Sælger-kundevejledning til udarbejdelse af en produktmiljøprofil
18. UV-lak
Lakering med UV-lak giver tryksagens ydre kvalitet en meget høj glans og hårdhed. Glansen er af høj kvalitet - bedre end ved nogen af de øvrige laktyper. Yderligere giver UV-lakering en høj grad af beskyttelse mod stød og kemikalier og er ridse- og gnidfast.
Hvis der af visuelle årsager ønskes en lak på bestemte flader på tryksagen, kan der anvendes partiel UV-lakering. Partiel lakering vil sige, at der kun lakeres på et bestemt område af arket.
UV-lakering anvendes især til ugeblade, månedsmagasiner, etiketter, emballage, plakater og brochurer.
Læs mere her:
Herunder er nævnt nogle af de væsentligste miljø- og arbejdsmiljøpåvirkninger ved UV-lakering.
 | Fri for flygtige organiske opløsningsmidler |
Der er ingen afdampning af flygtige organiske opløsningsmidler og dermed intet bidrag til VOC i arbejdsmiljøet eller til det ydre miljø.
| Ikke anbefalelsesværdig til fødevarer |
Det kan ikke anbefales til emballering af fødevarer, idet der er en risiko for udsivning af restmonomerer fra UV-lakker til emballerede fødevarer.
| Energiforbrug |
Der er et stort energiforbrug forbundet med tørring af lakken. Ofte er energiforbruget dog større ved tørring af vandlakker /26/.
| UV-lamperne |
Visse forhandlere har indført en genbrugsordning, hvilket betyder, at de brugte rør tages retur. Andre rør deponeres og er dermed med til at øge affaldsmængden /37/.
| Arbejdsmiljø. |
UV-lakker kræver flere arbejdsmiljømæssige hensyn, bl.a. fordi de indeholder stoffer, som kan give anledning til allergi.
| Genanvendelse af tryksager |
UV-lakerede tryksager kan give problemer i forbindelse med genanvendelse af papiret, hvor trykfarven skal fjernes.
Ved UV-lakering transporteres fortrykte ark ind i lakværket og påføres UV-lak, hvorefter arkene med det ønskede lag af UV-lak transporteres videre ind under en UV-lampe, som afgiver UV-stråling. Når UV-strålerne rammer lakken, sker der en kemisk proces i den flydende lak, så denne hærder.
UV-lamperne skal lyse med rette bølgelængde og med rette intensitet for, at lakken kan hærde. Lamper, der anvendes til hærdning, udsender meget intense UV-stråler. UV-stråler er usynlige, men anlæggets lamper udsender samtidig synligt lys og infrarød stråling, d.v.s. varme.
UV-lakkerne indeholder ikke opløsningsmidler og har et meget højt tørstofindhold. Man opnår med UV-lak derfor en stor lagtykkelse af det tørre laklag, hvilket giver overfladen ekstra glans og beskyttelse. Dette har medført en øget anvendelse af denne type lak gennem de sidste 10-15 år /26/.
Klik her, hvis du vil vide mere om tekniske detaljer i produktionen
Klik her, hvis du vil vide mere om UV-lakkens indholdsstoffer
UV-lamperne skal levere den energi i form af stråling, som igangsætter hærdningen af UV-farver eller lakker.
Alle UV-lamper er i princippet varme, idet det kræver en temperatur på omkring 800-900° C at få kviksølvet i lamperne til at fordampe. Lampens glasside er omkring 700-800° C og den varmeudvikling, der kommer derfra, er med til at øge polymeriseringen af UV-lakken. Forskellige tiltag for at fjerne varmen foretages dog for, at der ikke skal ske en ødelæggelse af det trykte materiale. Af tiltag, der kan gøres for at fjerne varmen fra lamperne, kan nævnes; køling med køleluft eller kølevand, benyttelse af forskellige materialer, der dels reflekterer UV-lyset, og dels absorberer varmen eller en decideret afskærmning med kvartsplader.
Enkelte lamper er stadig luftkølede, men det er nu mest almindeligt, at der er indlagt kølekanaler i lampehuset for cirkulerende kølevand, hvilket tilsigter, at størstedelen af den varme, lamperne udvikler, straks fjernes og ikke forårsager overophedning af maskinen.
Kun ca. 20-30% af den energi, der tilføres lampen, omdannes til UV-stråling, resten udsendes i form af synligt lys og infrarød stråling (IR-stråler). Den varme, de infrarøde stråler forårsager, øger ganske vist den hastighed, hvormed farven hærder, men varmen er så rigelig, at den er til meget stor gene.
For at opnå så fuldstændig hærdning som muligt, er der udviklet UV-rør med forskellig intensitet, således at det kan tilpasses lakken, laktykkelsen og trykhastigheden.
En UV-lampe har en levetid på mellem 1000 og 2000 timer, hvorefter røret skal skiftes for at man kan sikre den rette bestråling af lakken. Et UV-rør indeholder fra 50-1000 mg kviksølv (Hg) afhængig af rørets længde (ca. 20-150 cm). Til sammenligning kan nævnes, at et almindeligt lysstofrør indeholder 1-2 mg kviksølv. Visse forhandlere har indført en genbrugsordning, hvilket betyder, at de brugte rør tages retur og sendes til Tyskland til korrekt affaldshåndtering. Andre rør deponeres.
Der er foregået en stor udvikling af lamperne, siden de første blev taget i anvendelse. I dag er det muligt at få lamper, der initierer UV-strålingen ved hjælp af mikrobølger eller højfrekvens.
UV-lakker består bl.a. af acrylatmolekyler (kunststoffer) og fotoinitiatorer. Selve hærdningen af UV-lakken sker ved, at UV-stråler rammer lakken. Når UV-stråling rammer lakken, deles foto-initiatorens molekyler. De nye molekyler, der dannes, indgår i en kemisk proces med de flydende kunststoffer, så disse hærder. Kunststofferne i den flydende lak er såkaldte præ-polymere acrylater, d.v.s. at de har gennemgået en begyndende hærdning. Denne proces indebærer, at de enkelte molekyle-enheder (monomere) kædes sammen til større kæder (polymere).
Der findes i dag principielt to forskellige typer af UV-hærdende lakker:
| Radikalt hærdende, der er baseret på reaktive acrylater |
| Kationisk hærdende, der er baseret på epoxyforbindelser. |
De to typer af UV-hærdende lakker, der findes, er kemisk meget forskellige og derfor kan de ikke behandles under et, ligesom de ikke er blandbare. Desuden er de i anvendelse så forskellige, at blandes der blot lidt af den ene type i den anden, kan produktet ikke længere hærde /39/.
Herunder er vist en tabel over den typiske sammensætning af UV-lakker samt givet nogle eksempler på nogle enkeltstoffer, som ofte indgår i UV-lakker:
|
UV-lakker (eksempler på enkeltstoffer som indgår i UV-lakken) |
Bindemidler |
£ 99% |
Fortyndingsmidler |
fortyndes med monomerer. Vandfortyndbare typer fortyndes med vand og kan indeholde 30-50% vand |
Additiver |
1-5% |
De forskellige additiver tilsættes af forskellige grunde:
| Voks |
Tilsættes for at opnå en større glathed af tryksagen, beskyttelse mod beskadigelse og opnåelse af vandafvisning.
| Antiskummiddel |
For at hindre at lakken skummer under lakprocessen tilsættes antiskummidler.
| Forkortningsmidler |
Tilsættes bl.a. for at opnå korrekt viskositet af lakken og for at undgå udflydning.
| Inhibitorer |
Tilsættes for at undgå utilsigtet polymerisering (f.eks. ved udsættelse for dagslys) /16/.
Der er en række uafklarede forhold omkring miljøbelastningen ved fremstilling og brug af lakerede produkter. Det skyldes, at der ikke er iværksat en egentlig miljøvurdering, der omfatter en livscyklusvurdering af såvel produktion som forbrug og bortskaffelse af tryksager, der er lakerede med UV-lakker. Derfor vil der herunder blot blive nævnt de miljøpåvirkninger, der er ved brugen af UV-lakker, men det fortæller ikke noget om, hvor miljøbelastningen er størst.
Det ydre miljø
| Affaldshåndtering |
UV-lakrester skal håndteres som farligt affald.
| Rengøring af udstyr |
UV-lakker vaskes af lakværket med flygtige organiske opløsningsmidler (så som ethanol eller IPA), men eftersom UV-lakker ikke tørrer/hærder, hvis det ikke belyses med UV-lys, behøver lakværket ikke at blive tømt og vasket lige så ofte, som når andre lakker anvendes, hvilket begrænser udslippet.
| Ikke-fornyelige ressourcer |
De fleste bindemidler og additiver i UV-lakken stammer fra den petrokemiske industri. De er således fremstillet ud af, hvad der må betegnes som ikke-fornyelige ressourcer. Kviksølvet, som findes i UV-lamperne, kan ikke genanvendes i alle tilfælde, men deponeres.
| Energiforbrug |
Der er ofte et stort energiforbrug forbundet med hærdning af lakken, men forbruget er ofte mindre, end hvad der bruges til tørring af vandlakker /26/.
| Acrylater |
Der findes for acrylater ikke tilgængelige miljødata, men stofferne anses ikke for at være miljøfarlige. De menes at have lav giftighed overfor pattedyr, fisk og akvatiske organismer. Stofferne er ikke specielt flygtige og forventes ikke at blive afgivet til luften i nogen større mængde.
| Genanvendelse af tryksager |
UV-lakerede tryksager kan give problemer ved de-inking.
Klik her, hvis du vil vide mere om genanvendelse af UV-lakerede tryksager
Arbejdsmiljø
Hvor UV-lak ofte er blevet fremført som et miljøvenligt alternativ, eftersom det ikke indeholder flygtige organiske opløsningsmidler, vil der ud fra et arbejdsmiljøsynspunkt skulle træffes særlige sikkerhedsforanstaltninger.
Herunder er nævnt nogle af arbejdsmiljøpåvirkningerne /37/ /40/ /41/.
| Håndtering af UV-lakker |
Der findes en lang række anbefalinger i forhold til arbejdsmiljø. Hvis forholdsreglerne følges, er der tilsyneladende ingen problemer ved at arbejde med UV-lakkerne.
Klik her, hvis du vil mere vide mere om håndtering af UV-lakker
| Acrylater |
Den uhærdede lak skal håndteres med forsigtighed, eftersom acrylater kan være meget allergene. Acrylater er mere eller mindre eksemfremkaldende og kan derudover give skader i åndedrætsvejene og på centralnervesystemet. De virker irriterende på hud og øjne og er kendt for at kunne udvikle overfølsomheds-eksem.
| Ozon |
Ved UV-bestråling på den flydende lak dannes ozon, som påvirker luftvejene. Det skyldes, at strålingen absorberes af iltmolekylerne i luften omkring lampen, hvorved der dannes ozon. Ozon har en karakteristisk lugt, og selv i forholdsvis lave koncentrationer virker ozon irriterende på øjne og luftveje og kan give hovedpine og træthed. Brug af UV-lak kræver derfor forsvarlig indkapsling af lakanlægget og god ventilation.
| UV-stråling |
UV-stråling kan give øjen-og hudskader. Strålingen kan medføre akutte skader såsom "svejseøjne" og solskoldning, men også langtidsskader såsom grå stær og hudkræft.
Også reflekteret lys fra lamperne kan være skadelig eller give gener. De skal derfor være forsvarligt indkapslede, så man ikke kan se lyset, uanset hvor man befinder sig.
| Lugtgener i arbejdsmiljøet og risiko for ubehagelig lugt af trykte produkter |
UV-lakker har en markant og anderledes lugt end traditionelle trykfarver og lakker, hvilket beror på deres indhold af acrylater og fotoinitiatorer. Foruden produkternes egen lugt kan der forekomme lugtgener, der stammer fra en kemisk reaktion mellem et stof i UV-lakken og det materiale, der trykkes på. Den ubehagelige lugt signalerer ikke farlighed /37/.
Klik her, hvis du vil vide mere om UV-lakkers påvirkning af arbejdsmiljøet
|
Radikalt hærdende |
Kationisk hærdende |
Indhold |
Acrylatbaserede |
Baseret på epoxyforbindelser |
Rester af UV-lak |
Uhærdet affald er omfattet af reglerne om kemikalieaffald. Det betyder, at de skal afleveres til den kommunale modtageordning. Dette gælder f.eks. klude med rester, kasserede UV-lakker og bøtter der har indeholdt UV-lakker. |
Affald, som er uhærdet, er omfattet af i bekendtgørelse 199/85 og ændringsbekendtgørelse 779/99 om epoxyharpikser og isocyanater m.v. Affaldet skal i en særligt mærket beholder og i øvrigt håndteres efter de deribeskrevne regler. Dette gælder f.eks. klude med rester, kasserede UV-lakker og bøtter, der har indeholdt UV-lakker. |
Affald med afhærdet tryk |
I stor udstrækning skal afhærdet tryk håndteres som andet trykkeriaffald. |
Hvis lakken har været belyst, vil den fortsætte med at reagere, indtil der ikke længere er frie epoxygrupper tilbage. Der skal derfor ikke træffes særlige forholdsregler for tryk, der er kasseret, hvis blot det har passeret UV-lamper med en normal effekt og i normal tempo. |
Arbejdstøj |
De store specialvaskerier vil kunne håndtere arbejdstøj forurenet med UV-lak. |
Vaskerier, der kan håndtere arbejdstøj fra virksomheder, der anvender epoxyprodukter, kan naturligvis også håndtere arbejdstøj fra personer, der arbejder med kationiske trykfarver. |
/39/.
| Risiko for hudskader |
Hudgener anses for at være det største arbejdsmiljøproblem ved brug af UV-lakker som følge af hudkontakt med ikke-hærdede UV-lakker. I løbet af UV-lampens levetid falder strålingens intensitet, hvilket betyder, at hærdeeffekten af UV-lakken falder tilsvarende. Man bør derfor løbende checke lampens effekt, da en slidt lampe giver en dårlig hærdning og således kan udgøre en risiko for arbejdsmiljøet og for de mennesker, der senere kommer i berøring med materialet - såvel ansatte i produktionen som brugerne i sidste ende.
Bindemidler, reaktive fortyndere og fotoinitiatorer i UV-hærdende produkter udgør en potentiel risiko for hudirritation og hudallergi hos en person, der er beskæftiget med de uhærdede produkter. En undersøgelse for Arbejdsmiljøfondet, publiceret i 1995, bekræfter, at UV-hærdende trykfarver og lakker indeholder acrylater, methacrylater og fotoinitiatorer, der er hudirriterende og sensibiliserende (allergifremkaldende) /42/. Forfatterne har på baggrund af omfattende analyser af medicinske forsøg og opgørelser over internationale registreringer af hudskader sluttet, at der er en reel og ikke lille risiko for at blive sensibiliseret og få allergisk kontakteksem ved erhvervsmæssig udsættelse for UV-produkter, men de aktuelle arbejdsforhold er af afgørende betydning. For den grafiske branche vurderes: "Samlet er der grund til at antage, at der i den grafiske branche i dag er en potentiel risiko for at blive sensibiliseret ved praktisk arbejde med UV-produkter, om end den må bedømmes som "lav" /37/. Når der skal vælges, vil UV-lakker baseret på visse metharylatprodukter med høj renhedsgrad være at foretrække. Det er ofte urenheder i produkterne, der er årsag til hudproblemerne.
| Dannelse af ozon |
Ved bestråling af ilt med den kraftige, kortbølgede UV-stråling, som bruges til hærdning af UV-lakker, dannes den giftige og miljøskadelige luftart ozon. Lugtgrænsen er ca. 0,01 ppm. Arbejdstilsynets grænseværdi er 0,1 ppm (0,2 mg/m3). Ozonproduktionen i lamperne er dog meget lille, og de lamper, der normalt anvendes, er indkapslede eller ventilerede, så ozon-emissionen til arbejdsmiljøet anses for at være minimal. I forbindelse med anvendelsen af UV-lakker er det også muligt at anvende UV-rør med begrænset udsendelse af ozon, fordi der kan anvendes UV-stråler med bølgelængder, hvor ozondannelsen er næsten elimineret. Sådanne rør har en højere pris, men lige så god levetid som sædvanlige UV-rør.
Ligeledes er risikoen for direkte eller indirekte bestråling med UV-stråler minimal, idet UV-lamperne i dag er godt indkapslede.
Generelt kan man sige, at tryksager altid kan genanvendes. Men da de enkelte returpapirvirksomheder ønsker at opretholde en ensartet kvalitet på de afsværtede fibre uden fór store procestab på deres anlæg, er der derfor visse krav, der skal opfyldes til returpapiret.
Ved kontakt til tre af Danmarks store returpapirvirksomheder, som hver især fremstiller forskellige typer af genbrugspapir, er der herunder kort opridset, hvordan de enkelte virksomheder håndterer tryksager, der er lakeret med UV-lak.
Dalum Papir A/S fremstiller genbrugsfinpapir. Råvaren for fremstilling af genbrugsfinpapir er en blanding af kontoraffald og bogbinderi-/trykkeriaffald excl. ugeblade og aviser. Teknologien består i en vandbaseret proces (de-inking), hvor returpapiret slemmes op i vand, idet papiret disintegreres, dvs. adskilles i enkeltpartikler/ fibre. Papirets evne til at blive disintegreret afhænger primært af indhold af vådstyrkemiddel og vandafvisende overfladelag (plast/lak). Efter opslemning gennemløbes en række mekaniske renseprocesser og blegning.
Ved fremstilling/ anvendelse af finpapir på basis af UV-lakeret returpapir, kan blandt andet optræde følgende problemer: De ikke-vandopløselige typer forårsager isoleret set et stort materialetab og dårlig kvalitet af genbrugspapiret i form af mange store pletter. Bemærk, at vandopløseligheden refererer til opslemning af det lakerede returpapir.
Imidlertid vurderes det, at UV-lakeret papir kun i ringe grad forekommer i virksomhedens samlede råvarer. UV-lakken udgør derfor ikke et problem for nærværende for virksomheden, men over 0,5 vægt% vurderes de negative effekter at være uacceptabelt store /34/.
Brødrene Hartmann A/S fremstiller støbepapemballage baseret på returpapir. Hovedprodukterne er æg- og frugtemballage, hospitalsbakker, industiemballage til eksempelvis mobiltelefoner samt fødevareemballage til færdigretter. I produktionen af støbepapemballage ønskes en fibersammensætning på ca. 75% træmasse primært fra aviser samt 25% cellulosefibre primært fra ugeblade og tryksager mm. (dog ikke indbundne bøger, arkivpapir, hæfter med limet ryg, stærkt farvet papir, vådt stærkt papir eller pap, selvkopierende papir, bølgepap, sækkepapir samt laminerede og kacherede forsider).
Hartmann forsøger at minimere UV-lakerede tryksager i produktionen ved at frasortere dette papir inden fremstillingsprocesserne. Større mængder af UV-lakerede tryksager kan forårsage urenheder i pulpen, der er vanskeligt at fjerne ved flotation i de-inkingprocessen. Dette kan bevirke, at papirmassen efterfølgende bliver mindre hvid, hvilket forringer slutproduktets kvalitet. Et andet problem er, at Hartmann ønsker at reducere og fjerne bestemte kemiske stoffer, der sundhedsmæssigt kan være et problem i fødevareemballage. UV-lakker vil kunne give sundhedsmæssige problemer, hvis der findes reststoffer af monomere og benzopheron i emballagen, idet der er risiko for, at disse stoffer vandrer (migrerer) fra emballagen over i fødevaren. Hartmann forventer tillige, at der i fremtiden vil blive stillet krav fra myndighederne på dette område /35/.
SCA Packaging Djursland fremstiller råpapir til bølgepap primært ud fra blandet papir og bølgepap. Sekundært bruges aviser, ugeblade og tryksager kun for den del det måtte være indeholdt i blandet papir. SCA Packaging Djursland køber ikke aviser, ugeblade og tryksager, men bruger kun disse kvaliteter som indhold i blandet papir. UV-lakerede tryksager må ikke forefindes, idet disse giver pletter i papiret /36/.
Klik her, hvis du vil vide mere om genanvendelse af tryksager
Det kunne være ønskeligt, at returpapirfabrikkerne udviklede eller fremskaffede teknikker, som gjorde det muligt, at UV-lakerede tryksager uden yderligere krav kunne genanvendes til returpapir.
Der introduceres UV-lakker på markedet med en større sensibilitet til natriumhydroxyd, hvilket betyder, at lakker lettere kan genanvendes uden at give flager i papiret. Dermed "forbedres" produkterne til recirkulering, så vanskelige de-inkbare produkter holdes ude af returpapirstrømmen /37/.
For øjeblikket arbejdes der hos leverandørerne på tre områder for at gøre UV-teknologien mere rentabel og tilgængelig.
- Man prøver at imødese problemet med køling ved at udvikle "kolde" UV-lamper.
- Introduktion af en iltfri hærdezone ved hjælp af kvælstof. (hvilket vil betyde bedre gennemhærdning af lakken, nedsætte behovet for UV-stråling med 50% og dermed nedsætte energiforbruget.)
- Kationiske eller andre UV-hærdende bindere, der kræver mindre UV-stråling og giver bedre hærdning /37/.