Alexander Tosques:

Ökodruckfarben

1. Bestandteile der Druckfarben für den Offsetdruck
2. Konventionelle Druckfarben
3. Druckfarben auf der Basis nachwachsender Rohstoffe
4. Mineralölfreie Druckfarben im Bogen- und Rollenoffset, sowie im Zeitungsdruck
5. Gebrauch von Umweltschutzfarben
6. Fazit



Druckfarben sind neben dem Papier der wichtigste Werkstoff für den Druckprozeß. Sie machen die zu übertragende Information erst sichtbar und unterstreichen diese durch ihre Farbigkeit oder durch ein schlichtes Schwarz.

In den letzten Jahren rückte das Wort Umweltschutz, wohl auch verbunden mit der Zertifizierung durch das Öko-Audit, immer mehr in den Blickpunkt der beteiligten Personen in der Druckindustrie. Dies schlug sich auch auf die Druckfarben nieder. Es gibt wohl keinen Hersteller in Deutschland, der in den letzten Jahren sein Sortiment an Druckfarben nicht um sogenannte Öko-Druckfarben erweitert hätte.

1. Bestandteile der Druckfarben für den Offsetdruck

Druckfarben für den Offsetdruck, egal ob Bogen-, Rollen- oder Zeitungsoffsetdruck, sind generell gleich aufgebaut.

Sie enthalten:

Farbmittel: Farbmittel sind farbgebende Bestandteile der Druckfarbe. Nach DIN 55944 und 16515 unterteilt man Farbmittel in drei Gruppen:

Pigmente sind in Bindemittel oder Lösungsmittel unlöslich, Farbstoffe hingegen sind in Bindemittel oder Lösungsmittel löslich.

Bindemittel: Die Mehrzahl der Pigmente, die für die Herstellung von Druckfarben verwendet werden, sind unlöslich und liegen in Pulverform vor. In diesem Zustand sind sie nicht verdruckbar. Das Bindemittel hat nun die Aufgabe, die Pigmente vollständig zu umhüllen und somit verdruckbar zu machen, und auf dem Bedruckstoff festzuhalten. Desweiteren bilden sie eine "Schutzhülle" um die Pigmente, um diese vor einem mechanischen Abrieb zu schützen. Sie müssen auf das jeweilige Druckverfahren (Bogen- Rollenoffset usw.) abgestimmt werden. Bindemittel können natürlichen Urprungs sein oder synthetisch hergestellt werden.

Bindemittel natürlichen Ursprungs:

Bindemittel synthetischen Ursprungs (Kunstharze):

Lösemittel: Da die Bindemittel meist in fester Form als Harz vorliegen, müssen sie in eine lösliche Form gebracht werden. Dies ist die Aufgabe des Lösungsmittels. Man nennt das in Lösungsmittel gelöste Bindemittel Firnis. Die Art des verwendeten Lösungsmittels hängt auch hier von dem jeweiligen Druckverfahren ab. Für die Offsetfarben ist das wichtigste Lösungsmittel das Mineralöl.

Hilfsmittel: Dazu gehören Wachse, Weichmacher, Trockenstoffe, Hautverhinderungsmittel etc. Sie sind für den Glanz, die Scheuerfestigkeit und andere Eigenschaften der Farbe zuständig.

2. Konventionelle Druckfarben

Konventionelle Druckfarben, so wie sie heute hergestellt werden mit allen darin enthaltenen Bestandteilen, "sind gemäß aller aktuellen gesetzgeberischen Grundlagen nach deutschem und EU- Recht industriell hergestellte Produkte, die weder giftig, mindergiftig, reizend, kanzerogen noch sonstwie zu kennzeichnen sind" [1] .

Bei den konventionellen Druckfarben bilden nachwachsende Rohstoffe als Bindemittel (z. B. Kolophonium, Baumharz, Zellulosederivate), reaktive Lösemittel (z. B. Leinöl, Sojaöl) oder bei den Hilfsmitteln (z. B. Stärke, Bienenwachs) schon seit jeher einen nicht unerheblichen Anteil an der Gesamtfarbe. Zusammen mit dem in den konventionellen Farben enthaltenen Mineralöl bilden die pflanzlichen Öle das Lösungsmittel für die Hartharze. Laut einer Bestätigung der EU-Kommission "sind die in Offsetdruckfarben eingesetzten Mineralöle nicht flüchtig, mit Ausnahme der Heatsetöle, die im Trockenkanal verdunsten sollen und dann aber verbrannt werden" [2].

Das in diesen Farben enthaltene Mineralöl stellt sich allerdings wegen seiner Beständigkeit als ökologisch problematisch dar, da es zwar ungiftig, aber wasserunlöslich und unverseifbar ist.

3. Druckfarben auf der Basis nachwachsender Rohstoffe

Am jährlichen Gesamtrohstoffverbrauch (22 Mio. t) in der chemischen Industrie haben die nachwachsenden Rohstoffe einen Anteil von 8 % (ca. 1,8 Mio. t) [3]. Aus den nachwachsenden Rohstoffen werden u. a. Fette, Stärken und Öle hergestellt. Die hergestellten Öle eignen sich auch zur Verwendung in der Druckfarbenherstellung.

Unter der Bezeichnung Druckfarbe aus nachwachsenden Rohstoffen, auch Öko-Druckfarben genannt, versteht man Farben, die im Bindemittel kein Mineralöl sondern Monoester von Pflanzenölfettsäuren enthalten. Sie unterscheiden sich von konventionell hergestellten Druckfarben nur in diesem einen Punkte.

Um die Öle aus nachwachsenden Rohstoffen für die Druckfarbenherstellung zu verwenden, müssen sie in einem chemischen Umesterungsprozeß aufbereitet werden. Dabei werden die Pflanzenöle, die als Triglycerid vorliegen, zu niedrigviskosen Monoestern von Pflanzenölfettsäuren umgebaut. Ein gängiges Verfahren zur Herstellung von Monoestern ist das Verkochen von Leinöl. Durch die Wahl von Temperatur und Dauer der Verkochung kann der Viskositätsgrad geregelt werden.

Da die Öle von nachwachsenden Rohstoffen aus Glycerinestern von Fettsäuren bestehen, sind sie ökologisch nicht so kritisch, da sie zwar wasserunlöslich, aber verseifbar (unter Einwirkung von Wasser wird der Ester in seine Bestandteile Alkohol und Säure umgebaut) und biologisch leichter abbaubar sind als mineralölbasierte Bindemittel.

Ein weiterer Aspekt der Umweltverträglichkeit ist die Deinkbarkeit von Druckfarben auf der Basis von nachwachsenden Rohstoffen. Es kann gesagt werden, daß diese keinerlei Probleme beim Deinken aufwerfen, wobei gestrichene Papiere besser deinkbar sind als Recyclingpapier. Dieser Zusammenhang der Papiere besteht aber bei beiden Farbsystemen.

Vergleich der Bindemittel der Druckfarbensysteme für den Bogenoffset [4]

Rohstoffe

Bogenoffsetfarbe konventionell

mineralölfrei

Mineralöle

10 - 25

-

Monoester

-

5 - 15

Pflanzliche Öle

5 - 25

5 - 25

Alkydharz

5 - 15

5 - 15

Kolophonium, u. a. Harze

20 - 35

20 - 35

 

4. Mineralölfreie Druckfarben im Bogen- und Rollenoffset, sowie im Zeitungsdruck

Bogenoffset: Druckfarben für den Bogenoffset trocknen durch Wegschlagen und oxidativ. Seit jeher enthalten Druckfarben für den Bogenoffsetdruck einen hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe (z. B. Leinöl). Die zwei Druckfarbensysteme (siehe Tabelle) unterscheiden sich nur in einem Punkt. Durch Druckversuche der Druckfarbenhersteller wurde bewiesen, daß sich die Druckfarben auf der Basis nachwachsender Rohstoffe in ihrem Druckverhalten in nichts zum anderen Farbsystem unterscheiden. Zu den untersuchten Eigenschaften zählte der Glanz, Wegschlagverhalten, Trocknung, Scheuerfestigkeit, Farbannahme, sowie die Druckveredelung. Der am meisten verwendete nachwachsende Rohstoff ist seit jeher das Leinöl.

Rollenoffset: Im Rollenoffset geschieht die Trocknung durch Wegschlagen und Verdunsten des Lösungsmittels. Dabei wird die Papierbahn durch einen Trockenofen geführt. Die Temperatur des Ofens beträgt ca. 240 - 300 °C, und die Papierbahn wird dabei auf ca. 110 - 125 °C erhitzt. Bedingt durch die kurze Verweilzeit im Trockner (ca. 1 s) werden für diese Druckfarben Lösemittel benötigt, die einen ausreichenden Dampfdruck aufweisen und verdunsten, d.h. der erforderliche Siedebereich der verwendeten Öle sollte zwischen 230 - 300 °C liegen. Mineralöle weisen einen Siedebereich von 240 - 300 °C auf, während pflanzliche Öle einen Siedebereich > 300 °C aufweisen. Aus diesem Grund werden Rollenoffsetfarben nur zu einem gewissen Anteil (ca. 50 %) aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt. Rollenoffsetfarben mit einem Anteil von 100 % pflanzlichen Ölen können nur unter großen Anstrengungen eingesetzt werden. Um dies zu realisieren muß man die Trocknertemperatur erheblich erhöhen, was einen erhöhten Energieaufwand zur Folge hat, einen geeigneten Bedruckstoff wählen, der ein sehr gutes Wegschlagverhalten aufweist, eine geringe Farbschichtdicke fahren (z. B. Unbuntaufbau) und man darf keine Stangenauslage verwenden, da sonst die frischen Drucke ablegen.

Zeitungsdruck: Zeitungsdruckfarben trocknen durch Wegschlagen der Druckfarbe in das Papier. Hier hat sich das Sojaöl bewährt. Vor allem in den USA wird heutzutage im Zeitungsdruck nur noch Sojaöl basierte Druckfarbe verwendet. Dies hatte seinen Grund in einer Mitte der 80er Jahre veröffentlichten Untersuchung der Welt-Gesundheits-Organisation WHO, die in Tierversuchen festgestellt hatte, "daß unhydrierte, hocharomatische Mineralöle mit ihren polyzyklischen Benz(a)pyren-Verbindungen auf der Haut von Lebewesen Krebsgeschwüre hervorrufen können. Alle Lieferungen mußten daraufhin, wie heute bei Zigarettenpackungen üblich, mit einem Warnungshinweis versehen werden"[5]. Aus wirtschaftlichen Gründen, um keinen Leser zu verlieren, mußte man eine neue Farbe entwickeln. Dabei wurde dem Sojaöl gegenüber dem Tallöl (Holzöl) der Vorzug gegeben, da dieses aus der heimischen Produktion kommt. Diese Farbe besteht allerdings in den meisten Fällen nicht aus 100 % Sojaöl, denn bei der aus den USA propagierten Sojaölfarbe ist anzumerken, daß diese, je nach Farbtype, einen unterschiedlichen Gewichtsanteil an Sojaöl zur Gesamtfarbe enthält: Zeitungsschwarz (40 %), bunte Zeitungsfarben (30 %), Bogenoffsetfarben (20 %), Rollenoffsetfarben-Heatset (7 %), Rollenoffsetfarben-Zeitung (30 %), Endlosfarben (20 %). Ab diesen Werten kann die entsprechende Druckfarbe mit dem Sojaöl - Logo versehen werden". Wenn man diese Definition zu Grunde legt, dann können auch viele europäische Zeitungdruckfarben als Pflanzenöldruckfarben bezeichnet werden.

5. Gebrauch von Umweltschutzfarben in der Druckindustrie

Obwohl durch viele Versuche der Druckfarbenhersteller bestätigt wurde, daß Ökodruckfarben in ihrem Druckverhalten den konventionellen Druckfarben in nichts nachstehen, wurden sie von den Druckereien in nur begrenztem Ausmaß verwendet. So machten die Druckfarben auf der Basis nachwachsender Rohstoffe nur einen Anteil von 1 - 2 % an der produzierten Gesamtfarbenmenge für den Bogenoffsetdruck im Jahre 1995 von 13.000 t aus. Wie es scheint, sind die Druckfarben aus nachwachsenden Rohstoffen an den Druckereien ohne große Resonanz vorbeigegangen oder sie sind wohl überhaupt nicht bekannt oder aber die Druckereien sehen in diesen Farben keinen Vorteil.

6. Fazit

Druckfarben aus nachwachenden Rohstoffen unterscheiden sich nur in einem Punkte von den konventionellen Druckfarben, nämlich in der Zusammensetzung des Bindemittels. Es wird eine Kombination von Pflanzenöl, welches auch in den konventionellen Farben enthalten ist, und Monoestern verwendet, anstelle von Mineralöl. Wie Untersuchungen der Druckfarbenhersteller gezeigt haben, sind beide Druckfarbensysteme in ihrem Druckverhalten annähernd gleichwertig, und wenn man bedenkt, daß nur, je nach Farbtyp, 10 - 25 % Mineralöl enthalten ist, kann man sogar, wie es ein Druckfarbenhersteller tut, beide Systeme als ökologisch gleichwertig hinstellen. Dabei sollte man aber nicht vergessen, daß Erdöl ein Rohstoff ist, der nicht in unbegrenztem Ausmaß zur Verfügung steht, während pflanzliche Öle aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden.

Druckfarben aus reinen Pflanzenölen wird es nicht geben, außer im Bogenoffset, während im Rollenoffsetdruck immer mineralölhaltige Farben verwendet werden, da nur sie eine gute und schnelle Trocknung gewährleisten.

Man sollte den Blick nicht nur auf das Mineralöl begrenzen, sondern man sollte die Druckfarben in ihrem Gesamtherstellungsprozeß sehen, wie Energieaufwand bei der Herstellung, Verfahren der Hersteller, Transportwege, Größe der gelieferten Gebinde (Rücknahme dieser durch die Farbenhersteller?) usw..

Trotz allem ist die Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen positiv zu bewerten, doch ist die Werbung "mit vordergründigen Umweltargumenten sachlich nicht gerechtfertigt" [6]. Sie sollte die Drucker eher sachlich korrekt informieren, dann wäre die Resonanz auf die Druckfarben vielleicht erheblich höher.

Literatur:

Weitere Literatur:

 

 

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