Holz wird mechanisch oder chemisch in seine Pflanzenfasern zerlegt. Anschließend wird das pflanzliche Material mit reichlich Wasser vermengt. So entsteht ein Brei, den Experten simpel als „Stoff“ oder „Zeug“ bezeichnen. Das Ganze wird wieder auf einem Sieb entwässert. So entsteht ein Blatt Papier – ein auf den ersten Blick wenig aufregendes Material, das zum Beschreiben oder Bedrucken gedacht ist. Es soll Informationen mehr oder weniger lange bereithalten. Doch tatsächlich gibt es heute mehr als 3.000 verschiedene Sorten, deren Produktion extrem aufwendig ist. Seit seiner Erfindung vor etwa 2.000 Jahren ist Papier heute längst nicht mehr nur Trägermedium, sondern erfüllt selbst zahlreiche Funktionen. Es kann Informationen besonders präzise wiedergeben oder die Echtheit von Informationen durch spezielle Sicherheitsmerkmale beglaubigen. Zudem kann es durch Temperatur-, Feuchtigkeits- und Lichtbeständigkeit sowie durch Reißfestigkeit besonders langlebig sein. Moderne Sorten haben Eigenschaften, als hätten sie die Forschungsabteilung eines Hightech-Unternehmens entwickelt.

Papier ist konkurrenzlos

Papier ist trotz voranschreitender Digitalisierung weiterhin der Informationsträger schlechthin. Neben Uhr und Computer bestimmt kaum eine andere Erfindung den Arbeitsalltag der Moderne so sehr wie dieses Material. Die Vision vom „papierlosen Büro“ geistert seit über 30 Jahren durch die Öffentlichkeit – von ihrer Umsetzung sind wir entfernter denn je. Und dies, obwohl es mittlerweile zahlreiche Lösungen namhafter Software-Anbieter gibt, die dabei helfen, Arbeitsabläufe zu vereinfachen, effizienter zu gestalten und Medienbrüche zu vermeiden. Dank PDF und digitaler Signatur könnten Abstimmungsprozesse innerhalb von Unternehmen, zwischen verschiedenen Abteilungen oder Projektpartnern mittlerweile rein elektronisch ablaufen. Und dennoch – die in Unternehmen, Verwaltungen und privaten Haushalten benötigte Papiermenge steigt konstant.

Der Pro-Kopf-Papierverbrauch in Deutschland hat sich in den letzten 55 Jahren versiebenfacht. Mit rund 255Kilogramm – etwa 100 Packungen Druckerpapier – haben wir Deutschen pro Kopf im vergangenen Jahr mehr Papier verbraucht als Lateinamerika und Afrika zusammen. Diese Zahl ist auch ein Zeichen unseres Wohlstandes. Aber Hand aufs Herz: Können Sie sich ein „papierloses Leben“ vorstellen? Das Ticket für die U-Bahn, die Tageszeitung für die Fahrt ins Büro, der 5-Euro-Schein für den großen Kaffee mit Milch, Post-Its und Druckerpapier, Briefpapier für die Korrespondenz mit den Geschäftspartnern oder die gute alte Visitenkarte. Ohne die auf Papier aufgebrachten Informationen sähe unser Alltag entschieden anders aus.

Zeig, was in dir steckt!

Es sind nicht nur die Informationen auf dem Papier, die uns täglich begleiten. Auch das Papier selbst kann heute Botschaften übermitteln. Papiere mit Hightech-Funktionen kommen heutzutage beispielsweise in der Lebensmittelindustrie zum Einsatz: Fast alle Nahrungsmittel, die im Supermarkt erhältlich sind, müssen zum Schutz der Verbraucher mit einem Mindesthaltbarkeitsdatum gekennzeichnet sein. Doch wenn Lager- und Transportvorschriften versagen, ist das Verfallsdatum kein zuverlässiger Indikator für die Frische von Lebensmitteln. Auf das Papier aufgebrachte RFID-Leiterbahnen bieten ein Vielfaches an Informationen über Inhalt oder Transportweg einer Verpackung. Deutlich günstiger, aber nicht minder Hightech-gemäß sind System-Etiketten aus Papier mit einer speziellen Farbe, die ebenfalls zusätzliche Funktionen übernehmen.

Die für unterschiedliche Nahrungsmittel und Getränke konzipierten Indikatoren erfassen präzise die Frische des Produktes. Sie sind in Zeiten von Gammelfleischskandalen ein wirksames Alarmsignal, da sie sich bei Unterbrechung der Kühlkette und daraus resultierender Temperaturschwankung verfärben. Je nach Zustand zeigen sie die „Farben“ von „frisch“ über „noch zum Verzehr geeignet“ bis „nicht mehr verzehrbar“ an. In Zukunft könnten diese Indikatoren auch für die Kennzeichnung in der medizinischen Industrie, beispielsweise für Arzneimittel, Blutkonserven und Impfstoffe, eingesetzt werden.

Ein halbes Leben lang

Doch nicht nur die zuverlässige Dokumentation der Haltbarkeit und Qualität von Arzneimitteln ist im medizinischen Bereich eine Herausforderung. In der Medizin werden in den verschiedensten Untersuchungen wertvolle Patientendaten gewonnen, die zu Dokumentationszwecken zum Teil über Jahre in der Patientenakte aufbewahrt werden und daher lesbar bleiben müssen. Hier kommen spezielle Thermopapiere zum Einsatz, auf denen das Schriftbild lichtbeständig ist und ohne zu verblassen erhalten bleibt. Bei Thermopapieren wird die Farbe nicht aufgedruckt. Stattdessen sind Farbbildner und Farbentwickler als funktionale Bestandteile auf der Druckseite integriert. Unter Wärmeeinwirkung wird ein physikalischer Schmelzvorgang erzeugt, durch den sich die haltbare Schrift entwickelt. So bleiben die Daten bis zu 25 Jahre lesbar. In der Notfallmedizin ist absolute Präzision gefragt, denn die schnelle Verfügbarkeit von Informationen über den Zustand eines Patienten und seine Krankengeschichte kann über Leben und Tod entscheiden. Die exakte Aufzeichnung der Ergebnisse aus EKGs und Ultraschalluntersuchungen ist daher unerlässlich. Spezialpapiere, die hier eingesetzt werden, eignen sich für besonders schnelle Drucker und zeigen ein einwandfreies Druckkopfverhalten sowie exzellente Druckergebnisse. So werden dank der richtigen Papiersorte die kostbaren Daten zuverlässig aufgezeichnet und wiedergegeben.

New York, Rio, Tokio

Auch auf Reisen kommt Hightech zum Einsatz – selbst wenn es dabei weniger um Präzision als vielmehr um Widerstandsfähigkeit geht. Ob Kofferoder Reisetasche, abhandengekommenes Gepäck ist ein Ärgernis, wenn um liebgewonnene Mitbringsel oder um den Prototyp samt Bauanleitung gezittert werden muss. Um Gepäckverluste zu verhindern, setzen Fluggesellschaften daher auf zuverlässige und extrem haltbare Gepäckanhänger aus Thermopapier. Auf diese wird direkt am Check-in-Schalter ein Barcode aufgedruckt, der sämtliche Passagierdaten enthält. Das funktioniert kostengünstig, jedoch vor allem einfach und schnell, weshalb sich elektronische Speicherchips bisher nicht behaupten konnten. Die robusten Etiketten trotzen Hitze, Kälte und Feuchtigkeit auf den Rollfeldern der Welt und bleiben auch bei noch so unsensibler Behandlung am Koffer kleben. Sie identifizieren zuverlässig das Gepäckstück, den dazugehörigen Reisenden und den Bestimmungsort. Nur ein Koffer von 10.000 verloren gegangenen verschwindet für immer, die meisten können innerhalb der nächsten 24 Stunden mittels dieses Etiketts identifiziert und an ihren Bestimmungsort gebracht werden. Auch Eintrittskarten für Veranstaltungen, Flugtickets und Fahrkarten, die in der Bahn gekauft werden, sind auf Thermopapier gedruckt. Sie müssen nicht nur haltbar, sondern vor allem fälschungssicher sein. Dazu werden Sicherheitsmerkmale mitunter direkt in die Struktur des Papiers eingebracht. Dies sind beispielsweise Melierfasern, die unter ultraviolettem Licht leuchten. Bei sogenannten Scratch-Tickets, die als Konzertkarten verwendet werden, ist zusätzlich zur Perforation ein Farbstoff im Papier integriert. Der Abschnitt der Eintrittskarte verfärbt sich beim Entwerten und bestätigt die Echtheit des Dokuments.

Von wegen Wegwerfgesellschaft

Nicht immer kommt es darauf an, Informationen über Jahre aufzubewahren oder spezifische Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Papier wird in jedem Büro vor allem in seiner simpelsten Form – beispielsweise als Kopier- und Druckerpapier – benötigt. Viele Dokumente wie E-Mails oder Korrekturabzüge werden im Arbeitsalltag häufig nur für einen sehr kurzen Gebrauch ausgedruckt und danach nicht mehr benötigt. Zum Wohle der Umwelt hat sich mittlerweile in Deutschland die Wiederverwertung des Rohstoffs Papier durchgesetzt: Mit einer Altpapiereinsatzquote von 67 Prozent ist die deutsche Papierindustrie Weltmeister. Dabei wird nicht nur der Rohstoff mehrfach verwendet, auch benötigt man dafür weniger Energie und Wasser. Ohne frische Fasern funktioniert der Kreislauf jedoch nicht, denn nach sechs bis sieben Durchläufen verbinden sich die Papierfasern nicht mehr. Es gibt aber auch Innovationen, die eine neue Art des Recyclings ermöglichen: Die Forschungsabteilung eines Druckerpapierherstellers hat ein Spezialpapier mit besonderen Eigenschaften entwickelt, das sich mehrfach bedrucken lässt. Das „Erasable Paper“ ist mit einer speziellen Beschichtung versehen, die unter Einfluss von Licht und Wärme ihre Konsistenz verändert und die aufgedruckten Buchstaben im Laufe des Tages verblassen lässt. Nach maximal 24 Stunden ist es bereits wieder verwendbar. Die Forscher haben auch den Prototypen des passenden Druckers entwickelt, der das lichtempfindliche Papier beschreiben kann. Damit setzt der Recyclingprozess schon direkt im Büro an.

Mehr Papier aus dem gleichen Baum

Holz ist kostbar – nicht zuletzt für die Umwelt. Deshalb baut die Papierindustrie schon lange Holz gezielt für die Papierproduktion an. Doch das ist nicht alles. Darüber hinaus bemüht sich die Branche nachdrücklich, die Herstellungsverfahren zu optimieren und den nachwachsenden Rohstoff noch effizienter einzusetzen. So kann aus einem Baum heute doppelt so viel Papier hergestellt werden wie mit traditionellen Verfahren. Zudem bedarf es für die Herstellung der neuen Sorte in einer mit erneuerbaren Energien betriebenen Anlage weit weniger Chemikalien und Wasser als früher. Der gesamte Prozess soll so die Treibhausgasemissionen um rund 75 Prozent im Vergleich zu traditionellen Abläufen reduzieren.

Das „Superpapier“ der Zukunft?!

Aber es sind für die Zukunft auch noch andere Modelle denkbar. Ein „Superpapier“, das sowohl wiederverwendbar als auch durch Feuerfestigkeit nahezu unzerstörbar ist und zugleich nicht aus Holzfasern besteht, wäre an Hightech-Funktionalität kaum zu überbieten. Das Beste daran ist: Diese Vision ist schon Realität. Denn der amerikanische Forscher Ryan Tian und seine Kollegen haben ein Papier entwickelt, das nicht aus pflanzlicher Zellulose besteht. Ausgangsstoff ist stattdessen das mineralische Pigment Titandioxid. Dies ist ungiftig, preiswert und kommt schon heute beispielsweise in Sonnencremes, als weißes Farbpigment in Lacken oder als Lebensmittelzusatzstoff zum Einsatz. Daraus können weiße Fasern gewonnen werden, die in jede Form – ob DIN A4 oder Notizzettel – gepresst und wie profanes Drucker- und Kopierpapier eingesetzt werden können. Und das Recycelnfunktioniert so einfach wie bei Papier aus pflanzlichem Rohstoff.