Wie nachhaltig sind Publikationsdruckfarben?

Farb- und Papierkreislauf Balsamharz Nitrocellulose Harze Pigmente Lösemittel Tallharz Druckfarbe Zellstoff Papier Druck Papierrecycling Druckobjekt Bildquelle: Microsoft PowerPoint (Creative Commons-Lizenz) Verbraucher Nachhaltigkeitsaspekte bei der Herstellung von Printmedien lassen sich sehr gut am Farb- und Papierkreislauf darstellen. Wesentliche Schritte dabei sind: der Baum als gemeinsame Rohstoffquelle für Farbe und Papier Rohstoffauswahl, Herstellung und Transport von Farben der Druckprozess zur Herstellung des Druckobjektes das Papierrecyling

Farb- und Papierkreislauf Balsamharz Nitrocellulose Harze Pigmente Lösemittel Tallharz Druckfarbe Zellstoff Papier Druck Papierrecycling Druckobjekt Bilderquelle: Microsoft PowerPoint (Creative Commons-Lizenz) Verbraucher Der Beginn unserer Reise beginnt im Wald. Denn Bäume dienen als wichtige Rohstoffquelle für Farbe und Papier.

Rohstoffquelle Baum Bäume: wichtige Rohstoffquelle für Farben und Papier Cellulose, Balsam- und Tallharz sind Ausgangsstoffe für Bindemittel in Druckfarben Holz für Papierherstellung stammt zu 99 % aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern1 Trennung des Baumes in Harz und Zellstoff; beides wird als Bestandteil von Farbe und Papier im Druck wieder zusammengeführt. 1: http://www.antalis.de/business/home/umwelt/green-tool-box.html Cellulose, Balsam- und Tallharz sind Ausgangsmaterialen für Druckfarbenbindemittel. Dabei wird Balsamharz (oder auch Kolophonium genannt) durch Anritzen der Baumrinde und dem Sammeln des austretenden Harzes gewonnen. Tallharz fällt bei der Destillation von Tallöl an. Tallöl ist ein Nebenprodukt der Zellstoffherstellung. Das bedeutet, die Bindemittel für Druckfarben stammen von nachwachsenden Rohstoffen. Aber wie steht es um die Ressource Wald? Die Papierindustrie gibt an, das 99 % des für die Papierherstellung verwendeten Holz aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern stammt. Dies bedeutet u.a., dass nicht mehr Holz geschlagen wird als nachwächst und dass nachgeforstet werden muss, wo Bäume gefällt werden.

Farb- und Papierkreislauf Balsamharz Nitrocellulose Harze Pigmente Lösemittel Tallharz Druckfarbe Zellstoff Papier Druck Papierrecycling Druckobjekt Bilderquelle: Microsoft PowerPoint (Creative Commons-Lizenz) Verbraucher Kommen wir nun zur zweiten Station unserer Reise: Druckfarbe: Rohstoffe, Formulierung, Herstellung und Transport

Nachhaltigkeit beginnt bei den Rohstoffen Die Druckfarbenhersteller setzen traditionell auch Rohstoffe auf pflanzlicher Basis ein. Die Bandbreite der zur Verfügung stehenden natürlichen Ausgangsprodukte ist dabei sehr groß. Quelle: Siegwerk Im ersten Abschnitt unserer Reise haben wir ja bereits gesehen, dass die Ausgangsmaterialien für die Druckfarbenbindemittel vom Baum – also aus nachwachsenden Rohstoffen – stammen. Es ist ein generelles Motiv, dass die Hersteller, Rohstoffe auf pflanzlicher Basis einsetzen. Dafür stehen ihnen eine Vielfalt natürlicher Ausgangsprodukte zur Verfügung.

Beispiele für natürliche Rohstoffe Farbtechnologie Ausgangsmaterial Bogen- & Rollenoffsetfarben Kolophoniumharze, sojabasierte Alkydharze, Tallölester, Pflanzenöle, Leinöl Illustrationstiefdruckfarben Kolophoniumharze Lösemittelbasierte Farben (Tief- & Flexodruck) Cellulose-Ester, Bioethanol, Soja- & Rizinusöl-Derivate, Ölsäureamide, schellackbasierte Bindemittel Wasserbasierte Farben Stärke, Holzharze Strahlenhärtende Farben Monomere auf Basis Glycerin, sojabasierte Oligomere Hier sehen Sie eine Übersicht der zur Verfügung stehenden Ausgangsmaterialien. Je nach Farbtechnologie und Druckfarbenanwendung unterscheiden sich diese wesentlich. Wie im Titel des Vortrages genannt, legen wir das Hauptaugenmerk auf die Publikationsdruckfarben, also Rollenoffset- und Illustrationstiefdruckfarben. Dort stehen den Herstellern folgende Rohstoffe auf pflanzlicher Basis zur Verfügung: s. Tabelle auf Folie

Kritische Auswahl der Rohstoffe Rohstoffe werden nach einem aufwendigen und engmaschigen Verfahren ausgewählt. Berücksichtigung von Arbeits-, Verbraucher- und Umweltschutz Es werden analytische Stichproben und Lieferantenaudits nach festgelegten Regeln durchgeführt. Bilderquelle: Microsoft PowerPoint (Creative Commons-Lizenz) Die Auswahl der Rohstoffe erfolgt nach aufwendigen und engmaschigen Verfahren, welches Arbeits-, Verbraucher und Umweltschutzaspekte berücksichtigt: Lieferanten müssen nachweisen, dass der Rohstoff nicht toxisch, mutagen oder karzinogen ist, strenge Reinheitskriterien (Schwermetalle oder unerwünschte Spurenverunreinigungen wie z.B. Dioxine oder primäre aromatische Amine) erfüllt und keine Bedrohung für Mensch und/oder Umwelt darstellt. Hierbei ist die Einhaltung der strengen Vorgaben der einschlägigen Chemikaliengesetzgebung wie etwa Stoffregister der unterschiedlichen Länder, in denen die Druckfarbenhersteller aktiv sind, der REACh-Verordnung auf europäischer Ebene oder anderer relevanter nationaler Gesetzgebungen unerlässlich. Bei Bedarf werden eigene analytische Stichproben durchgeführt, um die Sicherheit und damit auch die Nachhaltigkeit garantieren zu können. Ein weiteres Mittel zur Absicherung des Rohstoffportfolios sind Lieferantenaudits nach festgelegten Regeln.

Nachwachsend ist nicht gleich nachhaltig Seit Jahren diskutiert die Branche über den Ersatz von Mineralöl in Rollenoffsetfarben durch z.B. Pflanzenöle. Der Einsatz von Pflanzenölen aus landwirtschaftlichem Anbau in Druckfarben konkurriert mit der Nutzung der Flächen für den Anbau von Nahrungsmitteln. Auch die Landwirtschaft ist umweltrelevant hinsichtlich Energiebedarf, Dünger, Pflanzenschutz, … Spätestens seit dem Fund von Mineralölbestandteilen in Lebensmitteln ist die Diskussion über Mineralöl-freie Rollenoffsetfarben voll entbrannt. Eine mögliche technische Alternative für Mineralöle sind Öle auf pflanzlicher Basis (z.B. Sojaöl). An den Pflanzenölen lässt sich gut das Dilemma darstellen, dass nachwachsend nicht automatisch auch nachhaltig bedeutet. Denn die landwirtschaftlichen Flächen, die zum Anbau von Pflanzen für Öle verwendet werden, stehen nicht für den Anbau von Nahrungsmitteln zur Verfügung („Tank oder Teller“). Weiterhin besitzt auch die Landwirtschaft eine Umweltrelevanz: Einsatz von Pflanzenschutzmittel und Dünger sowie Energieeinsatz.

Farbproduktion: Sicherheit geht vor Regelmäßige Sicherheitsunterweisungen Gefährdungsbeurteilung aller Arbeitsplätze und Produktionsanlagen Systematische Vermeidung & Reduzierung von Brand- & Explosionsgefahren Regelmäßige Übung festgelegter Notfallpläne Bildquelle: Microsoft PowerPoint (Creative Commons-Lizenz) Sicherheit steht bei der Druckfarbenherstellung an erster Stelle. Das Motto „Sicherheit geht vor“ wird durch verschiedene Maßnahmen umgesetzt: Alle Mitarbeiter werden in regelmäßigen Sicherheitsunterweisungen geschult Als Grundlage zur Ermittlung des Gefahrenpotenzials werden Gefährdungsbeurteilungen aller Arbeitsplätze und Produktionsanlagen durchgeführt In Produktions-, Lager- und Umschlagbereichen in denen brennbare Stoffe verarbeitet werden, liegt die vorrangige Aufmerksamkeit in der systematischen Vermeidung und Reduzierung von Brand- und Explosionsgefahren Die Einhaltung von festgelegten Notfallplänen wird regelmäßig trainiert

Ressourcenschonende Produktion Abwassereinigungsanlagen zum Gewässerschutz Abluftreinigung über Prozessabluftsysteme Nutzung von Abwärme als Energiequelle Aufbereitung von lösemittelhaltigen Abfällen Energie-Management-Systeme Quelle: Siegwerk Die Produktion von Druckfarben erfolgt unter ressourcenschonenden Bedingungen: Zum Schutz der Gewässer betreiben die Druckfarbenhersteller eigene Abwasserreinigungsanlagen. In Prozessabluftsystemen wird lösemittelhaltige Luft über Absaugsysteme zu einer zentralen Abluftreinigungsanlage geleitet. Die dabei anfallende Abwärme kann als Energiequelle genutzt werden. In manchen Bereichen werden lösemittelhaltige Druckfarbenabfälle durch Destillation aufbereitet und die wiedergewonnenen, gereinigten Lösemittel erneut zur Druckfarbenherstellung eingesetzt. In der Druckfarbenindustrie kommen Energie-Management-Systeme zum Einsatz. Diese tragen dem Grundprinzip des verantwortungsvollen Umgangs mit Ressourcen Rechnung.

Nachhaltigkeit in der Logistikkette Mehrkammerfahrzeuge transportieren verschiedene Produkte gleichzeitig und nehmen bei der Rückfahrt zurückgewonnene Lösemittel auf. Rohstoffe & Farben werden in Mehrweg- bzw. wiederverwendbaren Einweggebinden transportiert. Fernabfrage der Farbbestände beim Kunden zur Optimierung der Produktionsplanung und Lieferkette. Im europäischen Publikationsdruckfarbenmarkt werden pro Jahr ca. 400.000 t Farbe verkauft. Dies entspricht bei einer Auslastung von 20 t pro Transport 20.000 Transporten. Daher nutzt die Druckfarbenindustrie intelligente und effiziente Transportsysteme. So kommen Mehrkammerfahrzeuge zum Einsatz, die gleichzeitig verschiedene Produkte transportieren können. Um Leerfahrten zu vermeiden, nehmen diese Fahrzeuge bei Bedarf auch zurückgewonnene Lösemittel auf. Rohstoffe und Farben werden in Mehrweg- bzw. recyclebaren Einweggebinden transportiert. Über sogenannte Vendor-Managed-Inventory-Systeme erhalten die Farbhersteller Zugriff auf die Farbbestände des Kunden. Dadurch wird eine Optimierung der Produktionsplanung und Logistik ermöglicht. Gleichzeitig verbessert sich die Vorratshaltung beim Kunden.

Carbon Footprint von Druckfarben Der komplette Lebenszyklus der Druckfarbe muss betrachtet werden. CO2-Fußabdruck von Druckfarben ca. 2,2 kg CO2 / kg Farbe Soviel CO2 stößt ein Diesel-Kleinwagen auf einer Strecke von 15,7 km aus1 . Bildquelle: Microsoft PowerPoint (Creative Commons-Lizenz) 1: http://www.co2online.de/klima-schuetzen/mobilitaet/auto-co2-ausstoss/media/durchschnittliche-emissionen-von-pkws/ Die Berechnung des Carbon Footprint ist nicht so einfach. Um seriöse Aussagen über die Größe treffen zu können, muss der komplette Lebenszyklus eines fertigen Produktes betrachtet werden. Für die Druckfarben umfasst dies die Herstellung der verwendeten Rohstoffe und deren Vorstufen, die Druckfarbenherstellung und der Transport der fertigen Produkte. Der Carbon Footprint einer Druckfarbe beträgt ca. 2,2 kg CO2/kg Farbe. Davon entfallen 90 % auf die Ausgangsmaterialien, 9 % auf die Druckfarbenproduktion und weniger als 1 % auf den Transport. Um diesen Wert einordnen zu können, dient ein praktisches Beispiel: Ein Diesel-Kleinwagen stößt die gleiche Menge CO2 aus auf einer Strecke von 15,7 km.

Farb- und Papierkreislauf Balsamharz Nitrocellulose Harze Pigmente Lösemittel Tallharz Druckfarbe Zellstoff Papier Druck Papierrecycling Druckobjekt Bilderquelle: Microsoft PowerPoint (Creative Commons-Lizenz) Verbraucher Der folgende Abschnitt befasst sich mit dem Druckprozess und dem fertigen Druckobjekt.

Farbe sorgt für Nachhaltigkeit im Druck Druckfarbe ist individuell auf die Bedürfnisse des Druckprozesses zugeschnitten: Minimierung von Makulatur und damit auch von Abfällen Reduzierung des Farbverbrauches und damit auch von Transporten Quelle: Siegwerk Die Druckfarbe ist individuell auf die Bedürfnisse des Druckprozesses zugeschnitten. Zum einen sind die Farbeigenschaften darauf angepasst, für wenig Makulatur zu sorgen. Der Drucker kann also sehr schnell nach dem Anlauf der Maschine „gute“ Exemplare fertigen. Zum anderen sind Farbsystem in ihrer wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit optimiert, so dass der Farbverbrauch der Druckerei möglichst gering ist. Dies hilft dann auch dabei, Farbtransporte zu reduzieren.

Ressourcenschonende Anlagen Hocheffiziente Lösemittelrückgewinnungsanlagen reduzieren Abfälle. Nutzung von Kraft-Wärme-Kopplung zur Reduzierung der Energiekosten. Thermische Nachverbrennung zur Minimierung von VOC-Emissionen. In den Druckereien wird modernste Technologie eingesetzt, um Ressourcen zu schonen und effizient zu arbeiten. Im Illustrationstiefdruck werden flächendeckend Lösemittelrückgewinnungsanlagen eingesetzt. Das in den Farben eingesetzte Toluol wird mit einem Wirkungsgrad über 95 % zurückgewonnen und an die Farblieferanten zurückverkauft. Diese setzen das Toluol wieder zur Farbherstellung ein. Dieser Lösemittelkreislauf ist ein wesentlicher Beitrag zur Nachhaltigkeit, da es Ressourcen schont und Abfälle vermeidet. Auch im Heatset gibt es Pilotanlagen, in denen das Lösemittel (Mineralöl) zurückgewonnen wird. Weiterhin werden teilweise Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen in den Druckereien zur Stromerzeugung eingesetzt. Diese Anlagen ermöglichen eine Reduzierung der Energiekosten, da kein Strom sondern Gas eingekauft wird. Eine Standardtechnologie im Heatsetdruck ist die thermische Nachverbrennung von flüchtigen organischen Verbindungen.

Das fertige Printprodukt Eigenschaftsprofil der Druckfarbe orientiert sich an den Anforderungen des Druckobjektes. Publikationsdruckfarben garantieren eine gute Deinkbarkeit. Druckfarbe trägt nur zu 1-2 % der Umweltrelevanz des gesamten Druckobjektes bei und ist somit vernachlässigbar. Quelle: Siegwerk Nicht nur dass das Eigenschaftsprofil der Druckfarben auf den Druckprozess zugeschnitten ist. Die Formulierung orientiert sich auch auf die Anforderungen des fertigen Printproduktes. Dies beinhaltet die korrekte Farbgebung, Scheuerfestigkeit, Grifffestigkeit, Glanz, … Weiterhin garantieren Publikationsdruckfarben eine gute Deinkbarkeit des Druckobjektes. Dies ist entscheidender Beitrag zum Papierrecycling, welches wir noch im letzten Abschnitt betrachten. Betrachten wir die gesamte Umweltrelevanz eines Druckobjektes, trägt die Farbe nur zu 1-2 % dazu bei. Die Umweltrelevanz der Druckfarbe ist also vernachlässigbar klein.

Exkurs: Print versus Digital Die saubere Zeitung Was ist besser für die Umwelt: Eine Zeitung auf Papier zu lesen oder online im Internet? Quelle: Die Zeit, http://www.zeit.de/2011/14/IG-CO2-Vergleich-Headline

Farb- und Papierkreislauf Balsamharz Nitrocellulose Harze Pigmente Lösemittel Tallharz Druckfarbe Zellstoff Papier Druck Papierrecycling Druckobjekt Bilderquelle: Microsoft PowerPoint (Creative Commons-Lizenz) Verbraucher Der letzte Schritt des Farb- und Papierkreislaufes beschäftig sich mit der Frage: Was passiert mit dem Printprodukt, wenn wir es nicht mehr brauchen?

Am Ende steht der Anfang Graphische Papiere werden in Deinkinganlagen aufbereitet und als Recyclingfasern wiederverwendet. Es gibt graphische Papiere aus 100 % Recyclingfasern. Altkartonagen werden zu neuem Karton verarbeitet. Farb- & Papierindustrie arbeiten seit langer Zeit eng zusammen, um den Deinkingprozess ständig zu verbessern. Deinkingschlämme werden als Energiequelle genutzt. Graphische Papiere werden in Deinkinganlagen aufbereitet. Dies bedeutet, dass die Farbbestandteile vom Papier gelöst werden. Die daraus resultierenden Recyclingfasern werden wieder für die Papierherstellung eingesetzt. Es gibt graphische Papiere, die aus 100 % Recyclingfasern bestehen. Altkartonagen werden zu neuem Karton verarbeitet. Experten aus der Farbindustrie nehmen regelmäßig an Fachgesprächen der Papierindustrie teil. Ziel dabei ist es, gemeinsam den Deinkingprozess zu verbessern. Die anfallenden Deinkingschlämme werden in der Papierindustrie als Energiequelle genutzt.

Fazit Die Druckfarbenindustrie leistet einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit von Printprodukten. Entlang der gesamten Wertschöpfungskette – angefangen bei der Rohstoffauswahl über die Herstellung bis hin zur Anwendung von Druckfarben – stehen Nachhaltigkeitsaspekte im Vordergrund. Notizen siehe Folie.