| Indhold |

Miljøprojekt nr. 730, 2002

Miljøoptimering af afvaskning ved tryk med vandfortyndbar flexotrykfarve

Indholdsfortegnelse

Forord

Dette projekt er finansieret af "Rådet vedrørende genanvendelse og mindre forurenende teknologi". Det omhandler miljøoptimering af afvaskning ved tryk med vandfortyndbar flexotrykfarve inden for emballageindustrien. Dette emne er ét af de to hovedindsatsområder for renere teknologi, som er udpeget i Miljøprojekt nr. 284: "Indsatsområder for renere teknologi i den grafiske branche – spildevandsvurdering". Det andet hovedindsatsområde, der omhandler afvaskning inden for den serigrafiske branche, er behandlet i Miljøprojekt nr. 381: "Miljøoptimering af rammevask ved serigrafi".

Projektet er udført af Henrik Fred Larsen (projektleder), Christian Helweg, Anne Rathmann Pedersen og Martin Andersen, alle DHI - Institut for Vand og Miljø, samt Eva Wallström, EnPro ApS, og Leif Hoffmann, dk-TEKNIK.

Til projektet har været knyttet en styringsgruppe, der har afholdt i alt 5 styregruppemøder. Gruppen bestod af:

Der skal her rettes en tak til styregruppemedlemmerne for godt samarbejde, kritisk engagement og input.

Tak skal desuden rettes til de 6 trykkerier, der har indgået i udredningsundersøgelserne og aktivt bidraget med oplysninger til projektet samt til de knap 30 danske trykkerier, der har indgået i spørgeskemaundersøgelsen. Yderligere skal de omkring 30 danske og udenlandske leverandører/producenter af maskinel og kemikalier til branchen takkes for deres bidrag til projektet. En særlig tak skal rettes til Henrik Leimand, TRESU, for at have stillet pilotanlæg og faciliteter til rådighed for forsøg samt for givtige diskussioner.

Sidst men ikke mindst skal rettes en tak til Tove Krogsbøll Holt for redigering af rapporten.

December 2000

Sammenfatning og konklusioner

Målet med dette projekt er at beskrive renere teknologier ved afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver i emballageindustrien.

Projektet koncentrerer sig om miljøvurdering af processer og kemikalier i forhold til spildevand. Det omfatter både afvaskning i forbindelse med tryk på sugende substrater (f.eks. bølgepap) og ikke sugende substrater (f.eks. plastfilm). Branchemæssigt omfatter projektet industrier, der ved brug af vandfortyndbar flexotrykfarve producerer emballager i form af papkasser, papirsposer, kuverter, kartonnage og fleksibel emballage (f.eks. plastposer).

De redskaber, der er brugt ved udredning af status for afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver, omfatter: udredningsundersøgelser på 6 emballagetrykkerier, spørgeskemaundersøgelse (20 emballagetrykkerier), litteratursøgninger, deltagelse i fagmesser mm. og oplysninger fra mere end 30 personer med branchekendskab. Anvendte kemikalier, dvs. trykfarver og afvaskningsmidler, er farlighedsscreenet ved hjælp af scoringssystemer for vandmiljø og sundhed.

Ved arbejdet med renere teknologier er der bl.a. anvendt laboratorieforsøg, computersimuleringer, undersøgelser på forsøgsanlæg og på fungerende anlæg på et af de deltagende trykkerier. Herudover er der angivet umiddelbare kemikaliesubstitutionsmuligheder.

Afvaskning af vandfortyndbar flexotrykfarve foregår i dag i størst omfang på bølgepapemballagetrykkerier (ca.15), men også kuverttrykkerier (ca. 3), "papirsposetrykkerier" (ca. 2) og ét enkelt kartonnagetrykkeri samt 1-2 fleksibel emballagetrykkerier afvasker vandfortyndbar flexotrykfarve dog for sidstenævnte kun i begrænset omfang (kun lak og hvid trykfarve). Egentligt tryk med én enkelt eller flere farver på ikke sugende substrat (fleksibel emballage, plast) er stadig af tryktekniske årsager ikke særligt udbredt og kun registreret på ét enkelt trykkeri, som trykker på plastaffaldssække.

30% (svarende til ca. 75 produktionsenheder) af den samlede produktion ved emballagetryk i Danmark vurderes at foregå ved flexografisk trykteknik. Heraf trykker 20-30 produktionsenheder med vandfortyndbar flexotrykfarve.

Til at transportere trykfarven fra farvespanden og frem til trykformen (klicheen), der overfører farven til trykemnet (f.eks. bølgepap), sidder der på flexotrykpresserne nogle farveværker (farvefremføringssystemer). Disse farveværker består bl.a. af pumper, slanger og rør samt en åben farvebakke eller lukket kammerrakel, som sidder i tæt kontakt med aniloxvalsen. Aniloxvalsen sørger for, at farven overføres til klicheen. Farveværk (herunder aniloxvalse) samt kliché er de dele på flexotrykpressen, der kommer i kontakt med trykfarve og derfor kræver afvaskning. Udover spild af farve ved selve afvaskningen af farveværket forekommer der også spild af farve under drift på grund af utætheder.

Det vurderes, at der i dagens Danmark er omkring 300 farveværker med åben farvebakke (ældre system) og 150 med kammerrakler (nyere system).

Det vurderes, at der kun er installeret højtryksdyseafvaskningsanlæg på 40-50 farveværker og automatisk gennemskyl på 5-10 farveværker i branchen i dag. Hovedparten af farveværkerne afvaskes derfor manuelt.

Det vurderes endvidere, at der samlet foretages i størrelsesordenen 150.000 afvaskninger af vandfortyndbar flexotrykfarve pr. år, og at mere end 90% af disse foretages på bølgepapemballagetrykkerier.

Direkte farvespild under drift på farveværker med åben farvebakke anslås typisk at udgøre 5-10 kg trykfarve beregnet pr. afvaskning i branchen i dag. Tilsvarende vurderes direkte spild på kammerrakelsystemer at udgøre 0,2-2 kg pr. afvaskning. Direkte farvespild på mindre værker (f.eks. til poser og kuverter) er dog formodentlig lavere.

Farvespildet ved selve afvaskningen vurderes at være omkring 3-6 kg pr. afvaskning for åbne farvebakker og 2-4 kg pr. afvaskning for kammerrakelsystemer.

Samlet farvespild (direkte spild + spild ved afvaskning) i branchen i dag vurderes at udgøre omkring 8 kg farve pr. afvaskning. Dette giver et totalt spild i branchen pr. år på omkring 1.200 tons farve svarende til i størrelsesordenen 38 mill. kr.

Det årlige forbrug af vandfortyndbar flexotrykfarve vurderes til at andrage omkring 3.000 tons. Heraf udgør vandfortyndbar flexotrykfarve til tryk på ikke sugende substrat under 1%. Det samlede farvespild på 1.200 tons pr. år udgør 40% af forbruget.

Forbruget årligt af afvaskningsmiddel og vand i branchen til afvaskning af farveværker anslås at udgøre henholdsvis 20 tons og 50.000 m³.

Det vurderes, at omkring halvdelen af virksomhederne i branchen behandler deres spildevand før afledning til kloak. Hyppigst anvendte teknik er flokkulering og enkelte anvender membranfiltrering og inddampning. På den baggrund vurderes det, at i størrelsesordenen 600 tons trykfarve årligt ender i kloakken.

De vandfortyndbare flexotrykfarver indeholder komponenter, der er farlighedsvurderet til at være uønskede i kloaksystemet og visse uacceptable af sundhedsmæssige årsager. Det kan dreje sig om visse bindemidler (kolophoniumforbindelser), et enkelt opløsningsmiddel (ethylenglycolmonomethylether), organiske pigmenter, visse dispergeringshjælpemidler (alkylphenolethoxylater, visse kvaternære ammoniumforbindelser), visse tværbindere (aziridin) og befugtere samt stort set alle anvendte konserveringsmidler.

Vaskevand fra afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver kan karakteriseres ved en svagt basisk pH-værdi, AOX-indhold på op til omkring 30 mg/L afhængig af pigmenttyp(e)(er) herunder tilstedeværende mængde, COD/BOD₅-forhold på omkring 20-30 og svag til moderat nitrifikationshæmning.

Stort set al klichevask vurderes at foregå ved separat (off-press), manuel afvaskning og i cirka halvdelen af tilfældene udelukkende med rent vand.

Samlet for branchen skønnes det, at der foretages i størrelsesordenen 500.000 klichevaske årligt med et forbrug af afvaskningsmiddel på ca. 15 tons. Størrelsen af den farverest, der afvaskes, er ubetydelig i forhold til farverestmængden ved afvaskning af farveværker. Forbruget af friskvand anslås til 2.500 m³, og vaskevandet behandles typisk sammen med vaskevandet fra afvaskning af farveværker.

Det typiske indhold i afvaskningsmidler anvendt i branchen er domineret af stoffer, der betragtes som forholdsvis uproblematiske, sålænge de afledes til offentligt renseanlæg og ikke i meget store mængder. Der kan dog forekomme stoffer, som er uønskede i kloaksystemet eller uacceptable af sundhedsmæssige årsager. Det drejer sig bl.a. om visse kationiske detergenter og visse kompleksdannere (trinatriumnitriloacetat, og nitriloacetat).

Vaskevand fra klichevask, hvor der er anvendt en alkalisk, detergentbaseret afvasker, kan karakteriseres ved en svagt basisk pH-værdi, AOX-indhold på op til omkring 1,5 mg/L afhængig af pigmenttype(r) herunder tilstedeværende mængde, COD/BOD₅-forhold på omkring 2 og moderat til uacceptabel nitrifikationshæmning (afhænger af afvaskertype).

Den dominerende teknik ved separat (off-press) vask af aniloxvalser i dag er blæsning med bagepulver. Dette foregår typisk højest et par gange om året.

Det vurderes samlet, at mængden af genereret kemikalieaffald og luftemission ved afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver er ubetydelig.

Det kan hermed som samlet status for afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver konkluderes, at den proces, der i dominerede grad er mest potentiel miljøbelastende, er afvaskning af farveværker, og belastningen stammer primært fra den farverest, der afvaskes.

Kandidater for substitution blandt komponenter i vandfortyndbare flexotrykfarver er især at finde blandt bindemidler og emulgatorer. Det drejer sig bl.a. om kolophoniumbaserede bindemidler, der af miljømæssige årsager bør substitueres med miljømæssigt bedre alternativer som f.eks. polyakrylater med meget lavt monomerindhold («200 ppm). Af emulgatorer/dispergeringsmidler drejer det sig bl.a. om alkylphenolethoxylater og traditionelle, kvaternære ammoniumforbindelser, der kunne erstattes af henholdsvis lineære alkoholethoxylater og nyere, kvaternære ammoniumforbindelser med indbyggede esterforbindelser (DEEDMAC, DEEDMAMS). Andre funktionsgrupper, der indeholder trykfarvekomponenter, som af sundheds- eller miljømæssige årsager bør substitueres, omfatter bl.a. skumdæmpere, befugtere, konserveringsmidler og tværbindere. Hertil kommer pigmenter, hvoraf hovedparten savner undersøgelser, der kan afklare især miljømæssige egenskaber. Kandidater for substitution blandt komponenter i afvaskningsmidler er få. Det drejer sig kun om traditionelle, kvaternære ammoniumforbindelser samt visse kompleksbindere (NTA).

Målinger udført under dette projekt på fungerende trykpresser på et bølgepapemballagetrykkeri viser, at den første liter skyllevand fra to ikke optimerede afvaskninger, dvs. manuel afvask af åben farvebakke og højtryksdyseafvaskning af kammerrakel, kan indeholde henholdsvis ca. 25% og 40% af farveresten (farvedødvolumenet) på værket. I begge tilfælde er farveindholdet i skyllevandet 70-80%, og ender denne første liter i farvespanden med indhold af 15 liter farve, vil det kun medføre en fortynding på omkring 1%. På optimerede højtryksdyseanlæg med meget lavt farvedødvolumen (0,6 liter) kan der ved anvendelse af korte vandboost opnås genvindingsprocenter på over 80 ved at tilføre den første liter skyllevand til farvespanden med en resulterende fortynding på kun omkring 1%. Undersøgelser af, hvilken betydning en mindre fortynding med vand har på typiske flexotrykfarvers tryktekniske egenskaber, tyder kraftigt på, at i størrelsesordenen 1-8% fortynding ikke påvirker farven afgørende. Det vurderes endvidere, at skyllevand med indhold af i hvert fald sort trykfarverest vil kunne genbruges som trykfarve ved opspædning med koncentreret farve. Dette er givetvis også gældende for andre farver.

Det vurderes samlet, at der med den eksisterende teknologi i branchen, blot ved at opsamle den første liter skyllevand og genbruge den som farve, vil kunne spares mellem 25% og 50% af farvespildet ved afvaskning. Ved opmærksomhed på undgåelse af farvespild under drift (tætte pakninger, optimale rakler, undgå overløb og længerevarende "tomgangskørsel") vurderes det, at der som minimum vil kunne opnås en tilsvarende, procentvis reduktion af det direkte farvespild. Det vurderes derfor, at der med den eksisterende teknologi ved forholdsvis simple tiltag vil kunne opnås en besparelse på minimum 25 til 50% af det nuværende totale farvespild, svarende til 300-600 tons trykfarve pr. år (10-20 mill. kr.). Ved at optimere disse tiltag vil der kunne opnås højere genvindingsprocenter. Ved indføring af nyere teknologi, dvs. optimerede dyseafvaskningssystemer med kammerrakler og farveopsamlingsbakker, vurderes det, at der vil kunne opnås farvegenvindingsprocenter på over 80% og det vel at mærke af en meget lille farverestmængde (ca. 0,6 liter). Det anslås på denne baggrund, at farvespildet kan reduceres til i størrelsesordenen 1-2% af det vurderede nuværende niveau.

Ved forholdsvis simple tiltag (opmærksomhed på undgåelse af unødigt friskvandforbrug dvs. god husholdning) vurderes det, at vandforbruget i branchen med den nuværende teknologi vil kunne reduceres med 70-80%. Indføres den nyeste, optimerede teknologi, kan der opnås en reduktion på i størrelsesordenen 95% i forhold til det skønnede nuværende niveau. Kombineres med modstrømsskyl vil der sandsynligvis kunne opnås en reduktion på over 98%.

Hvis ovennævnte tiltag til minimering af farvespild kombineres med modstrømsskyl i skylleprocesserne, og konceptet omkring opspædning af farveholdigt skyllevand med koncentreret farve kombineres med indførelse af automatisk, løbende kontrol af viskositet og pH, kan der opnås yderligere væsentlig reduktion i farvespildet. Virksomheder, der indfører optimeret vandbehandling i form af ultrafiltrering (eventuelt kombineret med efterpolering) eller inddampning, vil muligvis kunne opnå spildevandsfri drift. Falder eventuelle undersøgelser af mulighederne for genbrug af koncentrat fra ultrafiltrering heldigt ud, vil der kunne opnås næsten 100% genbrug af farveresten.

Af udviklingsbehov skal nævnes: udvikling af farveværker med meget lavt farvedødvolumen (farverestmængde), afprøvning/udvikling af koncepter omkring genbrug af skyllevand ved opspædning med koncentreret farve samt afprøvning/udvikling af konceptet omkring genbrug af koncentrat fra vandbehandling. Hvad angår anvendte kemikalier og afledning med spildevand til kloak, er især en afklaring af pigmenternes miljømæssige egenskaber væsentlig.

Summary and conclusions

The objective of this project was to describe cleaner technologies in the process of washing off water-based flexographic inks in the packaging printing industry.

The project concentrates on environmental assessment of processes and chemicals in relation to waste water. This includes cleaning in connection with the printing on absorbing materials (e.g. corrugated cardboard) and non-absorbing materials (e.g. plastic film). As regards types of industries, the project covers those using water-based flexographic inks in the production of packaging such as cardboard boxes, paper bags, envelopes, cartons and flexible packaging (e.g. plastic bags).

The tools used in this review of the current state of the process of washing off water-based flexographic inks comprise investigations at six packaging printing companies, a questionnaire survey (twenty packaging printing companies), literature search, participation in trade fairs etc. and information from more than thirty individuals with a thorough understanding of the packaging printing industry. Chemicals used, i.e. inks and cleaning agents, were hazard screened by use of ranking systems for the aquatic environment and health.

In the cleaner technology work, i.a. laboratory tests, computer simulations, investigations at pilot plants and at a system in operation at one of the participating printing firms were used. Furthermore, immediate possibilities of substitution of chemicals are given.

In Denmark today, the process of washing off water-based flexographic inks is mainly carried out within the corrugated cardboard printing industry (approx. 15 companies) but also envelope printing firms (approx. 3), "paper bag" printing firms (approx. 2), a single cardboard printing company and 1-2 flexible packaging printing firms are washing off water-based flexographic inks. The latter, however, only on a very limited scale (only lac/coating and white ink). For technical reasons, proper printing with a single or more inks on non-absorbing material (flexible packaging, plastic) is still not particularly widespread and was only recorded at a single printing firm printing on plastic rubbish bags.

30% (corresponding to approx. 75 production units) of the total production of packaging printing in Denmark are considered to be produced by use of flexographic printing techniques. Of these, 20-30 production units print with water-based flexographic inks.

In order to transport the ink from the ink container to the plate, which transfers the ink to the printing object (e.g. corrugated cardboard), some ink units (ink feeding systems) are placed on the flexographic printing machines. These ink units consist of i.a. pumps, tubes, pipes and an open ink fountain or a closed doctor blade system placed in close contact with the anilox-roller. The anilox-roller secures the transfer of the ink to the plate. The ink unit (including anilox-roller) and the plate are the parts of the flexographic printing machine that get in contact with the ink and thus require cleaning.

Apart from the waste of ink during the actual washing of the ink unit, spillage of ink also occurs during the printing operation due to leakage.

In today’s Denmark, it is estimated that there exist approx. 300 ink units with open ink fountains (earlier systems) and 150 with doctor blade systems (recent systems).

Estimates indicate that there have only been installed high pressure nozzle washing units at 40-50 ink units and automatic flow at 5-10 ink units in the printing industry today. The bulk of the ink units are thus manually washed.

Furthermore, it is estimated that a total of around 150,000 wash-offs of water-based flexographic inks are made a year and that more than 90% of these wash-offs are made within the corrugated cardboard packaging printing industry.

Within today’s printing industry, direct ink spillage during operation of ink units with open ink fountains is estimated typically at 5-10 kg ink calculated per wash-off. Correspondingly, direct spillage using doctor blade systems is estimated at 0.2-2 kg per wash-off. Direct ink spillage at minor ink units (e.g. for bag and envelope printing) is in all probability less.

The ink waste from the actual wash-off is estimated at around 3-6 kg per wash-off for open ink fountain and at 2-4 kg per wash-off for doctor blade systems.

Within the flexographic printing industry today, the total ink spillage (direct spillage + waste during wash-off) is estimated at around 8 kg ink per wash-off, which amounts to a total annual ink waste in this industry of approx. 1,200 tons corresponding to around DKK 38 mill.

The annual consumption of water-based flexographic inks is estimated to amount to around 3,000 tons, of which water-based flexographic inks for printing on non-absorbing materials account for less than 1%. The total ink waste of 1,200 tons a year constitutes 40% of the consumption.

Within the flexographic printing industry, the annual consumption of cleaning agents and water for washing of ink units is estimated to constitute 20 tons and 50.000 m³, respectively.

Estimates indicate that around half the printing firms are treating their waste water prior to discharge to sewer. The most frequently applied technique is flocculation and a few companies use membrane filtering and evaporation. On this basis, it is estimated that around 600 tons of ink is annually ending up in the sewerage systems.

The water-based flexographic inks contain components that, based on hazard screening, are assessed to be undesirable in the sewerage system or unacceptable for health reasons. These components might be certain binders (rosin compounds), a single solvent (ethylene glycol monomethyl ether), organic pigments, certain dispersing agents (alkyl phenol ethoxylates, certain quaternary ammonium compounds), certain cross-linking agents (aziridine), moisteners and almost all applied preservatives.

Wash water from washing off water-based flexographic inks may be characterised by a weakly basic pH value, an AOX content of up to around 30 mg/L dependent on type(s) and actual amount of pigment, COD/BOD₅ ratio of around 20-30 and weak to moderate inhibition of nitrification.

Practically all washing of plates is reckoned to be performed by separate (off-press) manual washing and in approx. half the cases using water only. An overall estimate for the packaging printing industry indicates that around 500,000 plate washes are made annually with a consumption of approx. 15 tons of cleaning agents. The volume of the ink residues that are washed off is insignificant compared to the volume of ink residues from washing of ink units. The consumption of fresh water is estimated at 2,500 m³ and the wash water is typically treated together with the wash water from the washing of ink units.

The typical content in cleaning agents used in this industry is predominated by substances considered relatively unproblematic if they are discharged to public wastewater treatment plants in not too large volumes. However, substances may occur that are undesired in the sewage system or unacceptable for health reasons. I.a. they are some cationic detergents and some complexing agents (trisodium nitrilo acetate and nitrilo acetate).

Wash water from plate washing, in which an alkaline detergent-based cleaning agent has been used, may be characterised by a weakly basic pH value, an AOX content of up to around 1.5 mg/L dependent on type(s) and actual amount of pigment, COD/BOD₅ ratio of around 2 and moderate to unacceptable inhibition of nitrification (dependent on type of cleaning agent).

Today, the predominant technique used in separate (off-press) wash of anilox-rollers is blasting with baking powder. This will typically take place twice a year at the most.

An overall estimate indicates that the volume of chemical waste and air emission generated during wash-off of water-based flexographic inks is insignificant.

As an overall assessment of the wash-off of water-based flexographic inks, it can thus be concluded that the process, which is predominantly the most potential hazard to the environment, is the washing of ink units and that the impact primarily originates from the ink residues washed off.

Candidates for substitution among components in water-based flexographic inks are especially found among binders and emulsifiers. I.a. they are rosin-based binders, which, for environmental reasons, should be replaced by environmentally less harmful altenatives as e.g. polyacrylates with a very low monomer content («200 ppm). Among emulsifiers/dispersing agents are i.a. alkyl phenol ethoxylates and traditional quaternary ammonium compounds, which should be replaced by linear alcohol ethoxylates and more recent quaternary ammonium compounds containing ester compounds (DEEDMAC, DEEDMAMS), respectively. Other functional groups containing ink components, which, for health or environmental reasons, should be substituted, comprise i.a. antifoaming agents, moisteners, preservatives and cross-linking agents. To these may be added pigments, of which the majority is lacking studies to clarify especially their environmental properties. There are few candidates for substitution among the components in the cleaning agents. They are only the traditional quaternary ammonium compounds and certain complexing agents (NTA).

Measurements made during this project on working printing machines at a corrugated cardboard packaging printing firm show that the first litre of rinsing water from two not optimised washing processes, i.e. manual washing of open ink fountain and high pressure nozzle washing of doctor blade system, may contain approx. 25% and 40%, respectively, of the ink residues (the ink dead volume) in the ink unit. In both cases, the ink content of the rinsing water was 70-80%. If this first litre of rinsing water ends up in the ink container with a content of 15 litres of ink, it will only result in a dilution of approx. 1%. At optimised high pressure nozzle units with very low ink dead volumes (0.6 litres), the use of short water boosts may result in recovery percentages above 80 by adding the first litre of rinsing water to the ink container with a resultant dilution of only around 1%. Investigations of the impact of minor dilutions with water on the printing properties of typical flexographic inks strongly indicate that dilution in the order of 1-8% does not decisively influence the ink. Furthermore, it is assessed that rinsing water with a content of ink residues (in any case black) will be recyclable as ink with an addition of concentrated ink. Presumably, this should also apply to other colours.

With the existing technology within this printing industry, an overall estimate is that simply by catching the first litre of rinsing water and recycling it as ink, 25-50% of the ink waste from wash-offs may be avoided. By paying attention to the avoidance of ink spillage during operation (leak-tight gaskets, optimal doctor blade systems, avoiding overflow and long-term idle running), it is considered possible to achieve a reduction of the direct ink spillage of at least an equivalent percentage. It is thus assumed that with the existing technology by relatively simple measures, savings of at least 25-50% of the present total ink waste may be achieved, corresponding to 300-600 tons of ink annually (DKK 10-20 mill.). By optimising these initiatives, even higher recovery percentages may be achieved. By introducing more recent technology, i.e. optimised nozzle washing systems with doctor blade systems and ink drip trays, it is estimated that ink recovery percentages of more than 80% might be achieved and notably from a very small ink residual volume (approx. 0.6 litres). On this basis, it is estimated that the ink waste may be reduced to around 1-2% of the estimated current level.

By relatively simple measures (attention to avoidance of unnecessary consumption of fresh water, i.e. "good housekeeping"), it is estimated that, with the existing technology, the water consumption of the packaging printing industry could be reduced by 70-80%. If the newest optimised technology is implemented, a reduction in the order of 95% compared to the estimated current level may be achieved. If these measures are combined with reverse flow flushing, a reduction of more than 98% may be achievable.

If the above measures regarding the minimising of ink waste are combined with reverse flow flushing in the rinsing processes, and the concept regarding addition of concentrated ink to ink-containing rinsing water is combined with the introduction of automatic continuous control of viscosity and pH, an additional considerable reduction of the ink waste may be achieved. Printing companies introducing optimised water treatment such as ultrafiltration (possibly combined with after-polishing) or evaporation may achieve wastewater-free operation. If potential investigations of the possibilities of recycling of concentrate from ultrafiltration turn out well, almost 100% recycling of the ink residues should be achievable.

Some development is required, e.g.: Development of ink units with very small ink dead volumes (quantity of ink residues), testing/development of concepts regarding recycling of rinsing water with addition of concentrated ink and testing/development of the concept regarding recycling of concentrate from water treatment. As for applied chemicals and discharge of waste water to sewer, especially a clarification of the environmental properties of the pigments is essential.

1 Indledning

Dette projekt omhandler en undersøgelse af miljø- og sundhedsmæssige aspekter med hovedvægt på spildevandsproblematikker ved afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver inden for emballageindustrien. Undersøgelsen omfatter desuden generering og afprøvning af renere teknologi-ideer, der fører frem til anbefalinger vedrørende renere teknologitiltag på området, herunder udviklingsbehov.

1.1 Baggrund

Baggrunden for arbejdet fremgår af Miljøprojekt 284: "Indsatsområder for renere teknologi i den grafiske branche - spildevandsvurdering" /1/. I dette kortlægningsprojekt er den grafiske branche i Danmark kortlagt med hensyn til spildevandsemissionskilder og tilhørende potentiel miljøbelastning. Formålet med projektet var, med udgangspunkt i spildevandsproblematikken, at prioritere og udpege indsatsområder for renere teknologi. Processer i hele den grafiske branche blev vurderet med hensyn til størrelse/styrke af spildevandsemission og indgående kemikaliers miljøfarlighed. Hver proces/kemikalietype blev på dette grundlag tildelt en score, således at det var muligt at rangordne og hermed prioritere indsatsområder for renere teknologi.

Afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver blev udpeget i kortlægningsprojektet som et af de to højest prioriterede indsatsområder. Dette skyldes, at de nuværende anvendte/kendte teknikker til afvaskning af trykpressen genererer store mængder spildevand, hvor der indgår og emitteres miljøfarlige kemikalier (primært trykfarver). I kortlægningsprojektet /1/ blev det desuden vurderet, at udviklingen inden for området, som konsekvens af forventet stigende anvendelse af vandfortyndbare flexotrykfarver på bekostning af de opløsningsmiddelbaserede, vil kunne skabe potentiale for en stigning i emitterede kemikaliemængder.

1.2 Formål

1.3 Læsevejledning

I kapitel 2 findes en kort beskrivelse af produktionsenheder inden for emballagetryk med vandfortyndbare flexotrykfarver samt de anvendte processer. De i projektet anvendte farlighedsscoringssystemer findes beskrevet i kapitel 3. Resultaterne af farlighedsvurderingerne fremgår af kapitel 4 og bilag D, hvor typisk sammensætning af trykfarver og afvaskningskemikalier desuden er beskrevet. Kapitel 5 beskriver de eksisterende teknikker til afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver - der ligeledes er beskrevet i bilag A og B - samt eksisterende vandbehandlingsteknikker, der er yderligere behandlet i bilag F. Udredningsundersøgelserne udført på emballagetrykkerier med henblik på at opstille nøgletal mm. er beskrevet i kapitel 6 og bilag C. I kapitel 7 er resultaterne af farlighedsvurderinger og nøgletallene sammenholdt, og i kapitel 9 er der på denne baggrund udvalgt områder for videre undersøgelser. Umiddelbare anbefalinger vedrørende renere teknologi-ideer er ligeledes beskrevet i kapitel 8 samt bilag E. De udførte "renere teknologiforsøg" samt overvejelser vedrørende umiddelbare substitutionsmuligheder og muligheder for genbrug af skyllevand mm. er beskrevet i kapitel 9 samt i bilag G og H. De samlede anbefalinger for miljøoptimering ved afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver fremgår af kapitel 10. I bilag I findes en oversigt over producenter/leverandører af afvaskningssystemer, trykfarver, afvaskningskemikalier og vandbehandlingsanlæg.

1.4 Anvendelighed

Emballagetrykkerier, der trykker med vandfortyndbare flexotrykfarver, vil især kunne drage nytte af de beskrevne anbefalinger i kapitel 10. Beskrivelserne af ideer til renere teknologier i kapitel 8 og bilag E samt forsøgene beskrevet i kapitel 9 og bilag G vil være relevant for producenter/leverandører af afvaskningsanlæg. Producenter/leverandører af vandfortyndbare flexotrykfarver og afvaskningskemikalier vil især kunne drage nytte af kapitel 4 og 9 samt bilag D og H. Tilsynsmyndigheder, rådgivere m.fl. vil kunne anvende nærværende rapport til at få indsigt i og overblik over, hvilke processer/teknikker/anlæg, der anvendes og/eller tilbydes i dag, samt hvilke ressourceforbrug og emissionsforhold, de afstedkommer (status og "state-of-the-art" på området). Hertil kommer, hvilke kemikalier der anvendes/tilbydes, og hvilken iboende farlighed de besidder for miljø og sundhed. Endelig vil der kunne opnås indsigt i renere teknologier på området.

Det skal understreges, at hovedvægten i forbindelse med arbejdet har ligget på vurderinger af miljøaspekter, der på den ene eller anden måde knytter sig til anvendelsen af vand. Der er således ikke foretaget detaljerede arbejdsmiljø- og luftemissionsvurderinger. Da der er tale om anvendelse af vandige systemer og primært ikke-flygtige opløsningsmidler i meget begrænset omfang, vurderes luftemissionen at være ubetydelig. Hvad angår arbejdsmiljø, vil farlighedsvurderingerne af kemikalier med hensyn til sundhed kombineret med de opstillede massebalancer, procesbeskrivelser mm. have stor værdi.

De enkeltstoffer (f.eks. ethanolamin og butyldiglycol), der er farlighedsvurderet, er konstateret i et eller flere trykfarve- eller afvaskningsmiddelprodukter. Det skal dog bemærkes, at f.eks. mediet, hvori stoffet forekommer, samt anvendelsen kan have stor betydning for mulig eksponering i arbejdsmiljøet. Et stof, der f.eks. er uacceptabelt eller problematisk, fordi det er giftigt eller sundhedsskadeligt ved indånding, kan forekomme i vandige fortyndinger, hvorfra det ikke fordamper, og vil derfor umiddelbart ikke kunne medføre eksponering i arbejdsmiljøet. Hvis stoffet derimod indgår i processer, hvor der opstår aerosoldannelse (f.eks. højtryksspuling), er eksponering dog mulig.

Farlighedsvurderingen af stofgrupper (f.eks. nonioniske tensider og acrylater) er foretaget konservativt, hvilket vil sige, at gruppen er tildelt farlighedsscore efter de mest belastende enkeltstoffer, der indgår i gruppen. Dette betyder, at der inden for stofgruppen sagtens kan forekomme enkeltstoffer, der er mindre miljøfarlige end andre stoffer i gruppen.

1.5 Afgrænsning

Dette projektarbejde har koncentreret sig om afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver i emballageindustrien. Projektet omfatter både vandfortyndbare flexotrykfarver til tryk på sugende substrat (f.eks. bølgepap) og ikke sugende substrat (f.eks. plastfilm) og vask af farveværker, klicheer og aniloxvalser er omfattet, se endvidere kapitel 2. Miljø- og sundhedsvurderingerne af trykfarvekomponenter og afvaskningsmidler samt vurderinger af spildevand og afvaskningssystemer vurderes at være relevante for andre delbrancher i den grafiske branche (f.eks. serigrafi), hvor der anvendes og afvaskes vandfortyndbare trykfarver.

1.6 Metode

For at kunne beskrive eksisterende teknikker til afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver og renere teknologier på området samt opstille massebalancer og nøgletal, er der anvendt en kombination af udredningsforsøg og besøg på 6 udvalgte, "repræsentative" emballagetrykvirksomheder samt litteratursøgninger. Dette er sammenholdt med en spørgeskemaundersøgelse i branchen omfattende 20 emballagetrykkerier, der trykker med vandfortyndbare flexotrykfarver, og oplysninger fra mere end 30 leverandører/producenter/videncentre/branchefolk.

Oplysninger om indgående stoffer i trykfarver og afvaskningskemikalier stammer primært fra ca. 70 indsamlede datablade samt oplysninger (herunder fortrolige) fra branchefolk og producenter af råvarer, der indgår i de enkelte produkter.

Enkeltstoffer og stofgrupper, der indgår i produkttyperne, er farlighedsvurderet med hensyn til afledning med spildevand (ABC-systemet i henhold til Spildevandsvejledningen /95, 21/) og sundhed (UPH-systemet i henhold til /24/).

Ved målinger og registreringer af ressourceforbrug (kemikalier, vand) og spild/emissioner ved forskellige afvaskningsteknikker på emballagetrykkerier er der opstillet forbrugs- og emissionsnøgletal. Ved kemiske, fysiske og biologiske analyser er spildevand fra processerne karakteriseret.

Farlighedsvurderingerne af de anvendte kemikalier er sammenholdt med de opstillede nøgletal samt spildevandskarakteriseringerne, og samlet status for afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver er vurderet. Områder med størst miljøbelastning er på denne baggrund udvalgt til nærmere undersøgelser af muligheder for renere teknologier.

Ved arbejde med renere teknologier er der bl.a. anvendt laboratorieforsøg, forsøg på pilotanlæg og simuleringer på baggrund af målte værdier.

2 Emballageindustrien

Emballagetryk omfatter, som betegnelsen angiver, tryk på emballage. Det drejer sig primært om emballage af bølgepap, karton, papir og plastfolie, såsom papkasser, mælkekartoner, papirsposer, konvolutter og plastemballage til f.eks. slik. Hovedparten af de trykkerier, der trykker på bølgepap/karton/papir, er branchemæssigt organiseret i Emballageindustrien, mens trykkerier, der trykker på plastfilm/folie, desuden kan være organiseret i Plastindustrien. Endvidere kan etikettrykkerier være organiseret i Emballageindustrien.

De dominerende trykteknikker er offset og flexotryk, men bogtryk, serigrafi og i meget lille omfang dybtryk anvendes også. De trykfarver, der anvendes, omfatter først og fremmest offsetfarver og flexotrykfarver, men også bogtrykfarver, serigrafifarver og UV-farver. Anvendelsen af vandfortyndbare trykfarver er især udbredt ved tryk på bølgepap, hvor der anvendes vandfortyndbare flexotrykfarver. Nedenstående er produktionsenheder og processer kort behandlet.

2.1 Produktionsenheder

Flexografisk tryk anslås i Miljøprojekt nr. 481 /2/ at dække omkring 30% af den samlede produktion (dvs. økonomisk omsætning) ved emballagetryk i Danmark. Produktionen udføres ifølge samme reference /2/ af omkring 76 trykkerier. Det drejer sig især om bølgepapindustrier, "fleksibel emballage trykkerier" (f.eks. tryk på plastfilm), kartonagetrykkerier, konvoluttrykkerier, "papirsposetrykkerier" og etikettrykkerier. Alle disse trykkerier, på nær sidstnævnte, er domineret af større virksomheder (produktionsenheder) med mere end 100 ansatte /1/.

Dette projekt dækker tryk med vandfortyndbar flexotrykfarve på alle de nævnte typer af trykkerier bortset fra etikettrykkerier, hvor der primært trykkes med UV-farver, bogtrykfarver og offset. Den meget lidt anvendte dybtrykteknik (f.eks. ved tryk på fleksibel emballage) er heller ikke omfattet, men der anvendes farver svarende til de her behandlede, dvs. vandfortyndbare flexotrykfarver. For yderligere beskrivelse af branchestrukturen henvises til Miljøprojekt nr. 481 /2/ og Miljøprojekt nr. 284 /1/.

Spørgeskemaundersøgelsen udført under dette projekt viser, at der i Danmark i dag (år 2000) er minimum 22 trykkerier (sandsynligvis 20-30), der trykker med vandfortyndbar flexotrykfarve. Af disse udgør bølgepapemballagetrykkerier ca. 15, konvoluttrykkerier ca. 3, papirsposetrykkerier ca. 2, kartonagetrykkerier ca. 1 og trykkerier, der trykker på fleksibel emballage, 1-2.

2.2 Flexografisk tryk

Flexotryk er en højtryks- og rotationsteknik, hvor trykfarve på trykformens (dvs. klicheens) ophøjede partier overføres til trykemnet (f.eks. bølgepap). Processen foregår typisk ved, at en såkaldt aniloxvalse (dvs. en rastervalse med fordybninger kaldet kopper) henter trykfarven fra en påmonteret farvebakke eller lukket kammerrakel og overfører denne til flexoklicheen, der typisk er af kunststof (fotopolymer) og monteret på klichevalsen. Motivet overføres til trykemnet, når klicheen presses mod dette, se figur 5.1 i kapitel 5. Selve trykmaskinen (trykpressen) består typisk af flere trykværker/farveværker (f.eks. 2-farvetryk- eller 8-farvetrykpresse) opbygget med forskellig konstruktion (Stokpressen, Satellitpressen, in-line-trykværker). For yderligere beskrivelse af flexotrykpresser henvises til Miljøprojekt nr. 481 /2/ og Miljøprojekt nr. 284 /1/.

De dele af trykpressen, der har været i kontakt med trykfarven, skal typisk ved farveskift og fyraften rengøres for at sikre, at den næste trykopgave kan udføres kvalitetsmæssigt forsvarligt. Det drejer sig typisk om at skylle systemet rent for den farverest, der står tilbage i farvefremføringssystemet/farveværket (kammerrakel, slanger, pumper mm.), når trykkeren har tømt hovedparten af med henblik på genbrug. Hertil kommer separat rengøring af klicheen og periodevis separat rengøring af aniloxvalsen.

2.3 Afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver

Den daglige afvaskning af flexotrykpressen foregår typisk ved, at farveværket skylles igennem med vand eller vand indeholdende et alkalisk afvaskningsmiddel. Afhængig af automatiseringsgraden anvendes tillige at gå pressen igennem manuelt for "helligdage" med børste, spand og vandslange. Vask af klicheer foregår typisk separat og næsten udelukkende manuelt f.eks. ved først at påføre afvaskningsmiddel med børste og derefter spule med vandslange eller udelukkende ved brug af rent vand. Aniloxvalser rengøres separat periodevis (f.eks. hvert halve år), og her er den dominerende teknik at blæse overfladen ren med bagepulver.

3 Farlighedsvurderingsstrategi

Enkeltstoffer og stofgrupper i kemikalier, der indgår ved afvaksning af vandfortyndbare flexotrykfarver, er vurderet på basis af en farlighedsvurderingsstrategi, der omfatter vandmiljø og sundhed. Stofferne farlighedsscores i tre kategorier på baggrund af deres iboende egenskaber. Der er her tale om et screeningsværktøj og ikke en risikovurdering, som bl.a. ville omfatte en eksponeringsvurdering. Det er således stoffernes potentielle skæbne og effekter, der er basis for farlighedsvurderingen.

De følgende afsnit beskriver kort principperne, der er anvendt ved vurdering af enkeltstoffer og stofgrupper inden for henholdsvis vandmiljø og sundhed/arbejdsmiljø.

3.1 Vurdering af kemiske stoffers farlighed i vandmiljø

Ved vurderingen af kemikaliers miljøfarlighed er det antaget, at spildevandet fra de flexografiske trykkerier tilledes et offentligt renseanlæg med biologisk behandling. Strategien, der er anvendt, bygger på udkastet til den nye reviderede spildevandsvejledning "Tilslutning af industrispildevand til offentlige renseanlæg, Udkast til vejledning, Marts 1997" /21/, hvor primært organiske stoffer inddeles i 3 farlighedskategorier (A, B og C) baseret på deres eventuelle, uhelbredelige skadevirkning på mennesker, deres bionedbrydelighed, bioakkumulerbarhed og akutte effekter i vandmiljøer. Idet der ikke kan tales om bionedbrydelighed af uorganiske stoffer, vurderes disse udelukkende ud fra deres øvrige iboende egenskaber samt i visse tilfælde kendte reaktionsprodukter. Inddelingen sker efter følgende kriterier:

Gruppe C kan således indeholde stoffer, der kan være meget toksiske over for akvatiske organismer. Under normale forhold vil dette ikke give anledning til uønskede effekter, idet disse stoffer er biologisk let nedbrydelige, men under forhold, hvor der ikke sker optimal fjernelse af stofferne i renseanlægget, kan udledningen være årsag til toksiske effekter i recipienten. Emission af C-stoffer til renseanlæg begrænses bl.a. ud fra stoffernes fysisk/kemiske påvirkning af kloakledninger, pumpestationer mm. Det skal desuden bemærkes, at afledning af gruppe C-stoffer til renseanlæg kan være problematisk af andre årsager - f.eks. hvis stofferne udviser nitrifikationshæmmende effekt. Dette skyldes, at nitrifikationsprocessen i danske anlæg almindeligvis er kombineret med "nedbrydningstrinnet" i starten af renseanlægget og således kan nitrifikationsprocessen hæmmes, inden stoffet er fuldstændigt nedbrudt.

Det skal bemærkes, at ifølge nyeste forslag til revidering af "Spildevandsvejledningen" (udarbejdet af DHI - Institut for Vand og Miljø, 29/6-2000) vil potentielt bioakkumulerbare, ikke let nedbrydelige stoffer, der samtidig ikke er meget giftige, blive scoret B. Det er her valgt ikke at tage hensyn til denne mulige ændring, som i givet fald kun vil give ganske få ændringer for de her vurderede stofffer.

I nærværende projekt er stoffer, hvis dokumentationsgrundlag er tilstrækkeligt til en entydig vurdering, tildelt scoren A, B eller C. Øvrige stoffer, hvor dokumentationsgrundlaget er utilstrækkeligt, er tildelt scoren a (lille a), b (lille b) eller c (lille c) ud fra bedste skøn på det foreliggende grundlag, og såfremt et sådan ikke har været muligt, er stoffet/stofgruppen tildelt et spørgsmålstegn. Ved vurdering af stofgrupper tages der udgangspunkt i de stoffer, der repræsenterer stofgruppen. Hvis det entydigt gælder, at gruppen består af stoffer vurderet til scoren A (f.eks gruppen af alkylphenolethoxylater), får gruppen tildelt scoren A. Hvis det derimod drejer sig om en gruppe, der f.eks. består af nonioniske tensider uden nærmere specifikation, vil gruppen tildeles scoren a, dels på baggrund af muligt indhold af alkylphenolethoxylater (scoret som A), og dels fordi der i gruppen af nonioniske tensider forekommer let bionedbrydelige tensider som f.eks. fedtalkoholethoxylater (scoret som C). Vurderingerne er således konservative, hvilket betyder, at vurdering af stofgrupper er foretaget ud fra mulig forekomst af det mest miljøfarlige stof, der tilhører den pågældende gruppe.

3.2 Vurdering af kemiske stoffers sundhedsfarlighed

Vurderingen af enkeltstoffers/stofgruppers sundhedsfarlighed er foretaget ved hjælp af et scoringssystem udviklet i et samarbejdsprojekt mellem DTC, dk-TEKNIK, DHI - Institut for Vand og Miljø og Teknologisk Institut /24/ finansieret af Erhvervsfremme Styrelsen. Det anvendte scoringssystem kaldes UPH-systemet efter inddelingen af stoffer i grupperne Uacceptable, Problematiske og Håndterbare.

Inddelingen tager udgangspunkt i, at enhver anvendelse af kemiske stoffer kan udgøre en risiko. Nogle kemiske stoffer er dog relativt ufarlige, hvorfor de under normale produktionsforhold vil kunne håndteres uden risiko for sundhed. Andre stoffer er mere farlige og vil kræve særlige forholdsregler ved anvendelse; disse betragtes derfor som problematiske. Endelig er der en gruppe af meget farlige, kemiske stoffer, som på grund af deres farlighed er uacceptable i arbejdsmiljøet.

Inden for hver effekttype er kategori 1 udtryk for den alvorligste situation. Denne opdeling vægter ikke de forskellige effekttyper mod hinanden, dvs. inddelingen i de fire kategorier betyder ikke, at alvorligheden af forskellige effekter inden for samme kategori kan sammenlignes.

Den samlede vurdering af stoffers sundhedsfarlighed tager udgangspunkt i, at de stoffer, der har alvorlige langtidseffekter (kræftfremkaldende, reproduktionsskadende, nerveskadende effekter), er særligt problematiske. Herved følges Arbejdstilsynets indsats over for KRAN-stofferne (kræftfremkaldende, reproduktionsskadende, allergene eller nerveskadende stoffer), idet det dog ikke er valgt at betragte de allergene stoffer som hørende til i samme klasse som de tre øvrige.

Konsekvensen af at udpege disse tre effekttyper som særligt alvorlige er, at kategori 1 og kategori 2 betragtes som lige alvorlige. Tilsvarende betragtes ætsende/irriterende virkninger som en effekttype, det generelt er mulig at beskytte sig imod, hvorfor effekterne betragtes som mindre alvorlige. Herudfra fås følgende kriterier for inddeling i de tre overordnede grupper (uacceptable, problematiske og håndterbare stoffer):

Se tabel 3.1 for en oversigt over kriterier for scoring af kemiske stoffer med hensyn til sundhedsfarlighed inden for forskellige effekttyper.

UPH-systemet opererer desuden med en kategori 0 (ikke vist i tabel 3.1), som kan anvendes i tilfælde, hvor der ikke er tilgængelige data for de pågældende effekttyper, eller hvor de tilgængelige data ikke er anvendelige i forhold til de opstillede kriterier. Stoffer med østrogenlignende effekter er således ikke dækket af de opstillede kriterier. I tilfælde af manglende data kan det være relevant at forsøge at indplacere stofferne i de øvrige fire kategorier på baggrund af analogislutninger ud fra kendskab til stoffernes kemiske struktur. Det er her valgt for effekttyper, hvor der ikke er fundet tilstrækkelige data til at kunne tildele en kategori (dvs. 1, 2, 3 eller 4), at tildele et spørgsmålstegn (?).

I nærværende projekt er det desuden valgt, at stoffer, som det ikke har været muligt at finde tilstrækkelige data for, tildeles et lille bogstav (u, p eller h) på grundlag af det foreliggende datagrundlag for at indikere, at dokumentationsgrundlaget er utilstrækkeligt til en egentlig scoring. I de tilfælde, hvor der ikke er tilstrækkelige data om KRN-effekter, er der af forsigtighedsgrunde tildelt et "p" (hvis ikke andet taler meget kraftigt imod), selv om de tilgængelige data ville føre til vurderingen "h".

Tabel 3.1
Kriterier for scoring af kemiske stoffer med hensyn til sundhedsfarlighed inden for forskellige effekttyper /24/

4 Karakterisering af kemikalier, der indgår ved afvaskning af vandfortyndbar flexotrykfarve

Ved emballagetryk med vandfortyndbare trykfarver indgår en lang række kemikalier, dels ved selve trykprocessen - trykfarver og additiver - dels ved afvaskning af trykpresser og klicheer. De kemikalier, der anvendes ved trykningen, indgår i højere eller mindre grad i det færdige produkt. Rester af trykfarve og additiver, der sidder tilbage på flexotrykpresse og klicheer, afvaskes efter endt trykning og ender sammen med eventuelle afvaskningskemikalier i skyllevandet. I dag behandles dette spildevand i enkelte tilfælde som kemikalieaffald, men den dominerende håndtering er afledning til offentlig kloak enten direkte eller efter en mere eller mindre effektiv vandbehandling.

Inden for emballagetryk er det udelukkende anvendelsen af de vandfortyndbare trykfarver, der potentielt giver anledning til spild, der ender i spildevandet /1/. Fokus i dette projekt er derfor specielt rettet mod disse typer. Vandfortyndbare flexotrykfarver anvendes primært til tryk på sugende substrater, f.eks. bølgepap, og endnu i betydeligt mindre grad til tryk på ikke-sugende substrater som plastfilm. I forbindelse med tryk på sugende substrater anvendes udover selve trykfarven separate additiver med forskellige formål (anticurl, antiskum, fortynding mm.). Nedenstående beskrives sammensætningen af de to typer af trykfarver til henholdsvis sugende og ikke-sugende substrater, samt separate additiver og afvaskningsmidler til flexotrykpresser og klicheer. Funktionen af de pågældende kemikalier beskrives, og der foretages, så vidt det er muligt, en farlighedsvurdering af kemikalierne både miljø- og sundhedsmæssigt. For stoffer, hvor det er relevant, er der foretaget en gruppering på baggrund af den kemiske struktur, som ligeledes danner grundlag for den efterfølgende farlighedsvurdering.

En detaljeret oversigt over produktsammensætningen af de to typer trykfarver, additiver og afvaskningskemikalier fremgår af bilag D.

En samlet oversigt over farlighedsvurderingen er ligeledes vist i bilag D. Der er foretaget en opdeling på enkeltstoffer, stofgrupper og mulige enkeltstoffer, som danner grundlag for vurderingen af stofgrupperne. Endvidere findes i samme bilag en oversigt over enkeltstoffer/stofgrupper grupperet efter funktion.

4.1 Vandfortyndbare flexotrykfarver

Beskrivelsen i nærværende afsnit omfatter både trykfarver til sugende substrater og ikke sugende substrater, hvis ikke en skelnen er anført.

Vandfortyndbare trykfarver består af følgende hovedkomponenter:

Bindemidler
pH-regulatorer, co-solventer og opløsningsmidler
Pigmenter (og opløselige farvestoffer)
Additiver
Vand

Farvestoffer (dyes), der er karakteriseret ved at være opløst i vandfasen, anvendes kun yderst sjældent. Dette skyldes bl.a. risiko for blødning under brug af emballagen (farven "smitter af" ved kontakt med vand). Opløselige farvestoffer vil ikke blive behandlet yderligere her.

For at pigmenter skal kunne bindes til substratet, anvendes et bindemiddel i trykfarven. Ved høj pH (dvs. basisk miljø) forekommer bindemidlet som en emulsion i vandfasen, mens det ved lavere pH (dvs. surt miljø) udfælder og binder pigmentet. pH holdes derfor højt i trykfarven ved flygtige pH-regulerende kemikalier, indtil trykfarven når substratet. Under trykningen og den efterfølgende tørring fordamper de flygtige pH-regulatorer, og pigmentet bindes (coates) til substratet i en film. De pH-regulerende kemikalier, der også benævnes forsæbningsmidler, er typisk aminer. Der kan anvendes additiver med forskellige funktioner f.eks. forbedring/opnåelse af opløselighed, blødgøring, gnidefasthed mm., hvor det generelle formål er at forbedre kvaliteten af det trykte (emballagen).

De vandfortyndbare flexotrykfarver er, som navnet antyder, baseret på vand med et indhold fra 5% til ca. 45%. Indhold af bindemiddel i trykfarven varierer i størrelsesordenen fra 25% til 75%, mens det i lakker kan være lidt højere (op til 81%). Indhold af pigmenter varierer også en del, og det kan være fra intet indhold i lakker og op til ca. 25% i trykfarverne. De såkaldte forsæbningsmidler eller pH-regulatorer forekommer i trykfarverne i en koncentration på ca. 1-5%. Additiverne forekommer generelt i lave koncentrationer oftest kun nogle få procent, men for co-solventerne/opløsningmidlerne kan koncentrationer op til 5-10% optræde. Det præcise indhold af de enkelte additiver kendes ikke, idet der normalt ikke foreligger oplysninger om stoffernes forekomst, når dette er i meget lave koncentrationer.

4.1.1 Bindemidler

Bindemidler i vandfortyndbare trykfarver er baseret på polymerer, som kan være opbygget af forskellige monomerer.

Akrylater og methakrylater, som er syntetiske bindere fremstillet på basis af olieprodukter, har stor kommerciel anvendelse som bindemidler i vandfortyndbare systemer. Poly(meth)akrylaterne (P(M)A) repræsenterer en meget stor stofgruppe, hvor brugen kan varieres med sammensætningen. P(M)A anvendes enten som emulsionspolymerer (dispersion) klar til brug eller som opløselige polymerer (polymerisat), hvor polymeren gøres brugsklar ved tilsætning af aminer eller en alkalisk opløsning. P(M)A finder anvendelse som bindemiddel både inden for trykfarver (sugende substrat, molekylvægt (MW) = 50.000/ikke sugende substrat MW = 100.000-400.000) og overtrykslakker (MW = ca. 2.000). Desuden anvendes P(M)A som pigmentdispergeringshjælpemiddel og som fortykker. Eksempler på disse er polymerer baseret på methylmethakrylat, butylakrylat, ethylakrylat samt kombinationer af disse. Nedenstående tabel 4.1 viser eksempler på monomerer, der anvendes i P(M)A. Monomerindholdet i det færdige bindemiddel er typisk mindre end 200 ppm.

Tabel 4.1
Eksempler på monomerer anvendt i P(M)A (monomererne er angivet i prioriteret rækkefølge)

Akrylatcopolymerisater

Egenskaberne af akrylater (og methakrylater) kan modificeres ved copolymerisering (kædedannelse af to eller flere forskellige monomerer) med andre monomerer, som inden for flexografisk trykning typisk er styren. Deres egenskaber kan ofte sammenlignes med de "rene" (meth)-akrylater, og de indeholder stort set de samme monomerer som P(M)A. Disse bindere anvendes ofte som vandige emulsioner.

Maleinater og fumarater anvendes sammen med polyakrylaterne. De er isomere forbindelser fremstillet ud fra kolofonium, som er en naturlig harpiks. For at kunne anvendes i flexografiske trykfarver modificeres maleinaterne (fumaraterne) ofte ved at forestre syregrupperne med polyoler (glykoler). Maleinater (fumarater) karakteriseres ofte ved deres blødgøringstemperatur og syretal, hvor sidstnævnte er et udtryk for indholdet af frie syrer i bindemidlet udtrykt i mg KOH/g tørstof (målt ved titrering). Rent teknisk er maleinater (fumarater) i vandfortyndbare flexotrykfarver kendetegnet ved at være hårde bindere og give god glans til tryksagen. Maleinater og fumarater med høje syretal (ca. 280-320) anvendes i vandfortyndbare flexotrykfarver og normalt i en basisk opløsning (aminholdig eller alkaliholdig) for at sikre opløselighed. Generelt anvendes de kun til sugende substrater.

Polyvinylacetat fremstilles syntetisk ud fra olieprodukter. Polyvinylacetat besidder gode adhæsive egenskaber og anvendes primært som bindemiddel i varmebestandige, klare overtrykslakker. Anvendelsen finder sted som vandfortyndbare dispersioner af polymeren.

Shellak er et naturligt bindemiddel, som stammer fra et insekt (Lacifer lacca/Tachardia lacca). Shellak er spritopløseligt og kan gøres vandopløseligt ved tilsætning af alkali eller aminer. I dag er anvendelsen af shellak inden for den flexografiske industri af mindre betydning, hvilket dels skyldes stigende priser og forsyningsknaphed, dels at shellaks tryktekniske egenskaber i dag overgås af syntetiske bindere. Shellak har for eksempel dårlige tørre- og varmeresistensegenskaber og ringe glansegenskaber.

Tabel 4.2
Bindemidler til vandfortyndbare flexografiske trykfarver

Kolophoniummodificeret harpiks

En mindre anvendelse af kolophoniumharpiks, der er behandlet med varme og/eller katalysator (for at ændre syredelen uden at ændre karboxylgruppen), finder sted. Syren i denne harpiks er abietic syre, som er en polyaromatisk syre.

Denne type bindemiddel er ny, og anvendelsesomfanget er derfor ukendt. Binderen er en polyesterharpiks også kaldet kolophonium-ester baseret på harpiks (rosin-syrer) og polyoler.

Dispersioner af denne type indeholder blokerede isocyanater. Binderen hærder ved forhøjet temperatur, normalt over 120°C. Varmen dekomponerer de blokerede isocyanatgrupper og aktiverer reaktionen mellem disse og polyurethangrupperne. Eksempel på en urethanmonomer er butylcarbamat. Der tilsættes en tværbinder, der kan være af melamintypen, som under hærdningen reagerer med formaldehyd. Binderen er meget elastisk, hvorfor den kan finde anvendelse i flexografi. Typen er af nyere dato, og anvendelsen er derfor endnu begrænset, men der kan forventes et stort anvendelsespotentiale.

I tabel 4.2 er anvendelsesområderne for de forskellige bindertyper angivet. De vigtigste bindemidler er P(M)A, styren-akrylcopolymerer og maleinater/fumarater med højt syretal (280-320). P(M)A anvendes som dispersioner eller polymerisat både til trykning på plast og papir. De øvrige bindemidler finder anvendelse inden for trykning på papir og bølgepap. Anvendelsens omfang, der er angivet i tabel 4.2, er en subjektiv vurdering baseret på diskussioner med trykfarveleverandører og EnPro’s råvarekendskab.

4.1.2 Pigmenter

Der anvendes en del forskellige pigmenter i vandfortyndbare flexotrykfarver. Pigmenterne kan være enten organiske eller uorganiske, og ens for begge grupper er, at de er uopløselige i trykfarven og derfor forekommer som partikler heri. Udvalget af pigmenter er stort, og de fleste af disse er karakteriseret i Colour Index, som udarbejdes af Society of Dyers and Colourists.

Gule pigmenter

Sorte pigmenter

pH-regulatorers, co-solventers og visse andre opløsningsmidlers samlede funktion i trykfarven er at sikre, at farven først tørrer efter den er påført trykemnet, dvs. under tørreprocessen. pH-regulatoren er tilstede af hensyn til den vandige bindemiddelemulsions stabilitet, der er pH afhængig (stabil i basisk miljø), hvilket ligeledes gælder for pigmentdispersionen. Co-solventet er med til at styre fordampningsforløbet, og hermed hvor hurtigt farven tørrer. Andre opløsningsmidler i trykfarven fungerer som "opløsningsmiddel" for bindemidlet og fordeler sig således mellem binderen og vandfasen. De anvendte organiske opløsningsmidler har høj affinitet til vandfasen og vil i lighed med pH-regulator fordampe under trykprocessen. Når dette er sket, er bindemiddelemulsionen ikke længere stabil, og de små bindemiddeldråber (emulsionen) søger (smelter) sammen og indfanger (coater) pigmenterne.

Eksempler på pH-regulatorer (forsæbningsmidler) og co-solventer er vist i tabel 4.3, som ikke skal betragtes som fuldstændig.

Tabel 4.3
Eksempler på anvendte pH-regulatorer og co-solventer i vandfortyndbare flexotrykfarver

Udover styring af fordampningen af pH-regulatoren fra trykemnet har opløsningsmidlerne i trykfarven også den funktion at give den rette viskositet. Herudover anvendes opløsningsmidler som befugtere (eksempelvis 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyn-4,7-diol) eller som filmdannere (eksempelvis glykolethere), som beskrevet under additiver i afsnit 4.1.4.

Anvendelsen af opløsningsmidler i vandfortyndbare trykfarver er stadig udbredt, omend dette er i et væsentligt lavere indhold end i de opløsningsmiddelbaserede farver. Normalt er indholdet under 5%, men visse typer, især amerikanske, kan indeholde op til 20%. Ved lavt indhold af opløsningsmiddel er farven ikke brandfarlig og den er derfor lettere at håndtere. Typen af opløsningsmidler, der kan anvendes i trykfarverne, er vist i nedenstående tabel 4.4.

Tabel 4.4
Opløsningsmidler i vandfortyndbare flexotrykfarver

4.1.4 Additiver

Normalt forekommer additiver i små mængder - typisk under 1%, men de kan være tilstede i helt op til 5-10%. Følgende additiver kan forekomme i forskellige kombinationer i en flexotrykfarve: dispergeringshjælpemidler, blødgørere, filmdannere, gnidefasthedshjælpemidler, skumdæmpere, befugtere, konserveringsmidler og tværbindere. Oplysninger på repræsentanter inden for de enkelte grupper af additiver er indhentet dels fra datablade på trykfarver, dels fra Foreningen for Danmarks Lak- og Farveindustri, samt fra trykfarveleverandørers og EnPro’s kendskab til råvarer inden for vandfortyndbare flexotrykfarver.

Tensider anvendes som dispergeringshjælpemiddel i alle trykfarver for at fordele og stabilisere pigmentet i vandfasen. Foruden tensider kan der anvendes polymerer samt styrenmaleinsyreanhydrid som emulgator.

Forskellige tensidtyper kan anvendes som dispergeringshjælpemidler i en trykfarve. Hvilken type, der anvendes, er afhængig af hvilke pigmenter, der forekommer i trykfarven. Ofte vil der derfor forekomme flere typer af tensiderne i samme trykfarve. Det skønnes, at 98% af de anvendte dispergeringshjælpemidler tilhører de an- og nonioniske tensider, mens de resterende 2% udgøres af amfotere og kationiske tensider. Anvendelse af nonioniske tensider har den fordel, at de på grund af deres manglende ladning ikke laver konkurrerende adsorption og reagerer med de øvrige stoffer, der er tilstede i trykfarven. Ammoniumpolymerer af akrylat og vinylacetat anvendes ligeledes som dipergeringshjælpemiddel. Hovedtyper samt repræsentanter inden for hver enkelt gruppe af dispergeringsmidlerne er listet i nedenstående tabel 4.5.

Tabel 4.5
Dispergeringshjælpemidler i vandfortyndbare flexotrykfarver

Blødgørere

Blødgørere forekommer i vandfortyndbare flexotrykfarver med det formål at gøre filmen/binderen mere fleksibel. Blødgørere har høj affinitet til binderen og forbliver således i systemet (den hærdede trykfarve). Tidligere har dibutylphthalat været meget anvendt, men er nu i vidt omfang erstattet af andre typer. Af mulige substitutter for phthalaterne kan nævnes polyglykoltyper (eksempelvis polyethylenglykol, molekylvægt formentlig 850-1.300), triphenylfosfat, diphenyl-1-decyl-fosfat og diethylenglykoldibenzoat/dipropylenglykoldibenzoat.

Filmdanner kan tilsættes vandfortyndbare flexotrykfarver for at hjælpe filmdannelsen, når den diffusionsstyrede fordampning af opløsningsmidlerne indtræder. Filmdannere er altid højtkogende opløsningsmidler eksempelvis glykolethere (f.eks. propylenglykolethere).

Voks forekommer i alle typer af flexotrykfarver for at øge gnidefastheden af tryksagen. Desuden medfører voks ofte en nedsættelse af glansen af tryksagen. Eksempler på gnidefasthedshjælpemidler er polyethylen-, polypropylen-, polytetrafluoroethylen-, paraffin- og amidvoks.

Skumdæmper tilsættes vandfortyndbare flexotrykfarver for at reducere/eliminere skumdannelse. Skumdæmpere virker ved at nedsætte overfladespændingen af væsken. Der skelnes mellem to hovedtyper af skumdæmpere: silikoneholdige og ikke-silikoneholdige skumdæmpere, hvor sidstnævnte er baseret på mineralolie eller acetylen. Tabel 4.6 viser eksempler på de to hovedtyper. Som det fremgår af tabel 4.6, er de silikoneholdige ofte stærkt hydrofobe emulsioner af dimethylsiloxan.

Tabel 4.6
Skumdæmpere i vandfortyndbare flexotrykfarver

Befugtere

De silikone-baserede forbindelser anvendes ligeledes som befugtere. Hertil anvendes lavmolekylære, polyethermodificerede siloxaner samt fluorsilikoner. Befugtningshjælpemidler kan også være acetylenbaserede som f.eks. 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyn-4,7-diol. En befugter påvirker trykfarvens overfladespænding og fremmer befugtningen af underlaget.

Konserveringsmiddel tilsættes til de vandfortyndbare flexotrykfarver for at forhindre vækst af alger, svampe og bakterier i trykfarven. Eksempler på anvendte forbindelser er vist i nedenstående tabel 4.7. De hyppigst anvendte konserveringsmidler er Bronopol og isothiazolinonerne, dvs. 1,2-benxisothiazolin-3-on, methylchloroisothiazolinon og 2-methyl-4-isothiazolin-3-on, der tilsammen vurderes at dække 90% af forbruget.

Tabel 4.7
Konserveringsmidler i vandfortyndbare flexotrykfarver

Tværbindere

Tværbindere, også kaldet crosslinkere, tilsættes for at fremskynde hærdning af trykfarven, og deres anvendelse er især udbredt ved trykning på ikke-sugende materialer. Funktionen af tværbinderen er at reagere med binderens polymerkæder under dannelse af tværbindinger (broer, netværk) mellem disse, hvorved binderstyrken forøges betydeligt. Den hurtige hærdning forbedrer både vedhæftningen og vandfastheden. Tværbindere, der anvendes i vandfortyndbare flexotrykfarver, kan være af melamintypen eller følgende forbindelser: polyaziridiner, triethanolamintitanat, aminosilaner, titan- eller zirkon-chelat. I hvide trykfarver kan zinkoxid anvendes som tværbinder.

4.1.5 Separate additiver

Udover selve trykfarven anvendes der ofte additiver som hjælpemiddel ved trykprocessen. Additiver er ofte stofgrupper, der allerede er indeholdt i selve trykfarven, og de tilsættes med det formål at forbedre trykprocessen. Eksempler på dette inden for tryk på sugende substrater er organiske opløsningsmidler, der kan tilsættes separat i form af en koncentreret opløsning typisk med en koncentration på 45-50%, selvom trykfarven allerede indeholder opløsningsmiddel. Opløsningsmidlerne, der tilsættes som additiver, kaldes ofte "fortynder". Der findes to typer af fortynder: hurtig og langsom, som beskriver fordampningshastigheden af opløsningsmidlet. Eksempler herpå er ethanol og methoxypropanol (1-methoxy-2-propanol), der anvendes som henholdsvis hurtig og langsom fortynder. Regulering af pH kan også foretages ved anvendelse af et separat additiv f.eks. i form af en opløsning af dimethylaminoethanol (20-30%). Idet de vandfortyndbare farver i modsætning til opløsningsmiddelbaserede har tendens til at skumme under trykningen, kan der tilsættes skumdæmpende additiver i form af enten polydimethylsiloxan eller dimethicone både ved tryk på sugende og ikke-sugende substrater. Desuden kan der anvendes antikrølmidler og vokspasta. Antikrølmidler tilsættes for at undgå at cellulosefibrene (sugende substrat) krøller sammen ved kontakt med trykfarven. Sammensætningen af antikrølmidler kendes ikke. Ved tryk på ikke-sugende substrater kan tværbindere tilsættes separat. Udover de nævnte additiver kan endvidere tilsættes postevand for at opnå korrekt viskositet af trykfarven under trykkeprocessen.

4.1.6 Specielle forhold for trykfarver til ikke sugende substrater

Trykfarver, der anvendes til tryk på ikke-sugende substrater (f.eks. plastfilm), adskiller sig fra trykfarver til sugende substrater (f.eks. bølgepap) ved den anvendte type bindemiddel - herunder bindemidlets molekylvægt, som anført i afsnit 4.1.1.

De vandfortyndbare trykfarver til tryk på plastfilm er stadig under udvikling. Kravene til disse trykfarver afviger en smule fra de krav, der stilles ved tryk på sugende substrater. Bl.a. er der krav til både en høj vandfasthed og en høj varmefasthed. Ved tilsætning af en crosslinker opnås en netværksdannelse, hvorved der fås en bedre varme- og vandfasthed. Brug af nogle crosslinkere (andre end aziridin) kræver, at pH er højere end 9, således at en større tilsætning af aminer er nødvendig.

4.2 Afvaskningskemikalier

Afvaskningskemikalier anvendes til afvaskning af trykpresse og klicheer ved f.eks. farveskift. Størstedelen af den overskydende trykfarve kan skylles af med vand, sålænge farveresterne ikke har fået lov til at indtørre på klicheer og trykpresse. Ved indtørrede farverester samt de rester, der sidder i trykpressens og klicheens fordybninger og hjørner, kan det være nødvendigt at tage skrappere midler i brug. Her anvendes der oftest en kombination af afvaskningskemikalier og en mekanisk renseteknik f.eks. børster (se beskrivelse af afvaskningsteknikker i afsnit 5.2).

Afvaskningskemikalierne er for det meste vandige, alkaliske opløsninger med indhold af vaske- og overfladeaktive stoffer (emulgatorer). Indholdet af de vaske- og overfladeaktive stoffer varierer fra nogle få procent og op til 60%, mens hydroxider forekommer i en mængde på ca. 0,5-10%. Afvaskningsmidlerne kan indeholde opløsningsmidler oftest i mindre mængder (ca. 1%), men også produkter med højt indhold (op til 90%) findes. Yderligere består afvaskningsmidlerne af kompleksdannere i en koncentration på typisk 1-5%. Skrappere midler, der kun anvendes lejlighedsvis, kan være sure vandige opløsninger indeholdende op til ca. 50% syre. Separate blæse-/poleringsmidler baseret på uorganiske stoffer finder ligeledes anvendelse, når skrappere rengøring er nødvendig.

Produkternes basiske pH skyldes indhold af kalium- eller natriumhydroxid, som fungerer som affedtningsmiddel. Fedtsyreestere kan også anvendes som affedtningsmiddel. De vaske- og overfladeaktive stoffer er repræsenteret ved både anioniske, nonioniske og kationiske tensider. I tabel 4.8 er der vist hvilke stofgrupper af de enkelte tensidtyper, der anvendes i afvaskningsmidler inden for tryk med vandfortyndbare flexotrykfarver. Yderligere kan anvendes de såkaldte kombinationstensider, hvor betegnelsen kan dække over en blanding af an- og nonioniske tensider eller over amfotere tensider, hvis ladning (negativ eller positiv) er pH-afhængig. Som emulgator-hjælpestof kan anvendes hydrotroper i form af arylsulfonater f.eks. xylensulfonat.

Tabel 4.8
Vaske- og overfladeaktive stoffer i afvaskningsmidler

Organiske opløsningsmidler, som kan forekomme i mindre mængde, anvendes for at fremme opløsningen af indtørrede farverester, der sidder tilbage i maskinellets fordybninger mm. De anvendte opløsningsmidler er alicykliske forbindelser (terpener, n-methyl-pyrrolidon), alkoholer (isopropanol) og glykolethere (butyldiglykol). Kompleksdannere tilsættes bl.a. for at fremme virkningen af de overfladeative stoffer og derved selve vaskeprocessen. De er repræsenteret ved fosfater, fosfonater, EDTA, nitriloacetater samt silikater/metasilikater. Silikaterne kan samtidigt optræde som et slags fortykningsmiddel og gøre afvaskningsmidlerne mere tyktflydende. Nogle produkter indeholder aminer i en koncentration op til 5%. Formålet med aminerne i afvaskningskemikalierne er at opløse farverester, når disse ikke er helt indtørrede. Aminerne virker i princippet som under selve trykkeprocessen, nemlig at holde pH basisk så farve og bindemiddel er dispergerede, blot når aminerne under vaskeprocessen ikke at fordampe, før der sker en afskylning af afvaskningsmiddel samt opløst farverest.

Afvaskningsmidlerne kan yderligere indeholde additiver i form af citronolie, som givetvis fungerer som duftmiddel.

Afvaskningsmidler med surt pH kan anvendes, hvis der gennem længere tid er sket en ophobning af farverest mm. på aniloxvalserne. Disse midler anvendes kun på aniloxvalser og i gennemsnit med 6-12 måneders interval til forskel fra de alkaliske typer, der typisk anvendes jævnligt til vedligeholdelse af flexotrykpresser og klicheer. Som syre anvendes svovlsyre, fosforsyreanhydrid eller fosforpentoxid. Amorft silika kan optræde som fortykningsmiddel.

Kalciumkarbonat og natriumbikarbonat anvendes separat som blæsemidler. Funktionen af kalciumkarbonat er en mekanisk slibeeffekt, mens natriumbikarbonat, som i daglig tale kaldes bagepulver, tilsættes for at fremme rengøringsprocessen, idet stoffet udvikler kuldioxid i vandigt miljø. Stoffet sprøjtes direkte på aniloxvalserne og trænger ind i det restlag af farve, der sidder i valsernes såkaldte kopper. Der sker en gasudvikling og derved en mekanisk påvirkning, som løsner farven. Stoffet fungerer således som et slags poleringsmiddel.

4.3 Udviklingstendenser

Udviklingen af vandfortyndbare trykfarver er styret af bindemiddeludviklingen. De nyere bindemidler har betydet, at man i dag kan anvende vandfortyndbare flexotrykfarver til tryk på plast med godt resultat. De egenskaber, der er forbedret, er typisk farvens vedhæftning til underlaget, mindre blocking og mindre afsmitning fra trykket. Dette betyder, at man må forvente, at vandfortyndbare flexotrykfarver vil kunne erobre væsentlige markedsandele fra opløsningsmiddelbaserede farver. Denne udvikling er dog kun i en startfase. Endvidere er behovet for blødgørere til bindemidlet stort set eliminieret. Dette kan gøres ved, at blødgøreren indgår i polymeren. De typer polymerer, der anvendes i dag, er typisk styren-akrylater eller akrylater.

Det vurderes, at udviklingen, hvad angår "daglige" afvaskningsmidler, går mod stadig stigende forbrug af typer baseret på ikke-flygtige opløsningsmidler og detergenter på bekostning af de ældre typer baseret på flygtige opløsningsmidler. Hertil kommer en tendens til udelukkende at anvende vand. Hvad angår aniloxvalserensemidler, går udviklingen helt klart mod stadig større anvendelse af blæsemidler - dvs. bagepulver.

4.4 Farlighedsvurdering af indholdsstoffer i vandfortyndbare flexotrykfarver

Der er her foretaget en farlighedsvurdering af indholdsstoffer i vandfortyndbare flexotrykfarver. Farlighedsvurderingen er foretaget for miljø og sundhed og er baseret på oplysninger indhentet primært i databaser og i håndbogslitteraturen. Vurderingen, der fremgår her, er foretaget dels for enkeltstoffer, dels for grupper af stoffer. Kriterierne for farlighedsvurderingerne fremgår af kapitel 3.

4.4.1 Farlighedsvurdering af bindemidler

Sundhedsvurderingen og miljøfarlighedsvurderingen af bindemidler er vist i tabel 4.9. Det skal understreges, at den miljømæssige farlighedsvurdering, der fremgår i tabel 4.9, er foretaget under den antagelse, at de væsentlige miljøeffekter af polymererne kan beskrives ved hjælp af monomerernes miljøegenskaber. Generelt er polymerer med høj molekylevægt (over ca. 1000) ikke umiddelbart biologisk nedbrydelige /5/, og de kan normalt ikke optages i levende celler, idet de ikke kan passere cellemembraner på grund af den store molekylestruktur, dvs. de er ikke biotilgængelige. F.eks. falder mikroorganismers optagelse af syntetiske polymerer voldsomt ved molekylvægte over 500, og passiv diffusion over gællemembraner er begrænset til molekylvægte på 1.000 eller derunder /5/. De udviser bl.a. derfor typisk en meget lav giftighed /5/, sålænge de ikke forekommer i så store mængder, at de giver anledning til fysiske effekter, f.eks. hæmning af lystilgang og blokering af fisks gæller. Idet molekylevægten af polyakrylater, polymethakrylater og styren-akryl-copolymer ligger mellem 2.000 og 400.000 (se afsnit 4.1.1) og for de øvrige bindetyper antageligt typisk i samme område /5, 4/, er farlighedsvurderingen her foretaget udelukkende på baggrund af den kemiske struktur af de monomerer, som de enkelte polymerer er opbygget af. Farlighedsvurderingen af monomererne har endvidere betydning, idet der kan forekomme rester af ureagerede monomerer i den færdige polymer.

Tabel 4.9
Farlighedsvurdering af bindemidler i vandfortyndbare flexotrykfarver

Abiotisk nedbrydning kan også give anledning til frigørelse af monomerer. Dette er dog ikke sandsynligt for de fleste af de anvendte polymerer, idet polymererne er opbygget af en C-C-kæde. Dette gælder dog ikke for rosin estere samt PUR, som indeholder monomerer, der kan hydrolyseres. I dette tilfælde er en abiotisk og en efterfølgende biologisk nedbrydning derfor mulig. Generelt har de fleste polymerer, der er opbygget af en C-C-kæde, og som har en molekylevægt op til 1.000, en begrænset biologisk nedbrydelighed, idet de kun kan nedbrydes via en endestillet proces /25/. Undersøgelser har vist, at polymer-emulsioner samt harpikser adsorberes til slam i renseanlæg, hvorved der opnås en mere eller mindre total fjernelse af disse polymerer fra spildevandet /26, 5/. I tilfælde, hvor spildevandsslammet anvendes som gødning på landbrugsjord, vil polymererne føres med slammet til jordmiljøet. Vurdering af giftigheden i jordmiljøet af de kemikalier, der anvendes inden for vandfortyndbare flexografiske trykfarver, ligger uden for rammerne af nærværende projekt og er derfor ikke foretaget her.

Miljøfarlighedsvurderingen foretaget på baggrund af monomerernes kemiske struktur viser, at kolophoniumbaserede harpikser er uønskede i spildevandet, og at udledningen af maleinater bør kontrolleres. Polymerer af maleinater vurderes dog at have en høj stabilitet, således at vurderingen af monomererne skal tages med et forbehold, og disse polymerer vurderes derfor generelt som uproblematiske i vandmiljøet, sålænge de ikke forekommer i større mængder. Polymerer baseret på både kolophonium og rosin-esterforbindelser kan i teorien nedbrydes til monomerer, der er uønskede i vandmiljøet.

Som udgangspunkt for sundhedsvurderingen af de polymerbaserede bindemidler er de indgående monomerer vurderet (se bilag D, skema D.3 og tabel 4.9). Koncentrationen af fri monomer i bindemidlerne er ikke kendt, men monomerindholdet i polyakrylater og polymethakrylater er typisk mindre end 200 ppm (svarende til 0,02%) (se afsnit 4.1.1). Grænseværdien for klassificering af produkter indeholdende kræftfremkaldende, mutagene og reprotoksiske stoffer er henholdsvis 0,1%, 0,1% og 0,5% for indhold af stoffer med den skrappeste klassificering inden for hver af de nævnte effekter; det samme gør sig gældende for de øvrige betragtede effekter /23/. Reglerne for klassificering giver således ikke anledning til klassificering af polyakrylater eller polymethakrylater på grundlag af indholdet af monomerer.

Ud fra en worst-case betragtning er det dog valgt at score polymererne "h-p" eller "p" for at indikere, at der er en potentiel risiko ved at anvende de pågældende polymerer.

4.4.2 Farlighedsvurdering af pH-regulatorer

Farlighedsvurderingen af aminer, der anvendes til pH-regulering af vandfortyndbare flexotrykfarver, fremgår af tabel 4.10. Vurderingen af co-solventerne, der anvendes i forbindelse med pH-regulering, fremgår under vurderingen af opløsningsmidler (afsnit 4.5.3).

Tabel 4.10
Farlighedsvurdering af pH-regulatorer i vandfortyndbare flexotrykfarver

De anvendte aminer vurderes alle, pånær diethylethanolamin, at være miljømæssigt uproblematiske, sålænge de ikke udledes i meget store mængder. Vurderingen af diethylethanolamin er baseret på dårligt kendskab til bionedbrydeligheden, og som udgangspunkt bør udledning af dette stof kontrolleres. Forekomst af diethylethanolamin er dog kun set i amerikanske trykfarver og ikke i de danske.

Sundhedsmæssigt er pH-regulatorerne alle relativt godt undersøgt, og såvel ammoniakvand som de aminbaserede, organiske forbindelser er vurderet som problematiske. For methylpropanolamin er dokumentationen ikke fundet tilstrækkelig, og stoffet er derfor tildelt scoren "h-p".

4.4.3 Farlighedsvurdering af opløsningsmidler, herunder co-solventer

Farlighedsvurderingen af opløsningsmidler er vist i tabel 4.11. De fleste af de anvendte opløsningsmidler er biologisk let nedbrydelige og anses bl.a. derfor for at være uproblematiske i vandmiljøet. Ethylenglykolmonoethylether, som ligeledes er vurderet som uønsket i vandmiljøet, er ikke fundet i vandfortyndbare flexotrykfarver, der anvendes i Danmark, men er fundet i amerikanske recepter.

Tabel 4.11
Farlighedsvurdering af opløsningsmidler i vandfortyndbare flexotrykfarver

Sundhedsmæssigt er opløsningsmidlerne alle relativt godt undersøgt. Scoren for potentielle humantoksikologiske effekter er vurderet at variere mellem håndterbar og uacceptabel, hvoraf en del af stofferne er tildelt scoren "p" og "h" på grund af utilstrækkelig dokumentation.

4.4.4 Farlighedsvurdering af pigmenter

Der foreligger kun meget få oplysninger for miljøfarligheden af pigmenter. Det er derfor for de fleste pigmenter ikke muligt at foretage en vurdering af det enkelte pigment. I stedet er der på baggrund af de undersøgelser, der fremgår af litteraturen, foretaget en vurdering for grupper af pigmenter baseret på den kemiske struktur, når denne har været kendt. Når der ikke foreligger data for egenskaber i vandmiljøet, skyldes dette især, at pigmenter pr. definition er uopløselige i vand. Vandopløseligheden er typisk væsentligt lavere end 1 mg/L /6/. De uopløselige stoffer udgør i deres oprindelige form ikke en risiko for de vandlevende organismer, sålænge stofferne ikke forekommer i så store mængder, at de giver anledning til fysiske effekter. Dette afspejles bl.a. i den undersøgelse af 56 pigmenters giftighed over for fisk, hvor alle, pånær ét pigment, udviste ringe giftighed (LC₀ > 10 mg/L) /7/. Nogle organiske pigmenter (f.eks. forlakkede farvestoffer) kan dog sandsynligvis under ændrede fysisk/kemiske forhold (f.eks. ændret pH) blive mere vandopløselige og derfor potentielt udvise giftvirkning i vandmiljøet. De sparsomme undersøgelser, der er lavet om pigmenters nedbrydning i miljøet /8, 9, 10/, peger på, at de generelt er meget persistente. Pigmenter generelt og azo-pigmenter i særdeleshed nedbrydes dog formodentlig i lighed med f.eks. azo-farvestoffer men betydeligt langsommere /8/. Mange pigmenter udviser høje octanol-vandfordelingskvotienter (log K_ow = 4-17) /6/ og er derfor potentielt bioakkumulerbare. Det er dog sandsynligt, at et flertal af disse ikke bioakkumuleres på grund af manglende biotilgængelighed (meget store molekyler med meget lav vandopløselighed), hvilket undersøgelser tyder på /9, 6, 11/.

På baggrund af ovenstående generelle vurdering af pigmenter, som ikke let nedbrydelige, ikke bioakkumulerbare og forholdsvis ugiftige, dvs. LC₅₀ typisk over 100 mg/L, vil de typisk blive tildelt scoren C. Det vurderes dog som urimeligt ikke at tage hensyn til, at f.eks. azo-pigmenterne sandsynligvis langsomt spaltes i arylaminer (de byggesten de oprindeligt er syntetiseret ud fra), og at visse andre pigmenter kan blive mere vandopløselige og hermed mere biotilgængelige. Spaltning af azo-farvestoffer i arylaminer under iltfattige forhold (f.eks. i spildevandsslam eller sediment) er påvist ved flere undersøgelser f.eks. /12, 13/, men er så vidt vides ikke velundersøgt for azo-pigmenter.

Det kan således ikke udelukkes, at monoazo- og diazo-pigmenter kan fraspalte arylaminer. Nogle af disse arylaminer er, som angivet i Europakommissionens forslag til liste over forbudte arylaminer, der kan være anvendt i azo-farvestoffer/-pigmenter, mistænkt for at være kræftfremkaldende /14/. Ifølge en opgørelse fra ETAD /15/ indgår disse arylaminer i bl.a. følgende pigmenter: Pigment Orange 13, Pigment Orange 16, Pigment Orange 34, Pigment Gul 13, Pigment Gul 14, Pigment Gul 17, Pigment Gul 55 og Pigment Gul 83. Flere af de omtalte, kræftmistænkte arylaminer (f.eks. p-chloranilin og chlorerede benzidiner) er i lighed med flere andre arylaminer, der indgår i azo-pigmenter, uønskede i vandmiljøet, fordi de typisk er ikke let nedbrydelige og meget giftige /16/. Pigmenter, der i hvert fald teoretisk set vil kunne spaltes i arylaminer, omfatter både de egentlige monoazo- og diazoforbindelser samt pyrazoliner, benzimidazoler og naphtholer, hvor der ligeledes indgår azoforbindelser. Disse pigmenttyper er derfor af forsigtighedsgrunde (konservativ vurdering) tildelt scoren a.

Phthalocyaninerne er tildelt scoren b på baggrund af undersøgelser, der viser, at repræsentanter for denne gruppe ikke er biologisk nedbrydelige men har en lav giftighed over for vandlevende organismer /9/. Triarylcarboniumpigmenter er baseret på kationiske, opløselige farvestoffer, som er forlakket med en anion (f.eks. fosfortungstenmolybdat) /17/. Da kationiske (basiske), opløselige stoffer ikke er let nedbrydelige, og flere er meget giftige over for vandlevende organismer (fisk) /8, 9, 18/, tildeles triarylcarboniumpigmenter af forsigtighedsgrunde scoren a, fordi det ikke umiddelbart kan udelukkes, at deres vandopløselighed (og hermed biotilgængelighed) kan forøges under ændrede fysisk/kemisk forhold i miljøet.

Det har ikke umiddelbart været muligt at tildele dioxaziner, diazomethiner og anthraquinoner en vandmiljøscore.

Det skal i øvrigt bemærkes, at der i udpræget grad savnes undersøgelser af organiske pigmenters nedbrydning i miljøet, herunder især hvilke nedbrydningsprodukter, der dannes, og i hvilket omfang disse udgør en miljørisiko.

Farlighedsvurderingen af pigmentgrupperne baseret på stoffernes kemiske struktur er vist i tabel 4.12.

Tabel 4.12
Farlighedsvurdering af organiske pigmenter der anvendes i vandfortyndbare flexotrykfarver

Hvad angår sundhed er de organiske pigmenter generelt problematiske til uacceptable. Der er kun få sundhedsmæssige oplysninger om enkeltstoffer. Monoazo- og diazoforbindelserne kan være produceret ud fra én eller flere af de 21 kræftfremkaldende arylaminer. Pigmenterne er meget lidt opløselige, hvorfor farligheden af pigmenterne dannet af de relevante arylaminer er væsentligt lavere end af de tilsvarende farvestoffer. Nogle få pigmenter er nævnt som kritiske og skal derfor undgås, jævnfør "5th amendment" /35/, mens en række pigmenter, der tidligere var reguleret, nu er taget af listen. De pågældende pigmenter kan dog indeholde ikke reageret amin, hvorfor der bør hentes dokumentation fra leverandøren vedrørende indhold og mulighed for fraspaltning af kræftfremkaldende arylaminer.

Alle uorganiske pigmenter pånær lithophon, der på grund af zinkindhold er tildelt scoren b, er vurderet som uproblematiske i vandmiljøet på grund af bl.a. en meget lav giftighed (se tabel 4.13).

Tabel 4.13
Farlighedsvurdering af uorganiske pigmenter der anvendes i vandfortyndbare flexotrykfarver

Hvad angår sundhedsvurderingerne, er de uorganiske pigmenter vurderet at være fra håndterbare til problematiske med carbon black som enkeltstående eksempel på et uacceptabelt pigment.

4.4.5 Farlighedsvurdering af additiver

Miljøfarlighedsvurderingen af dispergeringshjælpemidler er for størstedelen af de anvendte midler foretaget for grupper af stoffer på baggrund af den kemiske struktur. I nedenstående tabel 4.14 er vist vurderingen for både miljø og sundhed.

Tabel 4.14
Farlighedsvurdering af tensider der anvendes som dispergeringshjælpemidler i vandfortyndbare flexotrykfarver

For de anioniske tensider vurderes det, at brugen af alkylethersulfater samt fedtsyrer i vandfortyndbare flexotrykfarver ikke giver anledning til uønskede effekter i vandmiljøet, sålænge spildevandet udledes til kommunale renseanlæg, hvor stofferne er fuldstændigt nedbrydelige. Derimod anbefales krav til udledning af alkylbenzensulfonater samt alkylethersulfosuccinater på grund af deres manglende anaerobe bionedbrydelighed. Blandt de nonioniske tensider er de mest anvendte alkoholethoxylater og polyglykosider fuldstændigt nedbrydelige under både aerobe og anaerobe forhold, og de vurderes derfor som uproblematiske ved udledning til renseanlæg. EO/PO-blokpolymerer er ikke påvist at være fuldstændigt biologisk nedbrydelige, men på grund af en ringe giftighed (EC/LC₅₀ > 100 mg/L) vurderes brugen af disse i vandfortyndbare flexotrykfarver ikke at give anledning til uønskede effekter i vandmiljøet. Alkylphenolethoxylater nedbrydes under aerobe forhold til stabile produkter, der er meget giftige over for vandlevende organismer. Alkylphenolethoxylaterne er derfor uønskede i vandmiljøet, og brugen af disse i trykfarver bør erstattes med mindre giftige og biologisk nedbrydelige tensider. Vurderingen af de amfotere tensider viser, at de anvendte typer alle er vurderet som C-stoffer. Der foreligger dog kun få data for anaerob bionedbrydelighed af disse tensider. De traditionelle kvaternære ammoniumsforbindelser baseret på fedtsyre er generelt meget giftige, samtidig med at de ikke er let nedbrydelige. Disse bør derfor ikke udledes med spildevandet. Polyakrylat og polyvinylacetat, som også anvendes som dispergeringshjælpemidler, vurderes begge som uproblematiske i vandmiljøet.

Der er kun fundet toksikologiske oplysninger om et fåtal af dispergeringshjælpemidlerne: alkylbenzensulfonater, alkylethersulfater og alkoholethoxylater samt alkylphenolethoxylater. For de tre første stofgruppers vedkommende er dodecylforbindelsen antaget at være repræsentativ for gruppen.

På baggrund af data for bionedbrydelighed samt giftighed over for vandlevende organismer vurderes dibutylphthalat, triphenylfosfat og polyethylenglykol alle til at kunne udledes med spildevandet uden at medføre problemer i vandmiljøet. For benzoaterne samt diphenyl-1-decyl-fosfat er der ikke fundet tilstrækkelige oplysninger til at foretage en vurdering af stofferne.

Der er kun fundet toksikologiske oplysninger om dibutylphthalat, triphenylfosfat samt polyethylenglykol. De to førstnævnte er scoret som P, mens de øvrige stoffer er scoret som "p", som følge af utilstrækkelig dokumentation.

Tabel 4.15
Farlighedsvurdering af blødgørere til vandfortyndbare flexotrykfarver

Gnidefasthedshjælpemidler

Tabel 4.16
Farlighedsvurdering af midler til opnåelse af gnidefasthed til vandfortyndbare flexotrykfarver

Generelt vurderes anvendelsen af voks i vandfortyndbare flexotrykfarver ikke at give anledning til uønskede effekter i vandmiljøet på grund af stoffernes ringe giftighed.

Der er kun fundet toksikologiske oplysninger for to af vokstyperne, og de er alle scoret som "p" eller "h-p" som følge af utilstrækkelig information.

De silikonebaserede skumdæmpere såsom polydimethylsiloxan samt modificerede polymerer heraf anses ikke for at være problematiske i vandmiljøet. De mineraloliebaserede typer består af ca. 80% mineralolie, men den præcise sammensætning er ikke kendt, så vurderingen her er baseret på sammensætningen af en typisk mineralolie. På denne baggrund vurderes de mineraloliebaserede typer at kunne give anledning til uønskede effekter i vandmiljøet, idet der kan forekomme kemiske stoffer i mineralolien, som er meget giftige samt svært biologisk nedbrydelige. De silikonebaserede skumdæmpere bør derfor af miljømæssige hensyn vælges fremfor de mineraloliebaserede skumdæmpere. En enkelt acetylenbaseret skumdæmper (2,5,8,11-tetramethyl-6-dodecyn-5,8-diol) er blevet vurderet her og tildelt miljøscoren a, så konklusionen er, at også denne bør fravælges til fordel for de silikonebaserede skumdæmpere.

Hvad angår sundhedsvurderingen er polydimethylsiloxan (silicone) tildelt scoren "h" og de øvrige "h-p" eller p på grund af datamangel.

Det har ikke været muligt at foretage farlighedsvurdering af fluorsilikoner eller polyethermodificeret siloxan, mens. 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyn-4,7-diol, som anvendes i trykfarver til ikke-sugende substrater, er vurderet som uønsket i vandmiljøet. Dette er gjort på baggrund af manglende påvist let-nedbrydelighed samt høj giftighed over for vandlevende organismer. De silikonebaserede skumdæmpere finder også anvendelse som befugtere og er således det miljømæssigt bedste valg, idet de vurderes at være uproblematiske i vandmiljøet.

Der er ikke i den anvendte håndbogslitteratur fundet toksikologiske informationer om befugtningshjælpemidlerne.

Tabel 4.17
Farlighedsvurdering af befugtere til vandfortyndbare flexotrykfarver

Konserveringsmidler

Konserveringsmidlernes formål er at virke hæmmende på vækst af mikroorganismer i trykfarven, og disse stoffer er normalt også meget giftige over for vandlevende organismer. De er derfor her med enkelte undtagelser vurderet som uønskede i vandmiljøet. Morpholin har fået tildelt miljøscoren B, mens o-phenylphenol er tildelt scoren C.

Tabel 4.18
Farlighedsvurdering af konserveringsmidler til vandfortyndbare flexotrykfarver

Der er fundet toksikologiske informationer for en del af konserveringsmidlerne. Isothiazolinonerne er vurderet på grundlag af få repræsentanter for stofgruppen (5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-on og 2-methyl-3(2H)-isothiazolinon-hydrogenchlorid), og de er på grundlag af scoren for de specifikke stoffer alle givet scoren "p". 1,2-benzisothiazolin-3-on og o-phenylphenol er vurderet at være uacceptable, og begge er givet scoren U. Morpholin og 2-brom-2-nitropropan-1,3-diol er vurderet at være problematiske med scoren P.

Tabel 4.19
Farlighedsvurdering af tværbindere til vandfortyndbare flexotrykfarver

Inden for gruppen af tværbindere, der anvendes i de vandfortyndbare flexotrykfarver, bør aminosilanerne af miljømæssige årsager vælges fremfor aziridinerne og zinkoxid.

Der er generelt kun fundet begrænsede oplysninger om tværbinderne med hensyn til sundhedsvurderingen. Heraf er aziridin givet scoren U, idet aziridin vurderes at være uacceptabel i trykkeprocessen. De øvrige er givet scoren "p" som følge af utilstrækkelig dokumentation.

4.5 Farlighedsvurdering af separate additiver

De kemikalier, der forekommer i separate additiver, er alle farlighedsvurderet i afsnittet om farlighedsvurdering af additiver, der er indeholdt i selve trykfarven (se afsnit 4.4.5).

4.6 Farlighedsvurdering af afvaskningskemikalier

Farlighedsvurderingen af kemikalier, der anvendes ved afvaskning af flexotrykpresser og klicheer, er foretaget for stoffer, hvor der har været tilstrækkelige oplysninger tilstede. Vurderingen er foretaget for miljø og sundhed (se kapitel 3 for kriterier) og er baseret på oplysninger indhentet primært i databaser og i håndbogslitteraturen. Resultaterne er detaljeret beskrevet i bilag D.

Affedtningsmidlerne anses ikke for at være et miljømæssigt problem. Hydroxiderne er uproblematiske, idet de vil neutraliseres i vandmiljøet, sålænge de ikke forekommer i uforholdsmæssigt store mængder. Fedtsyreesterne er biologisk let nedbrydelige og vil omdannes fuldstændigt under normale forhold ved biologisk behandling i renseanlæg.

Farlighedsvurdering af opløsningsmidler er vist i tabel 4.20. De fire opløsningsmidler, der kan forekomme i afvaskningskemikalierne, er alle scoret som C (uproblematiske) i vandmiljøet. Opløsningsmidlerne er sundhedsmæssigt scoret som håndterbare til problematiske.

Tabel 4.20
Farlighedsvurdering af opløsningsmidler i afvaskningskemikalier

Vedrørende farlighedsvurdering af vaske- og overfladeaktive komponenter, der forekommer i afvaskningsmidler, henvises til afsnit 4.4.5 samt tabel 4.14. Blandt tensiderne, der anvendes i afvaskningskemikalierne, vurderes det, at de anioniske alkylethersulfater samt nonioniske alkoholethoxylater, alkylpolyglykosider samt fedtsyreestere, der anvendes i forbindelse med affedtning, ikke giver anledning til uønskede effekter i vandmiljøet. Dette under forudsætning af, at spildevandet gennemgår en aerob, biologisk behandling, hvor alle de nævnte tensider vil kunne nedbrydes fuldstændigt. De kationiske forbindelser i form af kvaternære ammoniumsforbindelser bør på grund af deres manglende biologiske nedbrydelighed og høje giftighed derimod ikke udledes med spildevandet. Arylsulfonaterne, som er kortkædede benzensulfonater, er tildelt scoren b, på baggrund af deres lighed med lineære alkylbenzensulfonater. Det er ikke muligt at give en miljøvurdering af kombinationstensiderne, sålænge der ikke foreligger præcise oplysninger om deres sammensætning.

Farlighedsvurderingen af kompleksdannere er vist i tabel 4.21. Kompleksdannerne er miljømæssigt vurderet som uproblematiske (C-stoffer) eller som b-stoffer, hvor udledning til spildevand bør kontrolleres. Dette gælder for EDTA samt nitriloacetaterne.

Kompleksdannerne er sundhedsmæssigt scoret som problematiske til uacceptable. Nitriloacetat og trinatriumnitriloacetat er fundet uacceptable.

Tabel 4.21
Farlighedsvurdering af kompleksdannere der anvendes i afvaskningsmidler til flexotrykpresser/klicheer

Syrer (svovlsyre, fosforpentoxid) og additiver (silika) samt blæsemidler (natriumbikarbonat, kalciumkarbonat), der alle anvendes i "afvaskere" til især aniloxvalser, er tildelt scoren C (uproblematiske), og hvad angår sundhed scoret som håndterbare til problematiske.

5 Karakterisering af afvaskning

I dette kapitel er beskrevet hvilke farveværker, afvaskningsteknikker og vandbehandlingsteknikker, der anvendes i dag.

5.1 Farveværker

Som anført i afsnit 1.5 omfatter nærværende projekt rengøring af de dele af en flexotrykpresse, der har været i kontakt med trykfarven under trykningen. Det vil med andre ord sige farvekar, farvebakker, kammerrakler, rakler, aniloxvalser, klichevalser, klicheer, eventuelle andre valser og trykfarvepumper og rør, der tilsammen udgør det pågældende farveværk.

Ved et farveværk forstås her det farvefremføringssystem, der fører farven fra farvekassen eller farvespanden frem til trykemnet (f.eks. bølgepap eller plastfilm). Det skal her bemærkes, at farvespande - i modsætning til farvekasser - ikke nødvendigvis rengøres af trykkeriet, idet de kan gå retur til farveleverandøren, og at klicheer i næsten alle tilfælde rengøres separat. En skematisk, typisk opbygning af et farveværk fremgår af figur 5.1. Hvordan farveværket indgår i en flexotrykpresse, er beskrevet i kapitel 2.

Figur 5.1
Typisk opbygning af et farveværk

Nedenstående er de forskellige komponenter, der kan indgå i et farveværk beskrevet.

Klicheen i flexotryk er en fleksibel kunststof- eller gummiplade med forhøjninger, som udgør trykmønstret. Klicheen monteres på klichevalsen, når der skal trykkes.

Klichevalsen er den valse, som overfører trykfarven til trykemnet via den påmonterede kliché.

Aniloxvalsen er den valse, der overfører trykfarven til klichevalsen. Overfladen af valsen kan være af metal(krom) eller keramisk materiale og er dækket af små fordybninger, såkaldte kopper, i et tæt mønster. Fordybningerne kan have forskellig facon og kan f.eks. være fire-, seks- eller ottekantede. Volumenet af fordybningerne pr. arealenhed er en vigtig egenskab med hensyn til optimal trykkvalitet.

I systemer uden farvebakke eller kammerrakel kan forekomme et såkaldt farvekar. Der er her tale om et kar, som aniloxvalsen, eller på ældre systemer hentervalsen (gummivalse), kører rundt i for at optage farve, der så videregives til henholdsvis kliche- eller aniloxvalsen (figur 5.2).

Figur 5.2
I: Farveværk hvor aniloxvalsen kører direkte i trykfarve, der skrabes af af en negativ rakel, inden den kommer i kontakt med klichevalsen.
II: Tilsvarende farveværk hvor der er indskudt en hentervalse

På visse ældre anlæg anvendes der slet ikke nogen rakel, idet opsætningen er den samme som på figur 5.2 (II) blot uden rakel.

Farvebakken er den bakke, hvorfra trykfarven overføres til aniloxvalsen i åbne rakelsystemer (modsat lukkede kammerrakelsystemer). Farvebakken er normalt lavet af metal og har i nogle tilfælde afløb i bunden med studse, som er forbundet med et rør eller en slange, der fører tilbage til farvekassen. I andre tilfælde er der ingen tilbageløbsstudse, og så sker tilbageløb ved overløb i enderne af farvebakken. Raklen er en integreret del af farvebakken og udgør den side af bakken, der vender mod aniloxvalsen, se figur 5.3.

Figur 5.3
Farveværk med åbent rakelsystem (farvebakke)

Kammerrakler er lukkede systemer, der i lighed med de åbne har til formål at overføre den rette mængde trykfarve til aniloxvalsen. Kammerrakler består af et aflangt kammer af samme længde som aniloxvalsen og har en åbning i hele kammerets længde i den side, som ligger an mod aniloxvalsen. Oversiden og undersiden af åbningen udgøres af to rakler, mens enderne udgøres af pakninger. Kammerraklen er typisk af et let materiale såsom aluminium eller kulfiber /73/. Der er indgangsstudse i bunden for tilføring af trykfarve til kammeret og udgangsstudse i toppen for tilbageføring af trykfarve til farvekassen, se figur 5.1.

Rakler, også kaldet doctor blades, er tynde smalle fleksible blade af samme længde som aniloxvalsen. De kan være fremstillet i f.eks. plastik (PE), metal eller kulfiber og benyttes til at skrabe overflødig farve af aniloxvalsen. Dette gøres ved at anbringe raklen meget tæt på aniloxvalsen således, at overflødig trykfarve fjernes, inden aniloxvalsen møder klichevalsen. Der kan anvendes enkelte rakler, som vist i figur 5.2 og 5.3, eller flere rakler som i kammerrakelsystemerne, se figur 5.1. I kammerrakler har den første rakel, som valsen møder, i princippet kun den funktion at holde tæt kontakt med valsen, således at spild undgås /74/. Er raklen monteret således, at dens skarpe kant er rettet imod aniloxvalsens rotationsretning kaldes den negativ og omvendt, hvis den er rettet med rotationsretningen, kaldes den positiv (se figur 5.4).

Figur 5.4
Positiv og negativ rakel

Kanten af raklerne, der skal ligge mod aniloxvalsen, kan være mere eller mindre skarpt afsluttet alt efter den aktuelle trykopgave.

Farvespildopsamlingsbakker er de bakker, som er anbragt under aniloxvalser, farvebakker og/eller kammerrakler til opsamling af spildt trykfarve, se figur 5.1. Opsamlingsbakkerne består typisk af en metal bakke, som løber i aniloxvalsens fulde længde. I den ene ende eller i begge ender er der et afløb med en studs, som kan forbindes med et rør eller en slange til passivt tilbageløb af farve til farvekasse/-spand eller sump/afløb.

Farvekassen er den kasse, hvorfra trykfarven pumpes rundt i farveværket, se figur 5.1. Farvekasser er typisk metalkasser i f.eks. rustfrit stål, med eller uden låg. Volumen er ofte omkring 100 liter (50 · 50 · 40 cm). På nogle farveværker (især nyere), sættes farvetilføringsstuds og farvetilbageføringsstuds direkte ned i en farvespand, og i disse tilfælde anvendes ingen farvekasse.

Farvepumper er de pumper, der pumper trykfarven fra farvekassen/-spanden til farvebakken, farvekarret eller kammerraklen og i nogle tilfælde tilbage til farvekassen/-spanden, se figur 5.1. De benævnes her henholdsvis farvetilføringspumpen og farvetilbageføringspumpen. På ældre farveværker anvendes typisk kun én pumpe (farvetilføringspumpe), mens nyere systemer typisk har to pumper. Farvepumperne kan være membranpumper, centrifugalpumper, skruepumper, peristaltiske pumper /60, 61/, dykpumper og modificerede gearpumper /62/.

5.2 Status for afvaskningsteknikker

Når der skal skiftes trykfarve på et farveværk - f.eks. ved farve- eller ordreskift - eller typisk når dagens produktion er til ende, skal farveværket rengøres. Denne rengøring benævnes her daglig rengøring.

På grund af det trykteknisk betingede ønske om kort tørretid for trykfarven er denne sammensat således, at den forholdsvis nemt indtørrer - ikke kun på trykemnet, men også på andre overflader. I tidens løb vil der således kunne opbygges indtørrede rester af trykfarve på overfladerne i farveværket, specielt i aniloxvalsens kopper. Dette fører med tiden til en dårligere kvalitet af det trykte, og med jævne mellemrum er der derfor behov for en grundigere rengøring. Denne rengøring benævnes her periodevis rengøring.

Historisk set foregik afvaskning af trykpresser tidligere typisk manuelt med klud/børste og vand indeholdende opløsningsmidler, detergenter mm. Farvehentervalsen (i dag aniloxvalsen) blev, hvis den ikke var for stor, med jævne mellemrum afmonteret og lagt i blød i kar med organiske opløsningsmidler og senere typisk alkalibaserede opløsninger. Disse måder at afvaske på foregår stadig i et vist omfang, men i dag er nyere (tidsbesparende) metoder - som f.eks. automatisk in-press afvaskning eller afblæsning - på vej til at blive dominerende.

De afvaskningsteknikker, som i dag anvendes til rengøring af trykpressedele, der har været i kontakt med trykfarve, kan overordnet opdeles i manuelle og automatiske teknikker, som anvendes enten in-press eller off-press. Manuelle vasketeknikker defineres her som de teknikker, hvor selve rengøringen er manuel, dvs. at der manuelt spules, skrubbes, højtryksblæses eller skylles. Automatiske vasketeknikker defineres som det, at selve vaskeprocessen er automatisk. Det vil sige, at selve rengøringen af trykpressedele sker uden manuelt arbejde. In-press rensning defineres her som det, at trykpressedelen rengøres uden demontage, mens off-press rensning defineres som det, at trykpressedelen fjernes fra trykpressen for at blive rengjort. Typisk vil den daglige vask, f.eks. ved farveskift, være in-press, bortset fra klicherensning som typisk er off-press, mens den periodevise vask typisk vil blive foretaget off-press. I næsten alle tilfælde foregår rengøringen i "pausen" ved ordre-, farve- eller klicheskift, hvor flexotrykpressen er standset. Undtagelsen er en klicherenser fra TRESU, der kan rense klicheen under selve trykningen (in-line).

Selve vaskemetoderne, der anvendes, hvadenten vasken foregår manuelt eller automatisk, in-press eller off-press, er hovedsageligt: blæsning/erodering, opløsning ved ultralyd, mekanisk behandling med børster, gel, højtryksvæskerensning, mikrovæskepartikler og skylning uden mekanisk påvirkning. Disse vaskemetoder kan anvendes på forskellige dele af trykpressen, som vist nedenfor i tabel 5.1. Rengøringen kan, hvadenten den er manuel eller automatisk, foretages på maskinen (in-press) eller efter afmontering af den pågældende trykpressedel (off-press).

Tabel 5.1
Vaskemetoder til rengøring af dele fra farveværket

Princippet i hver af de i skemaet nævnte rensemetoder er grundlæggende beskrevet i afsnit 5.2.1 efterfulgt af en detaljeret beskrivelse i afsnit 5.2.2 af, hvordan de forskellige rensemetoder anvendes på et komplet farveværk/farvefremføringssystem eller dele heraf. De anvendte figursymboler er forklaret i bilag A.

5.2.1 Principbeskrivelse for vaske-/rengøringsmetoder

Nedenstående er principperne i forskellige vaske-/rengøringsmetoder beskrevet, uafhængig af på hvilken del af trykpressen de anvendes.

Rensning af trykpressedele ved blæsning forgår ved at delen, ved hjælp af trykluft, bombarderes med partikler, som på grund af deres store hastighed eroderer farve væk fra delens overflade /63/. Partiklerne er typisk bagepulver (NaHCO₃) /63, 68, 67/, men kan også være plastikkugler /75/, kalk eller muligvis knust marmor. Der er også forsøgt med tøris med foreløbigt lovende resultater /76/.

Der er mulighed for at opsamle blæsemediet sammen med den frigjorte trykfarve ved hjælp af forstøvet vand og en vandstøvsuger /63/, ved støvsugning alene /67, 68/ eller ved hjælp af et elektrisk felt /76/.

Blæsning/erodering er specielt anvendeligt til periodevis rensning, da metoden egner sig godt til fjernelse af indtørret farve.

Rensning ved ultralyd foregår ved, at ultralyden frigør bobler, som imploderer og derved renser overfladen af trykpressedele for trykfarve /69, 70/. Der kan anvendes rent vand eller forskellige vandbaserede rensemedier - f.eks. detergent- eller opløsningsmiddelbaserede, alkaliske afvaskningsmidler. Normalt er 3-5% afvasker i vand tilstrækkeligt /70/.

Trykpressedele kan renses ved behandling (skrubning) med børster med forskellige rensemedier /71/. Typisk anvendes vand kombineret med detergent- eller opløsningsmiddelbaserede, alkaliske afvaskningsmidler.

Trykpressedele kan renses med en gel bestående af en opløsningsmiddelbaseret afvasker, f.eks. indeholdende en organisk ester og detergenter. Rensningen med gel anvendes typisk til periodevis rengøring /72/.

Trykpressedele kan renses ved væske, der presses gennem en dyse med komprimeret luft, hvorved der dannes mikrovæskepartikler. Væsken er typisk vand /71/.

Trykpressedele kan renses ved højtryksspuling, dvs. at de spules kraftigt med væske (f.eks. med 10-12 bar). Denne metode anvendes f.eks. ofte i kombinerede kammerrakel- og aniloxvalserensere /71, 77/.

En del trykpressedele eller hele farveværket /78/ vaskes ofte uden anden mekanisk påvirkning, end den strømmende vand giver, enten fordi det ikke er nødvendigt, eller fordi det på grund af delens udformning ikke er muligt. Det kan f.eks være tilfældet for pumper, slanger og lignende.

Der kan anvendes forskellige vaskemedier /79/, dvs. rent vand /71/ eller vandige fortyndinger af opløsningsmiddel- eller detergentbaserede, alkaliske afvaskningsmidler, og væsken kan være opvarmet. Endvidere kan anvendes syrebaserede afvaskningsmidler til periodevis rengøring af aniloxvalser. I nogle tilfælde anvendes en speciel form for skyl, såkaldt højturbulent skyl. Ved hurtigt at skifte rotationsretning på aniloxvalsen kan der skabes et turbulent miljø i kammerraklen, hvorved denne renses grundigt.

5.2.2 Procedurer for vask af farveværk eller dele heraf

Den daglige afvaskning (ved farveskift mm.) foregår typisk ved gennemskylning af hele farveværket med rent vand eller vand blandet med afvaskningsmiddel. Enkelte løsdele - såsom farvekasser og klicheer - rengøres dog typisk separat. Den periodevise rengøring foretages primært på løsdele, især aniloxvalser. Nedenstående er de enkelte procedurer systematisk beskrevet med anførsel af typisk skyllevæske. Afvaskningsmiddel og vand ender i de fleste tilfælde i en sump og passerer derefter i nogle tilfælde et mere eller mindre effektivt vandbehandlingsanlæg, før det resulterende spildevand afledes til offentlig kloak. I tilfælde, hvor den brugte skyllevæske typisk opsamles som kemikalieaffald, er dette anført under beskrivelsen af de enkelte vasketeknikker.

5.2.2.1 Afvaskning af samlede farveværker/farvefremføringssystemer

Rengøring af komplette farveværker (eventuelt visse løsdele separat) er den hyppigst anvendte metode, og samtidig er det her, det samlede største farvespild forekommer. Dette skyldes, at metoden indgår som daglig rengøring (farveskift/fyraften), og at al restfarve, der er i hele systemet, skylles ud samtidig.

Der anvendes typisk rent vand som skyllevæske, men vand iblandet alkaliske afvaskningsmidler forekommer også.

Recirkulering af skyllevæske under gennemskylning ved det enkelte farveskift (skyllevæske går i sump/kloak efterfølgende) har en vis udbredelse.

I modsætning hertil er systemer til genanvendelse af skyllevæske fra et farveskift til det næste meget lidt udbredt. Der er dog for nyligt udviklet et dansk system, som er beskrevet i bilag B.

Denne teknik bliver ikke anvendt på samlede farvefremføringssystemer, idet systemet i mere eller mindre omfang skal være skilt ad for at kunne rengøres manuelt. F.eks. anvendes en teknik, hvor pumpe og farvekasse afmonteres (rengøres separat), hvorefter der monteres en vandslange (tilkoblet postevandshane) på farveværkets farvetilføringsstuds, og systemet gennemskylles. Efter skylningen gås kammerrakel mm. manuelt efter med spand og børste for eventuelle "helligdage". Typisk procedure er vist i figur 5.5.

Figur 5.5
Manuel in-press vask af farveværk

Som nævnt ovenfor skal systemet i mere eller mindre omfang skilles ad inden manuel rengøring. Rengøring af løsdele er beskrevet i afsnittene 5.2.2.2 – 5.2.2.5.

In-press er der grundlæggende to tilgange, som benyttes til den daglige vask, nemlig flush (dvs. gennemskyl) og højtryksspuling. Skylningen kan foregå normalt eller højturbulent.

Automatisk, in-press rensning ved skylning (flush) har stor udbredelse på både ældre og nye maskiner.

Farveværket stoppes og pumpes "tomt" for trykfarve ved hjælp af farvetilbageføringspumpen (eventuelt tillige farvetilføringspumpe ved at vende pumperetning) eller ved simpelt, passivt tilbageløb (gravimetrisk, på ældre trykpresser). Den opsamlede trykfarve genbruges typisk senere.

Der tilsluttes herefter en vandledning eller et kar med skyllevæske (typisk rent vand eller vand/afvaskningsmiddelblanding) til farvetilføringspumpen, og den pumper rensevæsken igennem systemet ad samme vej, som trykfarven følger under trykning. Farvetilbageføringspumpen sørger for udpumpningen af det brugte skyllevæske. Anvendes kar med rensevæske recirkuleres væsken typisk (f.eks. i 20 min., afhængig af bl.a. farvenuance og farveværkets størrelse), hvorefter der i mange tilfælde skylles med rent vand, f.eks. fordi der skal trykkes med en lysere farve. I andre tilfælde tilføres rent vand løbende til karret (postevandsslange liggende i karret), der herved kører med overløb til sump/kloak. Proceduren er skematisk vist i figur 5.6.

Figur 5.6
Automatisk vask af farveværk ved flush

Automatisk, in-press rensning ved højturbulent skylning er en forholdsvis ny metode, men tilbydes af flere firmaer /80, 81/. Metoden fungerer i et tilfælde ved, at systemet tømmes, og rør, pumper og kammerrakel skylles igennem med rent vand, som kan opsamles. Herefter renses specielt aniloxvalsen og kammerraklen, ved at aniloxvalsen roterer med hurtigt skiftende retning, mens der pumpes rent vand igennem. De turbulente forhold gør rensningen effektiv. Til sidst skylles systemet igennem med rent vand /80/. Metoden er vist i figur 5.7

Figur 5.7
Automatisk in-press vask af farveværk ved højturbulent skylning

Automatisk, in-press rensning ved højtryksspuling alene (dyseanlæg) /71, 82/ og i kombination med børster /77/ er udbredt.

Farveværket stoppes og pumpes tomt for trykfarve ved hjælp af farvetilbageføringspumpen og eventuelt også farvetilføringspumpen, hvis denne kan køre baglæns. Trykfarven ledes tilbage til farvekassen/-spanden og kan gemmes til senere brug.

En separat vaskepumpe pumper skyllevæske (rent vand - eventuelt opvarmet - eller vand iblandet afvaskningsmiddel) igennem dyser i kammerraklen, hvorved kammeraklen og aniloxvalsen rengøres. I det tilfælde, hvor højtryksspuling er kombineret med børster, er børster og højtryksdyse monteret på en slæde, der kører hen langs farveværket på en skinne og renser rakelsystem og aniloxvalse /77/. Skyllevæsken pumpes løbende ud af farvetilbageføringspumpen og eventuelt også farvetilføringspumpen, hvorved hele systemet skylles "tomt" for trykfarve. Se figur 5.8.

Figur 5.8
Automatisk vask af farveværk ved højtryksspuling alene og i kombination med børster

I nogle tilfælde recirkuleres skyllevæsken, idet farvetilføringspumpen og farvetilbageføringspumpen er forbundet, hvorved den brugte skyllevæske igen pumpes igennem systemet ad samme vej, som trykfarven følger under trykning. Til slut pumper begge pumper ud, mens der skylles med rent vand fra vaskepumpen.

5.2.2.2 Vask af klicheer og klichevalser

Rengøring af klicheer forgår i de fleste tilfælde dagligt ved manuelle teknikker. Når der skiftes kliché på trykpressen (f.eks. ved ordre- og/eller farveskift), rengøres og tørres den brugte kliché, og den vil derefter typisk blive hængt i arkiv til eventuelt senere brug.

Der anvendes typisk vand i kombination med alkaliske afvaskningsmidler.

Recirkulering af skyllevand er i lighed med genbrug af skyllevand meget lidt udbredt.

Manuel, off-press vask af klicheer med børster og spuling foregår ved, at farveværket først stoppes og klicheen afmonteres. Derefter overføres den til et vaskekabinet, hvor den skrubbes med børste og vand (eller vand og alkalisk afvaskningsmiddel) for derefter at blive spulet med vand. Til sidst hænges klicheen til tørre, se figur 5.9.

Figur 5.9
Demontage og manuel vask af kliché

Udover den ovenfor beskrevne, manuelle teknik anvendes også blot at aftørre klicheen (afmonteret eller på flexotrykpresse) med en våd/fugtig klud med vand eller alkalisk afvaskningsmiddel og afslutte med at tørre af med en tør papirserviet. Ved denne teknik anvendes altså ikke skyllevand, men vaskevandet ender typisk i sump/kloak.

Der eksisterer nogle få systemer for in-press rensning af kliché /71, 83, 78/, og et enkelt er endda in-line /71/, hvilket vil sige, at det fungerer under trykningen.

Automatisk, in-press rensning af klicheer med mikrovæskepartikler foregår under trykningen (in-line), mens klicheen er monteret i farveværket. Renseintervaller vælges via PLC-styring. Resten er automatisk. Ved forudbestemt tidspunkt bevæger rensehovedet sig på langs af klichevalsen og sprøjter med trykluft og mikrovæskepartikler. Samtidig suges vandet og de frigjorte partikler op ved hjælp af en støvsuger, se figur 5.10. Formålet med systemet er primært at forbedre trykkvaliteten (fjerne papir/papfragmenter fra klicheen under trykningen). Klicheen behøver ikke manuel rengøring efter endt brug.

Figur 5.10
Automatisk in-line klicherensning med mikrovæskepartikler

Ved automatisk, in-press rensning af klicheer med højtryksspuling og børster føres klichevalsen væk fra aniloxvalsen, og vaskesystemet bevæger sig i position til vask. Klichevalsen roteres og passerer vaskesystemets fastmonterede børster og en række vanddyser, der på kort afstand spuler klicheen ren med vand. Vandspildet opsamles ved udsugning. Herefter tørres klicheen med luftblæsere. Efter afsluttet vask og tørring bevæger systemet sig automatisk væk fra valsen. Metoden kan dels anvendes til vask i løbet af en ordrekørsel for at opretholde en høj trykkvalitet, og dels anvendes til en afsluttende vask af klicheen efter ordrekørsel, før den afmonteres. Se figur 5.11.

Figur 5.11
Automatisk in-press rensning af klicheer med højtryksspuling og børster

Automatisk vask af afmonterede klicheer kan foregå ved brug af alkalisk afvaskningsmiddel i en sprayvaskemaskine /1/. Klicheen føres ind i vaskekabinettet, hvor den først påsprøjtes afvaskningsmiddel og efterfølgende frisk vand. Systemet kan f.eks. køre med recirkulation af afvaskningsmidlet kombineret med overløb til kloak.

Klichevalser rengøres typisk in-press ind imellem manuelt med børste/klud kombineret med rent vand eller vand iblandet alkalisk afvaskningsmiddel.

5.2.2.3 Separat rensning af aniloxvalser

Daglig rengøring af aniloxvalser foregår i de fleste tilfælde som en del af den samlede rengøring af det pågældende farveværk, som beskrevet i afsnit 5.2.2.1. Der er dog behov for periodevis (f.eks. halvårlig) separat rengøring af aniloxvalsen, fordi det er vanskeligt at dybderense cellerne i aniloxvalsen ved in-press rensning.

Ved den periodevise rengøring anvendes typisk vand iblandet opløsningsmiddel og/eller detergentbaserede, alkaliske afvaskningsmidler eller tilsvarende rent afvaskningsmiddel. Der kan også være tale om syrebaserede afvaskningsmidler, blæsemidler eller gel.

Afvaskningsmidler anvendt i bade genbruges flere gange, før de bortskaffes som kemikalieaffald eller afledes til kloak.

Recirkulering/genbrug af skyllevand er meget lidt udbredt.

Manuel, in-press rensning af aniloxvalser kan foretages på store såvel som på små valser. Daglig, manuel rensning udføres specielt på ældre anlæg, hvor der ikke er mulighed for automatisk rensning, mens der også på nyere anlæg kan være behov for en periodevis, manuel rensning.

Før manuel, in-press rensning af aniloxvalser med gel tømmes farveværket, og. aniloxvalsen kobles fra klichevalsen. Mens aniloxvalsen stadig roterer, tørres den hurtigt over med en alkalisk detergentholdig rensevæske, hvorefter gelen påsmøres med svamp eller klud. Gelen får lov til at sidde 8-10 min., hvorefter valsen tørres af med en klud dyppet i vand. Til sidst tørres valsen igen hurtigt over med den alkaliske rensevæske /72/. Proceduren er vist i figur 5.12.

Figur 5.12
In-press manuel rensning af aniloxvalser med gel

Manuel in-press rensning af aniloxvalser med skylning og skrubning foretages ofte i forbindelse med rensning af det samlede farveværk, se afsnit 5.2.2.1. Proceduren er, at farveværket stoppes, og kammerraklen tømmes for trykfarve ved tilbagepumpning eller passiv tilbageløb. Efter gennemskylning af farveværket vippes kammerraklen fra aniloxvalsen, som derefter kan rengøres med børstning og spuling. Der kan eventuelt anvendes afvaskningsmiddel. Proceduren er identisk med det angivne i figur 5.5.

Det vurderes, at udbredelsen af denne metode i dag er begrænset, men manuel, off-press rensning udføres bl.a. på mindre valser med længder mindre end 1.000 mm. Der anvendes typisk vand i kombination med alkalisk afvaskningsmiddel. Se figur 5.13.

Figur 5.13
Manuel off-press rensning af aniloxvalser

Automatisk, in-press rensning af aniloxvalser vil ofte være den valgte teknik til daglig vask af store valser, som kun med stort besvær kan fjernes fra farveværket. I mange vaskesystemer foregår den daglige vask af aniloxvalsen som en del af den samlede rengøring af det pågældende farveværk (se afsnit 5.2.2.1).

Automatisk, in-press blæsning anvendes hovedsageligt til periodevis rengøring af store aniloxvalser. Farveværket stoppes, og styreskinner og blæseenhed monteres på farveværket. Mens valsen langsomt roteres, bevæges blæseren på langs af valsen og blæser blæsemedie og eventuelt vand på valsen. Blæsemedie og vand opsamles løbende i en støvsuger, der er monteret sammen med blæsedysen. Når blæsningen er færdig, afmonteres blæsedyseenheden, styreskinnerne flyttes til en ny valse/nyt farveværk, blæsedyseenheden monteres, og blæsningen fortsætter /63, 67/. Se skematisk beskrivelse i figur 5.14.

Figur 5.14
Automatisk in-press rensning af aniloxvalser ved blæsning

Automatisk off-press rensning af aniloxvalser

Automatisk, off-press rensning af aniloxvalser anvendes typisk ved den periodevise rengøring. Specielt små valser renses off-press, men også store valser kan periodevis renses automatisk off-press, hvis man ikke har et in-press rensesystem, eller hvis rensningen skal være specielt grundig. I nogle tilfælde kan valserne tages ud af trykpressen med et automatisk system, således at selv store valser kan rengøres off-press /85/.

Generel procedure for automatisk, off-press rensning af aniloxvalser er vist i figur 5.15. Selve rensningen i forskellige typer vaskeudstyr er vist i figur 5.16-5.19.

Figur 5.15
Generel procedure for automatisk off-press rensning af aniloxvalser. Der eksisterer dog også anlæg, hvor afmontering, flytning og remontering af aniloxvalsen er automatiseret.

Nedenstående er de enkelte typer af vaskeudstyr, dvs. blæsekabinet og vaskekabinetter, beskrevet.

Automatisk, off-press blæsning/erodering af aniloxvalser starter med, at farveværket stoppes, aniloxvalsen afmonteres og anbringes i et separat lukket blæsekabinet. Processen startes, og blæseren bevæger sig på langs af valsen, som roteres langsomt. Blæsemedie og eventuelt tilsat vand opsamles løbende i en støvsuger forsynet med filter. Når blæsningen er færdig, overføres valsen igen til farveværket og monteres, eller den arkiveres /63, 68, 67/.

Figur 5.16
Automatisk off-press blæsning af aniloxvalser i separat blæsekabinet

Automatisk, off-press rensning af aniloxvalser ved ultralyd foregår ved, at farveværket stoppes, aniloxvalsen afmonteres og anbringes i et separat lukket vaskekabinet, hvor valsen er helt eller delvist neddykket i rensevæske. Processen startes, og kombinationen af ultralyd og afvaskningsmiddel opløser og frigør trykfarven fra valsen. Når vasken er færdig, overføres valsen igen til farveværket og monteres, eller den arkiveres. Se figur 5.17 /69, 70/.

Figur 5.17
Automatisk off-press rensning af aniloxvalser med ultralyd og rensevæske

Automatisk, off-press rensning af aniloxvalser ved mekanisk behandling med børster udføres ved at farveværket stoppes, aniloxvalsen afmonteres og anbringes i et separat lukket vaskekabinet. Processen startes, hvorunder børster mekanisk behandler valsen, som roteres rundt i opvarmet rensevæske.

Når vasken er færdig, overføres valsen igen til farveværket og monteres, eller den arkiveres. Vaskeprocessen kan f.eks. foregå i 40-60 liter rensevæske, der skiftes og bortskaffes som kemikalieaffald hver tredje måned. Teknikken er udbredt for trykpresser med korte valser - f.eks. valser, der er kortere end 2,5 m og anvendes på kuverttrykmaskiner /62/. Se figur 5.18.

Figur 5.18
Automatisk off-press rensning af aniloxvalser ved mekanisk behandling med børster

Automatisk, off-press rensning af aniloxvalser med højtryksspuling foregår ved at farveværket stoppes, aniloxvalsen afmonteres og anbringes i et separat lukket vaskekabinet. Derefter vaskes først med et opvarmet, alkalisk afvaskningsmiddel, der opløser trykfarven, og til sidst spules der kraftigt med rent, varmt vand.

Figur 5.19
Off-press automatisk rensning af aniloxvalser ved rensevæske og spuling

5.2.2.4 Separat vask af kammerrakler og farvebakker

Selvom rengøring af kammerrakler og farvebakker ofte foregår som en integreret del af rensningen af det samlede farveværk, se afsnit 5.2.2.1, forekommer der andre måder at rengøre især kortere kammerrakler og farvebakker på.

Som ved de andre teknikker anvendes også her rent vand eller vand i kombination med alkaliske afvaskningsmidler.

Recirkulering og genbrug af skyllevand er ikke udbredt

Manuel, in-press rengøring af kammerrakler, enkeltrakler og farvebakker kan, som beskrevet i afsnit 5.2.2.1, indgå som daglig rengøring på ældre trykpresser.

Manuel, in-press rensning af kammerrakler eller enkeltrakler og farvebakker med børste og skylning foregår ved, at farveværket stoppes, og kammerraklen/farvebakken tømmes for trykfarve ved tilbagepumpning eller passiv tilbageløb. Efter gennemskylning vippes kammerraklen/farvebakken fra aniloxvalsen, og kammerrakel og farvebakke vaskes med vandslange og skrubbes med børste. Svarer i princippet til det viste i figur 5.5.

Er beskrevet i afsnit 5.2.2.1, se figur 5.6, 5.7 og 5.8.

Automatisk, off-press rensning af kammerrakler anvendes ved periodevis, grundigere rengøring af kammerraklen og er især udbredt for kortere kammerrakler (som f.eks. anvendes ved kuverttryk).

Automatisk, off-press rensning af kammerrakler ved højtryksspuling indledes med, at farveværket stoppes. Kammerraklen tømmes for trykfarve ved passiv tilbageløb eller ved farvetilbageføringspumpen, afmonteres manuelt og anbringes i en separat kammerrakelvasker. Her startes vaskeprocessen, som forløber automatisk. Kammerraklen roteres langsomt samtidig med, at den spules med opvarmet rensevæske /71/. Se figur 5.20.

Figur 5.20
Off-press automatisk rensning af kammerrakel ved spuling med rensevæske

5.2.2.5 Separat rensning af pumper og rør samt øvrige løsdele

Pumper og rør renses som regel in-press, ved at de skylles med vand eventuelt iblandet et afvaskningsmiddel og eventuelt skrubbes med en børste. Dette gælder også farvebakken og raklen i enkeltrakelsystemer.

I de fleste tilfælde skal der laves en lille, manuel rengøring af den udvendige side af studsene på farvetilførings- og farvetilbageføringspumperne, og denne rengøring foregår med børste, afvaskningsmiddel/vand og skylning.

Den periodevise, manuelle, off-press rensning af pumper og løsdele kan foregå ved blæsning. Pumpen afmonteres og anbringes i blæsekabinettet som lukkes. Herefter anbringer operatøren hænderne i gummihandsker, som er monteret i huller i kabinettet, og benytter den håndholdte blæser i kabinettet til at rense pumpen. Se figur 5.21.

Figur 5.21
Manuel rensning af pumpe ved blæsning i lukket handskekabinet

Som omtalt i afsnit 5.2.2.1 eksisterer der et system, hvor farvekasse (påmonteret pumpe og eventuelt slangestykker) afmonteres farveværket, før dette gennemskylles. Farvekasser med pumper rengøres her typisk manuelt med vand (og eventuelt afvaskningsmiddel) og børste, hvis ikke samme farve skal bruges umiddelbart på et andet farveværk, se figur 5.22.

Figur 5.22
Manuel off-press vask af pumper og farvekasse ved børstning

Øvrige renseteknikker for pumper, rør mm.

Som beskrevet under afsnit 5.2.2.1 er automatisk, in-press rensning af pumper og rør oftest en integreret del af en komplet, automatiseret vaskeprocedure for farveværker. Der er så vidt vides ingen isolerede systemer til in-press vask af rør og pumper.

I øvrigt vil det være normalt, at farvekasser samt eventuelle, andre løsdele, så som skærme og slanger, vaskes manuelt med børste, vand og eventuelt afvaskningsmiddel.

5.3 Eksisterende afvaskningsanlæg

Udbuddet på verdensmarkedet af anlæg til afvaskning af flexotrykpresser efter brug af vandfortyndbar flexotrykfarve er relativt stort. Der eksisterer især to typer af producenter, der beskæftiger sig med afvaskningsanlæg.

Den ene type fremstiller vaskeudstyr, der kan anvendes til rengøring af separate dele og/eller monteres på eller eventuelt indbygges i forskellige flexotrykpresser. Her kan nævnes de tre danske virksomheder TRESU (bl.a. kammerrakelvaskemaskine), Flexowash (bl.a. separat alkalisk valseafrensning) og Accustrip Denmark (bl.a. "bagepulverblæseanlæg" til valser) samt de tre amerikanske firmaer FIT (dyseanlæg), Apex (bl.a. bagepulverblæseanlæg og højturbulent flush) og Harris & Bruno (bl.a. kammerrakel med hældning kombineret med flush skyl). Øvrige producenter fremgår af tabel B.3 i bilag B.

Den anden type - med visse overlap til den første type - fremstiller andet flexotrykudstyr (presser, kammerrakler), hvori de har indbygget vaskefunktion af eget fabrikat. Denne gruppe omfatter Harris & Bruno, FIT, Fischer & Krecke, Bobst, Windmöller & Hölcher og TRESU. Af disse producerer Fischer & Krecke, Bobst, Windmöller & Hölcher og TRESU egentlige flexotrykpresser.

Hertil kommer firmaer som f.eks. Göpfert, der "kun" fremstiller flexotrykpresser, men som standard selv indbygger afvaskningsanlæg fra udvalgte afvaskningsanlægsproducenter.

Kombinerede, indbyggede vaskesystemer er almindelige på store "nye" flexotrykkepresser til den daglige vask. Disse anlæg kan vaske hele farveværket, herunder aniloxvalsen og kammerraklen samt pumper og rør/slanger.

Der er på flexotrykkerier i dagens Danmark (2000) installeret omkring 40-50 egentlige større, integrerede, automatiske afvaskningsanlæg (dyseanlæg) til rensning af farveværker efter brug af vandfortyndbar flexotrykfarve. Øvrige farveværker skønnes at blive vasket ved simpel gennemskylning, heraf dog 5-10 automatisk (flush). Det vurderes endvidere, at i størrelsesordenen 10-20 separate vaskeanlæg (blæseanlæg) baseret på "bagepulverprincippet" er i funktion samt et ukendt, formodentligt lille antal anlæg baseret på "alkalisk bad vask" i kombination med ultralyd eller børster til vask af fortrinsvis aniloxvalser. Udbredelsen af vaskemaskiner til vask af klicheer vurderes at være meget begrænset.

Egentligt integrerede, automatiske afvaskningssystemer (dyse) til farveværker ligger i dag prismæssigt i området 500.000-1.000.000 kr. (1,5-6 m valser) Separate systemer såsom "bagepulverblæsekabinetter" ligger prismæssigt på 300.000 kr., mens "alkaliske bad"-systemer kombineret med ultralyd eller børster koster fra ca. 50.000 kr. (små valser £ 0,5 m) og op til 500.000 kr. (2,5 m valser) /62, 84/.

5.3.1 Karakteristika for eksisterende afvaskningsanlæg

I forbindelse med kortlægningen af status for afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver er der skriftligt, telefonisk og personligt (bl.a. deltagelse i messe) indhentet oplysninger til karakterisering af de afvaskningsanlæg, der tilbydes på verdensmarkedet i dag. De emner, som er forsøgt afklaret, er angivet i bilag B, hvoraf nogle gennemgås nedenfor. Ud af de i alt ca. 15 producenter/leverandører (omfattende i alt godt 25 forskellige afvaskningssystemer) er det kun lykkedes at få detaljerede, miljørelevante oplysninger fra nogle få, det vil først og fremmest sige TRESU og Accustrip. Alle anlæg er karakteriseret i bilag B (tabel B.2) samt et enkelt (TRESUs pump unit) lidt mere detaljeret i tabel B.1. Sidstnævnte er endvidere yderligere beskrevet i bilag G (som forsøgsanlæg).

En vigtig karakteristik af vaskeanlægget er, om anlægget kan vaske trykpressedelen, mens den sidder på trykpressen, eller om delen først må afmonteres. På store trykpresser afmonterer man kun sjældent delene, bortset fra klicheen, og her er in-press rengøring derfor hovedreglen til den daglige rengøring. For små trykpresser (f.eks. etikettrykpresser) er det et mindre problem at fjerne delene for vask, og her findes derfor en lang række anlæg, der rengør delene off-press.

Trykpressedele som anlægget kan vaske

Der findes en del anlæg, som vasker det meste af farveværket, f.eks. aniloxvalser, kammerrakel, pumper, rør og slanger, i samme arbejdsgang.

Herudover findes der en række anlæg, der er specialiserede til at vaske en enkelt eller få trykpressedele, og som kan være både in-press og off-press. Af in-press anlæg findes der anlæg til separat vask af monterede klicheer og aniloxvalser. Af off-press anlæg findes der anlæg til vask af alle dele, der let kan afmonteres, hvilket vil sige aniloxvalse (små), kammerrakel/farvebakke og klicheer samt pumper, farvekasser mm. Der findes dog også off-press anlæg til store (lange) aniloxvalser, der afmonteres sjældent (f.eks. én gang pr. år).

Vaskeprincip som anlægget anvender

En grundig oversigt over vaskeprincipper/-metoder er givet i afsnit 5.2, og de principper som anvendes i anlæg i dag er blæsning, højtryksspulning ved dyser, skrubning med børster og skylning, skylning uden mekanisk påvirkning, ultralyd og mikrovæskepartikler. Som det fremgår af tabel 5.1, anvendes ikke alle vaskeprincipper til alle trykpressedele.

Vaskefrekvens (daglig/periodevis rengøring)

Der er forskel på, om anlægget er bygget til daglig og/eller periodevis rengøring. F.eks. anvendes dysesystemer til farveværker/kammerrakler dagligt, mens stationære "bagepulverblæseanlæg" typisk anvendes periodevis på aniloxvalser.

Anbefalet rensemedie

Normen er, at der anvendes vand (eventuelt tilsat afvaskningsmidler - typisk alkaliske) til daglig rensning, mens også sure afvaskningsmidler og blæsemidler anvendes til den periodemæssige rensning af flexotrykpresseudstyr (primært aniloxvalser). En række producenter af renseudstyr tilbyder doseringsenheder til automatisk dosering af afvaskningsmiddel til vandet.

Recirkulationsgrad og eventuelt genbrug af brugt rensemedie/skyllevand

Kun i få in-press anlæg er der indbygget recirkulation af rensemedie, dvs. vand (to anlæg fra TRESU). I langt de fleste tilfælde går det én gang brugte vand direkte i sump/kloak. I de anlæg, hvor rensemediet fra in-press vask recirkuleres, sker det ved, at en del af rensemediet skylles igennem systemet nogle gange, hvorefter der skylles efter med rent vand. Alt brugt rensemedie og skyllevand ender i sump/kloak efter den enkelte vask.

I et enkelt, mobilt pumpe-/vaskeanlæg (TRESU) deles rengøringen op i en forvask og en eftervask, hvor det brugte rensemedie fra sidste eftervask gemmes og bruges til forvask i næste vask. Anlægget er beskrevet i bilag B.

Alkaliske bade til rengøring af aniloxvalser kan genbruges i størrelsesordenen 200 gange /62, 84/.

5.4 Eksisterende vandbehandlingsteknikker

I dette afsnit gennemgås kort de spildevandsteknologier, der vides at have en vis udbredelse i dag til rensning af skyllevand fra rengøring af flexotrykpresser, og som derfor forhandles kommercielt. Andre potentielle teknologier, som endnu ikke kan karakteriseres som veletablerede teknologier til behandling af spildevand af den aktuelle type, er beskrevet i bilag F og kapitel 8.

5.4.1 Karakterisering af spildevand fra vandbaseret flexotryk

Mængde og sammensætning af spildevandet fra vask/skyl af flexotrykpresser vil afhænge af en række forhold. Spildevandsmængden vil afhænge af hvilken procedure, der anvendes ved vask/skyl af trykpressen, og herunder især af, om der er gjort bestræbelser på at minimere spildevandsmængden gennem direkte genbrug under vaske-/skylleprocessen.

Spildevandssammensætningen afhænger af sammensætningen af de anvendte trykfarver og af de eventuelle afvaskningskemikalier, der tilsættes ved vaskeproceduren. Sammensætningen af trykfarver og afvaskningskemikalier er detaljeret beskrevet i kapitel 4.

I det følgende er kort beskrevet de overordnede karakteristika for spildevandet, der kan være af betydning for valg af teknologi til opnåelse af bestemte vandkvalitetskriterier for det rensede vand; enten af hensyn til udlederkrav til offentlig kloak eller af hensyn til de kvalitetskrav, der stilles for recirkulering af vandet til produktionsprocessen.

5.4.2 Partikulært stof

Spildevandet indeholder partikulært stof i form af pigmenter fra de udskyllede trykfarverester. Disse pigmenter er meget små, typisk i området 0.02-0.2 m m, og lader sig kun i begrænset omfang fjerne ved traditionel filtrering eller bundfældning.

Opløst/emulgeret stof. Spildevandets indhold af opløste/emulgerede stoffer i vandfasen, udover det naturlige baggrundsindhold af salte, vil typisk udgøres af bindemidler, emulgatorer mm. fra trykfarverne samt eventuelle detergenter og organiske opløsningsmidler fra afvaskningskemikalier, som kan være anvendt ved rengøring af flexotrykpresserne. Herudover tyder erfaringer med ultrafiltrering af spildevand på, at der i spildevandet findes en lille fraktion af makromolekylært, bundet tungmetal, der ikke er partikulært bundet til et pigment.

De kvalitetskrav, der vedrører genbrug af skyllevandet, knytter sig især til opgradering af skyllevandet med hensyn til vandets restindhold af farve samt eventuelle stoffer, som ved recirkulering i vask/skyl processen kan opbygges i vandsystemet, f.eks. salte.

Ser vi derimod på anvendelsen af vandbehandlingsteknikker som "end of pipe" løsning, er det mulige miljøpåvirkningerne knyttet til de vandbaserede flexotrykfarverester i spildevandet, der er i fokus. Udover indholdet af specifikke, miljøfarlige stoffer (A- og B-stoffer, se kapitel 4) fokuseres meget på risiko for hæmning af processer i kommunale renseanlæg (nitrifikationshæmning) og trykfarvers indhold af tungmetaller, der ligeledes kan være problematiske for de kommunale renseanlæg i form af akkumulering i slammet, med deraf følgende vanskeligheder ved anvendelse på landbrugsjord.

Den mest følsomme proces i de kommunale renseanlæg er nitrifikationsprocessen, og der er derfor stillet vejledende krav til indholdet af nitrifikationshæmmende stoffer i spildevand, der udledes til offentlig kloak. Nærværende undersøgelse (se kapitel 6) og andre undersøgelser /94/ har vist, at urenset spildevand af den aktuelle type kan udvise betydende nitrifikationshæmmende effekt. Dette koblet med forekomsten af tungmetaller og andre miljøfarlige stoffer (A- og B-stoffer) nødvendiggør typisk en rensning af spildevandet inden udledning.

5.4.3 Eksisterende vandbehandlingsteknikker

I det følgende beskrives to principielt forskellige teknologier til behandling af spildevandet. Begge teknologier har fundet udbredelse til rensning af spildevand fra flexotryk med vandfortyndbare trykfarver såvel i Danmark som i udlandet. Princippet i begge teknologier er en fjernelse af de partikulært (pigment)bundne forureningsstoffer. Ingen af teknologierne er særlig effektive til fjernelse af opløste stoffer, bortset fra at den ene teknologi (ultrafiltrering) også er i stand til at fjerne eventuelle, opløste makromolekyler.

Kemisk/fysisk separation (fældning/flokkulering). Pigmenterne i trykfarverne er meget små og af en sådan overfladekemisk beskaffenhed, at de ikke klumper sammen. Det er derfor ikke muligt at fjerne hovedparten af pigmenterne ved simpel filtrering eller bundfældning. Ved at tilsætte visse kemikalier (koagulanter og flokkulanter) til spildevandet er der imidlertid mulighed for at ændre på dette forhold, og få pigmenterne til klumpe sig sammen i store flokke. De dannede flokke lader sig efterfølgende fjerne ved bundfældning, flotation eller ved filtrering. De grundlæggende virkningsmekanismer er en kobling mellem en fysisk sammenklumpning af pigmenterne og en indfangning af mindre partikler, undertiden understøttet af en kemisk fældning, afhængig af de valgte tilsætningskemikalier.

Et flow-diagram for en sådan proces er vist i figur 5.23. Spildevandet samles i en udligningstank, hvorfra det tilføres en behandlingstank forsynet med omrører. I behandlingstanken tilsættes diverse kemikalier til spildevandet, hvorved pigmenterne bringes til at samle sig i store flokke. Efterfølgende separeres flokkene fra vandfasen, enten ved bundfældning, flotation eller ved filtrering. Bundfældningen kan foregå i behandlingstanken selv (batch-proces) eller i en separat bundfældningstank (kontinuer proces), eventuelt forsynet med lameller. Flotation vil tilsvarende ske kontinuert i et separat flotationsanlæg. Til filtreringen kan anvendes forskelligt udstyr, eksempelvis båndfilter, roterende filter, posefilter eller sandfilter. Det rensede vand kan enten udledes eller recirkuleres til skyllevand.

Ved anvendelse af bundfældning eller flotation bør det dannede slam af hensyn til minimering af omkostningerne til slutdisponering opkoncentreres ved afvanding i filterpresse eller centrifuge, og eventuelt yderligere tørres, inden det slutdisponeres som kemikalieaffald. Ved filtreringsløsningerne med roterende filter, båndfilter eller posefilter er der som hovedregel ikke behov for slamopkoncentrering, hvorimod tørring af slammet stadig vil kunne være relevant.

Processen kan opbygges som kontinuert proces eller som batch-proces. Ved mindre vandmængder vil det ofte være en fordel at anvende en batch-proces, mens det ved større vandmængder vil kunne være en fordel at anvende et kontinuert drevet anlæg. Anlæggene er ofte forsynet med automatisk styring af de forskellige delprocesser.

Procesopbygningen, som beskrevet ovenfor og vist i figur 5.23, resulterer i en effektiv rensning for suspenderet stof dannet ved koagulering/flokkulering, mens rensningen for opløst stof er meget beskeden. Processens effektivitet afgøres primært af effektiviteten af koaguleringen/flokkuleringen af pigmenterne, idet den fysiske separering er en relativt ukompliceret proces, når først forureningskomponenterne er bragt på flokkuleret form. Det rensede vand vil som regel ikke kunne genbruges ved rensningen af trykpresserne.

Den traditionelle anlægsopbygning kan, som vist i figur 5.24, udbygges med et poleringstrin til opnåelse af yderligere forbedring af det rensede vands kvalitet. Poleringstrinnet kan eksempelvis være et aktivt kulfilter til fjernelse af restfarve og eventuelle tungmetaller. Ved anvendelse af et poleringstrin vil kvaliteten af det rensede vand kunne opgraderes således, at anvendelsesmulighederne ved recirkulering forbedres betydeligt, se figur 5.24.

På nogle anlæg i Danmark har der været observeret problemer med at overholde grænseværdierne for kobber i forbindelse med koagulering/flokkulering af spildevand indeholdende især blå og grønne pigmenter. I kapitel 8 og bilag F vurderes disse problemer i relation til den anvendte teknik, og afhjælpningsmuligheder i form af ændrede rensningsteknologier vil blive præsenteret.

Membranfiltrering. En anden teknologi, der kan betegnes som etableret til rensning af spildevand fra flexotryk, er membranfiltrering ved ultrafiltrering. Teknologien anvendes dog i betydeligt mindre omfang end den oven for nævnte rensningsteknologi baseret på koagulering og flokkulering.

Et procesdiagram for et renseanlæg baseret på utrafiltrering er vist i figur 5.25. Spildevandet opsamles i en udligningstank, hvorfra det ledes til en mellemlagertank, der typisk batchvist fyldes fra udligningstanken. Mellemlagertanken fungerer som fødetank til membrananlægget, hvor spildevandet filtreres gennem meget fine membraner, der tilbageholder (langt hovedparten af) spildevandets indhold af pigmenter. Membrananlægget separerer således spildevandet i en renset fraktion og et koncentrat. Den rensede fraktion ledes til offentlig kloak eller recirkuleres til genbrug ved rensning af trykpresserne eller til andre formål, hvor den opnåede vandkvalitet er tilfredsstillende. Koncentratet med højt indhold af farvepigmenter tilbageføres til mellemlagertanken, hvor der gennem en batch-behandling således sker en opkoncentrering. Når opkoncentreringen i mellemlagertanken har nået et passende niveau, aftappes koncentratet, eventuelt til yderligere opkoncentrering eller blot til en lagertank, hvorfra det slutdisponeres.

Membranfiltrering resulterer, som koagulering/flokkulering, i en effektiv rensning for partikulært stof og tilbageholder herudover også eventuelle, makromolekylære stoffer. Teknologien er endnu ikke så veletableret som koagulering/flokkulering, og det må tilrådes kun at benytte anlægsleverandører med tilsvarende referenceanlæg, da sammenhængen mellem de anvendte trykfarver og de hertil velegnede ultrafiltreringsmembraner ikke er alment tilgængelig viden.

Den ved rensningen opnåede vandkvalitet vil forventeligt være bedre end ved koagulering/flokkulering, og det rensede vand vil være velegnet til genbrug som skyllevand ved rensning af trykpresserne. Som ved den førstnævnte renseteknologi, kan der dog være tale om restfarve i det rensede vand, og der må eventuelt en polering med f.eks. aktivt kul til for at fjerne restfarven, så denne ikke udgør nogen begrænsning for vandets genanvendelsesmuligheder.

I lighed med de aktuelle forhold for visse fungerende flokkuleringsanlæg i Danmark er der observeret problemer med overholdelse af udlederkravværdier for kobber på membranfiltreringsanlæg.

For begge rensningsteknologier gælder, at både teknologiernes tekniske og økonomiske potentiale kan forbedres ved opkoncentrering af stofferne fra vask/skyl af trykpressen i en mindre vandmængde. Opkoncentrering kan opnås ved renere teknologi i form af direkte genbrug af vand i vaskeprocessen. Muligheden og potentialet for dette vil blive præsenteret i kapitel 8 og 9.

Potentielle renseteknologier. De beskrevne, to anvendte renseteknologier udgør basis for den helt overvejende del af de i praksis implementerede renseanlæg. Herudover er der imidlertid flere teknologier repræsenteret, ligesom der, som følge af den gennem de senere år øgede fokus på udledning og genanvendelse af spildevandsstrømme i industrien, også sker en hastig udvikling inden for området. I kapitel 8 og bilag F er kort beskrevet nogle potentielle metoder, der forventes at kunne blive interessante inden for en kort årrække.

Figur 5.23
Generel opbygning af renseanlæg baseret på kemisk fældning af spildevandet
    

Figur 5.24
Generel opbygning af renseanlæg baseret på kemisk fældning og kombineret med en poleringsenhed for opnåelse af bedre kvalitet af det rensede vand
    

Figur 5.25
Procesdiagram for renseanlæg baseret på membranfiltrering (ultrafiltrering)

6 Udredningsundersøgelser på emballagetrykkerier

For at få indsigt i hvilke parametre (procesbetingelser), der ved afvaskning af flexotrykpresser efter anvendelse af vandfortyndbare farver, er styrende for den potentielle miljøbelastning, er der udført undersøgelser/registreringer på 6 flexografiske trykkerier. Det drejer sig om to emballagetrykkerier (trykkeri A og B), som trykker på bølgepap/liner, to der trykker på plastfilm (trykkeri C og F) og ét konvoluttrykkeri (trykkeri E) samt ét kartonagetrykkeri (trykkeri D). Af disse er der udført detaljerede undersøgelser på ét bølgepaptrykkeri (trykkeri A), mens der på de øvrige er indhentet oplysninger/data ved besøg og telefonisk/skriftlig kontakt. Alle trykkerierne er kort beskrevet i bilag C sammen med detaljerede beskrivelser af undersøgelserne og resultaterne. Hovedresultaterne af undersøgelsen gennemgås nedenstående.

6.1 Tryk på ikke sugende substrat

Anvendelsen af vandfortyndbare flexotrykfarver til tryk på ikke sugende substrat er, som det fremgår af bilag C, ikke særligt udbredt i branchen. Der er dog kørt flere forsøg på trykkerier, der trykker på fleksibel emballage. Et større trykkeri (virksomhed nr. 9 i /1/), som ikke har indgået direkte i dette projekt, kørte i starten af 90’erne forsøg med tryk på plastfilm men opgav på grund af problemer med afdampning af ammoniak fra farven (arbejdsmiljøproblem) samt for dårlig vandfasthed og dårlig trykbarhed. Trykkeri C, der ligeledes trykker på fleksibel emballage, opgav at bruge vandfortyndbare farver (udover lak og hvid farve) til tryk på plastfilm, fordi trykkvaliteten ikke var god nok. Herudover gav brug af tværbinderen aziridin for høj viskositet. Trykkeriets vurdering er, at de vandfortyndbare flexotrykfarver endnu ikke har gode nok trykegenskaber (især bindemiddelsystem), og at der ikke er sket noget afgørende inden for de sidste 10 år. Kun trykkeri F anvender vandfortyndbare farver til tryk på plast i større omfang. At dette kan lade sig gøre skyldes ifølge trykkeriet, at kravet til trykkvalitet på affaldssække ikke er særligt stort. Hvad angår tryk på sugende substrater, skal det endvidere anføres, at trykkeri E, der trykker på konvolutter, opgav at bruge vandfortyndbare flexotrykfarver til udvendigt tryk, fordi det gav striber. Trykkeriet anvender i stedet offsettryk til tryk på den udvendige side af konvolutter.

Yderligere skal anføres, at det generelle indtryk fra undersøgelserne på de seks virksomheder er, at de ikke kender størrelsen af deres farvespild, og at de ikke har planer om at indføre recirkulering af skyllevand.

6.2 funktionel enhed

Det er her valgt at betragte størrelsen af spild (emission) og af ressourceforbrug (herunder vand) ved den pågældende proces/teknik, som udtryk for størrelsen af potentiel miljøbelastning. Forbrug af ressourcer i form af energi (elforbrug) er kun medtaget i meget begrænset omfang, fordi det umiddelbart vurderet ikke betragtes som en væsentlig faktor teknikkerne i mellem. I kapitel 4 er de indgående rammevaskekemikaliers miljø- og sundhedsfarlighed vurderet, og en samlet vurdering af proces/teknik og farlighed af kemikalierne fremgår af kapitel 7.

At kunne sammenligne ressourceforbrug/spild ved afvaskning udført under forskellige betingelser kræver, at de fundne måledata relateres til den samme "nøgleenhed", dvs. funktionelle enhed. Man skal altså finde den enhed, der mest repræsentativt giver et udtryk for ressourceforbrug/spild set i forhold til "produktet" (værdien, ydelsen) af processen.

Produktet fra selve flexotrykkeprocessen er et antal trykte enheder (tryksager, typisk emballage) med et vist areal og en vis masse. Umiddelbart vurderet ville det derfor være mest relevant at relatere den potentielle miljøbelastningen til det producerede areal (eller masse). Der er dog det problem, at den potentielle miljøbelastning i udpræget grad hænger sammen med farvespildet, som ikke er relateret til det samlede, producerede areal men til antallet af ordre/kørsler eller mere præcist antallet af afvaskninger. Farvespildet er endvidere afhængig af farveværkets konstruktion (herunder valselængde), og den potentielle miljøbelastning er desuden afhængig af bl.a. hvilken farvetype og eventuelt afvaskningsmiddel, der anvendes. "Produktet" af selve afvaskningen er et rent farveværk, og her kunne relateres til farveværkets indre overflade (dvs. den overflade der rengøres), hvilket dog vurderes som for kompliceret i nærværende projekt. Den potentielle miljøbelastning kunne også relateres til farveforbruget, men her ryger man ind i det problem, at det areal på trykemnet, der belægges med farve, er stærkt varierende - f.eks. under 1% ved visse tryk på bølgepap og 100% ved fuldtonetryk på konvolutter. Af ovenstående grunde vurderes det mest hensigtsmæssigt at relatere spild og ressourceforbrug til antal afvaskninger og hermed anvende gram spild eller gram ressourceforbrug pr. afvaskning som funktionel enhed. Andre opgørelsesmåder vil dog blive inddraget i begrænset omfang.

6.3 Betingelser for udredningsundersøgelser

For at få en karakteristik af spildevandet fra de forskellige afvaskningsprocesser blev spildevandsprøver analyseret for pH, tørstof (TS), glødetab (GT), adsorberbart, organisk halogen (AOX), kemisk iltforbrug (COD), biokemisk iltforbrug (BOD₅) og nitrifikationshæmning. Herudover blev der i nogle tilfælde analyseret for kobber og i få tilfælde desuden for bly, cadmium, kobolt, krom, nikkel, zink, barium, tin, arsen og kviksølv. Endvidere blev der i nogle få tilfælde analyseret for turbiditet og suspenderet stof. De anvendte metoder mm. fremgår af bilag C. Parametrene er bl.a. udvalgt på baggrund af Miljøstyrelsens Spildevandsvejledning /21, 95/ kombineret med en vurdering af relevans over for spildevand fra afvaskning af flexotrykpresser.

pH: Angiver spildevandets surhedsgrad. Primært medtaget for at afklare hvorvidt anvendte baser (f.eks. i alkaliske afvaskere) og syrer (f.eks. i aniloxvalserens) er neutraliseret ved afledning med spildevand.

Tørstof (TS): Medtaget som et generelt udtryk for spildevandets indhold af både uorganisk og organisk stof (excl. flygtige forbindelser). Er bl.a. brugt til at bestemme trykfarveindholdet i spildevandet herunder at estimere fortyndinger.

Glødetab (GT): Giver et rimeligt udtryk for spildevandets indhold af organisk stof (excl. flygtige forbindelser).

Adsorberbart organisk halogen (AOX): Bestemmer spildevandets indhold af halogenerede, organiske forbindelser (klor, brom og jod) omregnet til mikrogram klor pr. liter, selvom der ikke behøver at være tale om klorerede forbindelser. En meget væsentlig del af de hyppigst anvendte organiske pigmenter er klorerede /1/. Hyppigt anvendt ved kontrol af spildevandsafledning til offentlig kloak.

Kemisk iltforbrug (COD): Giver et udtryk for den mængde ilt, der skal bruges for kemisk at oxidere tilstedeværende organisk stof fuldstændig og er hermed et udtryk for den iltmængde, der er nødvendig for fuldstændig nedbrydning til kuldioxid, vand og salte. Hyppigt anvendt ved kontrol af spildevandsafledning til offentlig kloak.

Biokemisk iltforbrug (BOD₅): Er en analysemetode til bestemmelse af prøvens biologiske iltforbrug. Prøven podes med husholdningsspildevand - henstår i 5 dage, og iltforbruget registreres. Målingen giver derfor et udtryk for hvor meget biologisk, omsætteligt organisk materiale, der er tilstede i spildevandsprøven. Sammenlignes målingen med målingen for COD, fås et udtryk for hvor meget af det tilstedeværende, organiske materiale, der kan omsættes på 5 dage (COD/BOD₅-forholdet). Hvis forholdet er større end 3, er der grund til at have mistanke om tilstedeværelse af svært nedbrydelige/persistente stoffer i spildevandet /21, 95/. Anvendes i nogle tilfælde ved kontrol af spildevandsafledning til offentlig kloak.

Nitrifikationshæmning: Testresultatet giver et udtryk for den hæmning, spildevandsprøven under standardiserede betingelser udøver over for den mikrobielle nitrifikation. Spildevandet fortyndes i forholdet 1:4 med vand (dvs. 200 mL/L) og podes med aktivt slam fra et kommunalt, biologisk renseanlæg. Den eventuelt opståede hæmning af nitrifikationen angives i procent af kontrol (blanding uden spildevand). Der er her anvendt let industribelastet slam fra Nivå renseanlæg. Den forholdsvis følsomme proces nitrifikation (bakteriel omdannelse af ammoniak til nitrit og videre til nitrat) er en forudsætning for den denitrifikation (fjernelse af næringssaltene ammonium og nitrat), der i dag foregår på stort set alle danske, kommunale renseanlæg. Hæmninger under 20% opfattes som ubetydelige, mens hæmninger over 50% er uacceptable /21, 95/.

Kobber indgår bl.a. i phthalocyaninblå og -grøn, og analyser for kobberindhold er i nogle tilfælde udført for at bestemme farveindhold i vaskevand ved opstilling af massebalancer. Af de øvrige metaller kan i hvert fald barium indgå i anvendte pigmenter. Kobolt, krom, nikkel, zink, bly og cadmium kan indgå i pigmenter men næppe i de her anvendte. Disse metaller kan dog i lighed med tin, arsen og kviksølv forekomme som urenheder /4, 17, 96/.

Analysen for turbiditet ("uklarhed") og indhold af suspenderet stof er bl.a. udført af hensyn til at kunne vurdere muligheder for at behandle og recirkulere spildevandet. Ved analysen for suspenderet stof (egentlig suspenderet tørstof) medbestemmes kun partikler med en størrelse (diameter) over ca. 1,6 mm, dvs. at typiske pigmenter (størrelse omkring 0,02-0,2 mm) og opløste stoffer, som f.eks. salte, ikke vil blive medbestemt.

Trykkeri A, hvor de detaljerede udredningsundersøgelser foregik, har to store flexotrykpresser med hver to farveværker. Den ene af de to store trykpresser er et ældre anlæg med åben farvebakke, mens den anden trykpresse er mere moderne med kammerrakel. Begge bliver benyttet til tryk på bølgepap. De to flexotrykpresser er anbragt side om side i samme hal ovenpå en sump, der er en rektangulær fordybning i betongulvet dækket af en rist. I indgangsenden af trykpresserne er der indfødningssystemer til automatisk indfødning af papark, mens der er stanse-/foldeværk og stablingssystemer i udgangsenden. I samme hal er der installeret et vandbehandlingsanlæg (flokkulering) til behandling af spildevand, der næsten udelukkende stammer fra vask af trykpresserne. Vandbehandlingsanlægget fødes med spildevand fra sumpen ved oppumpning.

6.4 Nøgletal for vask af Farveværk (farvefremføringssystem)

Hovedresultaterne af undersøgelserne på to flexotrykpresser på trykkeri A fremgår af tabel 6.1. Da der her er tale om afvaskning af ikke flygtige vandfortyndbare flexotrykfarver med vand (eventuelt kombineret med ikke flygtigt afvaskningsmiddel), betragtes emission til luft som ubetydelig og vil ikke blive behandlet her. Da der heller ikke direkte genereres affald ved afvaskningen, vil dette emne kun blive behandlet under spildevandsbehandling, se afsnit 6.8.

Tabel 6.1
Nøgletal for afvaskning af farveværker

* Normaliseret til samme længde som kammerrakel

6.4.1 Farverest i system før vask

Som det fremgår af tabel 6.1, er der tilsyneladende en mindre forskel på den farverest, der står tilbage i farveværket efter udtømning af et system med åben farvebakke i forhold til et system med kammerrakel. Der kan således være op til godt en halv gang mere farverest i et åbent system. Forskellen er dog reelt større, idet der i det åbne system forekommer spild af trykfarveholdigt vaskevand direkte i sump (dvs. ikke som hovedparten via farvetilbageføringsstuds), og dette spild var det ikke muligt at opsamle og kvantificere. Den målte forskel udjævnes delvist, hvis farverestmængden pr. afvaskning normaliseres til samme valsebreddde (dvs. samme længde af kammerrakel og farvebakke). Det vurderes, at forskellen på de to systemers farverestmængder bl.a. skyldes, at der returpumpes, når farven tømmes af kammerrakelsystemet, mens farvebakken tømmes ved passiv tilbageløb (gravitation).

Udover den målte farverest, der står tilbage i systemet inden vask, og som typisk i dag spildes (ender i sumpen), kan der under trykning foregå et væsentligt spild på grund af f.eks. utætte endepakninger og overløb. Dette spild bliver forværret væsentligt, hvis systemet får lov at køre (farve pumpes rundt), efter at trykning er ophørt, men inden afvaskning foretages - f.eks. flere timer efter. Problemet er størst for systemet med farvebakke. Ud fra en visuel bedømmelse kan farvespildet herved blive førøget med en faktor 1,5-2, altså nå op på omkring 8-10 kg pr. afvaskning for det åbne system og omkring 6-8 kg for det lukkede. Denne vurdering støttes af resultaterne af kampagnen på trykkeri A, se nedenstående afsnit om egenregistrering (6.10).

Udover farvespildet blev mængde af farve, der er på systemet under kørsel (trykning), målt på de to trykpresser. På kammerrakelsystemet blev målt en mængde på max. 10-13 kg og på systemet med farvebakke max. 17-20 kg, når der i begge tilfælde er korrigeret for dødvolumen (residualvolumen). Ved dødvolumen forstås den mængde farve eller vand, der står tilbage i farveværket, når det er tømt (svarer til farvespildet), eller efter at det er skyllet med det sidste hold skyllevand (svarer til det vand der står i systemet, når der igen pumpes farve på).

6.4.2 Forbrug af vand

Vandforbruget ved den manuelle afvaskning på systemet med åben farvebakke ligger på 91-103 liter, og normaliseres dette til samme valselængde som på kammerrakelsystemet, når det ned på 73-83 liter, der stort set ligger på niveau med forbruget på 68-70 liter målt på kammerrakelsystemet.

Det skal dog bemærkes, som det fremgår af afsnit 6.10.1, at der over et større antal afvaskninger er målt gennemsnitlige vandforbrug på op til 410 liter pr. afvaskning.

Det skal endvidere bemærkes, at afvaskningssystemet med kammerrakel i dette tilfælde benytter varmt vand (35° C), som kræver et ekstra energiforbrug på omkring 2-3 kWh pr. vask.

De fem øvrige trykkerier anvender alle koldt vand bortset fra trykkeri B, der kører forsøg med, at der skiftes mellem koldt og lunkent vand under afvaskningen.

6.4.3 Forbrug af afvaskningsmiddel

Det afvaskningsmiddel, der blev brugt ved afvaskning af kammerrakelsystemet, var af den tensidbaserede type (41b). Forbruget var meget lavt, kun 0,02 kg/afvaskning, hvilket hænger sammen med, at kun tilgangs- og afgangsstuds blev vasket med afvaskningsmiddel. Cirka en gang om ugen anvendes en større mængde til vask af hele systemet. Ved vask af farveværket med farvebakke blev der ikke anvendt afvasker, men resultater af registreringer i egenregistreringsperioden (se afsnit 6.10) viste, at der blev anvendt tensidbaseret afvasker i tre ud af fire afvaskninger. Forbruget ved disse afvaskninger, hvor en større mængde anvendes, kan, på baggrund af resultater fra egenregistreringen (se bilag C) og oplyst årligt forbrug, estimeres til i gennemsnit at udgøre ca. 400 g tensidbaseret afvasker pr. afvaskning, hvor tensidbaseret afvasker benyttes.

Trykkeri B, der ligeledes trykker på bølgepap (egentlig liner), anvender også tensidbaseret afvasker men ifølge egne oplysninger i tilsyneladende mindre omfang. Trykkeri C og F, der begge trykker på fleksibel emballage, anvender opløsningsmiddelbaseret afvasker i et vist omfang. Trykkeri D (kartonage) anvender kun rent vand, mens trykkeri E (konvolutter) anvender rent vand til at gennemskylle farveværker, men opløsningsmiddelbaseret afvasker til vask af farvekasser.

6.5 Karakterisering af spildevand fra afvaskning

I tabel 6.2 er vist resultaterne af analyser af vaskevand dels fra automatisk afvaskning af farveværk med kammerrakel og dels fra manuel afvaskning af farveværk med åben farvebakke. Herudover er vist analyseresultater af det anvendte, rene postevand samt den blå farve, der blev afvasket på de to flexotrykpresser.

Tabel 6.2
Analyseresultater af vaskevand fra afvaskning af flexotrykpresser

* Fortyndningsfaktoren er beregnet på grundlag af tørstofmålingerne

6.5.1 Fortynding af farve

Fortyndingen med vand af den farve, der afvaskes, kan på grundlag af tørstofmålingerne af det rene vaskevand og det brugte, beregnes til 19 og 120 for henholdsvis den manuelle afvaskning og den automatiske. At der er omkring en faktor seks til forskel, hænger næsten udelukkende sammen med, at der under de givne forsøgsbetingleser (se bilag C) var en tilsvarende forskel i farverestmængden på de to systemer. Forskel i anvendt mængde skyllevand er af mindre betydning. Tørstofindhold er valgt som hovedparameter ved indirekte måling af trykfarveindhold i vand. At denne parameter er et pålideligt udtryk for trykfarveindholdet i vand, fremgår af målinger på fortyndningsrækker (standardkurver), som vist i bilag G.

6.5.2 Vaskevandets kobberindhold

Der er målt relativt høje kobberindhold i vaskevandet, hvilket afspejler, at der er afvasket blå farve, der givetvis er baseret på bl.a. phthalocyaninblå (Pigment Blå 15), som er kobberholdigt. Dette bekræftes af det målte kobberindhold i den rene farve (4.540 mg/L). Det mest anvendte, blå pigment (Pigment Blå 15:3) /1/ har et kobberindhold på 11% (vægt/vægt) /20/. Den målte mængde svarer derfor til et indhold af Pigment Blå 15:3 på i størrelsesordenen 4% i trykfarven. Det normale indhold af organisk pigment i bølgepapflexotrykfarver er 8-12% /1/. At der her estimeres et indhold på kun 4% skyldes sandsynligvis, at der er tale om en speciel blå nuance, hvor andre ikke kobberholdige, organiske pigmenter indgår.

6.5.3 Vaskevandets pH

At vaskevandets pH i begge tilfælde ligger på 7,9 afspejler, at der er tale om mere eller mindre stærkt fortyndet, basisk trykfarve med en oprindelig pH-værdi på 8,1.

6.5.4 Tørstof (TS) og glødetab (GT) i vaskevandet

De målte tørstofindhold i de to vaskevandsprøver (23 g/L og 4,1 g/L) vurderes altovervejende at stamme fra pigment og bindemiddelindholdet i den afvaskede farve. At kun trykfarve bidrager bekræftes af, at glødetabet i både vaskevandsprøver og trykfarve udgør 63-66%. At glødetabet, der er et groft udtryk for indholdet af organisk stof, "kun" udgør disse 63-66% af tørstofindholdet, vurderes primært at hænge sammen med, at trykfarven typisk indeholder en del uorganiske fyldstoffer (f.eks. kaolin og titandioxid) samt i mindre omfang kobberindholdet.

6.5.5 AOX i vaskevandet

Der blev målt AOX-indhold på 130 mg/L og 940 mg/L i vaskevandet fra vask af henholdsvis farveværket med åben farvebakke og kammerrakelsystemet. Den eneste betydende bidragsyder til AOX (dvs. halogenerede, organiske forbindelser) i vaskevandet vurderes at være pigmenter i trykfarven. Det skal her bemærkes, at det hyppigst anvendte blå pigment, Pigment Blå 15, findes i flere nuancer, hvoraf nogle er klorerede /17/.

6.5.6 COD, BOD₅ og COD/BOD₅-forhold i vaskevand

COD-indholdet, der er et indirekte udtryk for indholdet af organisk stof, blev, som det fremgår af tabel 6.2, målt til 7,11 g/L og 41,3 g/L. Disse tal vurderes i lighed med de målte glødetab at afspejle indholdet af især bindemiddel og organisk pigment. BOD₅ blev målt til 0,36 g/L og 2,13 g/L og er et indirekte udtryk for den del af det tilstedeværende organiske stof, der under standardiserede betingelser nedbrydes på 5 dage. Som det ses i tabel 6.2 er COD/BOD₅-forholdet for begge vaskevandsprøver omkring 20 - dvs. at kun omkring 5% af den tilstedeværende trykfarves organiske indhold nedbrydes forholdsvist let. Det drejer sig her sandsynligvis især om organiske opløsningsmidler (alkoholer) og forsæbningsmidler (aminer). Hvad angår de resterende 95%, dvs. forholdsvis svært nedbrydelige (eventuelt persistente) stoffer, er der tale om især bindemidler og pigmenter. At der tilsyneladende er lidt mere forholdsvist let nedbrydeligt, organisk stof i den rene trykfarve (COD/BOD₅ ca. 15, svarer til 6-7%) end i vaskevandsprøverne, kan bl.a. hænge sammen med, at indholdet af forholdsvis flygtige stoffer (alkoholer og aminer) er lidt højere i den rene "ikke brugte" trykfarve.

6.5.7 Vaskevandets nitrifikationshæmning

Som det fremgår af tabel 6.2, kunne der kun konstateres en signifikant, men ubetydelig nitrifikationshæmning (14%) i vaskevandet fra vask af farveværket med kammerakel, hvor fortyndingen af trykfarven er estimeret til 120 gange. Hvad angår vaskevandet fra vask af farveværket med åben farvebakke, hvor den estimerede fortynding af trykfarven kun er 19 gange, kunne prøven af analysetekniske grunde desværre ikke testes ved den foreskrevne procedure (200 mL, i henhold til Spildevandsvejledningen /21, 95/). Prøven blev dog testet efter 10 ganges fortynding med vand (udført i laboratorium, 20 mL) og her kunne der lige netop konstateres en ubetydelig, signifikant hæmning (10%).

6.6 Nøgletal for vask af klicheer

Hovedresultaterne af undersøgelserne af klichevask på trykkeri A fremgår af tabel 6.3. Da der her afvaskes med vand og ikke-flygtigt afvaskningsmiddel, betragtes emission til luft som ubetydelig og vil ikke blive behandlet her. Da der heller ikke direkte genereres affald ved afvaskningen, vil dette emne kun blive behandlet under vandbehandling, se afsnit 6.8.

Tabel 6.3
Nøgletal for manuel klichevask

6.6.1 Forbrug af afvaskningsmiddel

Som det fremgår af tabel 6.3, er der kun målt på manuel klichevask, som er den langt hyppigste måde at afvaske klicheer på off-press. Forbruget blev målt til 65-67 gram detergentbaseret afvasker (41b) pr. afvaskning af klicheer.

Aktivt stofindhold i den anvendte afvasker udgjorde i området 20-50%. Beregnes nøgletallet på grundlag af det afvaskede klicheareal fås et forbrug på 850-1.100 gram pr. kvadratmeter. Det er i princippet kun dette areal, der påføres afvasker, dog smøres der i variende omfang udover på det tilstødende bærepladeareal. Beregnes forbruget på baggrund af bærepladearealet (selve klicheen med ophøjede trykbærende partier er limet på bærepladen af plast), kan forbruget af afvasker angives som 53 g pr. kvadratmater bæreplade. Det skal dog bemærkes, at hovedparten af forbruget vurderes at skyldes afløb/afdrypning af afvasker fra børsten under påføring i starten af processen. Den mængde afvasker, der løber af, går direkte i sumpen. Farverest på klicheerne før vask er estimeret til at udgøre omkring 10 gram pr. kliché ved den aktuelle afvaskning eller omkring 170 gram pr. kvadratmeter kliché.

Forbruget på 850-1.100 gram afvasker pr. kvadratmeter klicheareal er 3-4 gange højere end forbruget af tilsvarende afvaskninger ved rammevask inden for serigrafi (vask af en anden type trykform), hvor der dog typisk afvaskes en mindre mængde farve (5-12 g/m²) /3/. Tages der højde for aktivt stofindhold, kommer forbruget ved klichevask dog ned på niveau med forbruget ved manuel rammevask uden recirkulation af afvasker.

For de i undersøgelsen indgående klicheer blev det skønnet, at de ophøjede partier på klicheerne (dvs. det areal der er trykfarvebærende) udgjorde 50% af klicheens samlede areal. Det samlede klicheareal blev udmålt til at udgøre 1-2% af bærepladearealet. Ved de ordrer, hvor klicheerne blev anvendt, blev der kun farvebelagt 2-3% af trykemnets (bølgepappets) areal (én side). At kun en lille del af bølgepappets areal farvebelægges, vurderes som typisk for virksomhed A. Det kan f.eks. dreje sig om et lille sort genbrugsmærke på siden af en papkasse.

6.6.2 Forbrug af vand

Vandforbruget ved manuel afvaskning af klicheer er målt til 5,2-5,9 liter pr. afvaskning svarende til 92-100 liter pr. kvadratmeter klicheareal. Dette forbrug må vurderes som meget højt. Da operatøren imidlertid spuler hele bærepladearealet (er mere eller mindre tilsmudset), er det mere rimeligt at beregne nøgletallet på grundlag af bærepladearealet. Gøres dette, svarer vandforbruget til ca. 4,2-4,8 liter pr. kvadratmeter bærepladeareal. Dette forbrug er sammenligneligt med forbruget af vand ved manuel afvaskning af serigrafirammer efter brug af vandfortyndbare farver, der ligger på omkring 5 liter pr. kvadratmeter /3/.

6.7 Karakterisering af spildevand fra klichevask

I tabel 6.4 er vist resultaterne af analyser af vaskevand fra klichevask med en detergentbaseret afvasker.

Tabel 6.4
Analyseresultater af vaskevand fra afvaskning af klicheer

6.7.1 Fortynding af afvasker

Fortyndingen med vand af den brugte, tensidbaserede afvasker er baseret på tørstofmålingerne. Den andrager omkring 190 gange, når der korrigeres for bidrag af tørstof fra farven, der afvaskes. Fortyndingen af den røde trykfarve kan ud fra AOX-målingene estimeres til 500-600 gange.

6.7.2 Klichevaskevandets pH

Vaskevandets pH er, som det fremgår af tabel 6.4, svagt basisk, dvs. 8,3. Dette skyldes givetvis, at den anvendte, tensidbaserede afvasker er stærkt basisk.

6.7.3 Tørstof (TS) og glødetab (GT) i klichevaskevand

Til vaskevandets tørstofindhold bidrager både den afvaskede farverest samt den tensidbaserede afvasker. Baseret på AOX-målingerne kan det estimeres, at trykfarveresten bidrager med 0,73 g TS/L, dvs. ca. 65% af de målte 1,5 g TS/L, når det rene vands tørstofindhold (0,39 g TS/L) trækkes fra. Afvaskeren bidrager altså med det resterende, dvs. ca. 35% svarende til 0,38 g TS/L. Glødetabet i vaskevandet (0,91 g/L) udgør ca. 77% af tørstofindholdet (der ses bort fra bidrag fra det rene vand) og er en kombination af bidrag fra afvaskeren, relativt glødetab 82%, og bidrag fra trykfarven med et relativt glødetab på 76%.

6.7.4 AOX i klichevaskevand

AOX-indholdet i vaskevandet er målt til 1.500 mg/L. Det vurderes udelukkende at stamme fra den afvaskede trykfarve, der, som det fremgår af tabel 6.4, indeholder AOX i en mængde på 820.000 mg/L. Flere af de røde pigmenter, der anvendes i bølgepapflexotrykfarver, f.eks. Pigment Rød 53 og Pigment Rød 112 /1/, er klorerede /17/.

6.7.5 COD, BOD₅ og COD/BOD₅-forhold i klichevaskevand

Den målte COD-værdi på 4,1 g/L i vaskevandet afspejler bidraget af organisk stof fra afvaskeren og trykfarven. Som det fremgår af den målte BOD₅-værdi og COD/BOD₅-forholdet, nedbrydes halvdelen af dette stof relativt nemt. Dette hænger givetvis sammen med, at det væsentlige bidrag af organisk stof fra den tensidbaserede afvasker består af let nedbrydelige stoffer i modsætning til bidraget fra trykfarven, der er domineret af svært nedbrydelige stoffer i form af bindemidler og pigmenter.

6.7.6 Vaskevandets nitrifikationshæmning

Som det fremgår af tabel 6.4, er der i vaskevandet målt en nitrifikationshæmning på 50%. Det vurderes, at hæmningen skal tilskives tilstedeværelsen af den tensidbaserede afvasker. Den estimerede fortynding af afvaskeren er 190 gange, og som det ses af tabellen, hæmmer den rene afvasker godt 51% i en 60 ganges fortynding. Selvom den altså er ca. tre gange mere fortyndet i vaskevandsprøven, vurderes det som sandsynligt, at den stadig kan hæmme kraftigt. Hvis den fortyndes 600 gange (60 · 10), forsvinder hæmningen dog, som det fremgår af måleværdien i tabel 6.4 (< 10% for nitrifikationshæmning (20 mL)). Til gengæld vurderes det som usandsynligt, at den røde trykfarve bidrager betydende til nitrifikationshæmningen i vaskevandet, idet den estimerede fortynding udgør 500-600 gange, og fordi de fem trykfarver, der er målt hæmning på (se bilag C og bilag G), ikke udviser hæmning i så kraftige vandige fortyndinger, som der her er tale om.

6.7.7 Tungmetalindhold i klichevaskevand

Vaskevandet fra klichevask blev screenet for tungmetallerne kobber, bly, cadmium, krom, nikkel, zink, kobolt, barium, tin, kviksølv og arsen. Kun zink blev konstateret og det i en koncentration på 1 mg/L. Denne koncentration er ubetydelig lav og fundet kan bl.a. skyldes afsmitning fra zinkholdige metaloverflader og urenheder i pigmenterne i den røde farve.

6.8 Nøgletal for vandbehandlingsanlæg