Vurdering af UV-hærdende trykfarver og -lakker i et samlet miljøperspektiv

1 Indledning

1.1 Projektets formål, baggrund og metode
1.2 Den grafiske branche

1.1 Projektets formål, baggrund og metode

UV-hærdende trykfarver og lakker er et alternativ til tilsvarende opløsningsmiddelbaserede produkter og er således en af vejene til begrænsning af VOC-emissionen (VOC = Volatile Organic Compounds) fra den grafiske industri. Da UV-teknologien imidlertid er en nyere og på mange måder en anderledes teknologi end de normalt benyttede, er der grund til at være opmærksom på andre miljømæssige effekter af både positiv og negativ karakter.

Det er formålet med projektet - på baggrund af en kortlægning af erfaringerne med UV-hærdende trykfarver og lakker og efterfølgende prøvekørsler med disse produkter inden for et nyt område, nemlig bredbane flexografi - at foretage en samlet teknisk, økonomisk og miljømæssig vurdering af UV-teknologien inden for den grafiske industri i bred forstand.

Projektet udspringer af den grafiske branches aftale med Miljø- og energiministeren om reduktion af VOC-emissionen med 58% af 1988-emissionen inden år 2000 for det samlede grafiske område (VOC-aftalen) /1/.

Den grafiske branches største VOC-emission stammer fra emballageområdet, som i 1990 stod for ca. 63% af branchens samlede VOC-emission /2/. Det er især produktion af flexible emballager - d.v.s. emballager bestående af plastfolier og laminater, der yder dette store bidrag. Forklaringen herpå er dels, at man til trykning på flexible emballager anvender trykmetoderne flexografi og dybtryk, hvor trykfarverne indeholder store mængder opløsningsmidler, dels at også lakker og lamineringsklæbere, som indgår i flexible emballager, er på opløsningsmiddelbasis.

Dernæst drejer sagen sig om at undersøge og overveje, om de miljømæssige gevinster, der knytter sig til reduktion af VOC-emissionen muligvis opvejes af tilsvarende nyskabte problemer for både miljøet og arbejdsmiljøet.

Projektet omfatter indsamling af viden om nuværende anvendelser af UV-hærdende farver og lakker inden for den grafiske branche og de erfaringer, man dér har af teknisk, økonomisk og miljømæssig art.

Dernæst omfatter projektet prøvekørsler med UV-hærdende farver i en maskine, der svarer til de bredbane-flexomaskiner, der anvendes til trykning af flexible emballager, samt indsamling og vurdering af tilgængeligt materiale fra andre udenlandske prøvekørsler og produktionskørsler.

Endelig omfatter projektet forsøg på at udarbejde modeller for økonomi og miljøforhold ved UV-teknologien i sammenligning med traditionel trykteknologi inden for flexibel emballage og andre grafiske områder.

1.2 Den grafiske branche

Dette miljøprojekt handler om trykfarver og tryklakker, som anvendes til fremstilling af grafiske produkter, det vil groft sagt sige de fem hovedgrupper: Bøger, periodika, reklametryksager, emballage og blanketter. For yderligere specificering af grafiske produkter henvises til speciallitteraturen /4/.

En række trykte produkter falder normalt uden for det grafiske område, og er ikke vurderet i dette projekt, nemlig tapet, tekstiler og elektroniske kredsløb.

Grafisk Industri i Danmark er beskrevet i Danmarks Statistik med ialt 6.001 virksomheder og en omsætning på 27.490 millioner kr. Der er beskæftiget 22.811 i grafisk industri med en samlet lønsum på 6.088 millioner kr.

Der er registreret 1.528 trykkerivirksomheder med en samlet omsætning på 9.461 millioner kr.

Trykning af forskellige typer grafiske produkter foregår efter forskellige trykprincipper: Højtryk, plantryk, dybtryk og skabelontryk. Disse principper opdeles yderligere i forskellige trykmetoder, hvoraf offset, flexografi, dybtryk og serigrafi er de mest udbredte. Der henvises til den tekniske speciallitteratur for en nærmere beskrivelse af trykmetoderne /5/.

Trykfarver og lakker er tilpasset de forskellige trykmetoders og grafiske produkters karakteristika/6/. Det er særlig relevant for dette miljøprojekt kort at beskrive, at farvetørring foregår efter forskellige principper, nemlig:

Oxidationstørring:
Kemisk reaktion mellem trykfarvernes bindemiddel og luftens oxygen, hvorved der dannes oxygenbroer, som binder bindemidlets molekyler sammen i store netværk.

Indsugningstørring:
Indsugning af trykfarve i et porøst materiale som f.eks. avispapir.

Fordampningstørring:
Fordampning af trykfarvers og lakkers indhold af flygtige opløsningsmidler.

Udfældning:
Udfældning af et opløst bindemiddel eller koagulering af emulgeret bindemiddel ved ubalance i opløselighedsforholdene i farven/lakken.

Katalyseret polymerisation:
Hærdning af farven/lakken ved tilsætning af katalysator (hærder) kort tid før trykning.

Polymerisation ved stråling:
Bestråling med aktive stråler, som f.eks. stråler inden for det ultraviolette område (UV) eller elektronstråler (EB), hvorved bindemidlet polymeriserer.

De traditionelle tørringsprincipper, som stadig er de mest fremherskende, er de tre førstnævnte. Her er oxidationstørring et langsomt forløb (4-12 timer). Indsugningstørring er kun anvendeligt på porøse materialer og giver i sig selv ikke nogen egentlig tør og afsmitningsfri trykfarvefilm. Fordampningstørring er velegnet, når farver eller lakker skal tørre hurtigt eller skal trykkes på ikke-sugende materialer, som f.eks. plast. Dette tørringsprincip er dominerende inden for trykmetoderne flexografi, dybtryk, heatset-offset, serigrafi, tampontryk og letterset.

De tre sidstnævnte tørringsprincipper har mindre udbredelse.

Medens oxidationstørring og indsugningstørring ikke medfører nogen emission af VOC, kendetegnes fordampningstørringen netop ved frigivelse af VOC (eller vanddamp for vandbaserede farvers vedkommende) og dermed ofte også VOC-emission. Det er derfor især inden for de områder, hvor fordampningstørring er fremherskende, at UV-hærdende trykfarver og lakker er interessante set fra et miljømæssigt synspunkt.