Ungebleichter Zellstoff besitzt eine graue bis bräunliche Farbe. Daher wurden bereits im 18. Jahrhundert erste Bleichverfahren unter Einsatz von Chlor entwickelt. Diese Chlorbleiche war über zwei Jahrhunderte vorherrschend, was zu einer starken Belastung der Abwässer durch organische Chlorverbindungen führte. Anfang der 1980er begann die Papierindustrie umweltfreundlichere, bis hin zu komplett chlorfreien Bleichverfahren einzusetzen: Die elementar chlorfreie (ECF) und die total chlorfreie (TCF) Zellstoffbleiche:
ECF (Elementary Chlorine Free)
Beim ECF-Bleichverfahren kommt kein Elementarchlor mehr zum Einsatz, sondern andere Chlorverbindungen wie zum Beispiel Chlordioxid oder Hypochlorid, welche weniger reaktiv sind als elementares Chlor. Die Menge an umweltschädlichen Chlorverbindungen bei der Papierbleiche kann dadurch stark reduziert werden, jedoch nicht vollständig. Der Grad der durch Chlorverbindungen verursachten Umweltbelastung wird im sogenannten AOX-Wert (Absorbierbare organische Halogene) gemessen. Dabei gilt:
Je höher der AOX-Wert im Abwasser, desto mehr Sauerstoff wird benötigt, um die Chlorverbindungen im Abwasser abzubauen.
Der AOX-Wert bildet gleichzeitig auch die Basis für die Einteilung von Papieren in chlorfrei oder chlorarm gebleichte Qualitäten. So gelten Papiere, bei deren Bleiche der AOX-Wert unter 30 Mikrogramm pro Kilogramm Wasser liegt, als chlorfrei gebleicht. Die Abwässer moderner ECF-Bleichverfahren weisen heute 50 Mikrogramm/Kilogramm Wasser auf. Grundsätzlich reduziert die ECF-Technologie die Menge an umweltschädlichen Verbindungen um bis zu 80 % und die Freisetzung von umweltschädlichen Dioxinen kann in modernen Produktionsanlagen zudem noch weiter gesenkt werden. Damit gelten die im ECF-Bleichverfahren gebleichten Papiere als wirtschaftlichste und umweltverträglichste Lösung in der EU.
TCF (Totally Chlorine Free)
Im TCF-Bleichverfahren werden zum Bleichen des Zellstoffs gar keine Chlorverbindungen mehr eingesetzt, sondern Sauerstoffverbindungen wie Ozon oder Wasserstoffperoxid. Dabei gibt es heute Produktionsmethoden, die den AOX-Wert der Umweltbelastung durch Dioxine bei der TCF-Bleiche unter der Nachweisbarkeitsgrenze halten. Da der Holzzellstoff des Papiers ( Link Ratgeber: Holzfreies Papier – wie wird es gemacht) im sauerstoffgebundenen TCF-Verfahren jedoch teilweise abgebaut wird, muss für die TCF gebleichte Papiere grundsätzlich mehr Zellstoff verwendet werden als für ECF gebleichte Papiere. Generell sind TCF gebleichte Papiere zudem nicht ganz so weiß wie die im ECF-Verfahren gebleichten Papiere und müssen aufgrund der Abbauprozesse beim Bleichen nachher noch besonders behandelt werden, um eine gute Papierstabilität zu erhalten. Aus diesen Gründen sind TCF gebleichte Papiere weniger verbreitet als ECF gebleichte Papiere, sodass ihr Marktanteil in der EU derzeit bei lediglich rund 5 % liegt.
PCF (Process Chlorine Free): Bleiche von Recyclingpapieren
Da bei Altpapieren, die zu Recyclingpapier wiederaufbereitet werden, nicht mehr nachvollzogen werden kann, in welchem Verfahren sie einst gebleicht worden sind, wurde für die Bleiche von Recyclingpapieren die Bezeichnung PCF (Process chlorine free) eingeführt. Dieses Siegel garantiert, dass die Bleiche des aus Altpapieren hergestellten Recyclingpapiers vollkommen ohne Chlor oder Chlorverbindungen erfolgt.