Papier omarmt innovatie

Biovezels als aanvullende grondstof

Papier bestaat hoofdzakelijk uit cellulosevezels. Maar vandaag wordt in de papierproductie steeds vaker gebruik gemaakt van andere “biovezels” als aanvulling op de traditionele cellulosevezels die afkomstig zijn van hout. Nieuwe biovezels worden bijvoorbeeld geproduceerd uit cellulosevezels die worden gemengd met melk die niet geschikt is voor consumptie¹. Ook zongedroogd gras² en vezels uit de stengels van de tomaten die niet worden opgegeten³ worden vandaag gebruikt als aanvullende grondstof voor papier- en kartonproductie. Hun aandeel blijft wel beperkt in vergelijking met dat van cellulosevezels, die nog altijd essentieel zijn voor de productie van papier.

De meest geavanceerde bio-grondstof op dit moment zijn de zogenaamde “nanofibers”. Dat zijn verkleinde houtvezels die lichter zijn⁴. Door hun natuurlijke oorsprong dragen al deze producten bij tot de bio-economie en de circulariteit van de papierketen.

1. CEPI. (2015). The age of fiber. Brussel, België: CEPI.
2. Storopack, (z.d.) PAPERplus® CLASSIC GRASS: verpakken met gras. Geraadpleegd op 26 maart 2020 van https://www.storopack.be/.
3. CEPI. (2015). The age of fiber. Brussel, België: CEPI.
4. Nippon Paper Group. Cellulose Nanofiber. geraadpleegd op 26 maart 2020, van https://www.nipponpapergroup.com/

Zo weinig mogelijk afval

De restproducten van de papier- en kartonproductie worden op hun beurt steeds meer zo efficiënt mogelijk ingezet tijdens het productieproces zodat zo weinig mogelijk verloren gaat. Vandaag wordt al meer dan 95% van die restproducten nuttig ingezet voor andere processen of toepassingen¹. Een goed voorbeeld is lignine, een stof uit de celwand van planten en bomen die fungeert als een soort cement tussen de houtvezels. Lignine wordt verwijderd tijdens de productie van bepaalde soorten papierdeeg en wordt gebruikt om energie op te wekken. Maar het zou ook kunnen worden ingezet als (hernieuwbare) grondstof de productie voor koolstofvezels². Die worden nu gemaakt op basis van fossiele grondstoffen zoals olie. Lignine kan ook dienen als energiebron voor brandstofcellen³.

Een ander voorbeeld: het slib afkomstig uit waterzuiveringsinstallaties dat rijk is aan vezels en calcium wordt vandaag onder meer gebruikt als bodemverbeteraar voor de landbouw of voor de productie van vulling voor kattenbakken⁴. Tot slot zijn wetenschappers er recent in geslaagd om op basis van nanokristallen van cellulose een nieuw plantaardig schuim te ontwikkelen als alternatief voor het fossiele polystyreen. Die bio-kunststof wordt onder meer gebruikt voor koffiebekertjes of als isolatiemateriaal⁵.

1. inDUfed. (2017). Glas en papier: koplopers van de circulaire economie. Brussel, België: Firmin François Indufed.
2. Bioplastics Magazine. (2019, 26 maart). Lignin-based carbon fibres are cost effective and made from plants. Geraadpleegd op 20 mei 2020 van https://www.bioplasticsmagazine.com/
3. Che, C., Vagin, M., Wijeratne, K., Zhao, D., Warczak, M, Jonsson, M.P., Crispin, X. (2018). Conducting Polymer Electrocatalysts for Proton-Copled Electron Transfer Reactions: Toward Organic Fuel Cells with Forest Fuels. Advanced Sustainable Systems, 2(7). Doi: https://doi.org/. Geraadpleegd op 14 juli 2020 van https://onlinelibrary.wiley.com/
4. inDUfed. (2017). Glas en papier: koplopers van de circulaire economie. Brussel, België: Firmin François Indufed.
5. Materials Today. (2019, 22 mei). New nanocellulose foam insulates better than Styrofoam. Geraadpleegd op 20 mei 2020 van https://www.materialstoday.com/.

Verrassend papier

Ondertussen worden papier en karton voor veel meer toepassingen ingezet dan enkel klassiekers als blocnotes, kranten of verpakkingen. Denk maar aan bestek of rietjes uit karton of kartonnen bierflesjes¹, kartonnen bedden (voor atleten in het Olympisch dorp in Tokio²). Of papieren paletten: die zijn lichter en volledig gemaakt uit recycleerbaar materiaal – dus geen nagels, lijm of splinters – maar zijn toch even sterk als de traditionele paletten³.

En er zijn nog meer producten waarin papier een verrassende rol speelt. Chinese wetenschappers ontwikkelden een aluminium-lichtbatterij gemaakt van papier⁴. Tegenwoordig kunnen ook circuits en RFID-tags (radio-frequency identification) op papier of karton geprint worden⁵.

Andere uitvindingen die gemaakt worden van papier werken rechtstreeks mee aan een duurzamere economie, zoals de “kartonnen tuin” van een jonge Nederlandse uitvinder die je kan ingraven om onvruchtbare grond tot weelderige moestuin om te toveren. In gebieden met extreme droogte sterven door de hitte vaak planten af. Felle regens spoelen de zaden vervolgens weg, waardoor de nutriënten mee verdwijnen en het ecosysteem zichzelf niet meer kan herstellen. De kartonnen honingraatstructuur gaat die erosie nu tegen, waardoor de verarmde grond weer vruchtbaar wordt. Doordat het volledig uit karton is gemaakt, is de “tuin” ook nog eens volledig bio-afbreekbaar⁶.

Voorts biedt de integratie van technologie in papier-en kartonproducten nieuwe, verrassende toepassingen die een grote verbetering betekenen voor zowel het milieu als de consument. Intelligente houders van papieren handdoekjes in openbare toiletten kunnen in realtime informatie doorgeven over hun status en voorraad. Daardoor kunnen de verantwoordelijken het papier op het juiste moment aanvullen en hebben bezoekers ook altijd schone handdoekjes én propere handen⁷.

In de eigen keuken informeren intelligente papieren of kartonnen verpakkingen de gebruiker over de versheid van producten. Op die manier helpen ze om voedselverspilling te beperken en dragen ze zelfs bij aan een langere en betere bewaring van producten⁸. Andere slimme verpakkingen geven dan weer aan of de inhoud ingrediënten bevat waar de consument allergisch voor is.

1. RetailDetail. (2019, 14 oktober). Carlsberg schenk je uit een papieren fles. Geraadpleegd op 20 mei 2020 van https://www.retaildetail.be/
2. Sporza. (2020, 9 januari). Olympische atleten slapen in Tokio op kartonnen bedden. Geraadpleegd op 20 mei 2020 van https://sporza.be/.
3. CEPI. (2015). The age of fiber. Brussel, België: CEPI.
4. Wang, Y., Kwok, H., Pan, W., Zhang, H., Leung, D.Y.C. Innovative paper-based Al-air batteries as a low-cost and green energy technology for the miniwatt market. Journal of Power Sources,414, 278-282. Doi: https://doi.org/ .Geraadpleegd op 20 mei 2020 van https://www.sciencedirect.com/.
5. CEPI. (2015). The age of fiber. Brussel, België: CEPI.
6. VPRO. (2019, 23 oktober). De toekomstbouwers: Thom Bindels. Geraadpleegd op 20 mei 2020 van https://www.vpro.nl/
7. CEPI. (2015). The age of fiber. Brussel, België: CEPI.
8. inDUfed. (2017). Glas en papier: koplopers van de circulaire economie. Brussel, België: Firmin François.

Papier blijft investeren in de toekomst

Naast alle knappe innovaties worden ook de bestaande papier- en kartonproducten verder geoptimaliseerd via ecodesign. Dat is gericht op een zo milieuvriendelijk mogelijk productontwerp. Recent hebben papier -en kartonproducenten onder meer lichtere papiersoorten ontwikkeld die geproduceerd kunnen worden met minder vezels, minder elektriciteit en minder water. Doordat ze minder wegen, heeft ook het transport een lagere impact op het milieu.

Een ander voorbeeld zijn de nieuwe en veiligere verpakkingen voor elektronica waarbij de delen om schokken te dempen net als de rest van de verpakking gemaakt zijn uit papier, in plaats van het traditionele kunststof of plastic. Daardoor is de verpakking ook makkelijker te recycleren¹. Je hebt ook water- en vetbestendig papier dat makkelijker gerecycleerd kan worden, maar voedingswaren even goed beschermt². En, tot slot, zijn er cementzakken die volledig bestaan uit papier. Ze hebben dus geen plastic laagje aan de binnenkant meer en verdwijnen meteen als je de zak in de cementmolen gooit³. Diversificatie, ontwikkeling van nieuwe producten en voortzetting van de inspanningen op het gebied van circulariteit en bio-economie zijn de sleutels en drijvende krachten achter de ontwikkeling van de papierketen in de toekomst.

1. CEPI. (2015). The age of fiber. Brussel, België: CEPI.
2. inDUfed. (2017). Glas en papier: koplopers van de circulaire economie. Brussel, België: Firmin François.
3. CEPI. (2015). The age of fiber. Brussel, België: CEPI.