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Die Verarbeitung von Holz zu Papier ist erst eine Errungenschaft aus der Mitte des 19. Jahrhunderts. Zuvor wurde Papier vor allem aus Lumpen (überwiegend aus Leinen), die in wassergefüllten Mahlwerken zu Fasern zerkleinert, gebleicht, gefärbt und dann als Brei zu dünnen Bogen geschöpft wurden, gewonnen. Die Papiere waren extrem langlebig und stabil - wie die vielen mittelalterlichen Bücher aus Hadernpapier noch heute unter Beweis stellen. Doch mit Zunahme des Papierbedarfs reichten die Alttextilien - die damals noch wesentlich länger getragen wurden als heute - als Rohstoff nicht mehr aus und ein Verfahren wurde entwickelt, das Holz für die Herstellung von Papier, Karton und Pappe zugänglich machte und die Hadern ersetzte.
Heute hingegen wird immer mehr Kleidung gekauft, die weniger lange hält und rasch wieder den Weg aus dem Kleiderkasten in den Müll findet. "Mittlerweile fallen alleine in Österreich jährlich rund 220.000 Tonnen Textilabfälle an. 30 bis 40 Prozent sind aus Baumwolle. Das ist ein volumenmäßig sehr interessanter Stoffstrom, der aber zum überwiegenden Teil verbrannt wird. Das sollte aber der letzte Weg sein, denn dadurch gehen wertvolle Rohstoffe verloren", schilderte Harter, der die Textilabfälle wieder in größerer Dimension zurück in die Papiererzeugung bringen möchte. Er hat gemeinsam mit seinem Team am Institut für Biobasierte Produkte und Papiertechnik ein Verfahren weiterentwickelt, um die Zellulosefasern aus Altkleidern effizient zurückzugewinnen und daraus Kartonagen und andere Verpackungsmaterialien herzustellen.
Der Grazer Post-Doc hat im Team mit zwei Masterstudenten an der Optimierung der Papierproduktion mittels Textilrecycling gearbeitet. Dazu wurde zunächst das bestgeeignete Mahlwerk für das Wasser-Stofffetzen-Gemisch, die nötige Mahldauer und das optimale Verhältnis von Wasser zu den Textilien bestimmt, um die maximale Menge an verwertbaren Fasern aus den Textilresten zu gewinnen. "Am Ende unserer Versuche haben wir eine Suspension erhalten, die einer normalen Papiersuspension sehr ähnlich ist und die wir mit etablierten Verfahren zu Papier verarbeiten können", sagte der Grazer Ingenieur.
Die ersten Zugfestigkeitsversuche hätten gezeigt, dass die Zugabe von Textilien die Festigkeit von Recyclingpapier erhöht: "Schon bei einem textilbasierten Anteil von 30 Prozent ist das Papier wesentlich zugfester, wobei die Verarbeitbarkeit gleich bleibt", fasste Alexander Weissensteiner aus dem Team um Harter zusammen. Das liege an der Länge der wiedergewonnenen Textilfasern, die mit 1,7 Millimetern deutlich länger seien als beim herkömmlichen recycelten Altpapier.
Die Umwandlung von Textilfasern zu Verpackungspapieren und -kartonagen habe den großen Vorteil, dass das Recycling in diesem Bereich bereits eine Rate von mehr als 80 Prozent erreicht habe, "bringen wir die Textilfasern in diesen Kreislauf ein, bleiben sie über lange Zeit nutzbar", betonte Harter. Nun geht das Team daran, den Energieverbrauch des Mahlvorgangs zu reduzieren. Dafür testen sie neben Zusätzen wie leichten Säuren und Laugen auch enzymatische Vorbehandlungen, die den Faseraufschluss im Mahlaggregat unterstützen sollen. "Zudem möchten wir den nächsten Skalierungsschritt gehen und den Prozess auf Industriegeräten umsetzen", schilderte Harter die weiteren Vorhaben.
TU Graz, Institute of Bioproducts and Paper Technology, Prof. Ulrich Hirn, Alexander Weissensteiner, Alexander Wagner, Thomas Harter
