergab sehr geringe Schwermetallgehalte. Die Gehalte an organischen Chlorverbindungen liegen in einem Bereich, wie sie auch im Fermenterinhalt von Vergärungsanlagen zu finden sind. Dies trifft auch für die Mineralölgehalte von Primär- und Bioschlämmen zu. Die Mineralölbestandteile, die sich im Altpapier befinden, das zur Papierproduktion eingesetzt wird, reichern sich vorwiegend in den Deinkingschlämmen an. Die Gehalte in den Deinkingschlämmen übersteigen jedoch nicht die Konzentrationen, die in bedruckten Papieren zu finden sind. Diese Ergebnisse lassen bei einer Zugabe von bis zu 100 % Deinkingschlamm keine Hemmungen bei der Vergärung erwarten. Dies konnte auch im Rahmen der angepassten Vergärungs- und Hemmstofftests bestätigt werden. Die Ergebnisse des Gasertragstests zeigten, dass die Papierschlämme im Vergleich zu sonstigen Vergärungsstoffen (z.B. Maissilage, Bioabfall) zum Teil gleich hohe Gaserträge haben können. Dabei unterscheiden sich die Schlamm-arten untereinander weniger als die einzelnen Schlammproben innerhalb einer Schlammart. Dabei betragen Die Methangehalte im Biogas 52 % bis 70 %. Damit sind die meisten Schlämme der Papierindustrie für eine Co-Vergärung sehr gut geeignet und können als Co-Substrat eine gute Ergänzung darstellen. Vor einer praktischen Umsetzung ist im Einzelfall das Abbauverhalten von Papierschlamm im kontinuierlichen Versuch genauer zu analysieren und die Wirtschaftlichkeit dieses alternativen Entsorgungsweges zu prüfen.

Der Einfluss von thermo-mechanischem Holzstoff (TMP) und chemo-thermo-mechanischem Holzstoff (CTMP) auf den Wiedereinsatzwert der Altpapiere beim Recycling

Das Recycling-Verhalten von Faserstoffen wurde vorwiegend an nach konventionellen Verfahren erzeugten Faserstoffen untersucht, fuer die sich eine klare Abstufung der Recyclingsensibilitaet in Abhaengigkeit von der Herstellung ableiten laesst. Der kostenguenstige teilweise Ersatz von Zellstoff vor allem durch TMP und CTMP fuehrt dazu, dass altpapierverarbeitende Betriebe ein noch inhomogeneres Material an Sekundaerfaserstoffen einsetzen muessen, deren Recyclingverhalten nur ungenuegend untersucht wurde. Zudem erfordert der Altpapiereinsatz im Bereich der graphischen Papiere eine moeglichst vollstaendige Entfernung der Druckfarbe von den Fasern, die neben dem Druckverfahren und den Druckfarben selbst wesentlich von Wechselwirkungen zwischen Druckfarbenbestandteilen und der Faseroberflaeche beeinflusst wird. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das Recyclingverhalten von TMP und CTMP zu ermitteln. Um ein breites Spektrum an fasermorphologischen Eigenschaften in die Untersuchung einzubeziehen, sollen dabei jeweils zwei typische Vertreter von Laub- und Nadelholz verwendet werden. Es soll festgestellt werden, ob und wie der Ersatz von Holzschliff und Zellstoff durch die TMP und CTMP bei der Papiererzeugung den Wiederverwendungswert des Altpapiers beeinflusst, insbesondere hinsichtlich der statischen und dynamischen Festigkeit sowie der optischen Eigenschaften. Aus den Ergebnissen sollen Schlussfolgerungen fuer eine Optimierung des Faserstoffeinsatzes in bezug auf eine moegliche Erweiterung des Einsatzes von Altpapier bei der Papiererzeugung gezogen werden. Zusaetzlich soll das Abloeseverhalten von Druckfarben bei Einsatz dieser Faserstoffe untersucht werden.

Einfluss mehrfacher Chemikaliendosierung bei der selektiven Flotation

Die technologischen Untersuchungen konzentrierten sich auf die Durchfuehrung zweistufiger Flotationsversuche, in deren Ergebnis bezueglich der untersuchten Altpapiermischungen in der Sequenz alkalisch-neutral die hoechsten Weissgrade erzielt wurden. Dennoch war festzustellen, dass bereits ein 10-prozentiger Anteil an wasserbasierenden Flexo-Zeitungen genuegt, um den Weissgrad des Altpapierstoffs um 4 Punkte nach der ersten und um 3 Punkte nach der zweiten Flotationsstufe abzusenken - verglichen mit konventionellen Altpapiermischungen ohne Flexo-Druckerzeugnisse.

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