Einsatz nachwachsender Rohstoffe in UV-Offsetdruckfarben

Aktenzeichen 13996/01
Abschlussbericht:
Projektträger: Robert Kraemer GmbH & Co. KGLackharzwerke
Zum Roten Hahn 9
26180 Rastede
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Telefon: 04402/9788-0
Internet: https://www.rokra.com
Bundesland: Niedersachsen
Beschreibung:
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Es sollte eine UV-Offsetdruckfarbenserie auf Basis eines neuartigen Bindemittels mit einem hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe entwickelt werden. Dabei sollte der qualitative Standard einer Farbserie auf petrochemischer Basis bei wettbewerbsfähigen Preisen erreicht werden. Projektziel war - zusätzlich zu ökologischen Gesichtspunkten - die Vorteile der UV-Technologie für Offsetdruckfarben mit den positiven rheologischen Eigenschaften konventioneller Druckfarbenharze zu verbinden und damit die Verbreitung von UV-härtbaren Farben zu fördern.
Im Rahmen der Projektlaufzeit wurden Bindemittelsysteme unter Einsatz nachwachsender Rohstoffe entwickelt und geeignete Druckfarbenformulierungen erarbeitet. Diese wurden entsprechend den Praxisanforderungen des Offsetdrucks optimiert und in Druckereien in Praxi erprobt. Einerseits zielte das Projekt auf Umweltentlastungen durch den Ersatz von lösemittelhaltigen Druckfarben und der Vermeidung von VOC-Emissionen. Andererseits wurden auch synthetische Bindemittelkomponenten bei UV-härtbaren Druckfarben durch nachwachsende Rohstoffe ersetzt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAusgehend von einer Vorstudie wurden in Vorversuchen eine Reihe von Bindemitteln im Labormaßstab gefertigt und daraus Druckfarbenproben erstellt. Diese wurden hinsichtlich ihrer lithografischen Eigenschaften untersucht. Bei der Gestaltung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden wurde auf optimale Übertragbarkeit der FuE-Ergebnisse in die betriebliche Praxis besonderer Wert gelegt. Ausgehend von einer Recherche zu chemisch-technischem und anwendungstechnischem Datenmaterial und den Vorversuchen wurden anschließend folgende Arbeitsschritte abgearbeitet:
- Optimierung (Phase 1: Reproduzierbarkeit und Scale Up von Bindemittelsystemen)
- Applikationsversuche (Phase 1: anwendungstechnische Eigenschaften pigmentfreier Systeme)
- Optimierung (Phase 2: Optimierung der anwendungstechnischen Eigenschaften):
- Technikumsmaßstab:
- Toxikologische Begutachtungen:
- Applikationsversuche (Phase 2: anwendungstechnische Eigenschaften von Druckfarbenformulierungen)
- Optimierung (Phase 3: Überarbeitung der Druckfarbenformulierungen)
- Praxisnahe Versuche in Druckereien


Ergebnisse und Diskussion

Es ist gelungen, eine UV-härtbare Offsetdruckfarbenserie auf Basis eines neuartigen Bindemittels mit einem hohen Anteil des nachwachsenden Rohstoffes Kolophonium zu entwickeln. Dabei wurde der qualitative Standard einer Farbserie auf petrochemischer Basis erreicht bzw. mit Blick auf die pigmentbenetzenden Eigenschaften des Bindemittels sogar übertroffen.
Kritisch anzumerken ist an dieser Stelle die Tatsache, dass die Ökobilanz im Vergleich mit einem konventionellen UV-System positiv ausfällt, die Bilanz von UV-Offsetdruckfarben in einem zweiten Vergleich mit oxidativ-trocknenden Offsetdruckfarben aber negativ ist. Dieser Umstand ist darauf zurückzuführen, dass es sich auch im Fall der oxidativen Trocknung um Systeme handelt, die seit jeher einen hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe (Kolophonium und Tallharz) enthalten. Allerdings ist der direkte Vergleich beider Trocknungsmechanismen nur eingeschränkt zulässig, da jeweils unterschiedliche Märkte bedient werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse des Forschungsprojekts samt der Ökobilanzierung in Zusammenarbeit mit der LCE Consulting werden im Verlauf des Jahres 2003 in gängigen Fachzeitschriften (z.B. der Farbe & Lack) publiziert. Zusätzlich werden die Ergebnisse auch auf einschlägigen Messen für die Druckfarbenindustrie präsentiert. Aufgrund der Unternehmensgröße und des weltweiten Netzes an Außendienstmitarbeitern ist eine Verbreitung über Landes- und auch europäischen Grenzen hinaus sichergestellt.


Fazit

Der Projektabschluss ist insofern als positiv zu bewerten, dass diese neuen Farben zu wettbewerbsfähigen Preisen unter Hinweis auf ihren umweltentlastenden Beitrag angeboten werden können. Auch in den neuen Farbtypen, bei denen die eingesetzten Kolophoniumharze in Hinblick auf eine UV-Härtbarkeit mit entsprechenden funktionellen Gruppen modifiziert werden mussten, konnte die für natürliche Kolo-phoniumharze bekannte gute Pigmentbenetzung wiedergefunden werden. Diese erlaubt, im Unterschied zu anderen Produkten, mit nur einem Bindemittel die gesamte Farbserie zu fertigen. Für zukünftige Ent-wicklungen ergibt sich ein weiteres Optimierungspotential, da noch verwendete petrochemische Vorprodukte zum Teil substituiert werden könnten. Auch ist die Übertragbarkeit der gewonnenen Kenntnisse auf andere Anwendungsbereiche des Farben- und Lackbereichs absehbar. In diesem Zusammenhang erscheint der Flexodruck von besonderem Interesse, zumal die dort eingesetzten auf konventionellen Lösungsmittel basierenden Flexodruckfarben über einen hohen VOC-Anteil verfügen, während entsprechende UV-härtbare Typen VOC-arm sind.

Förderzeitraum: 01.07.1999 - 31.05.2002 (2 Jahre und 11 Monate)
Fördersumme: 337.452,64
Förderbereich: I.1.2
Stichworte: nachwachsende Rohstoffe , UV , Farbe, Ausstellung: Nachhaltige Chemie
Publikationen: