Projekt 05851/01

Entwicklung und Anwendung von konsequent ökologischen Naturfarben im Offsetdruck mit marktüblichen Qualitätsstandards

Projektträger

BorgMann ConceptsHeimann und Borgschulze GbR
Doyenweg 17
59494 Soest
Telefon: 02921/70950

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Entwicklung einer marktfähigen Produktlinie basierend auf den Grundlagen der sanften Chemie, d.h.: vollständige Substitution von Rohstoffen und Vorprodukten der Petro- und insbesondere Chlorchemie durch nachwachsende, schonend verarbeitete Rohstoffe, bzw. mineralische Rohstoffe bei weitgehendem molekularem Strukturerhalt mit dem Ziel einer deutlichen Umweltentlastung im Offsetdruck. Entwicklung einer entsprechenden Farbsysthematik in Verbindung mit der Gestaltung eines neuen Farbfächers.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt wurde über die Gesamtdauer von 18 Monaten in 13 ineinander greifende Abschnitte gegliedert, wobei die enge Verknüpfung zwischen der Entwicklung der Rezepturen im Labor der Fa. BORGMANN und die Betreuung, bzw. Auswertung der Andruckversuche und Langlauftests durch das Designbüro Hess/Ponn im Mittelpunkt stand.
In den ersten drei Abschnitten wurden in 5 Monaten die Grundlagen für die Rohstoffbeurteilung, die Bewertungskriterien für die Druckresultate und die erste Farbrezeptur entwickelt, gefolgt von der Entwicklung weiterer Grundfarben in den Abschnitten vier bis acht. In diesen Projektphasen erfolgte die Auswahl der einzelnen Bindemittel und Pigmente unter Berücksichtigung der jeweiligen Rohstoffbiographie, die Bestimmung der jeweils optimalen Bindemittelverkochungen und -mischungen, sowie die Ermittlung des optimalen Pigmentgehalts in Abhängigkeit der jeweiligen Bindemittelrezeptur.
In den Abschnitten acht bis zehn wurden über die Dauer von 11 Monaten, basierend auf den Auswertungen der vorangegangenen Abschnitte, sowohl das Spektrum der realisierbaren Mischtöne, als auch die Möglichkeiten hinsichtlich des Einsatzes weiterer Hilfsstoffe, insbesondere Octoate ermittelt. In den verbleibenden drei Abschnitten wurden in insgesamt 8 Monaten die Farbsysthematik, der Farbfächer und der Markenauftritt geschaffen und abschließende Langlauftests und Rezepturkorrekturen durchgeführt.


Ergebnisse und Diskussion

Bei der Auswahl der Rohstoffe zeigte sich, das die konsequente Anwendung der Biographiekriterien im Sinne der sanften Chemie nur eine sehr beschränkte, aber dennoch ausreichende Anzahl an Rohstoffen, insbesondere Pigmenten zuläßt. Im Bereich der Bindemittel galt es sich auf rein pflanzliche Öle/Standöle und Harze zu beschränken, hierbei wurden bevorzugt Leinöl aus regionalem, kontrolliert biologischen Anbau und verschiedene Dammar, bzw. Kollophonium Typen eingesetzt. Die Möglichkeiten im Rahmen der Rezepturentwicklung mittels Kombination und Verkochung dieser Rohstoffe haben sich als ausreichend hinsichtlich Haftung, gewünschter Viskosität und Zügigkeit, sowie Verdruckbarkeit herausgestellt. Die Suche nach Ersatzstoffen für die üblicherweise eingesetzten Mineralöle wurde zunächst der Einsatz von Citrusterpenen erprobt, dann aber aufgrund schlechter Laufeigenschaften verworfen. Die folgende Überarbeitung der Rezepturen und Verkochungen ermöglichte nun den völligen Verzicht auf Mineralöle und sonstige Lösemittel.
Bei den Pigmenten zeigte sich, daß Alumosilikate aufgrund ihrer teils stark lasierenden Eigenschaften und des erforderlichen, leicht alkalischen Umfeldes für den Einsatz in Offsetdruckpasten nicht geeignet sind. Verschiedene Rutilpigmente im Bereich Orange und Gelb schieden ebenfalls wegen ihrer zu stark lasierenden Eigenschaften und aufgrund massiver Bedenken hinsichtlich mangelnden Arbeitsschutzes bei der Gewinnung der benötigten Primärrohstoffe in Ländern der dritten Welt aus.
Technisch geeignet, ökologisch und gestalterisch vertretbar, zeigten sich Eisenoxid Typen im Bereich Gelb, Rotbraun und Schwarz, zwei Spinell-Pigmente in Blau und Grün, sowie Titandioxid als Weiß. Der zunächst praktizierte völlige Verzicht auf Octoate erwies sich, insbesondere während der Langlauftests mit anschließender Weiterverarbeitung als nicht haltbar, da eine nicht tragbare Verlängerung der Durchtrocknung nachgewiesen wurde. Auf den Einsatz geringer Mengen Mangan/Calzium haltiger Trockenstoffe kann derzeit nicht verzichtet werden. Ein Einfluß hinsichtlich biologischer Abbaubarkeit, Kompostqualität und Toxizität kann aufgrund vorhandener Untersuchungen aus dem Lack- und Textilbereich ausgeschlossen werden.
Die ursprünglich erklärten Ziele konnten erreicht werden, lediglich eine Reduzierung der Anzahl der Farbtöne von geplanten 22 auf 20 war vonnöten. Im Bereich der Bindemittel ist der Verzicht auf schlecht abbaubare, modifizierte Öle und Harze, wie Alkydharze und Phenol/Maleinsaüre-modifizierte Kolophoniumharze innerhalb dieser Produktlinie durchaus möglich. Der völlige Ausschluß von Lösemitteln, wie Toluol und Mineralölen, stellt ebenfalls eine deutliche Umweltentlastung dar, insbesondere da kein fossil gespeichertes CO2 freigesetzt wird. Die Beschränkung auf ausschließlich mineralische Pigmente ermöglicht den Verzicht auf Synthesefarbstoffe mit petro- und chlorchemischer Biographie, hat allerdings ein eingeschränktes Farbspektrum zur Folge, das die vollständige Substitution herkömmlicher Offsetfarben derzeit nicht zuläßt. Der Drucker kann die Farben problemlos in seinen vorhandenen Offset-Druckmaschinen einsetzen. Das Drucken mit Natur-Druckfarben erfordert die gleichen Vorbereitungen wie bei herkömmlichen Druckfarben. Der Druck auf 100% Recyclingpapier brachte vergleichbare Ergebnisse mit dem Druck auf Standard-Offsetpapier chlorfrei gebleicht. Samtoffset, Bilderdruck und ähnliche Papiersorten erwiesen sich als ungeeignet. Ökologische Druckfarben haben ebenso wie Recycling Papier einen eigenen Charakter. Es sind wärmere Töne und mildere Farbkontraste. Obwohl die Farben nicht grell sind, wirken sie dennoch frisch. Es ist gelungen, mit dieser begrenzten Auswahl von Pigmenten nicht nur einzelne Farbtöne zu entwickeln, sondern einen ganzen Farbkreis, in dem die 20 Farben regelmäßig abgetönt ein Spektrum von Gelb über Orange, Rotbraun, Blau, Türkis bis Grün ausdrucksvoll zeigen.. Die 20 neuen Schmuckfarben erlauben dem Anwender ökologische Verantwortung in dem Bereich Druck zu demonstrieren, ohne auf ästhetische Qualität verzichten zu müssen.


Fazit

Die konsequente Anwendung streng öklogischer Richtlinien im Sinne der sanften Chemie im Bereich des Offsetdrucks hat eine stark eingeschränkte Rohstoff- und Pigmentauswahl zur Folge, die dennoch die Konzeption einer Produktlinie mit insgesamt 6 Grundfarben und 14 Schmuckfarben für den Druck von Natur- und Recyclingpapieren erlaubt. Mit den erzielten Ergebnissen kann nun mit dem Aufbau eines neuen Marktsegments im Offsetdruck begonnen werden. Ökologisch engagierte Unternehmen können mit earth-colors ihr Engagement im Sinne der nachhaltigen Entwicklung sustainable development glaubhaft machen und als Wettbewerbsvorteil nutzen.