Udržitelné lepidla: Projekt Sugra zkoumá ekologická řešení pro obalový průmysl

Tisková zpráva skupiny Baumer hhs GmbH – Krefeld, 4. července 2024

„Lepidla jsou při výrobě obalů nepostradatelná: snižují spotřebu materiálu a umožňují výrobu lehčích obalů, což je v souladu s cíli nového nařízení o obalech a obalových odpadech (PPWR). Ačkoli lepidla tvoří pouze malou část celkového obalu, mají významný dopad na recyklační procesy, výrobu papíru a uhlíkovou stopu. Této problematice se věnuje projekt Sugra („Udržitelné lepení s použitím obnovitelných lepidel“): vyvíjí lepidla na bázi obnovitelných surovin, která chrání recyklační proces a snižují uhlíkovou stopu. Tato lepidla splňují požadavky moderních výrobních technik a podporují udržitelnou výrobu, aniž by docházelo ke snížení výkonu.“

Základem lepidel je škrob: tato přírodní surovina se již intenzivně využívá v přírodní i modifikované formě. Škrob hraje obzvláště důležitou roli při výrobě a zpracování papíru, protože zvyšuje pevnost papíru a zjemňuje jeho povrch. Při výrobě vlnité lepenky se škrob používá ke spojování jednotlivých vrstev.

Lepidla na bázi škrobu nejsou žádnou novinkou: již se používají v papírových obalech ke slepování vrstev. V současné době dostupná škrobová lepidla však mají zřejmá omezení, pokud jde o lepení skládacích kartonů a krabic z vlnité lepenky, a to kvůli dlouhým dobám tuhnutí a nízké počáteční přilnavosti. Po procesu lisování se tyto obaly často opět otevírají, protože jejich vyšší ohybová tuhost ve srovnání s papírem zvyšuje náchylnost lepené spáry k prasknutí. Tomu lze zabránit pouze delším skladováním pod tlakem nebo výrazně sníženou výrobní rychlostí – což jsou však obě neekonomická řešení.

Cílem projektu Sugra je vyvinout škrobová lepidla, která budou vhodná pro skládané kartony a vlnitou lepenku, aniž by došlo ke snížení jejich výkonnosti. Výrobci lepidel tradičně vyvíjejí své produkty pro stávající zařízení na nanášení lepidel – proto mnozí z nich ve svých laboratořích využívají technologii nanášení pomocí trysek Baumer hhs. Sugra však volí nový přístup: vývoj lepidla a přizpůsobení nanášecího zařízení jdou ruku v ruce. První výsledky ukazují, že i drobné úpravy nanášecí technologie Baumer hhs mohou výrazně zlepšit vlastnosti škrobových lepidel.

Dalším způsobem využití tohoto lepidla je jeho použití při laminování vrstev při výrobě substrátů a obalů. Požadovaná dobrá omyvatelnost v recyklačním procesu usnadňuje oddělení jednotlivých vrstev, a tím omezuje vnikání cizích látek do celulózy.

Využití škrobu jako suroviny není bez kontroverzí: klíčovými tématy jsou konkurence v oblasti potravin a využívání půdy a vody při pěstování rostlin obsahujících škrob. Rozumnější by bylo získávat lepidla z odpadů z rostlinné výroby nebo z dosud nevyužívaných rostlin. Společnost Baumer hhs se podílí na mnoha z těchto výzkumných přístupů. Kritickým bodem však je, že mnoho z těchto přístupů se stále nachází v rané fázi výzkumu. Škrob jako surovina je naproti tomu již dnes k dispozici ve velkém množství, což umožňuje rychlý přechod k udržitelnější výrobě. Důležitý je také výběr zdroje škrobu: společnost Sugra sází na brambory jako na „šampiona v oblasti klimatu“. Podle institutu IFEU a Německé federální agentury pro životní prostředí mají brambory 15krát nižší uhlíkovou stopu než rýže a ve většině zemí se pěstují lokálně, což snižuje zátěž spojenou s přepravou.

Ve prospěch škrobu jako lepidla pro obaly hovoří i další aspekty: Škrob je důležitou složkou papíru, takže recyklační společnosti jsou s jeho zpracováním v rámci recyklačního procesu velmi dobře seznámeny. Malé množství lepidla nezvyšuje zatížení odpadních vod ani spotřebu kyslíku. Škrobová lepidla lze navíc v recyklačním procesu snadno vymýt. Další výhodou je barva: Škrobová lepidla mají mléčnou barvu a po vytvrzení tvoří světle bílou až mírně průhlednou vrstvu – což je výhoda oproti jiným biologickým surovinám pro výrobu lepidel, jako je lignin, které mají často sytou barvu.

Odborné znalosti v oblasti vývoje lepidel pocházejí z Fraunhoferova institutu IAP v Postupimi, který má dlouholeté zkušenosti s modifikací škrobů. Fraunhoferův institut IAP vyvíjí základ škrobového lepidla a v úzké spolupráci s partnery projektu jej postupně zdokonaluje. Potravinářská nezávadnost lepidel je zaručena pečlivým výběrem surovin.

Nadace pro výzkum v papírenském průmyslu (Papiertechnische Stiftung) ověřuje vhodnost vyvinutých lepidel. Pevnost v lepení a recyklovatelnost se hodnotí podle uznávaných norem. V tomto rámci se dále vyvíjejí měřicí metody, zejména s cílem simulovat podmínky vysokorychlostních výrobních strojů. Referenčním standardem jsou zavedená syntetická disperzní lepidla.

Jako vedoucí konsorcia projektu Sugra provádí společnost Baumer hhs ve svém Solution Center aplikační testy. Důraz je kladen na zpracovatelnost a kvalitu nanášení lepidel. Testy se provádějí při rychlostech odpovídajících sériové výrobě. Dalším cílem projektu je cílený další vývoj aplikačních zařízení tak, aby splňovala speciální požadavky škrobových lepidel.

Abychom vám přiblížili dosavadní rozsah výzkumu: Dosud bylo vyvinuto 111 variant škrobového lepidla. Tento vývoj prošel 10 iterativními cykly, přičemž další úpravy byly prováděny na základě zpětné vazby od Baumer hhs Solution Center. Aplikační testy se provádějí při rychlostech až 300 m/min. Současně provádí Nadace pro papírenský průmysl (Papiertechnische Stiftung) měření lepivosti a testy přilnavosti u nejslibnějších variant. Výzkum postupuje a pokrok v poznání je pozoruhodný. Taková míra úsilí by bez veřejného financování byla téměř nemyslitelná.

Praktické testování v reálných výrobních podmínkách provádějí průmysloví partneři v reálných výrobních podmínkách. Společnost Baumer hhs tento projekt iniciovala s cílem aktivně podpořit přechod k udržitelnějším obalům. Společnost Baumer hhs je otevřena další spolupráci a aktivně podporuje navazování dalších partnerství.

Projekt byl poprvé představen veřejnosti na veletrhu drupa 2024 a setkal se s velkým zájmem, zejména ze strany majitelů značek, kteří podporují vývoj udržitelnějších obalů. Projekt se nachází v polovině své realizace a pokračuje v dalším vývoji a ověřování výsledků.

Zvláštní poděkování patří Agentuře pro obnovitelné zdroje (FNR), agentuře pro řízení projektů Spolkového ministerstva pro výživu a zemědělství, která financuje projekt Sugra pod číslem 2220NR168A.“

V případě jakýchkoli dotazů ohledně této tiskové zprávy se obraťte na marketing@baumerhhs.com