www.ptspaper.de» NEUE WERKSTOFFE» VERPACKUNGEN» PRINTPRODUKTE» RESSOURCENEFFIZIENZ PTS-FORSCHUNGSBERICHT IK_MF_110029 RECYCLINGGERECHTE UND GESUNDHEITSVERTRÄGLICHE GESTALTUNG VON LACKIERTEN PAPIER- UND VERPACKUNGSPRODUKTEN ZUR GESI- CHERTEN ALTPAPIERNUTZUNG FÜR LEBENSMITTEL-KONTAKTPAPIERE
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 1 (18) Titel Recyclinggerechte und gesundheitsverträgliche Gestaltung von lackierten Papier- und Verpackungsprodukten zur gesicherten Altpapier-Nutzung für Lebensmittel-Kontaktpapiere R. Spörl Inhalt 1 Zusammenfassung... 2 2 Abstract... 3 3 Einleitung... 5 4 Versuchsdurchführung... 7 5 Marktrelevanz lackierter Druckerzeugnisse... 8 6 Charakterisierung der Rezyklierbarkeit... 9 7 Empfehlungen für recyclinggerechtes und gesundheitsverträgliches Produktdesign 16
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 2 (18) 1 Zusammenfassung Thema Recyclinggerechte und gesundheitsverträgliche Gestaltung von lackierten Papier- und Verpackungsprodukten zur gesicherten Altpapier-Nutzung für Lebensmittel-Kontaktpapiere. Ziel des Projektes Ziel des Forschungsprojektes war die Gestaltung von recyclingfähigen und umweltverträglichen Papier- und Verpackungsprodukten, um auch weiterhin den Altpapiereinsatz sicherzustellen. Es sollten Vorgaben für eine recyclinggerechte und umweltverträgliche Gestaltung von Papier- und Verpackungsprodukten unter besonderer Berücksichtigung der Lackierungen (UV-Lacke, Dispersionslacke, Öldrucklacke) erarbeitet werden. Ergebnisse Für die Untersuchungen wurden typische lackierte Produkte beschafft. Die Auswahl der lackierten Druckerzeugnisse erfolgte entsprechend einer durchgeführten Recherche hinsichtlich der Marktrelevanz. Die Methode zur Rezyklierbarkeitsbewertung von Papier- und Verpackungsprodukten wurde überarbeitet und Daten marktrelevanter Erzeugnisse systematisch erfasst. Zur Bewertung der lackierten Druckerzeugnisse wurde die Vorgehensweise zur Prüfung überarbeitet. Kriterien, die zur Bewertung herangezogen werden, wurden definiert und festgelegt. Die Bewertung kritischer Inhaltsstoffe erfolgte anhand der Angaben des Herstellers über die Zusammensetzung der Lacke. Daraus konnten Art und Anteil der Inhaltsstoffe ermittelt und eine gezielte Analysen durchgeführt werden. Als unerwünschte Inhaltstoffe konnten aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe aus Öldrucklacken und Benzophenone aus Photoinitiatoren von UV-Lacken erkannt werden. Die prüftechnische Bewertung zeigte, dass sich alle untersuchten lackierten Druckprodukte gut zerfasern lassen. Unterschiede traten in der Zerkleinerung auf. Eine Abtrennung der Lackkomponenten durch Sortierung konnte nicht erzielt werden. Die untersuchten Muster wiesen kein Störpotenzial hinsichtlich einer Klebrigkeit im Gutstoff aus. Eine bei Dispersionslacken bestehende Gefahr einer Anreicherung im Kreislaufwasser konnte ausgeschlossen werden. Alle Stoffe wiesen Schmutzpunkte auf. Auch durch Flotation ließen sich Dispersionslacke und UV-Lacke nur unzureichend austragen. Folge dieses unzureichenden Austrags der Lackierungen über die Prozessstufen der Altpapieraufbereitung ist der teilweise Verbleib dieser Inhaltsstoffe im Altpapierstoff. Vor allem bei UV-Lacken sind Verbesserungsmaßnahmen notwendig. Möglichkeiten dazu konnten aufgezeigt werden..
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 3 (18) Schlussfolgerungen Die im Rahmen des Projektes erarbeiteten Vorgaben für die recyclinggerechte und gesundheitsverträgliche Gestaltung von Papier- und Verpackungsprodukten vervollständigen die verfügbaren Methoden zu Bewertung der Rezyklierbarkeit. Das Bewertungsverfahren bietet die Möglichkeit, problematische Inhaltsstoffe zu erkennen und zu vermeiden. Aufgrund der Erkenntnisse aus diesem Projekt ist es möglich Empfehlungen für eine nachhaltige Produktgestaltung zu geben und so die kleinen und mittelständischen Unternehmen der Wertschöpfungskette zu unterstützen. Danksagung Die Ergebnisse wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens MF 110029 gewonnen, das im Programm zur "Förderung von Forschung und Entwicklung bei Wachstumsträgern in benachteiligten Regionen" mit finanziellen Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) über den Projektträger EuroNorm Gesellschaft für Qualitätssicherung und Technologie mbh aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert wurde. Dafür sei an dieser Stelle herzlich gedankt. Unser Dank gilt außerdem den beteiligten Firmen der Papier- und Zulieferindustrie für die Unterstützung der Arbeiten. 2 Abstract Theme Recycling-oriented and health-friendly design of varnished paper and packaging products for the secure use of recovered paper for food contact papers Project objective The aim of the project was the development of guidelines for the recyclable and environmentally friendly design of paper and packaging products, paying particular attention to varnishes (UV coatings, dispersion vanishes, oil based varnishes). Another goal is the establishment and expansion of recyclability assessment of paper and packaging products, taking into account critical substances.
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 4 (18) Results The results of the project showed that in addition to the varnishes also other recovered paper components can contribute to critical substances in recycled fiber pulps. To determine targeted unwanted components, it is therefore recommended to identify the composition of the varnishes specified by the manufacturer and estimate the entry set of critical substances. Information derived from it may be used for further analytical determination Recyclability tests of different varnished paper and packaging products showed good defibration as well as trouble-free sheet forming (sheet adhesion test). Differences were analysed regarding the fragmentation behaviour. There was no removal by screening due to the fragmentation. All pulps contained dirt specks that could not be completely removed by flotation. Dirt specks particle size distribution depends on type of varnish used. Especially UV varnishes result in a high proportion of large dirt specks. Result of the poor removal of varnishes by the process steps of recovered paper treatment processing is that the substances remain in the recycled pulp. Conclusions The research project followed the basic approach, to expand the method of recyclability assessment of paper and packaging products to critical substances. This led to a significant expansion of basic knowledge about the recyclable and healthy design of paper and packaging products. In this way, the sustainable design of paper and packaging products will be promoted in order to ensure manufacturers of food packaging existing markets Acknowledgement The research project MF 110029 was funded by the German Federal Ministry of Economic Affairs and Energy BMWi in the programme for the "Promotion of Research, Development and Innovation in disadvantaged areas" based on the decision of the German Parliament and carried out under the umbrella of Euro- Norm in Berlin. We would like to express our warm gratitude for this support. We would also like to express our thank to the involved companies for supporting project performance.
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 5 (18) 3 Einleitung Recyclingkreislauf Altpapier ist die wichtigste Rohstoffquelle der Papierindustrie, auch für Lebensmittelkontaktpapiere. An die erzeugten Papiere, Karton und Pappen auf Recyclingbasis für den Lebensmittelbereich werden besondere Anforderungen gestellt. Sie müssen ihre funktionellen Eigenschaften aufweisen und auch sicher für die Lebensmittel und Verbraucher sein. Nach der Produktion werden Papier und Karton entsprechend der Wertschöpfungskette veredelt, bedruckt und zu Produkten, wie beispielsweise Verpackungen, weiterverarbeitet. Im Zuge der einzelnen Schritte bis zum fertigen Endprodukt werden Beschichtungen, Kaschierungen, Imprägnierungen, Druckfarben, Lacke und Klebstoffe aufgebracht. Abbildung 1: Wertschöpfungskette, Stoffeintrag und produktbezogene Zielgrößen Abnehmer, Handel und Verbraucher stellen an Papier- und Kartonprodukte unterschiedlichste Anforderungen. Neben funktionellen Eigenschaften sind die Auswirkungen von Produkten auf Umwelt und Gesundheit ein wichtiges Kriterium. Eine umweltverträgliche Produktgestaltung beinhaltet eine Vermeidung kritischer Inhaltsstoffe und die Sicherstellung der Rezyklierbarkeit. Über Lackierungen können unerwünschte Inhaltsstoffe in das Altpapier gelangen und damit die Qualität des Altpapierstoffs beeinflussen. Eine recyclinggerechte Gestaltung von Papier / Kartonprodukten ist unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit und des Recyclingkreislaufs von großer Bedeutung.
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 6 (18) Rezyklierbarkeit von Papier- und Verpackungspro dukten Hinsichtlich der Deinkbarkeit unterschiedlicher Druckprodukte und des Fragmentierverhaltens von Klebstoffapplikationen liegen umfangreiche Daten vor [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Mit der im Rahmen des Projektes vorgenommenen systematischen Erfassung des Recyclingverhaltens von lackierten Produkten wurde diese Datenbasis um eine weitere Produktgruppe erweitert. Die erarbeiteten Erkenntnisse ermöglichen eine nachhaltige Gestaltung von Papier- und Verpackungsprodukten. Forschungsziel Ziel des Forschungsprojektes war die Gestaltung von recyclingfähigen und umweltverträglichen Papier- und Verpackungsprodukten, um auch weiterhin den Altpapiereinsatz sicherzustellen. Es sollten Vorgaben für eine recyclinggerechte und umweltverträgliche Gestaltung von Papier- und Verpackungsprodukten unter besonderer Berücksichtigung der Lackierungen (UV-Lacke, Dispersionslacke, Öldrucklacke) erarbeitet werden. Dazu musste die Methode zur Rezyklierbarkeitsbewertung von Papier- und Verpackungsprodukten überarbeitet und Daten marktrelevanter Erzeugnisse systematisch erfasst werden. Die gezielte Analyse und Prüfung von Papier- und Verpackungsprodukten entsprechend den zu definierenden Anforderungen und Kriterien ermöglicht Empfehlungen für die Gestaltung unkritischer lackierter Produkte. Dies ist Voraussetzung für ihre Wiederverwertbarkeit als Altpapier auch für die Erzeugung von Lebensmittelkontaktpapieren. Im Projekt sollten folgende Fragen beantwortet werden: Welche Kriterien und Prüfungen sollen zur Bewertung einer recyclinggerechten Gestaltung aufgenommen werden? Wie muss die vorhandene Bewertungsmethode verbessert werden? Welche Lackierungen sind als kritisch zu bewerten? Wie sieht eine recyclinggerechte Gestaltung von lackierten Papierprodukten aus?
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 7 (18) 4 Versuchsdurchführung Druckprodukte Die eingesetzten lackierten Druckmuster wurden von Verpackungsherstellern, Papierveredelungsbetrieben, Druckfarbenherstellern und Druckereien zur Verfügung gestellt. Zum Einsatz kamen lackierte Akzidenzdruckmuster und Verpackungsdruckmuster. Variiert wurden der Lacktyp, das Druckbild, der Lackauftrag und die flächenbezogene Masse des Papiers. Varianten: Lacktyp Ohne Lackierung Dispersionslack (Variation Glanzeffekt) UV-Lack Sonstige Lacke Druckbild Vollflächig bedruckt teilbedruckt Lackauftrag Druckmaschine Papier (flächenbezogene Masse) Lackiermaschine 135 g/m² 200 g/m² 250 g/m² > 300 g/m² Zusätzlich variiert wurden die Veredelungsverfahren: Offsetdruck ohne Lackierung Offsetdruck + Dispersionskalanderlack Offsetdruck + UV-Lack Offsetdruck + Primer (Dispersionslack) + UV-Lack Offsetdruck + Alukaschierung + UV-Lack Methoden Bewertung des Zerfaserungsverhaltens und der störungsfreien Blattbildung: PTS-Methode PTS-RH 021/97: Kennzeichnung der Rezyklierbarkeit von Packmitteln aus Papier, Karton und Pappe sowie von grafischen Druckerzeugnissen Bewertung der Druckfarbenentfernung: INGEDE-Methode 11: Bewertung der Rezyklierbarkeit von Druckerzeugnissen - Prüfung der Deinkbarkeit und Bewertung anhand der Deinkability Scorecard ERPC/005/09: Assessment of Printed Product Recyclability Deinkability Score
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 8 (18) 5 Marktrelevanz lackierter Druckerzeugnisse Materialauswahl Für die Untersuchungen wurden marktrelevante lackierte Erzeugnisse ausgewählt. Entsprechend der Marktsegmente wurden Faltschachtel- und Akzidenzdrucke ausgewählt. Der Schwerpunkt lag im Bogenoffsetdruck. Entsprechend der Markrelevanz handelte es sich bei den Lacktypen vorwiegend um Dispersions-Lacke und UV-Lacke. Von den lackierten Druckprodukten wurden die charakteristischen Kennwerte erfasst. Marktrelevanz lackierter Druckerzeugnisse Haupteinsatzgebiet der Lacke ist der Bogenoffset. Wässrige Dispersionslacke werden am häufigsten eingesetzt. UV-Lacksysteme hatten in den letzten Jahren die größten Zuwachsraten. Der Markt für Überdrucklacke teilt sich auf in ca. 65 % Dispersionslack und 25 % UV-Lack. Der Rest sind sonstige Lacksysteme (lösemittelhaltige Lacke und 2-Komponenten-Lacke). Im Bereich der Druckmaschinen für die Verpackungsindustrie liegt der Anteil an Druckmaschinen mit Lackwerken bei über 90 %. Der Anteil veredelter Produkte im Verhältnis zum gesamten Papierverbrauch für graphische Druckerzeugnisse entspricht weniger als 0,3 %. Abbildung 2: Marktrelevanz lackierter Druckerzeugnisse Lacktypen Dispersionslacke bieten heute die größte funktionelle Spezifizierungsbreite. Für den traditionellen Lackanspruch Hochglanz sind aber UV-Lacke die erste Wahl. Lösemittellacke und hier lediglich Zwei-Komponenten-Lacke werden nur noch im Flexo- und Tiefdruck eingesetzt. Obwohl Öldrucklacke heute vergilbungsfrei formuliert sind und somit für das vollflächige Überlackieren durchaus tauglich wären, wird in der Praxis relativ wenig davon Gebrauch gemacht, weil immer mehr Drucker auf das qualitativ höherwertige Inline-Dispersionslackieren setzen.
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 9 (18) 6 Charakterisierung der Rezyklierbarkeit Charakterisierung des Aufbereitungsverhaltens Die Bewertung eines möglichen Störpotenzials bei der Wiederverwendung in Altpapieraufbereitungsanlagen erfolgte für 2 Produktkategorien: Produkte für den Einsatz für Verpackungspapiere und Produkte für den Einsatz in Deinkinganlagen. Die Prüfungen umfassten das Zerfaserungsverhalten, das Potenzial zur Stickybildung (störungsfreie Blattbildung), das Störpotenzial möglicher Wasserinhaltsstoffe und die Eigenschaften des wiedergewonnenen Faserstoffes im Hinblick auf optische Inhomogenitäten. Für den Einsatz in Deinkinganlagen zur Erzeugung graphischer Papiere wurde zusätzlich der Austrag vorhandener Störstoffe mittels Flotation und die Eigenschaften des wiedergewonnenen Faserstoffes im Hinblick auf die optischen Eigenschaften (Hellbezugswert, Farbort und Schmutzpunkte) beurteilt. Rezyklierbarkeit lackierter Druckerzeugnisse Anhand der prüftechnischen Bewertung wurde ermittelt, dass sich alle untersuchten lackierten Druckprodukte gut zerfasern lassen. Unterschiede traten in der Zerkleinerung der Lackpartikel auf. Aufgrund der Zerkleinerung konnte keine Abtrennung durch Sortierung erzielt werden. Die Druckprodukte wiesen keine klebenden Stellen im Gutstoff aus. Eine bei Dispersionslacken aufgrund der Redispergierbarkeit bestehende Gefahr einer Anreicherung im Wasser konnte ausgeschlossen werden. Alle Stoffe wiesen Schmutzpunkte auf, die nicht vollständig durch Flotation abtrennbar waren. Beispiel für das Aufbereitungsverhalten Abbildung 3: Beispiele für das Aufbereitungs-Verhalten von Lackierungen bei Einsatz für Verpackungspapiere bei Variation von Lacktyp
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 10 (18) Störpotenzial von Wasserinhaltsstoffen Zur Bewertung des Störpotenzials von Wasserinhaltsstoffen wurden zusätzlich Untersuchungen nach INGEDE Methode 6 durchgeführt. Das sehr niedrige Fällprodukt der untersuchten Muster zeigt, dass kein Störpotenzial durch potenziell klebende Stoffe vorhanden ist. Die ermittelten Werte lagen im Bereich der unlackierten Druckmuster. Abbildung 4: Beispiele für das Fällprodukt von Lackierungen bei Variation von Lacktyp und Papier
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 11 (18) Einflüsse der Rohstoffe auf das optische Erscheinungsbild Wie die nachfolgende Abbildung zeigt, ist die Schmutzpunktefläche und die Zerkleinerung der Druckfarbenteilchen abhängig von folgenden Faktoren: Druckfarbenpartikelgrößenverteilung in Abhängigkeit vom Lacktyp Hoher Anteil optisch störenden Schmutzpunkte (>250 µm) bei UV- Lackierung Druckfarbenpartikelgrößenverteilung in Abhängigkeit vom Papier bei gleichem Druckbild Höherer Anteil optisch störenden Schmutzpunkte (>250 µm) bei niedrigerer flächenbezogenen Masse des Papiers -> Verhältnis Druckfarbe zu Papier höher Abhängigkeit der Schmutzpunktfläche vom Druckbild (Druckfarbenmenge) Höher bei vollflächiger Bedruckung. Abbildung 5: Einflussgrößen lackierter Druckmuster auf die Schmutzpunktfläche und deren Größenverteilung
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 12 (18) Einfluss der Lackierung auf das optische Erscheinungsbild Anhand nachfolgend dargestellter Beispiele wird deutlich, dass in Gegenwart von Dispersionslacken im Vergleich zur den unlackierten Druckmustern die Schmutzpunktfläche nur geringfügig erhöht wird, eine UV-Lackierung aber einen hohen Anteil an großen Schmutzpunkten verursacht. Abbildung 6: Schmutzpunktfläche und deren Größenverteilung für ausgewählte Beispiele No = unlackiert DL = Dispersionslack UV = UV-lack Bewertung der Deinkbarkeit Die Prüfung der Deinkbarkeit erfolgte nach INGEDE-Methode 11: Bewertung der Rezyklierbarkeit von Druckerzeugnissen - Prüfung der Deinkbarkeit und die Bewertung anhand der Deinkability Scorecard ERPC/005/09: Assessment of Printed Product Recyclability Deinkability Score. Damit wird bewertet, ob aus dem Druckerzeugnis in Altpapieraufbereitungsanlagen die Druckfarben entfernt werden können. Die zur Bewertung der Deinkbarkeit zugrunde gelegten Parameter sind die Qualitätsparameter Hellbezugswert Y, Schmutzpunktfläche A und Farbmaßzahl a* im deinkten Stoff sowie die Prozessparameter Ink Elimination IE und Filtratverdunklung ΔY. Die Ergebnisse der fünf Parameter werden mittels Schwell- und Zielwerten mit Punkten bewertet [ERPC/005/09: Assessment of Printed Product Recyclability Deinkabilty Score]. Die Summe der Einzelpunkte erlaubt eine Gesamtaussage zur Deinkbarkeit. Verfehlen mindestens eines Schwellenwertes führt zur Beurteilung Nicht zum Deinking geeignet.
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 13 (18) Ergebnisse der Deinkbarkeitsuntersuchungen Die mit Dispersionslack und UV-Lack veredelten Druckmuster wiesen negative Deinkbarkeitspunkte für mindestens einen Deinkability Score auf und werden daher als Nicht zum Deinken geeignet eingestuft. Bei Dispersions- und UV- Lack findet ein unzureichender Austrag von Druckfarben > 50 µm statt. Der Anteil großer Schmutzpunkte ist bei UV-Lack sehr hoch. Abbildung 7: Ergebnisse der Deinkbarkeitsbewertung für ausgewählte Beispiele Beispiel für die Deinkbarkeit Die Schmutzpunktfläche ist bei Dispersionslacken und UV-Lacken ein kritischer Parameter. Vor allem bei hohem Druckfarbenanteil werden die Druckfarben unzureichend fragmentiert und der Druckfarbenaustrag daher verschlechtert. Abbildung 8: Beispiel für den Einfluss des Lacktyp auf das optische Erscheinungsbild vor und nach der Flotation
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 14 (18) Größenverteilung der Schmutzpunktfläche deinkter Stoffe Ein Vergleich der Größenverteilung der Schutzpunktfläche deinkter Stoffe in Abhängigkeit von der Art der Lackierung verdeutlichte, dass vor allem UV-Lacke zu einer erheblichen Beeinträchtigung durch sichtbare Schmutzpunkte führten. Abbildung 9: Schmutzpunktfläche und Größenverteilung lackierter Druckmuster nach der Flotation (Mittelwerte aller untersuchten Muster)
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 15 (18) Unerwünschte Inhaltsstoffe Über das Altpapier können unerwünschte Inhaltstoffe aus Druckfarben und Lacken in den Altpapierstoff gelangen. Dabei handelt es sich vor allem um aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe von Mineralölen aus Öldrucklacken und Benzophenone und seine Analogen aus Photoinitiatoren von UV- Lacken. Die Ergebnisse des Projektes zeigen, dass neben den Lackierungen auch diese Druckfarbenbestandteile zur Belastung beitragen können. Um zielgerichtet unerwünschte Bestandteile ermitteln zu können, wird daher empfohlen, bei der Bewertung Angaben des Herstellers über die Zusammensetzung von Lackierungen zu erfassen und die Eintragsmenge kritischer Inhaltsstoffe abzuschätzen. Daraus abgeleitet können Informationen zur weiteren analytischen Bestimmung vorgenommen werden. Von Öldrucklacken wird heute in der Praxis relativ wenig Gebrauch gemacht, so dass die Hauptursache auf Offsetdruckfarben zurückzuführen ist. Dispersionslacke enthalten Styrol-Acrylate und Harze. Wässrige Lacke weisen normalerweise keine migrationsfähigen Bestandteile auf. In UV-Lackierungen können die Photoinitiatoren Benzophenon, 2,2-Dimethoxy-2- phenylacetophenon (Photocure 51), 1-Hydroxy-cyclohexylphenylketon und Phenylbenzophenon enthalten sein. Der Anteil an Photoinitiatoren ist nach Aushärtung < 1. Die maximal enthaltenen Konzentrationen betragen bei Druckprodukten mit niedriger flächenbezogenen Masse des Papiers 100 mg/kg und bei dünnem lackierten Karton 50 mg/kg. Dies stimmt auch mit Untersuchungsergebnissen von Rohstoffproben überein, wo vereinzelt Photoinitiatoren in Konzentrationen von maximal 60 mg/kg bestimmt wurden. In Anwesenheit dieser Substanzen müssen Migrationsprüfungen durchgeführt werden, um einen Übergang auf Lebensmittel zu bewerten und auszuschließen. Zusammenfassung Als rezyklierbar eingestuft wurden 30 % der untersuchten Dispersionslacke und 50 % der sonstigen Lacke. UV-Lacke wurden als wegen optischer Inhomogenitäten bedingt rezyklierbar bewertet. Bei den rezyklierbar bewerteten Lacksystemen handelte es sich um Praxismuster, die die Anforderungen an die Produkteigenschaften erfüllten. Im Hinblick auf die Deinkbarkeit wurde 30 % der Drucke mit Dispersionslack und nur 10 % der Drucke mit UV-Lack als gut deinkbar eingestuft. Die als deinkbar eingestuften Druckmuster wiesen keine Unterschiede in den Produkteigenschaften auf.
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 16 (18) 7 Empfehlungen für recyclinggerechtes und gesundheitsverträgliches Produktdesign Problembereiche bei Lackierungen Produkte mit Lackierungen lassen sich gut zerfasern und weisen kein Störpotenzial hinsichtlich einer Klebrigkeit auf. Problematisch sind Schmutzpunkte, die das optische Erscheinungsbild und auch die Deinkbarkeit negativ beeinträchtigen. Die Unterschiede im optischen Erscheinungsbild werden von der Zerkleinerung der Druckfarbenteilchen hervorgerufen. Die Größenverteilung der Druckfarbenpartikel ist abhängig vom o Lacktyp: hoher Anteil optisch störenden Schmutzpunkte (>250 µm) bei UV-Lackierung o Papier bei gleichem Druckbild: höherer Anteil optisch störenden Schmutzpunkte (>250 µm) bei niedrigerer flächenbezogenen Masse des Papiers (Verhältnis Druckfarbe zu Papier höher) o Druckbild (Druckfarbenmenge): höher bei vollflächiger Bedruckung.
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 17 (18) Empfehlungen Vor allem bei UV-Lacken sind Verbesserungsmaßnahmen notwendig. Die im Rahmen des Projektes erzielten Ergebnisse zeigen, dass durchaus Möglichkeiten bestehen, die Belastung durch Schmutzpunkte zu reduzieren. Empfohlen wird Veredlung mit Dispersionskalanderlack o Die Untersuchungen zeigten, dass bei dieser Art der Lackierung die Schmutzpunktbelastung vergleichbar zu den unlackierten Mustern war. Eine Beeinträchtigung des optischen Erscheinungsbildes war nicht gegeben. Alukaschierung bei UV-Lacken o Untersuchungen entsprechender Produkte zeigten, dass die Aluminiumschicht nur wenig zerkleinert wird und in den Sortieraggregaten gemeinsam mit der Druckfarben / Lack-Schicht abgetrennt wird. Eine Beeinträchtigung durch Schmutzpunkte tritt nicht ein. Einsatz eines Primers (Dispersionslack) bei UV-Lacken o Die Untersuchungen zeigten, dass bei Einsatz eines Primers eine deutlich bessere Fragmentierung der Schmutzpunkte erzielt und dadurch ein verbesserter Druckfarbenaustrag ermöglicht wird. Einsatz geeigneter Druckfarben, die die starke Vernetzung des UV- Lackes verringern, wie Hybridfarben oder UV-Farben o Die speziellen Offsetdruckfarben enthalten einen Fotoinitiator und werden nach Auftrag des UV-Lackes gehärtet. Dadurch wird die starke Vernetzung des UV-Films verringert und somit die Fragmentierung des Druckfarbenlackfilms verbessert. o UV-Farben enthalten ebenfalls reaktive Bestandteile, die zu Quervernetzungen führen (interchain transfer) und damit die starke Vernetzung des UV-Film verringern. Optimierung des Druckfarbenanteils, z.b. bei vollflächiger Bedruckung Einsatz von Papieren mit höherer flächenbezogenen Masse Ansprechpartner für weitere Informationen: Dr. Rainer Spörl Tel. 03529 / 551-642/467 rainer.spoerl@ptspaper.de Papiertechnische Stiftung PTS Pirnaer Straße 37 01809 Heidenau Tel. 03529 / 551-60 Fax 03529 / 551-899 e-mail: info@ptspaper.de www.ptspaper.de
R. Spörl: Kritische Stoffe AP-Kreislauf / Lackierungen 18 (18) Literaturverzeichnis 1 Ackermann C. Die Bewertung der Rezyklierbarkeit von grafischen Druckerzeugnissen Wochenblatt für Papierfabrikation 130;2002;13;(908-919) 2 Ackermann Ch.;Putz H.-J.;Goettsching L. Druckerzeugnisse auf dem Pruefstand prozesssimulierte Charakterisierung der Rezyklierbarkeit Internationale Papierwirtschaft -; 2001; 3; (48-53) 3 A. Faul, H.-J. Putz Europäische Bestandsaufnahme der Deinkbarkeit von Druckprodukten Wochenblatt für Papierfabrikation 136; 595(2008); Nr. 11-12 4 A.-J. Putz u. A. Faul Scoring Deinkbabilty Progress in Paper recycling, Bd 18 (2008) 2, S17 5 H.-J. Putz, S. Schabel, A. Faul The Sticky Potential of Adhesive Applications from Printed Products Pulp&Paper Canada, Bd. 110 (2009), 7, S. T126 6 D. Voß,l G. Hirsch, H.-J. Putz, S. Schabel u. A. Faul New Attempt to Complete Recyclability Criteria for Printed Products 9 th Research Forum on Recycling (2010) S1.1
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