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Wie ökologisch ist der Digitaldruck?
PrintCongress 2012Stuttgart, 9. Oktober 2012
Andreas Faul
Wer ist die INGEDE?
Führende europäische Betreiber von Deinkinganlagen gründeten im Jahr 1989 die
Internationale Forschungsgemeinschaft Deinking-Technik
Derzeit sind 35 PapierfabrikenMitglied der INGEDE.
Sie setzten im Jahr 2012 mehr als 9 Mio. to Altpapier ein.
35 IN
GE
DE
-Mit
glie
der
Steinbeis Papier
Stora Enso GroupEilenburgHylteLangerbruggeMaxau
UPM Group AugsburgChapelle DarblayEttringenHürthKaipola PlattlingSchongauSchwedtShottonSteyrermühl
Utzenstorf Papier
Van Houtum
Weig Karton
WEPAArnsberg-Müschede
Cartiere BurgoMantova
Hainsberg Papier
Holmen Paper AB BravikenFuenlabrada (Madrid)
International PaperKwidzyn
Kübler & Niethammer
LEIPA Georg LeinfelderSchwedt
Lenzing Papier
Norske Skog GroupBruckParencoSkogn
Packages Ltd.
Perlen Papier
SCA Graphic Laakirchen
SCA Hygiene Mainz-KostheimOrtmann
Der Begriff „Ökologie“
• Wortbedeutung: „Haushaltslehre“
• Eigentliche inhaltliche Bedeutung: Beziehungen von Lebewesen untereinander und mit der unbelebten Umwelt
• Heutzutage erweitert auf Umweltschutz, nachhaltiges Wirtschaften etc.
• Relevante Stichworte für (Digital-)Druck:Energie, Emissionen, Ressourcenschonung, Rezyklierbarkeit …
Altpapier ist kein Müll …
Blaue Tonne: dpa / Spiegel
… sondern wertvoller Rohstoff
Key figures for the European paper industry
Utilisation rate:
51%
95 million tonnesof paper and board
48,4 million tonnesof paper for recycling
Source: CEPI June 2012
Recovery rate: 70%
Main areas of interest for recycling and deinking
Publishers, printers & converters, ink & adhesive suppliers:
Major influence on recyclability & deinkability
Municipalities and waste management:
Proper collection system and handling of paper for recycling
Trade of paper for recycling:
Good sorting into defined qualities of paper for recycling
Pulp & paper industry:
Recycling and deinking processes
• Removal of non-paper components
• Separation into different grades of paper for recycling
• Graphic grades (white grades)
• Packaging grades (brown grades)
• Optional: Mixed grades
Tasks of the dry sorting of paper for recycling
• Separation of large board due to stiffness
• by spikes or coarse ballistic separators
• Removal of small paper pieces and non-paper components
• by fine ballistic separators
• Removal of residual small boards and non-paper components
• detection by optical and near infra-red (NIR) sensors
• removal by air-jets
• Manual quality inspection and additional sorting
Steps of the dry sorting process
Steps of the dry sorting process
Sensors and pneumatic separators
Ballistic separators
Delivery of paper for recycling from
household collection
Deinking grade
Manual sorting
Principal process steps in a deinking plant
Pulping
Screening and
cleaning
Flotation
The industrial deinking process
Green: Essential process steps in flotation deinking plants
Yellow: Existing in most deinking plants Brown: Common process design Orange: Options for higher qualities
The industrial deinking process
Green: Essential process steps in flotation deinking plants
Yellow: Existing in most deinking plants Brown: Common process design Orange: Options for higher qualities
Flotation deinking
• 1st: Detachment of ink from the fibers (during re-pulping of the paper for recycling)
• 2nd: Removal of ink from the system
• mostly used: flotation
• in certain cases: washing
Basics of deinking
Efficient flotation deinking needs …
• a solid particle to be removed(will not work with dyes)
• a certain size range of the particles (ideally between 10 and 100 µm)
• hydrophobic particles
• the proper chemistry (deinking processes for newspapers and magazines use a detergent-like mix of chemical additives)
Printing – Deinking
Laboratory hand sheets from deinked pulp
Waterbased Flexographic Newspaper
Good Deinkable Offset Newspaper
Offset Newspaper with too many dirt specks
Digital News on UV Offset Preprint
Removal of printing ink
Inlet
Accept
Foam
Deinking facts
• The predominant raw material is mechanical pulp based –old newspapers and old magazines
• The predominant technology for ink removal is flotation
• The typical deinking process is under alkaline conditions
• These statements are based on European figures and data of INGEDE members but also valid globally
INGEDE-Methode 11: Simulation von Zerfaserung und Flotation
Überführung der Ergebnisse in ein Punktesystem
Zielvorgabe
Hohe Helligkeit
Hohe Druckfarbenentfernung
Hohe optische Sauberkeit
Kein Farbstich
Keine Verfärbung des Kreislaufwassers
Bewertete Parameter
Hellbezugswert Y des deinkten Faserstoffes
Druckfarbenentfernung IE
Schmutzpunktflächen A50 undA250 des deinkten Faserstoffes
Farbort a* des deinkten Faserstoffes
Filtratverdunkelung ∆Y
Die Bewertung der Deinkbarkeit
Bewertung der Deinkbarkeit
• Simulation der beiden Kernprozesse Ablösung und Flotation mit Hilfe der INGEDE-Methode 11
• Diese ergibt fünf Messparameter, die für die Beurteilung herangezogen werden
• Festlegung von Schwellen- und Zielwerten für jeden Messparameter
• Dafür wurden die Bedürfnisse der Verarbeiter von „Haushaltssammel-ware“ zugrunde gelegt
• Umrechnung der Messergebnisse in „Deinkbarkeitspunkte“
• Erreichen oder Überschreiten der Zielwerte bedeutet volle Punktzahl
• Verfehlen mindestens eines Schwellenwertes führt zu Beurteilung „nicht zum Deinking geeignet“
• Die Summe der Einzelpunkte erlaubt eine Gesamtaussage zur Deinkbarkeit
• Für alle Druckprodukte gilt derzeit der gleiche Schwellenwert
• Ziele sind abhängig von der Kategorie des Druckprodukts
INGEDE-Methode 11
Bewertung der Deinkbarkeit Beurteilung der Testergebnisse
*Das Produkt kann ggf. ohne Deinking rezykliert werden
PunktzahlBewertung der Deinkbarkeit
71 bis 100 Punkte Gute Deinkbarkeit
51 bis 70 PunkteBefriedigende Deinkbarkeit
0 bis 50 PunkteAusreichende Deinkbarkeit
negativ (mindestens ein Schwellenwert verfehlt)
Nicht zum Deinken geeignet*
Deinkbarkeitspunktegruppiert nach Druckverfahren
Deinkingergebnisse Inkjet
Deinkingergebnisse Inkjet
Lösungsansätze für Inkjet
• Kationische Oberfläche des Substrats
• Tinten, die nach dem Druck hydrophob bzw. hydrophobiert werden
• Nicht-wasserbasierende Tinten
• Andere Einflussparameter der Tintenrezeptur
• Noch viele offene Fragen
• AIF-Forschungsprojekt der Fogra
• Gemeinschaftsprojekt der DPDA und der INGEDE (in Vorbereitung)
Deinkingergebnisse Toner
Deinkability Scoresof toner prints
Zwischenfall mit Flüssigtoner (2010)
Probleme mit Schmutzpunkten durch Flüssigtoner
• INDIGO, später HP INDIGO, hat über neun Jahre die schlechte Deinkbarkeit von Flüssigtoner abgestritten
• Zwischenfall in Deinkinganlage eines INGEDE-Mitglieds im Spätsommer 2010• Deinkinganlage: 2 Flotationen, 2 Disperger• Anteil Flüssigtonerdrucke im Altpapier: max 3%• Schmutzpunktfläche hochgerechnet auf 100%
Flüssigtoner: ca. 1000 mm²/m² (Hintergrundbild)
• Hochwertige Papierqualität• Konsequenz: 140 Tonnen Ausschuss, finanzieller
Schaden > 100 000 €
Konsequenzen daraus
digi-com bot an, eine Empfehlung der INGEDE zur Handhabung von Flüssigtoner-Makulatur an Anwender zu verbreiten
Empfehlung der INGEDE (15.11.2010):… diese Makulatur zum Mischpapier zu geben und den Entsorger zusätzlich darauf hinzuweisen, dass es nicht für Deinking, sondern nur für den Einsatz in Papiersorten ohne Deinking (wie z. B. braune Wellpappenrohpapiere) geeignet ist. Es muss nämlich zusätzlich sichergestellt sein, dass dieses Mischpapier nicht über eine Sortieranlage geht, die daraus wiederum eine Deinkingsorte generiert.
In letzter Zeit sind wieder Fälle aufgetreten, die auf Beimischung von HP Indigo in Multidruck hindeuten
Wie ging es mit HP Indigo weiter?
Anfang 2011 beginnt HP zu akzeptieren, dass Handlungsbedarf besteht
Im Mai 2011 verkündet HP eine Zusammenarbeit mit Arjowiggins Greenfield
November 2011: Erfolgreicher Betriebsversuch (in 3-Loop Deinkinganlage!) mit 5% INDIGO (veröffentlicht Ende Dezember 2011)
HP und Arjowiggins berichteten am Deinking-Symposium („Die 3 Loops waren notwendig“)Anmerkung: 3-Loop-Anlagen repräsentieren 1 bis 2 % der europäischen Deinkingkapazität
Neues vom Flüssigtoner
• HP Indigo 10000Toner mit höherer Konsistenzkeine bessere Deinkbarkeitzu erwarten
• Canon / OcéFlüssigtonermaschine in Poing vorgestelltkonzipiert für Verpackungsdruck
• Ryobi (mit Miyakoshi; ab Mitte 2013)
• Xeikon (ab 2014; erste Muster aus Entwicklung waren gut deinkbar)
Océ InfiniStream; Source Océ / WhatTheyThink
Eine neue Herausforderung
• Der Bedarf an hochwertigen (hier: hochweißen) Altpapiermischungen für Deinking steigt – weiße Recyclingpapiere, weiß gedeckter Karton oder Wellpappe, Hygienepapiere
• Die derzeitigen Kriterien der Deinkbarkeits-bewertung genügen für diese hohen Qualitäts-anforderungen nicht!
Beispiel:
• Ein Deinkbarkeitsbewertung höherwertiger Druckprodukte für „echtes“ Recycling braucht deshalb strengere Kriterien (Überprüfung, sobald genügend belastbares Datenmaterial vorliegt)
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
INGEDEInternationale Forschungsgemeinschaft Deinking-Technik e.V.
INGEDE Geschäftsstelle
Gerokstr. 4074321 Bietigheim-BissingenDeutschland
Telefon +49 7142 7742-81Fax +49 7142 7742-80E-Mail [email protected]
Öffentlichkeitsarbeit
Oetztaler Str. 5 B81373 MünchenDeutschland
Telefon +49 89 769-2332Fax +49 89 769-2338E-Mail [email protected]
www.ingede.org