Projekt 21376/01

Entwicklung eines nichtflüchtigen Ersatzstoffes für das Isopropanol in Feuchtmitteln für den Offsetdruck

Projektträger

DC DruckChemie GmbH
Wiesenstr. 10
72119 Ammerbuch
Telefon: 07032/9765-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

In der Druckindustrie der Bundesrepublik Deutschland werden jährlich 20 bis 25 000 Tonnen 2-Propanol als Zusatzstoff für Feuchtmittel im Offsetdruck eingesetzt. Die gesamte Menge 2-Propanol verdunstet quantitativ. Im vorliegenden Projekt war ein Produkt zu entwickeln, das drucktechnisch gleichermaßen problemlos verwendet werden kann und keinerlei Substanzen enthält, die zu VOC -Emissionen führen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenFür das Wirkprinzip des Offsetdruckes gibt es im Moment noch keine gesicherte theoretische Basis. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Entwicklung des Ersatzstoffgemisches für 2-Propanol immer im Wechsel zwischen Laborversuchen zur Optimierung und der praktischen Erprobung der in bestimmten Laborkenngrößen verbesserten Ersatzstofflösung durchzuführen. Als Basis für die Entwicklung dient ein Gemisch aus Celluloseethern, die sich bei den Vorversuchen als prinzipiell geeignet herausgestellt ha-ben. Dieses Gemisch wird in einem ersten Schritt in verschiedenen Praxisdruckereien für den Bogenoffbsetdruck getestet. Anhand der von den Druckern bemängelten Eigenschaften werden im Folgeschritt bestimmte Kenngrößen dieses Gemisches, wie Oberflächenspannung, Viskosität oder Löse- bzw. Emulgiervermögen für Druckfarben gezielt verändert und dann erneut in Praxisbetrieben getestet. Je nachdem, ob dieser zweite Optimierungsschritt zu Verbesserungen oder Verschlechterungen führt, erfolgt eine weitere Optimierung im Labor bevor dann in einem größeren Feldversuch die Praxistauglichkeit des Produktes nachgewiesen werden kann.
Die erfolgreichen Versuche im Bogenoffsetdruck bilden die Basis für Versuche im Heatset-Rollenoffsetdruck. Auf Grund der höheren Druckgeschwindigkeiten, der Konstruktionsunterschiede der Schöpfsysteme (Feuchtwerke) für die Feuchtmittellösung sowie der veränderten Feuchtmittelaufnahme der Druckfarben ist hier ein universeller Ersatz von 2-Propanol durch eine Ersatzstofflösung deutlich schwieriger als im Bogenoffsetdruck. Die Versuche im Heatset-Rollenoffsetdruck gliedern sich in folgende Arbeitsschritte. Der erste Teil besteht aus Laborversuchen zur Optimierung der Förder- und Emulgier-eigenschaften für die im Heatsetdruck verwendeten Druckfarben. Das in diesen Versuchen entstandene Produkt wird danach an einer halbtechnischen Versuchsanlage eines Druckmaschinenherstellers erprobt. Anschließend beginnen die Praxisversuche in Produktionsbetrieben.


Ergebnisse und Diskussion

Das im Rahmen des Projektes entwickelte Produkt AlkoGreenâ kann an Bogendruckmaschinen aller drei führenden Druckmaschinenhersteller eingesetzt werden. Die Optimierung der Basisrezeptur führte zu ei-ner Rohstoffkombination, die konkurrenzfähig zum Preis des 2-Propanols auf dem Markt angeboten werden kann. Auf Grund der im Vergleich zum 2-Propanol niedrigeren Verbrauchsmengen ist es für den Drucker jetzt sogar billiger ohne 2-Propanol zu drucken. Die Anwendungstests mit unterschiedlichen Druckfarbenserien zeigten keine Farbserie, bei der unerwartete Schwierigkeiten auftraten.
Für den Einsatz in Bogenoffsetdruckereien, die zu Schwierigkeiten mit der in diesen Betrieben vorhandenen Dosiertechnik führen ist das Produkt MonoGreenâ entwickelt worden. Auch dieses Produkt kann an Bogendruckmaschinen aller drei führenden Druckmaschinenhersteller eingesetzt werden.
Es ist beim Einsatz von Alkogreenâ und MonoGreenâ damit zu rechnen, dass der Feuchtwasserumlauf etwas stärker verschmutzt, als dies die Drucker beim Gebrauch von 2-Propanol gewöhnt sind. Die drucktechnischen Eigenschaften sind nicht tangiert. Ein Teil der Praxisanwender hat deshalb in den Feucht-wasserkreislauf der Druckmaschine zusätzliche Filtersysteme integriert.
Die Anwendung größerer Mengen von AlkoGreenâ im Rollenoffsetdruck ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht zu erwarten. Die dieser Verwendung entgegenstehenden Probleme sind:
1. Die Praxisbetriebe verfügen im Regelfall über mehrere Druckmaschinen, deren Feuchtmittel- und Alkoholversorgung über eine zentrale Tankanlage erfolgt. Eine Produktumstellung bedingt dort die Befüllung des kompletten Tanks und die gleichzeitige Versorgung aller Druckmaschinen mit dem neuen Produkt. Nachdem die Dosierung in den Feuchtmittelaufbereitungsgeräten der Firma technotrans zusätzliche Nachrüstungen mit dem Digidos Dosiersystems erfordert hätte, wollte kein Druckereileiter dieses Risiko bei einer Produkteinstellung eingehen.
2. Das Feuchtmittel im Umlauf verschmutzt bei einer Verwendung von AlkoGreenâ stärker als dies bei Verwendung von 2-Propanol üblich ist. Verkürzte Waschzyklen werden im Rollenoffsetdruck nicht toleriert. Ob die Reinigungswirkung eines Filters im Feuchtmittelkreislauf für eine Rollenoffsetdruckmaschine ausreichend ist konnte nicht getestet werden, da keine große Rollenoffsetdruckerei sich zu ei-nem Test bereiterklärte.
Um die Schwierigkeiten zu umgehen erfolgte die Entwicklung eines für den Rollenoffsetdruck optimierten Feuchtmittelzusatzes. Das Produkt AlkoLightâ enthält zusätzlich zu der Basisrezeptur des AlkoGreenâ eine geringe Menge 2-Propanol und ist damit nicht vollständig emissionsfrei. Die Markteinführung des Produktes AlkoLightâ verbesserte die Akzeptanz und die Produkteigenschaften des Alkoholsubstitutes für den Rollenoffsetdruck. Mit dem Produkt AlkoLightâ arbeiteten Rollenoffsetdrucker in Frankreich und Großbritannien. In Deutschland war aus den o.g. Gründen die Nachfrage geringer.
Es ist eine Produktfamilie - Alkogreenâ, MonoGreenâ und AlkoLightâ - entwickelt worden, die entweder zu einem völligen Verzicht auf das 2-Propanol in Feuchtmitteln oder zu einer deutlichen Reduktion des Einsatzes von 2-Propanol für den Offsetdruck führen kann. Die Verwendung der entwickelten Produkte führt zu Kostenneutralität bzw. sogar zu Kostenvorteilen im Vergleich zur Verwendung von 2-Propanol. Für eine erfolgreiche Verwendung sind allerdings Veränderungen in den Einsatzgewohnheiten der Dru-cker notwendig, die nur zögernd akzeptiert werden bzw. nach der Einweisung auch wieder in Vergessenheit geraten und dadurch zu Akzeptanzproblemen in den Druckereien geführt haben.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Der Partner Bundesverband Druck und Medien (bvdm) konnte geplante Informationsveranstaltungen in allen seinen Landesverbänden zur effektiven Information für Druckereibetriebe bisher nicht durchführen. Um diesen Ausfall zu kompensieren hat die Fa. DC Druckchemie eine eigene Informationskampagne in den Medien durchgeführt sowie umfangreiches Informationsmaterial und Produktproben verteilt.


Fazit

Trotz der aus technischer Sicht positiven Projektergebnisse war die Reaktion des Marktes nicht so wie erhofft, obwohl bis jetzt bereits mehr als 1000 t dieser Produkte verkauft worden sind, was in etwa einer Emissionsreduzierung von 3000 bis 4000 Tonnen 2-Propanol entspricht. An einer weiteren Verbesserung der drucktechnischen Eigenschaften der Produkte wird gearbeitet. Das Ziel, große Mengen des in der Druckindustrie eingesetzten 2-Propanols durch emissionsfreie Produkte zu ersetzen, erscheint immer noch erreichbar