Forschende der EPFL haben neue Formulierungen für Thermopapier entwickelt, die ohne die bislang üblichen Entwickler Bisphenol A (BPA) und Bisphenol S (BPS) auskommen. Stattdessen kommen Chemikalien auf Holzbasis zum Einsatz, insbesondere Lignin in Kombination mit einem aus Pflanzenzucker gewonnenen Sensibilisator.
Thermopapier wird weltweit in grossen Mengen eingesetzt, etwa für Kassenbons, Versandetiketten, Fahrkarten oder medizinische Dokumente. Jahrzehntelang basierten die wärmeempfindlichen Beschichtungen auf Bisphenolen, die als hormonell wirksame Substanzen gelten und in Umweltproben sowie im menschlichen Körper nachgewiesen werden.
Lignin als chemische Schlüsselkomponente
Ein Forscherteam um Jeremy Luterbacher und Harm-Anton Klok konnte zeigen, dass aus Holz gewonnene Materialien die technischen Anforderungen an Thermopapier erfüllen können. «Wir haben Thermopapierformulierungen entwickelt – die häufig in Alltagsprodukten wie Kassenbelegen, Paketetiketten, Flugtickets usw. zu finden sind –, die aus pflanzlichen Molekülen hergestellt werden, die nur sehr geringe oder gar keine toxischen Signaturen aufweisen», sagt Luterbacher.
Die Forschenden nutzten Lignin, einen Hauptbestandteil von Holz, der bereits chemische Gruppen enthält, die als Farbentwickler wirken können. Durch eine gezielte Extraktionsmethode konnten helle, chemisch reine Ligninpolymere hergestellt werden, die sich für den Druck eignen.
Verbesserte Sicherheitsprofile
In Labortests zeigte die ligninbasierte Beschichtung eine deutlich geringere östrogenähnliche Aktivität als herkömmliches BPA-haltiges Thermopapier. Der eingesetzte Sensibilisator auf Zuckerbasis wies unter den getesteten Bedingungen kein östrogenes oder toxisches Profil auf.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sichere Thermopapierformulierungen direkt aus nicht essbarer Biomasse hergestellt werden können. Weitere Arbeiten sind notwendig, um Druckqualität und industrielle Skalierung zu optimieren.
Literatur
Tom Nelis, Manon Rolland, Claire L. Bourmaud, Etiënne L. M. Vermeirssen, Ghezae Tekleab, Harm-Anton Klok, Jeremy S. Luterbacher; "Sustainable thermal paper formulation using lignocellulosic biomass fractions"; Science Advances, Volume 12