Wie ökologisch ist der Digitaldruck?

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1 Wie ökologisch ist der Digitaldruck? PrintCongress 2012 Stuttgart, 9. Oktober 2012 Andreas Faul Wer ist die INGEDE? Führende europäische Betreiber von Deinkinganlagen gründeten im Jahr 1989 die Internationale Forschungsgemeinschaft Deinking-Technik Derzeit sind 35 Papierfabriken Mitglied der INGEDE. Sie setzten im Jahr 2012 mehr als 9 Mio. to Altpapier ein.

2 35 INGEDE-Mitglieder Cartiere Burgo Mantova Hainsberg Papier Holmen Paper AB Braviken Fuenlabrada (Madrid) International Paper Kwidzyn Kübler & Niethammer LEIPA Georg Leinfelder Schwedt Lenzing Papier Norske Skog Group Bruck Parenco Skogn Packages Ltd. Perlen Papier SCA Graphic Laakirchen SCA Hygiene Mainz-Kostheim Ortmann Steinbeis Papier Stora Enso Group Eilenburg Hylte Langerbrugge Maxau UPM Group Augsburg Chapelle Darblay Ettringen Hürth Kaipola Plattling Schongau Schwedt Shotton Steyrermühl Utzenstorf Papier Van Houtum Weig Karton WEPA Arnsberg-Müschede Der Begriff Ökologie Wortbedeutung: Haushaltslehre Eigentliche inhaltliche Bedeutung: Beziehungen von Lebewesen untereinander und mit der unbelebten Umwelt Heutzutage erweitert auf Umweltschutz, nachhaltiges Wirtschaften etc. Relevante Stichworte für (Digital-)Druck: Energie, Emissionen, Ressourcenschonung, Rezyklierbarkeit

3 Altpapier ist kein Müll sondern wertvoller Rohstoff Blaue Tonne: dpa / Spiegel Key figures for the European paper industry 95 million tonnes of paper and board 48,4 million tonnes of paper for recycling Utilisation rate: 51% Recovery rate: 70% Source: CEPI June 2012

4 Main areas of interest for recycling and deinking Pulp & paper industry: Recycling and deinking processes Publishers, printers & converters, ink & adhesive suppliers: Major influence on recyclability & deinkability Trade of paper for recycling: Good sorting into defined qualities of paper for recycling Municipalities and waste management: Proper collection system and handling of paper for recycling Tasks of the dry sorting of paper for recycling Removal of non-paper components Separation into different grades of paper for recycling Graphic grades (white grades) Packaging grades (brown grades) Optional: Mixed grades

5 Steps of the dry sorting process Separation of large board due to stiffness by spikes or coarse ballistic separators Removal of small paper pieces and non-paper components by fine ballistic separators Removal of residual small boards and non-paper components detection by optical and near infra-red (NIR) sensors removal by air-jets Manual quality inspection and additional sorting Steps of the dry sorting process Ballistic separators Delivery of paper for recycling from household collection Deinking grade Sensors and pneumatic separators Manual sorting

6 Principal process steps in a deinking plant Flotation Screening and cleaning Pulping The industrial deinking process Green: Essential process steps in flotation deinking plants Yellow: Existing in most deinking plants Brown: Common process design Orange: Options for higher qualities

7 The industrial deinking process Green: Essential process steps in flotation deinking plants Yellow: Existing in most deinking plants Brown: Common process design Orange: Options for higher qualities Flotation deinking

8 Basics of deinking 1 st : Detachment of ink from the fibers (during re-pulping of the paper for recycling) 2 nd : Removal of ink from the system mostly used: flotation in certain cases: washing Efficient flotation deinking needs a solid particle to be removed (will not work with dyes) a certain size range of the particles (ideally between 10 and 100 µm) hydrophobic particles the proper chemistry (deinking processes for newspapers and magazines use a detergent-like mix of chemical additives)

9 Printing Deinking Laboratory hand sheets from deinked pulp Offset Newspaper with too many dirt specks Waterbased Flexographic Newspaper Good Deinkable Offset Newspaper Digital News on UV Offset Preprint

10 Removal of printing ink Inlet Foam Accept Deinking facts The predominant raw material is mechanical pulp based old newspapers and old magazines The predominant technology for ink removal is flotation The typical deinking process is under alkaline conditions These statements are based on European figures and data of INGEDE members but also valid globally

11 Die Bewertung der Deinkbarkeit INGEDE-Methode 11: Simulation von Zerfaserung und Flotation Zielvorgabe Hohe Helligkeit Hohe optische Sauberkeit Kein Farbstich Hohe Druckfarbenentfernung Keine Verfärbung des Kreislaufwassers Bewertete Parameter Hellbezugswert Y des deinkten Faserstoffes Schmutzpunktflächen A 50 und A 250 des deinkten Faserstoffes Farbort a* des deinkten Faserstoffes Druckfarbenentfernung IE Filtratverdunkelung Y Überführung der Ergebnisse in ein Punktesystem Bewertung der Deinkbarkeit Simulation der beiden Kernprozesse Ablösung und Flotation mit Hilfe der INGEDE-Methode 11 Diese ergibt fünf Messparameter, die für die Beurteilung herangezogen werden Festlegung von Schwellen- und Zielwerten für jeden Messparameter Dafür wurden die Bedürfnisse der Verarbeiter von Haushaltssammelware zugrunde gelegt Umrechnung der Messergebnisse in Deinkbarkeitspunkte Erreichen oder Überschreiten der Zielwerte bedeutet volle Punktzahl Verfehlen mindestens eines Schwellenwertes führt zu Beurteilung nicht zum Deinking geeignet Die Summe der Einzelpunkte erlaubt eine Gesamtaussage zur Deinkbarkeit Für alle Druckprodukte gilt derzeit der gleiche Schwellenwert Ziele sind abhängig von der Kategorie des Druckprodukts

12 INGEDE-Methode 11 Bewertung der Deinkbarkeit Beurteilung der Testergebnisse Punktzahl Bewertung der Deinkbarkeit 71 bis 100 Punkte Gute Deinkbarkeit 51 bis 70 Punkte 0 bis 50 Punkte negativ (mindestens ein Schwellenwert verfehlt) Befriedigende Deinkbarkeit Ausreichende Deinkbarkeit Nicht zum Deinken geeignet* *Das Produkt kann ggf. ohne Deinking rezykliert werden

13 Deinkbarkeitspunkte gruppiert nach Druckverfahren Deinkingergebnisse Inkjet

14 Deinkingergebnisse Inkjet Lösungsansätze für Inkjet Kationische Oberfläche des Substrats Tinten, die nach dem Druck hydrophob bzw. hydrophobiert werden Nicht-wasserbasierende Tinten Andere Einflussparameter der Tintenrezeptur Noch viele offene Fragen AIF-Forschungsprojekt der Fogra Gemeinschaftsprojekt der DPDA und der INGEDE (in Vorbereitung)

15 Deinkingergebnisse Toner Deinkability Scores of toner prints

16 Zwischenfall mit Flüssigtoner (2010) Probleme mit Schmutzpunkten durch Flüssigtoner INDIGO, später HP INDIGO, hat über neun Jahre die schlechte Deinkbarkeit von Flüssigtoner abgestritten Zwischenfall in Deinkinganlage eines INGEDE- Mitglieds im Spätsommer 2010 Deinkinganlage: 2 Flotationen, 2 Disperger Anteil Flüssigtonerdrucke im Altpapier: max 3% Schmutzpunktfläche hochgerechnet auf 100% Flüssigtoner: ca mm²/m² (Hintergrundbild) Hochwertige Papierqualität Konsequenz: 140 Tonnen Ausschuss, finanzieller Schaden >

17 Konsequenzen daraus digi-com bot an, eine Empfehlung der INGEDE zur Handhabung von Flüssigtoner-Makulatur an Anwender zu verbreiten Empfehlung der INGEDE ( ): diese Makulatur zum Mischpapier zu geben und den Entsorger zusätzlich darauf hinzuweisen, dass es nicht für Deinking, sondern nur für den Einsatz in Papiersorten ohne Deinking (wie z. B. braune Wellpappenrohpapiere) geeignet ist. Es muss nämlich zusätzlich sichergestellt sein, dass dieses Mischpapier nicht über eine Sortieranlage geht, die daraus wiederum eine Deinkingsorte generiert. In letzter Zeit sind wieder Fälle aufgetreten, die auf Beimischung von HP Indigo in Multidruck hindeuten Wie ging es mit HP Indigo weiter? Anfang 2011 beginnt HP zu akzeptieren, dass Handlungsbedarf besteht Im Mai 2011 verkündet HP eine Zusammenarbeit mit Arjowiggins Greenfield November 2011: Erfolgreicher Betriebsversuch (in 3-Loop Deinkinganlage!) mit 5% INDIGO (veröffentlicht Ende Dezember 2011) HP und Arjowiggins berichteten am Deinking- Symposium ( Die 3 Loops waren notwendig ) Anmerkung: 3-Loop-Anlagen repräsentieren 1 bis 2 % der europäischen Deinkingkapazität

18 Neues vom Flüssigtoner HP Indigo Toner mit höherer Konsistenz keine bessere Deinkbarkeit zu erwarten Canon / Océ Flüssigtonermaschine in Poing vorgestellt konzipiert für Verpackungsdruck Ryobi (mit Miyakoshi; ab Mitte 2013) Xeikon (ab 2014; erste Muster aus Entwicklung waren gut deinkbar) Océ InfiniStream; Source Océ / WhatTheyThink Eine neue Herausforderung Der Bedarf an hochwertigen (hier: hochweißen) Altpapiermischungen für Deinking steigt weiße Recyclingpapiere, weiß gedeckter Karton oder Wellpappe, Hygienepapiere Die derzeitigen Kriterien der Deinkbarkeitsbewertung genügen für diese hohen Qualitätsanforderungen nicht! Beispiel: Ein Deinkbarkeitsbewertung höherwertiger Druckprodukte für echtes Recycling braucht deshalb strengere Kriterien (Überprüfung, sobald genügend belastbares Datenmaterial vorliegt)

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! INGEDE Internationale Forschungsgemeinschaft Deinking-Technik e. V. INGEDE Geschäftsstelle Gerokstr Bietigheim-Bissingen Deutschland Telefon Fax Öffentlichkeitsarbeit Oetztaler Str. 5 B München Deutschland Telefon Fax info@ingede.org