Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Projektes war die Entwicklung Umwelt entlastender Flexodruckfarben mit Farb\u00fcbertragungs- und Kaschierprozessen f\u00fcr hochwertige Verpackungen. In der Druckfarbenindustrie werden in \u00fcberwiegendem Ma\u00dfe Druckfarben mit organischen L\u00f6semitteln hergestellt und nach verschiedenen Verfahren in den Druckereien eingesetzt. Bei einer Gesamtproduktion von \u00fcber 420.000 Tonnen Druckfarben bei deutschen Druckfarbenherstellern im Jahre 2002 mit einem Wert von \u00fcber 1,4 Milliarden Euro entfielen ca. 30.000 Tonnen auf den Flexodruck. Der Anteil der Farben mit organischen L\u00f6semitteln war hierbei erheblich h\u00f6her als der der wasserbasierten Farben. Die aus Umweltschutzgr\u00fcnden w\u00fcnschenswerte Reduzierung oder der Ersatz organischer L\u00f6semittel durch Wasser st\u00f6\u00dft bisher an technische Grenzen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenWegen der Unzul\u00e4nglichkeiten beim gegebenen Stand der Technik sollten im vorliegenden Projekt schrittweise die Feststoffanteile in wasserbasierten Druckfarben erh\u00f6ht werden, um die bisher \u00fcblichen L\u00f6semittelanteile von ca. 65 % in den Farben nach M\u00f6glichkeit in etwa zu halbieren. Die wesentlichen Herausforderungen bei der L\u00f6sung der Aufgabenstellungen lagen in der Zielgruppe der hochwertigen Verpackungen f\u00fcr die Anwendungen der angestrebten neuen Produkte. Die Substratmaterialien waren Folien aus Polyethylen (PE), Polyamid (PA), Polypropylen (PP) und Polyester (PET). Diese Folien werden bei unterschiedlichen Verpackungstypen in unterschiedlichen Kombinationen, auch mit Aluminiumfolien und Papierbahnen, kaschiert. W\u00e4hrend im Sch\u00f6ndruck die Druckfarben auf die Oberfl\u00e4che der Folien aufgetragen werden, sind im sog. Konterdruck Farbgebungen im Kaschierungsbereich gegeben, wo dementsprechend Klebstoffe und Farben miteinander in Ber\u00fchrung kommen. Aus diesem Grunde ergab sich als eigenes Untersuchungsfeld der Projektarbeiten die Auswahl geeigneter Klebstoffe in Abstimmung mit den neu zu entwickelnden Farben. Da neben den Farben die Farb\u00fcbertragungssysteme f\u00fcr die Qualit\u00e4t der Druckerzeugnisse ma\u00dfgeblich sind, lag ein weiterer Schwerpunkt der FuE-Aktivit\u00e4ten in die-sem Bereich. Die Farb\u00fcbertragungssysteme sind als wichtige Komponenten der im Flexodruck zu Anwendung kommenden Maschinentechnik f\u00fcr die erreichbaren Qualit\u00e4ten und f\u00fcr die Wirtschaftlichkeit von ausschlaggebender Bedeutung. Die Entwicklungen der Farbrezepturen wurden mit den analytischen M\u00f6glichkeiten des Institutspartners wissenschaftlich begleitet. Gleiches gilt f\u00fcr die Untersuchungen zur Kaschierung bedruckter Folien mit unterschiedlichen Klebstoffsystemen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Erstmals konnten wasserbasierte Druckfarben entwickelt werden, die auf den unterschiedlichsten nicht saugenden Substraten haften. Dabei konnte komplett auf den Einsatz von L\u00f6semitteln verzichtet werden, die heute noch in jeder konventionellen wasserbasierten Farbe f\u00fcr nicht saugende Bedruckstoffe zu finden sind.
\nEntgegen den Ergebnissen der ersten Versuche auf der Soloflex-Druckmaschine am IOM l\u00e4sst sich die im Projekt entwickelte Druckfarbe auf aktuellen Druckmaschinen ohne Erweiterung der Trocknungskapazit\u00e4ten mit praxisgerechten Druckgeschwindigkeiten verarbeiten. Bei ausschlie\u00dflich f\u00fcr die Verarbeitung von l\u00f6semittelhaltigen Farben ausgelegten Druckmaschinen k\u00f6nnte jedoch unter Umst\u00e4nden eine Erh\u00f6hung der Trocknungskapazit\u00e4ten notwendig werden. Dies bezieht sich insbesondere auf eine Erh\u00f6hung der Luftmenge. Eine Behandlung der Abluft entf\u00e4llt jedoch komplett.
\nFarbreste und Waschw\u00e4sser k\u00f6nnen mit \u00fcblichen Abwasserbehandlungsanlagen gereinigt werden. Eine Sonderbehandlung von Farbabf\u00e4llen und Waschl\u00f6semitteln kann somit entfallen. Im Umgang mit den Druckfarben sind nat\u00fcrlich die bei der Verwendung von Chemikalien \u00fcblichen Vorsichtsma\u00dfnahmen zu ber\u00fccksichtigen. Die Farben sind jedoch kennzeichnungsfrei. Das durch L\u00f6semittel verursachte Gefahren- und Gesundheitssch\u00e4digungspotenzial entf\u00e4llt.
\nDer Feststoffgehalt der Farbe konnte im Vergleich zu l\u00f6semittelbasierten Druckfarben etwa verdoppelt werden. Zur Trocknung ist noch eine h\u00f6here Energiemenge als bei l\u00f6semittelbasierten Farben notwendig. Moderne Abluftanlagen besitzen jedoch hochwirksame W\u00e4rmer\u00fcckgewinnungseinheiten, durch die dieser Nachteil zum Teil ausgeglichen werden kann. Eine weitere Steigerung des Feststoffgehaltes ist mit den aktuell zur Verf\u00fcgung stehenden Rohstoffen nicht m\u00f6glich. Erste Ans\u00e4tze mit Bindemitteln mit optimierten Teilchengr\u00f6\u00dfenverteilungen lassen allerdings erwarten, dass in Zukunft noch gewisse Steigerun-gen m\u00f6glich sind. Au\u00dferdem k\u00f6nnten die Farben noch h\u00f6her pigmentiert werden, so dass eine Reduzierung der im Druckprozess zu \u00fcbertragenden Farbmengen m\u00f6glich ist und auch dadurch weniger Trocknungsenergie ben\u00f6tigt wird.
\nDas Druckbild der Farben ist insbesondere im Rasterdruck gut und mit l\u00f6semittelbasierten Farben vergleichbar. Fl\u00e4chige Druckbilder weisen noch eine etwas schlechtere Farblage auf. Durch optimierte Auslegung der Druckformen k\u00f6nnen jedoch Raster- und Fl\u00e4chenbereiche auf unterschiedliche Farbwerke verteilt und entsprechende Rasterwalzen verwendet werden, so dass diesem Problem begegnet werden kann.
\nDie Entwicklung eines geeigneten Kaschierklebstoffes ist notwendig. Die existierenden Klebstoffe auf strahlenh\u00e4rtender oder PUR-Basis m\u00fcssen weiter auf die Besonderheiten des wasserbasierten Druckfarbesystems angepasst werden, um die Anforderungen im hochwertigen Verpackungsdruck zu erf\u00fcllen. Kaschierungen mit relativ schwachen Klebstoffen sind zufrieden stellend, so dass sich z.B. im Etikettendruck Verwertungsm\u00f6glichkeiten er\u00f6ffnen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Im April 2006 wurde vom Referat f\u00fcr \u00d6ffentlichkeitsarbeit der DBU ein Faltblatt zum Projekt f\u00fcr die ACHEMA erstellt.
\nAm 14.09.2006 erfolgte eine Projektpr\u00e4sentation auf der Tagung Innovationen f\u00fcr die Druckereibranche im Zentrum f\u00fcr Umweltkommunikation der DBU in Osnabr\u00fcck.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die schrittweise Erh\u00f6hung der Feststoffanteile in den neuen wasserbasierten Druckfarben auf ca. 65 %, das entspricht etwa einer Verdoppelung des bisherigen Niveaus, konnte nicht ganz erreicht werden. Nach Erh\u00f6hung auf 55 % musste wegen der noch nicht zufrieden stellenden Druckergebnisse wieder eine Absenkung auf 50 % vorgenommen werden, die bei gleichzeitiger Optimierung durch Modifikation der Additivierung zu den gew\u00fcnschten Farbeigenschaften f\u00fchrte.
\nF\u00fcr den Druck wasserbasierter Flexodruckfarben auf den wichtigsten im Verpackungsbereich eingesetzten Kunststofffolien konnte damit ein technologisches Alleinstellungsmerkmal erreicht werden. Die Kaschierung ist f\u00fcr relativ schwache Klebstoffhaftungen (z. B. im Etikettendruck) m\u00f6glich, f\u00fcr den hochwertigen Verpackungsdruck ergibt sich eine Erfolg versprechende Entwicklungsperspektive auf der Basis der bei Projektabschluss erreichten Ergebnisse.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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