Was ist Steinpapier?

Struktur

Hauptbestandteil: Kalziumkarbonat (60-80% Gew.)

Traditionelles Papier ist ein Teppich aus organischen Pflanzenfasern (hauptsächlich von Bäumen), die sich aufgrund von Chemie und Physik zwischen Molekülen in unmittelbarer Nähe verflechten. Diese mikroskopischen Fasern können sich durch Länge, Dicke, den sogenannten Ligningehaltund viele andere Variablen unterscheiden, die das endgültige Erscheinungsbild und Verhalten von Papier bestimmen. Steinpapier unterscheidet sich in diesem Aspekt grundlegend von herkömmlichem Papier. Steinpapier besteht größtenteils aus Partikeln von Kalziumkarbonat, eine der häufigsten Mineralverbindungen auf der Erde. Kalziumkarbonat kann aus Kalkstein, Marmor und einer Reihe anderer Quellen gewonnen werden. Derzeit wird das Kalziumkarbonat für Steinpapier aus recycelten Bau- und Bergbauabfällen hergestellt.

Das Bindemittel: Hart-Polyethylen (HDPE) (20-40% Gew.)

Die zweite Komponente von Steinpapier, Polyethylen hoher Dichte, bindet die Kalziumkarbonatpartikel zu Blättern zusammen. Viele Menschen stehen der Verwendung eines Erdölprodukts bei der Papierherstellung zunächst skeptisch gegenüber, aber es gibt viele Gründe, warum HDPE nachhaltiger ist als die herkömmliche Papierherstellung. Erstens verbraucht die Herstellung von Frischfasern und Recyclingpapier enorme Mengen an Frischwasser. Es wird geschätzt, dass für ein einzelnes A10-Blatt Büropapier etwa 2.6 Liter Frischwasser benötigt werden. Dieses Wasser, das zur Bildung einer Suspension von Pflanzenfasern in einem bearbeitbaren Zellstoff (oder zum Waschen in Recyclingpapier) verwendet wird, muss ebenfalls aus dem Zellstoff getrocknet werden, um Blätter zu bilden. Dieser Schritt erfordert industrielle Trockner der gesamten Papierbahn entlang und verbraucht dementsprechend viel Strom. Da viele Papierherstellungprozesse nicht geschlossen sind, muss das schmutzige Wasser in die Umwelt gelassen werden, was zu einer Verschmutzung der Süßwasserquellen führt. Da Steinpapier mit HDPE gebunden ist, ist die Herstellung praktisch wasserlos. Nach dem Mischen von Kalziumkarbonat und HDPE kann der „Zellstoff“ auf Walzen gespannt werden, um dünne Blätter zu erzeugen. Es gibt keinen Trocknungsprozess und keine Freisetzung von verschmutztem Wasser in die Umwelt.

… Bei einer Skalierung auf das europäische Buchpapiervolume wären 2,947,063 Tonnen Öl erforderlich, um den Status Quo von 72.9% Frischfaserpapier und 27.1% Recyclingpapier aufrechtzuerhalten.… Für frisches [nicht recyceltes] HDPE in Steinpapier wäre diese Zahl 1,897,727 Tonnen Öl.

Die Nachhaltigkeit von Steinpapier im europäischen Buchpapier

HDPE ist auch recycelbarer als herkömmliches Papier, das nur etwa sieben Mal recycelt werden kann, bevor die Fasern zu viel Masse verlieren, um brauchbares Papier herzustellen. Ein Blatt Steinpapier könnte möglicherweise für etwa 200 Jahre oder die geschätzte nutzbare recycelbare Lebensdauer von HDPE verwendet werden.

Beschichtung (1-5% Gew.)

Die Beschichtung aus Steinpapier ist das Geheimnis, das es perfekt für Druckanwendungen macht. Es macht etwa 1 bis 5 Gewichtsprozent des Papiers aus. Die Beschichtung von Steinpapier ist urheberrechtlich geschützt und hängt vom Hersteller ab. Es gibt verschiedene Patente für die Beschichtung von Steinpapier, die weitgehend Funktionen wie Schmierung, Dispersion, Erweichung, Wärmebeständigkeit und Reduzierung der statischen Aufladung dienen.

Eigenschaften

Aufgrund der grundlegend anderen Struktur von Steinpapier verhält es sich als Material anders als herkömmliches Papier. Hier sind einige der interessanten Merkmale von Steinpapier (einige Beispiele im Vergleich zu normalem Büropapier).

Wasserfest

Steinpapier ist aufgrund seiner undurchlässigen Struktur aus Steinpulver und HDPE vollständig wasserdicht. Wasser sitzt einfach auf der Oberfläche des Papiers und kann abgewischt werden. Die Wasserdichtigkeit von Steinpapier gewährleistet nicht nur Haltbarkeit, sondern eröffnet auch neue kreative Anwendungen sowohl im Verlagswesen als auch in der Verpackung. Dies wirkt sich auch auf die Druckleistung des Papiers aus.

Reinweiß

Einer der erstaunlichsten Unterschiede zwischen Steinpapier (rechts) und herkömmlichem Papier (links) ist das natürliche Weiß. Links ist ein Stück traditionelles Büropapier zu sehen - es erscheint viel blauer als Steinpapier. Dies liegt daran, dass Büropapier und viele andere Papiersorten mit Aufhellern gemischt werden. In diesem Fall wird herkömmliches Büropapier häufig mit einem sogenannten „optischen Aufheller“ gemischt, der unsichtbares UV-Licht in sichtbares blaues Licht umwandelt und das Papier für das menschliche Auge weißer erscheinen lässt. Steinpapier benötigt keine Zusätze, um ein rein weißes Aussehen zu zeigen. Tatsächlich ist Kalziumkarbonat, der Hauptbestandteil von Steinpapier, ein üblicher Füllstoff, der für herkömmliches Papier verwendet wird, um das Volumen und den Weißgrad zu erhöhen. Dies liegt zum Teil daran, dass Kalziumkarbonat auch günstiger als frische Holzfasern ist.

Reißfestigkeit

Steinpapier (rechts) ist viel schwieriger zu zerreißen als herkömmliches Papier. Es reagiert mit Dehnung auf eine Zugkraft. Traditionelles Papier (links) reißt viel leichter, insbesondere seiner „Kornrichtung“ entlang. Das Ergebnis des Zerreißens dieses Papiers macht deutlich, dass Steinpapier keine faserige Struktur wie normales Papier hat. Diese Fähigkeit gewährleistet auch eine hohe Haltbarkeit und lange Lebensdauer.

Geringe Entflammbarkeit, geringe Hitzebeständigkeit

Steinpapier brennt nicht leicht. Durch Flammeneinwirkung kehrt das Papier zu seiner Hauptkomponente Calciumcarbonat zurück (rechts). Da HDPE eine der saubersten Formen von Kunststoff ist, Steinpapier setzt keine giftigen Gase bei Verbrennung frei. Feuer zerlegt Steinpapier in Wasser, Kohlendioxid und Kalziumkarbonat. Dies ist ein weiterer bemerkenswerter Unterschied zur herkömmlichen Papierasche (links). Beim Verbrennen von Papier werden eine Reihe giftiger Gase freigesetzt, darunter Kohlenmonoxid. Die entstehende Asche ist im Gegensatz zu Kalziumkarbonat aus Steinpapier wenig nützlich. Kalziumkarbonat aus verbranntem Steinpapier kann für Baumaterialien (wie Beton) oder Dünger verwendet werden.

Steinpapier ist hitzeempfindlich über 120° Celsius. Bei dieser Temperatur beginnt sich Steinpapier zu verformen, wenn die langen Ketten von HDPE-Molekülen anfangen, umeinander zu rutschen. Aus diesem Grund ist Steinpapier derzeit nicht für den Laserdruck geeignet.

Abbaubar durch UV-Licht

Obwohl Verbrennung und Recycling nachhaltige Entsorgungsmethoden für Steinpapier sind, kann das von der Sonne emittierte UV-Licht auch Steinpapier in Kalziumkarbonat zerlegen. Die HDPE-Moleküle in der Steinpulverstruktur beginnen nach geschätzten 6 Monaten UV-Bestrahlung auseinanderzufallen. Das Ergebnis ähnelt dann Steinpapier nach der Verbrennung, einer spröden Hülle aus Kalziumkarbonatstaub.

Weitere interessante Funktionen

• Verursacht keine Papierschnitte
• Non-toxic
• Sanfte Haptik
• Entspricht den FDA-Standards für Lebensmittelqualität und ROHS

Anwendungen

In der frühen Phase der Einführung dieser neuen Technologie werden Steinpapiere hauptsächlich im kommerziellen Drucksegment eingesetzt. Dies umfasst Karten, Menüs, Visitenkarten, Grußkarten und verschiedene andere Werbematerialien. Ein Grund dafür ist die starke Unterscheidung, die Steinpapier von normalem Papier bietet. Es bietet den Verbrauchern nicht nur die Gewissheit, dass sie die Umwelt schützen, sondern es hat auch eine luxuriöse Haptik und stabiles Gewicht. Da der Preis für Steinpapier stetig sinkt, wird seine Anwendung in traditionelleren Drucksegmenten immer häufiger.

Verlagswesen

Das Verlagswesen stellt derzeit einen Minderheitsmarkt für den Druck von Steinpapier dar, obwohl Steinpapier für Buchanwendungen sehr gut geeignet ist. Zu den Verlagsanwendungen für Steinpapier gehören:

• Lehrbücher
• Kinderbucher
• Zeitschriften
• Kalender

Schreibwaren

Der Druck von Schreibwaren ist dem Verlagswesen sehr ähnlich und einer der beliebtesten Verwendungszwecke für Steinpapier, obwohl er einen ähnlich kleinen Markt wie das Verlagswesen darstellt. Übliche Beispiele sind:

• Notizbücher
• Tagebücher
• Postkarten
• Mappen

Verpackung

Verpackungen sind die häufigste Anwendung für Steinpapier und machen 2018 die Hälfte des Steinpapiermarktes aus. Aufgrund ihrer wasserdichten und langlebigen Beschaffenheit eignet sich Steinpapier besonders für:

• Tragetaschen
• Schachteln
• Kosmetik
• Lebensmittelverpackung
• Medizin

Etiketten

Steinpapieretiketten machen das zweitgrößte Segment des Steinpapiermarktes aus. Dies steht in engem Zusammenhang mit der Verpackung und umfasst:

• Flaschenetiketten
• Sicherheitsetiketten
• Hals-Tags
• Kofferanhänger