Reduzierung von Kunststoffen im Druck

Simon Eccles erklärt, wie die Verwendung des großformatigen Tintenstrahldrucks für Beschilderungen zu einer erheblichen Menge an Kunststoffabfällen beiträgt, vor allem aus selbstklebenden flexiblen Kunststoffen wie PVC, PE und PU. Darüber hinaus tragen weiche, auf gewebte Textilien gedruckte Beschilderungen, oft aus Polyestermischungen, zur Umweltbelastung bei.

Fast alle diese Kunststoffe hängen von fossilen Brennstoffen ab, die nicht erneuerbare, nicht nachhaltige Ressourcen sind. Früher oder später gelangen sie als CO2 in die Atmosphäre – wenn dies schnell geschieht, durch Verbrennung, trägt es früher zum Klimawandel bei, aber wenn es langsam geschieht (oder über einen Zeitraum von Jahrhunderten in Mülldeponien), kann der Kunststoff auf verschiedene Weise abgebaut werden, die in die Biosphäre gelangen, mit verschiedenen Ergebnissen, die alle nicht gut sind.

Leider sind diese Kunststoffe im Bereich des Großformatdrucks sehr, sehr nützlich. In den letzten 40 Jahren haben sie sich fast vollständig durchgesetzt. Für flexible selbstklebende Anwendungen gibt es keine einfache oder praktische Alternative, aber es gibt einige für Textilien und starre Platten.

Biologisch abbaubare und kompostierbare Kunststoffe sind nicht die Lösung, die sie zunächst zu sein schienen. Materialien, die für den Abbau in der Umwelt konzipiert sind, halten natürlich nicht sehr lange, und die Gesamtumweltbelastung durch ein kurzlebiges Schild oder Display-Material, das häufig ersetzt werden muss, ist wahrscheinlich viel größer als bei einem langlebigen, aber unfreundlichen Kunststoff. Wenn das Schild allerdings nur für eine kurze Zeit verwendet und dann weggeworfen wird, ist die Lebensdauer weniger ein Problem. Es hat sich jedoch gezeigt, dass sich biologisch abbaubare Kunststoffe einfach schneller in die unerwünschten Mikropartikel-Kunststoffe verwandeln.

Das weit verbreitete, wenn auch etwas geschmähte PVC hat eine lange Lebensdauer und ist recycelbar, wenn auch nicht so leicht wie einige Alternativen. Es gibt Fragen zur Sicherheit der Weichmacherchemikalien, sowohl während der Herstellung als auch als Abfall nach der Verwendung. Alternative Kunststoffe wie PE, PET und PU sind ebenfalls recycelbar, haben aber ihre eigenen Probleme.

Das Hauptproblem bei wiederverwertbaren Kunststoffen besteht darin, sie nach Gebrauch wiederzugewinnen und zu recyceln. Sie können alle Kunststoffabfälle in einer Druckerei sammeln und sie zur zertifizierten Entsorgung und wahrscheinlich zum Recycling schicken.

Aber die wichtigsten verkaufsfähigen Produkte, die gedruckten Schilder, Banner, Aufkleber, Fahrzeugvollverklebungen usw., gehen in die weite Welt hinaus und entziehen sich dann weitgehend der Kontrolle des ursprünglichen Herstellers. Der Endverbraucher entsorgt sie vielleicht auf sichere und nachhaltige Weise, aber woher wissen Sie das mit Sicherheit?
Aber verzweifeln Sie nicht. Durch die Einführung nachhaltiger Praktiken, die Minimierung von Abfällen, die Anwendung energiesparender Aushärtungsmethoden und die Umsetzung des Konzepts der Kreislaufwirtschaft kann der Sektor der gedruckten Beschilderung die Herausforderung der Reduzierung des Kunststoffverbrauchs und der Abfälle annehmen, soweit dies möglich ist. Dieser Artikel befasst sich mit verschiedenen Strategien zur Minimierung von Abfällen, zur Rückgewinnung von Materialien und zur Förderung verantwortungsbewusster Praktiken – trotz der begrenzten Kontrolle über die Prozesse am Ende des Lebenszyklus.

Kühl laufende LEDs

Sie können zwar nicht ganz auf Kunststoff verzichten, aber Sie können vielleicht weniger davon verwenden. Die Einführung von LEDs bei der UV-Härtung in den letzten Jahrzehnten hat diese Möglichkeit eröffnet. LEDs laufen im Vergleich zu den älteren Quecksilberbogenlampen für die UV-Härtung sehr kühl, was bedeutet, dass Sie deutlich dünnere Kunststoffmedien verwenden können, ohne dass die Gefahr einer Wärmeverformung besteht. Folglich können Sie weniger Kunststoff pro Quadratmeter Druckfläche verwenden, was natürlich in der Anschaffung weniger kostet, aber auch die Transportkosten senkt (das Material wiegt weniger und bedeutet, dass mehr Rollen in die Lieferwagen passen). Auch bei der Herstellung wird weniger Energie und Kunststoff verbraucht. In der Druckphase verbrauchen die LEDs viel weniger Energie und halten viel länger als Quecksilberlampen.

LED ist nicht nur eine gute Alternative zu Quecksilberlampen, sondern spart auch Energie im Vergleich zu Lösungsmittel- und Eco-Solvent-Tinten, die beheizte Druckbetten benötigen, und zu den Latex-Tinten von HP, die immer noch Wärme benötigen, obwohl das Unternehmen daran gearbeitet hat, dies in den letzten Versionen seiner Drucker zu reduzieren. Sublimationstinten sind wasserbasiert, was gut ist, aber auch hier ist Wärme erforderlich, um die Sublimationstransferphase zu aktivieren.

UV-LED-Tinten sind für verschiedene Kompromisse in Bezug auf Flexibilität und Haltbarkeit erhältlich. Sie eignen sich jedoch immer noch nicht für alle Anwendungen, so dass Lösungsmittel und Farbstoffsubstanzen oft die einzigen praktischen Lösungen sind.

Materialien und Substrate neu überdenken

Ein Schritt zur Reduzierung des Kunststoffverbrauchs und -abfalls ist die Neubewertung der verwendeten Materialien und Substrate.

So können z.B. Kunststoffschaumplatten und sogar einige Aluminium-Verbundplatten (mit Kunststoffkern) für den Innenbereich durch Papier-Wellpappen ersetzt werden, von denen die bekannteste die britische Dufaylight ist. Diese ist stabil, leicht, bedruckbar und recycelbar. Außerdem besteht sie zu Beginn aus bis zu 85% aus recyceltem Papier.

Auch wenn Kunststoffe in irgendeiner Form das einzige praktikable Material für selbstklebende Medien sind, haben einige mehr Auswirkungen auf die Umwelt als andere. Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) sind leichter zu recycelnde Alternativen für PVC.

Umgekehrt reduzieren die haltbarsten Medien und Tinten bei langlebigen Anwendungen die Notwendigkeit, Schilder zu ersetzen, die durch Außeneinwirkung beschädigt wurden. Es ist eine Frage des Urteils.
PET (Polyethylenterephthalat) gilt als sicherer und umweltfreundlicher als PVC. Es ist einer der am häufigsten verwendeten Kunststoffe der Welt. Es wird regelmäßig zur Herstellung von Plastikflaschen, Lebensmittelbehältern, Plastiktüten und Kleidung verwendet.

Bei Beschilderungen und Grafiken haben klare PET-Fensterfolien die gleichen Vorteile wie PVC und sind UV-bedruckbar. Am Ende ihrer Lebensdauer können PVC-Folien in kleine Stücke zerbrechen, so dass die Entfernung länger dauert. PET-Folien lassen sich in der Regel in einem Stück ablösen, was eine schnellere Entfernung und eine einfachere Handhabung bei der Entsorgung ermöglicht.

Die Verwendung von gewebten Textilien aus Naturfasern wie Bio-Baumwolle oder Hanf reduziert die Abhängigkeit von den Polyestermischungen, die für den Sublimations-/Diffusionsprozess benötigt werden, bei Soft Signage. Andererseits erfordern Naturfasern andere Tintenklassen, die ihre eigenen Umwelt- und Haltbarkeitsprobleme mit sich bringen.

Das Sublimationsverfahren funktioniert zuverlässig bei bis zu 80 % PE mit Baumwolle oder anderen Naturfasern, was zu angenehmeren, tragbaren Kleidungsstücken führt. Allerdings sind gemischte Medien jeglicher Art in der Regel schwieriger zu recyceln als Monomaterialien.

UV-LED-Tinten sind für einige Anwendungen (insbesondere Flaggen) noch nicht flexibel genug, während die in der industriellen Bekleidungsherstellung verwendeten permanenten Farbstofftinten aufgrund des hohen Wasserverbrauchs und des Stromverbrauchs für die Erwärmung des Wassers ihre eigenen Umweltprobleme haben.

Pigmenttinten auf Wasserbasis scheinen nicht über den Bekleidungssektor hinauszuwachsen, der nur auf Anfrage erhältlich ist. Direct-to-Film-Transfers für Kleidungsstücke werden als Alternative zu Vinylgrafiken und Siebdruck immer beliebter. Sie verwenden eine Trägerfolie aus Kunststoff, die nach Gebrauch am Druckort verbleibt und verantwortungsvoll entsorgt werden kann. Transferfolien auf Papierbasis können umweltfreundlicher sein, aber achten Sie auf Beschichtungen, die den Ablöseprozess unterstützen.

Wässrige Harzemulsionstinten, wie die Latex-Tinten von HP, funktionieren auch auf Naturtextilien, benötigen jedoch viel Wärmeenergie und haben nicht die Haltbarkeit von Farbstoffen.

Letztendlich ist die Farbstoffsublimation vielleicht immer noch die beste Wahl für Soft Signage und andere Textilanwendungen, auch aus Gründen des Umweltschutzes. OK, Polyester ist ein fossiler Kunststoff und der Sublimationsprozess benötigt Hitze, aber das Bild ist dann dauerhaft und hält jahrelang, während PE recycelbar ist, solange Sie am Ende kein makelloses Weiß wollen.

Engagieren Sie sich für die Kreislaufwirtschaft

Das Konzept der Kreislaufwirtschaft legt den Schwerpunkt auf die Reduzierung von Abfällen, die Rückgewinnung von Materialien und deren Recycling nach dem Gebrauch. Trotz der begrenzten Kontrolle über die End-of-Life-Prozesse können Druckereien und Werbetechniker eine entscheidende Rolle bei der Förderung eines Kreislaufwirtschaftskonzepts spielen.

Sie können möglicherweise mit Kunden zusammenarbeiten, die ihre eigenen Richtlinien für das Ende der Nutzungsdauer haben, sowie mit Abfallentsorgungsunternehmen und Recycling-Einrichtungen, um Systeme für die Rückgewinnung und das Recycling von Materialien einzurichten. Die Kunden müssen ermutigt werden, gebrauchte Schilder auf nachhaltige Weise zu entsorgen und zu recyceln, wo dies technisch möglich ist.

Partnerschaften mit nachhaltigen Lieferanten:

Eine weitere wirksame Strategie ist die Auswahl von Lieferanten, die der Nachhaltigkeit Priorität einräumen. Arbeiten Sie mit Lieferanten zusammen, die sich für die Reduzierung von Plastikmüll einsetzen und umweltfreundliche Alternativen anbieten.

In Großbritannien beispielsweise hat der Hersteller von selbstklebenden Medien Metamark einen zertifizierten und vollständig geprüften Prozess für die Rückgabe und das Recycling seiner Materialien nach Gebrauch eingeführt. Er nennt dies MetaStream und umfasst sowohl die Vinylmaterialien als auch die Papiertrennpapiere. Das zurückgegebene Papier wird für die Wiederverwendung als bedruckbare Produkte recycelt, während die Vinylelemente zu anderen Kunststoffprodukten weiterverarbeitet werden, die ihrerseits wieder und wieder recycelt werden können. Nichts wird vergraben oder verbrannt, sagt Metamark.

Bei der Abholung wird eine geringe Gebühr erhoben, die durch die geringeren Kosten für die konventionelle Entsorgung auf einer Deponie oder ähnlichem ausgeglichen wird.

Iain Wallace ist der Architekt des Programms und sein kaufmännischer Leiter. Er sagt: „Wir wussten, dass große Mengen selbstklebenden Vinyls entweder in Verbrennungsanlagen oder auf Mülldeponien landen, darunter auch Abfälle aus unserer eigenen Produktion. Wir haben ein Null-Deponie-Programm aufgestellt und MetaStream entwickelt, um dieses Ziel zu erreichen.“

Ursprünglich wurde dies größeren Marken- und Fuhrparkkunden angeboten, die über Systeme verfügen, mit denen sie die Verwendung solcher Materialien verfolgen können, und die wiederum ihren Kunden helfen, die Umweltbelastung zu reduzieren. Das Unternehmen hat das Programm nun auf ein breiteres Publikum ausgeweitet, und zwar durch den handlichen Grab Bag, der innerhalb des Sammelzeitraums ein Minimum von 300 kg Folie oder Trägermaterial pro Sack erfordert.

„Die Kunden haben sofort begeistert reagiert“, sagt Wallace. „Unser Plan für MetaStream sieht nun vor, dass wir das Produkt auch für unsere Kunden mit geringeren Stückzahlen anbieten und ihm eine internationale Präsenz verschaffen. Wir arbeiten auch an Initiativen zum CO2-Ausgleich.“
Metamark hat auch MD-E2 eingeführt, ein PVC-freies Material für kurzfristige Anwendungen. Auch dieses Material kann über MetaStream recycelt werden. Das Hauptaugenmerk liegt jedoch darauf, dass MetaStream bewährte Materialien wie Vinyl verarbeitet, die die Industrie seit vielen Jahren verwendet.

Alternativer Klebstoff

Bei der Umweltbelastung geht es nicht nur darum, welche Kunststoffe verwendet werden. Ein anderes britisches Unternehmen, das selbstklebende Medien herstellt, Nu-Coat in Wales, verwendet die gleichen Kunststoffgrundstoffe wie alle anderen, hat aber ein neues energieeffizientes Verfahren zum Auftragen von Klebstoffen entwickelt.

Nu-Coat wurde 2018 gegründet und hat nun die zertifizierte Kohlenstoffneutralität (gemäß der britischen PAS2060-2014) erreicht, was nach Ansicht des Unternehmens eine Weltneuheit für die Herstellung von Selbstklebern ist. Das ultimative Ziel ist es, Netto-Null zu werden.

Die Schildermedien umfassen farbige, metallisierte und geätzte Folien mit einer Breite von bis zu 1.650 mm. Das Sortiment umfasst lösemittel-, latex- und UV-bedruckbare PVC- und Nicht-PVC-Produkte mit passenden Finishing-Laminaten. Das Unternehmen verwendet dieselben Kunststoffgrundmaterialien wie alle anderen, hat aber ein neues, energieeffizientes Verfahren zum Auftragen von Klebstoffen entwickelt.

Anstatt herkömmliche Klebstoffe auf Lösungsmittel- oder Wasserbasis zu verwenden (die beide bei der Herstellung viel Wärmeenergie benötigen), wird ein verflüssigter Klebstoff aufgetragen, der durch kühle UV-LED-Lampen ausgehärtet wird. Im Gegensatz zu lösungsmittelbasierten Klebstoffen gibt es keine VOC-Emissionen.

Geschäftsführer Chris Martin sagt: „Von Anfang an wollten wir eine saubere Klebstoffbeschichtungstechnologie, die in ihrer Leistung mit den traditionelleren Lösemittelbeschichtungstechnologien mithalten kann, ohne VOCs in der Produktion und ohne den Einsatz fossiler Brennstoffe. Unser UV-gehärteter Klebstoff ist im Allgemeinen genauso leistungsfähig wie ein lösungsmittelbasierter Klebstoff, allerdings ohne das schädliche Lösungsmittel.“

Andererseits räumt er ein, dass es sich nicht um ein völlig „grünes“ Medium handelt, vor allem weil immer noch silikonisiertes Trennpapier verwendet werden muss, das dasselbe ist wie bei lösungsmittel- oder wasserbasierten Klebemedien. Das ist schwieriger zu recyceln, auch wenn einige Spezialisten damit umgehen können.

Maximierung der Materialien

Planung ist wichtig, um Abfall zu minimieren, was auf allen kommerziellen Ebenen sinnvoll ist, nicht nur in Bezug auf die Umwelt. Automatisiertes Auftragsmanagement, das Zusammenfügen mehrerer Aufträge, Step-and-Repeat- und Nesting-Systeme sind allesamt gut etabliert und können die Nutzung der Medien im Drucker maximieren, wobei so wenig Abfall wie möglich zwischen den einzelnen Teilen anfällt. Darin liegt auch ein offensichtlicher Kostenvorteil.

Schulung von Kunden und Endbenutzern

Aufklärung spielt eine wichtige Rolle bei der Reduzierung von Plastikmüll. Sie können Kunden und Endverbraucher über die Umweltauswirkungen der verschiedenen Beschilderungsmaterialien und die Bedeutung einer verantwortungsvollen Entsorgung informieren. Ermutigen Sie sie, sich für nachhaltige Optionen zu entscheiden, und geben Sie ihnen Hinweise zur richtigen Entsorgung. Wecken Sie das Bewusstsein für die Vorteile der Kreislaufwirtschaft und das Potenzial für die Wiederverwertung und das Recycling von Druckerzeugnissen.

Fazit

Die Verringerung des Kunststoffverbrauchs und -abfalls bei gedruckter Beschilderung erfordert einen vielschichtigen Ansatz, der die Auswahl der Materialien, die Druckverfahren, die Ausbildung und die Zusammenarbeit in der gesamten Lieferkette umfasst.

Die Einbeziehung des Konzepts der Kreislaufwirtschaft (sofern vorhanden) und die Erforschung alternativer Materialien, wie kompostierbare Optionen und gewebte Textilien, können die Umweltbelastung verringern. Obwohl die größten Herausforderungen die End-of-Life-Prozesse betreffen, können diese sowohl Chancen als auch Herausforderungen darstellen. Das Potenzial für die Bildung von Partnerschaften zur Erforschung einer erweiterten Hersteller- und Endverbraucherverantwortung und die Erforschung von Upcycling-Möglichkeiten tragen zu einer nachhaltigeren Zukunft bei. Durch die gemeinsame Umsetzung dieser Strategien können sie im Laufe der Zeit einen spürbaren Beitrag zur Verringerung des Kunststoffverbrauchs und zur Entwicklung einer grüneren und verantwortungsvolleren Industrie leisten.