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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: UV Druckfarben mit einem hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe für Offset-, Flexo- und Siebdruck

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

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

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.

Verarbeitung von faserhaltigen Reststoffen des Papierproduktionsprozesses in naturfaserverstärkten Kunststoffen

Ausgangssituation/Problemstellung: Bei der Altpapieraufbereitung fallen gemäß der Rückstandsumfrage 2013 des Verbandes Deutschen Papierfabriken e. V. (vdp) und der Papiertechnischen Stiftung (PTS) pro Jahr feuchte, faserhaltige Rückstände von ca. 3 Mio. Tonnen an. Sie werden bisher zumeist energetisch verwertet oder in der Zement- und Ziegelherstellung eingesetzt. Die Verbrennung verursacht vor allen in kleinen und mittelgroßen Papierfabriken, die über keine eigenen Feuerungsanlagen für die energetische Reststoffverwertung verfügen, erhebliche Entsorgungskosten. Gleichzeitig wächst der Markt für Produkte aus naturfaserverstärkten Kunststoffen (NFK) kontinuierlich. Wood Polymer Composites (Abkürzung: WPC, deutsch: Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe) sind dabei eine relativ große Untergruppe. Für WPC wird vorranging Holzmehl als Ressource für die benötigten Naturfasern eingesetzt. Aufgrund der steigenden Nachfrage nach biogenen Energieträgern und damit auch nach Pellets aus Holzmehl verteuert sich der Rohstoff zusehends. Forschungsziel/Forschungsergebniseide Entwicklungen bewegen die Professur für Papiertechnik der TU Dresden dazu, dem Forschungsansatz nachzugehen, inwieweit faserhaltige Reststoffe aus der Altpapieraufbereitung als Ersatz für Holzmehl bei der Herstellung von NFK/WPC eingesetzt werden können. Ebenfalls sollen die For-schungsarbeiten einen Beitrag zum effizienten Umgang mit Ressourcen liefern und umweltpolitische Zielstellungen wie die verstärkte Kaskadennutzung biogener Rohstoffe sowie den Vorrang des Recycling vor der energetischen Verwertung unterstützen. Sowohl Fangstoffe aus der Feinsortierung bei der Kartonherstellung als auch Deinkingschlämme, die bei der Druckfarben-entfernung für die Herstellung grafischer Papiere anfallen, werden für den Einsatz in Kompositen mit thermoplastischer Matrix getestet. Die Eigenschaften der in den Reststoffen enthaltenen Fasern sind mit denen von Holzmehl vergleichbar, wobei die Fasern der Reststoffe wegen ihres günstigeren Schlankheitsgrads (Längen-/Dickenverhältnis) hinsichtlich der Verstärkungswirkung Vorteile aufweisen. Die bereits hergestellten Komposite aus behandelten Reststoffen der Papierherstellung und Kunststoffen werden als Paper Polymer Composites (PPC) bezeichnet. Ziel des Projektes ist es, das im Labormaßstab erprobte Verfahren zur Herstellung von PPC auf eine industrielle Produktionskette zu adaptieren. Hierfür soll vor allem die Schnittstelle zwischen Papierherstellung und Kunststoffverarbeitung im Vordergrund stehen, an der eine dosierbare, aus Reststoffen der Papierindustrie gewonnene Faserstoffkomponente an die Kunststoffverarbeitung übergeben wird. Aufbauend auf den Erfahrungen bereits durchgeführter Untersuchungen soll die für die Weiterverarbeitung entscheidende Dosierbarkeit mittels einer geeigneten Pelletierung der Faserkomponente sichergestellt werden.

Verbesserung der Deinkstoffqualität aus Büroaltpapieren durch Maßnahmen zur Entfernung von wasserbasierenden Ink-Jet-Druckfarben aus Stoffsuspension und Kreislaufwasser

Das Ziel dieses Projektes ist die Verbesserung der optischen Eigenschaften deinkter Faserstoffe aus Ink-Jet bedruckten Büroaltpapieren sowie die damit im Zusammenhang stehende Verbesserung der Reinheit der Kreislaufwässer in Deinkinganlagen. Für die Druckfarbenentfernung bzw. -behandlung von wasserbasierenden Ink-Jet-Druckfarben sollen die heute in Deinking-Anlagen zur Verfügung stehenden Möglichkeiten genutzt werden. Dies soll insbesondere durch eine Optimierung der Flotationsdeinkingbedingungen, durch Bleiche sowie durch eine gezielte Kreislaufwasserreinigung erfolgen. Aufbauend auf der Kenntnis über das grundsätzliche Deinking-Verhalten von heute auf dem Markt befindlichen Ink-Jet-bedruckten Papiere sollen durch Veränderung und Optimierung der Aufbereitungsbedingungen eine Verbesserung der Deinkstoffqualität erreicht werden bzw. sollen Beeinträchtigungen der Qualität, die durch derartige Produkte in der Deinkingware verursacht werden können, vermieden werden. Bei den vorgesehenen Untersuchungen sollen vorhandene Möglichkeiten zur Optimierung der Betriebsweise der AP-Aufbereitungsanlage (Optimierung der Flotationschemie, Nutzung der verschiedenen Möglichkeiten der Bleiche, Kreislaufwasserreinigung) unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit aufgezeigt werden.

Richtlinien fuer die Vorbehandlung und biologische Reinigung tensidbehafteter Abwaesser aus der Altpapierstoffherstellung

Altpapierstoff deckt ca. 60 Prozent des Halbstoffbedarfs der Papiererzeugung, aus einem Drittel des Altpapiers wird die Druckfarbe durch Deinken wieder entfernt. Die im Deinkingprozess eingesetzten Tenside sind haeufig Ursache fuer Betriebsstoerungen bei den anschliessenden Verfahrensstufen. Im Rahmen des Projektes wurde eine Methode zur schnellen und zuverlaessigen Ermittlung der Tensidkonzentration erarbeitet . Die Wiederverwendbarkeit der zurueckgewonnenen Tenside traegt erheblich zur Kostensenkung bei und gestattet eine komplikationsfreie Produktion bzw. Einhaltung der gesetzlichen Auflagen der Abwasserreinigung. In einer Laboreinrichtung koennen durch Ausblasen zur Zeit bis ca. 80 Prozent der eingesetzten Tenside zurueckgewonnen werden, und zwar angereichert in 20 Prozent der behandelten Wassermenge als tensidreiche Schaumfluessigkeit. Erfahrungen mit Betriebswaessern sind vorhanden. Die Auslegung einer halbtechnischen Versuchsanlage zur Tensidrueckgewinnung ist abgeschlossen. Der Lehrstuhl Papiertechnik beabsichtigt die Fortfuehrung des Projekts.

Neuer Ansatz zur Verbesserung des Deinkingergebnisses durch den gezielten Einsatz von Tensiden beim Neutraldeinking

Ziel des Projektes ist, das Deinken von graphischen Altpapieren durch den gezielten Einsatz geeigneter Tenside bzw. Hilfsmittel bei neutralen bzw. schwach alkalischen Bedingungen zu verbessern. Im Ergebnis sollen die Vorteile neutraler Deinkingbedingungen, wie Reduzierung der CSB-Belastung, verbesserte Klebstoffabtrennung und damit Vermeidung von Produktionsstörungen sowie Chemikalienreduzierung und Kostensenkung, bei gleichbleibendem Deinkingergebnis im Vergleich zum alkalischen Deinkingverfahren aufgezeigt werden. Das Forschungsprojekt umfasst den Vergleich der Mechanismen des Deinkingprozesses bei alkalischen und neutralen Bedingungen in Abhängigkeit von der Altpapierzusammensetzung, die Verbesserung der Druckfarbenablösung, die Sicherstellung der Flotierbarkeit durch die Agglomeration abgelöster Druckfarbenpartikel und die Bewertung der Wirtschaftlichkeit der entwickelten Verfahren. Die Entwicklung eines Deinkingverfahrens unter neutralen Bedingungen bietet folgende Vorteile: - Reduzierung des Chemikalieneinsatzes, vor allem Verzicht auf Wasserstoffperoxid, und damit Chemikalienkosteneinsparung - Verzicht auf Wasserglas und damit Vermeidung von Beeinträchtigungen des nachfolgenden Papierherstellungsprozesses bei der Retention und Entwässerung sowie von Ablagerungen - Verringerung der organischen Störstoffe und damit der CSB-Belastung des Prozess- und Abwassers - weit geringere Zerkleinerung potenziell klebender Stoffe und damit verbesserte Abtrennbarkeit von Stickies durch Sortieraggregate und damit weniger Probleme durch Ablagerungen. Eine erfolgreiche Bearbeitung des Projektes liefert einen Beitrag zur Kostensenkung bei der Herstellung altpapierhaltiger graphischer Papiere.

Untersuchungen zum Verhalten wasseraktivierbarer, redispergierbarer sowie wasserloeslicher Klebstoffe bei der Altpapieraufbereitung unter Beruecksichtigung der Anreicherung in Kreislaufwasser und Produkt-TI: Untersuchungen von redispergierbaren Kl...

Ausgangssituation/Problemstellung: Klebende Verunreinigungen (Stickies) sind nach wie vor die Quelle schwerwiegender Probleme bei der Aufbereitung von Altpapier und bei der Herstellung altpapierhaltiger Neupapiere. Die pauschale Forderung der Altpapier verwertenden Industrie, dass recyclinggerechte Klebstoffe bei der Zerfaserung moeglichst grossflaechig erhalten bleiben und damit fruehzeitig aus dem Stoffstrom anschleusbar sein sollen, sind in vielen Applikationsfeldern nicht realisierbar. Vor diesem Hintergrund werden - nicht nur im Ausland - die Vorteile von Klebstoffen hervorgehoben, die sich bei der Aufbereitung vollstaendig aufloesen (z.B. gummierte Klebebaender oder Etiketten), wobei nicht immer klar wird, ob es sich um ein wirkliches 'Loesen' oder lediglich um ein 'Redispergieren' handelt. Solchen - haeufig als 'umweltfreundlich', 'recyclable' oder 'repulpable' bezeichneten - Klebstoffsystemen steht die Papierindustrie mit verstaendlicher Skepsis bzw. Ablehnung gegenueber. Tatsaechlich ist aber das Wissen ueber das Verhalten dieser Produkte beim Altpapierrecycling noch zu lueckenhaft, um ein abschliessendes Urteil zu rechtfertigen. Forschungsziel/Forschungsergebnisse: Nach dieser Projektidee soll das bestehende Wissensdefizit durch systematische Untersuchungen an mengenmaessig interessanten einschlaegigen Produkten verringert werden. Wegen der Notwendigkeit, zum Teil langwierige Anreicherungseffekte zuverlaessig erfassen zu koennen, muessen sich die Arbeiten auf den Labormassstab beschraenken. Aussagekraeftige, reproduzierbare und nachvollziehbare Ergebnisse koennen die oft unsichere Argumentationgrundlage der Vertreter der Altpapier verwertenden Industrie gegenueber den Herstellern und Verwendern dieser Materialien nachhaltig verbessern. Wie die Ergebnisse zeigen sind redispergierbare Haftklebstoffe nicht sortierbar. Untersuchungen zur Anreicherung im Filtrat zeigten, dass der Anteil an Mikrostickies bei redispergierbaren Klebstoffen deutlich hoeher lag. Anwendung/Wirtschaftliche Bedeutung: Die ueber das Altpapier in den Papiermaschinenkreislauf gelangenden klebenden Verunreinigungen sind Quelle schwerwiegender Probleme bei der Herstellung altpapierhaltiger Neupapiere. Klebende Verunreinigungen koennen sich an Anlagenteilen der Papiermaschine ablagern und fuehren dadurch u.a. zu erhoehten Stillstandszeiten und vermehrtem Wartungsaufwand und damit zu Produktionsausfaellen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden einen Beitrag zur Verringerung bzw. Vermeidung dieses Problems leisten. Dadurch koennen erhebliche Kosten, die durch Produktionsstoerungen und Qualitaetseinbussen im Papier entstehen, vermieden werden. Bemerkung: Das Projekt INGEDE 5397PTS wird mit Mitteln der INGEDE finanziert.

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