Reduzierung von Kunststoffen im Druck

by Simon Eccles | 26.12.2023
Reduzierung von Kunststoffen im Druck

Simon Eccles erklärt, wie der Einsatz von großformatigem Tintenstrahldruck für Beschilderungen zu einer erheblichen Menge an Kunststoffabfällen beiträgt, vor allem aus selbstklebenden flexiblen Kunststoffen wie PVC, PE und PU. Darüber hinaus tragen weiche Beschilderungen, die auf gewebte Textilien, häufig Polyestermischungen, gedruckt werden, zur Umweltbelastung bei.

Fast alle dieser Kunststoffe sind auf fossile Brennstoffe angewiesen, bei denen es sich um nicht erneuerbare und nicht nachhaltige Ressourcen handelt. Früher oder später werden sie als CO2 in der Atmosphäre landen – wenn es schnell geschieht, indem es verbrannt wird, trägt es früher zum Klimawandel bei, wenn es jedoch langsam geschieht (oder über einen Zeitraum von Jahrhunderten auf Mülldeponien), kann das Plastik in verschiedene Arten zerfallen Wege, die mit unterschiedlichen Ergebnissen in die Biosphäre gelangen, keiner davon ist gut.

Leider sind diese Kunststoffe im Großformatdrucksektor, der in den letzten 40 Jahren fast vollständig auf sie angewiesen ist, wirklich sehr nützlich. Für flexible selbstklebende Anwendungen gibt es keine einfache oder praktische Alternative, für Textilien und starre Platten hingegen schon welche.

Biologisch abbaubare und kompostierbare Kunststoffe sind nicht die Lösung, die sie zunächst zu sein schienen. Materialien, die in der Umwelt zerfallen sollen, halten offensichtlich nicht sehr lange, und die Gesamtauswirkungen eines kurzlebigen Schilder- oder Displaymaterials, das häufig ersetzt werden muss, auf die Umwelt sind wahrscheinlich viel größer als die eines langlebigen, wenn auch unfreundlichen Kunststoffs. Wenn das Schild allerdings nur für eine kurzfristige Nutzung gedacht ist und dann entsorgt wird, stellt die Lebensdauer weniger ein Problem dar. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass sich biologisch abbaubare Kunststoffe einfach früher in unerwünschte Mikropartikel-Kunststoffe verwandeln.

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

Tatsächlich besteht das Hauptproblem bei recycelbaren Kunststoffen darin, sie nach Gebrauch wiederzugewinnen und zu recyceln. In einer Druckerei können Sie sämtliche Kunststoffabfälle sammeln und zur zertifizierten Entsorgung und ggf. Wiederverwertung abgeben.

Aber die wichtigsten verkaufsfähigen Produkte, die gedruckten Schilder, Banner, Aufkleber, Fahrzeugbeklebungen usw., gelangen in die weite Welt und unterliegen dann weitgehend der Kontrolle des Originalherstellers. Der Endverbraucher kann sie auf sichere und nachhaltige Weise entsorgen, aber woher wissen Sie das genau?
Aber verzweifeln Sie nicht. Durch die Einführung nachhaltiger Praktiken, die Minimierung von Abfällen, die Einführung energiesparender Aushärtungsmethoden und die Übernahme des Konzepts der Kreislaufwirtschaft, sofern verfügbar, kann der Sektor der gedruckten Beschilderung die Herausforderung der Reduzierung von Kunststoffverbrauch und -abfall bewältigen. In diesem Artikel werden verschiedene Strategien zur Minimierung von Abfällen, zur Rückgewinnung von Materialien und zur Förderung verantwortungsvoller Praktiken untersucht, obwohl die Kontrolle über End-of-Life-Prozesse begrenzt ist.

Coole Lauf-LEDs

Auch wenn Sie möglicherweise nicht ganz auf Plastik verzichten können, können Sie vielleicht weniger davon verwenden. Die Einführung von LEDs in der UV-Härtung in den letzten Jahrzehnten hat diese Möglichkeit eröffnet. Im Vergleich zu den älteren Quecksilberdampflampen zur UV-Härtung laufen LEDs sehr kühl, was bedeutet, dass Sie deutlich dünnere Kunststoffmedien verwenden können, ohne dass die Gefahr einer Wärmeverformung besteht. Dadurch können Sie weniger Kunststoff pro Quadratmeter Druck verwenden, was natürlich weniger in der Anschaffung kostet, aber auch die Transportkosten senkt (es wiegt weniger und bedeutet, dass Sie mehr Rollen in Lieferwagen unterbringen können). Außerdem wird bei der Herstellung weniger Energie und Kunststoff verbraucht. Beim Drucken verbrauchen die LEDs weitaus 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 Betten erfordern, und den Latex-Tinten von HP, die immer noch Wärme benötigen, obwohl das Unternehmen daran gearbeitet hat, diese zu reduzieren in den jüngsten Iterationen seiner Drucker. Die Farbsublimation erfolgt auf Wasserbasis, was gut ist, aber auch hier ist Wärme erforderlich, um die Sublimationsübertragungsstufe zu aktivieren.

UV-LED-Tinten sind mit unterschiedlichen Kompromissen zwischen Flexibilität und Haltbarkeit erhältlich. Allerdings sind sie immer noch nicht für alle Anwendungen geeignet, sodass Lösungsmittel und Farbstoffsubstitution oft immer noch die einzigen praktischen Lösungen sind.

Materialien und Substrate neu denken

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

Beispielsweise können Kunststoffschaumplatten und sogar einige Aluminium-Verbundplatten (mit Kunststoffkern) für den Innenbereich für den Ersatz durch Sandwichplatten aus Papierwellpappe geeignet sein, von denen die bekannteste die britische Dufaylight ist. Es ist stabil, leicht, bedruckbar und recycelbar. Außerdem besteht es zunächst aus bis zu 85 % Recyclingpapier.


Während Kunststoffe in mancher Form möglicherweise das einzig praktische Material für selbstklebende Medien sind, haben einige größere Auswirkungen auf die Umwelt als andere. Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) sind leichter recycelbare Alternativen für PVC.

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

Bei Beschilderungen und Grafiken bieten durchsichtige PET-Fensterfolien nahezu die gleichen Vorteile wie PVC und sind UV-bedruckbar. Am Ende ihrer Lebensdauer können PVC-Folien in kleine Stücke zerbrechen, was die Entfernungszeit verlängert. PET lässt sich in der Regel in einer einzigen Folie ablösen, was eine schnellere Entfernung und eine einfachere Handhabung bei der Entsorgung ermöglicht.

Für weiche Beschilderungen reduziert die Verwendung von gewebten Textilien aus Naturfasern wie Bio-Baumwolle oder Hanf die Abhängigkeit von den Polyestermischungen, die für den Farbsublimations-/Diffusionsprozess benötigt werden. Andererseits erfordern Naturfasern unterschiedliche Tintenklassen, was wiederum eigene Umwelt- und Haltbarkeitsprobleme mit sich bringt.


Das Farbsublimationsverfahren funktioniert zuverlässig auf bis zu 80 % PE mit Baumwolle oder anderen Naturfasern, was zu einem angenehmeren Tragekomfort der Kleidungsstücke führt. Allerdings sind Mischmedien jeglicher Art tendenziell schwieriger zu recyceln als Monomaterialien.

UV-LED-Tinten sind für einige Anwendungen (insbesondere Flaggen) immer noch nicht flexibel genug, während die permanent gefärbten Tinten, die in der industriellen Bekleidungsherstellung verwendet werden, aufgrund des hohen Wasserverbrauchs und des Stroms zum Erhitzen eigene Umweltprobleme mit sich bringen.

Pigmenttinten auf Wasserbasis scheinen sich über den On-Demand-Bekleidungssektor hinaus kaum zu etablieren. Direkt-auf-Film-Transfers für Kleidungsstücke erfreuen sich als Alternative zu Vinylgrafiken und Siebdruck immer größerer Beliebtheit. Sie verwenden eine Trägerfolie aus Kunststoff, die nach Gebrauch an der Druckstelle verbleibt und somit verantwortungsvoll entsorgt werden kann. Transferträger auf Papierbasis sind möglicherweise umweltfreundlicher. Achten Sie jedoch auf Beschichtungen, die den Ablöseprozess unterstützen.

Wässrige Harzemulsionstinten wie HP Latex eignen sich für natürliche Textilien, benötigen jedoch viel Wärmeenergie und haben nicht die Haltbarkeit von Farbstoffen.


Letztendlich ist die Farbsublimation möglicherweise immer noch die geeignetste Wahl für Soft Signage und andere Textilanwendungen, auch aus Umweltgründen. OK, Polyester ist ein Kunststoff aus fossilen Brennstoffen und der Sublimationsprozess erfordert Wärme, aber das Bild ist dann dauerhaft und hält jahrelang, während PE recycelbar ist, solange Sie am Ende kein makelloses Weiß haben möchten.

Engagement für die Kreislaufwirtschaft

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

Möglicherweise können sie mit Kunden zusammenarbeiten, die ihre eigenen Richtlinien für das Ende ihrer Lebensdauer haben, sowie mit Abfallentsorgungsunternehmen und Recyclinganlagen, um Systeme für die Materialrückgewinnung und das Recycling einzurichten. Kunden müssen dazu angehalten werden, gebrauchte Beschilderungen nachhaltig zu entsorgen und, sofern technisch machbar, dem Recycling zuzuführen.

Partnerschaft mit nachhaltigen Lieferanten:

Eine weitere wirksame Strategie ist die Auswahl von Lieferanten, bei denen Nachhaltigkeit im Vordergrund steht. Arbeiten Sie mit Lieferanten zusammen, die sich dafür einsetzen, Plastikmüll zu reduzieren und umweltfreundliche Alternativen anzubieten.


Im Vereinigten Königreich beispielsweise hat der Hersteller selbstklebender Medien Metamark ein zertifiziertes und vollständig geprüftes Verfahren für die Rückgabe und das Recycling seiner Materialien nach Gebrauch eingeführt. Es nennt sich MetaStream und deckt sowohl Vinylmaterialien als auch Papier-Release-Liner ab. Zurückgegebenes Papier wird zur Wiederverwendung als druckbare Produkte recycelt, während Vinylelemente zu anderen Kunststoffwaren recycelt werden, die ihrerseits immer wieder recycelt werden können. Nichts werde vergraben oder verbrannt, sagt Metamark.

An der Sammelstelle wird eine geringe Gebühr erhoben, die durch geringere Kosten für die herkömmliche Entsorgung auf Deponien oder ähnlichem ausgeglichen wird.

Iain Wallace ist der Architekt und kommerzielle Leiter des Programms. Er sagt: „Wir waren uns bewusst, dass erhebliche Mengen an selbstklebendem Vinyl entweder in der Müllverbrennung oder auf Mülldeponien landen, und dazu gehörten auch Abfälle aus unserer eigenen Produktion. Wir haben ein Zero-to-Deponie-Programm ins Leben gerufen und MetaStream ursprünglich entwickelt, um das Ziel zu erreichen.“


Ursprünglich wurde dies größeren Marken- und Flottenkunden angeboten, die über Systeme zur Verfolgung der Verwendung solcher Materialien verfügten und so ihren Kunden dabei halfen, ihre Umweltbelastung zu reduzieren. Das Unternehmen hat das Programm nun durch den handlichen Grab Bag auf ein breiteres Publikum ausgeweitet, für den innerhalb der Sammelzeit mindestens 300 kg Folie oder Liner pro Beutel erforderlich sind.

„Die Reaktion der Kunden war sofort und enthusiastisch“, sagt Wallace. „Unser Plan für MetaStream sieht nun vor, es auch denjenigen unserer Kunden zugänglich zu machen, die ein geringeres Nutzervolumen haben, und ihm eine internationale Präsenz zu verleihen. Wir arbeiten auch an Initiativen zum CO2-Ausgleich.“
Metamark hat außerdem MD-E2 eingeführt, ein PVC-freies Material für kurzfristige Anwendungen. Dies kann auch über MetaStream recycelt werden. Der Schwerpunkt liegt jedoch auf der Bereitstellung bewährter Materialien wie Vinyl durch MetaStream, die die Industrie seit vielen Jahren verwendet.

Alternativer Kleber

Bei der Umweltbelastung kommt es nicht nur darauf an, welche Kunststoffe verwendet werden. Ein weiteres britisches Unternehmen, das selbstklebende Medien herstellt, Nu-Coat in Wales, verwendet die gleichen Kunststoff-Grundmaterialien wie alle anderen, hat jedoch ein neues energieeffizientes Verfahren zum Auftragen von Klebstoffen entwickelt.

Nu-Coat wurde 2018 gegründet und hat nun die zertifizierte CO2-Neutralität (gemäß PAS2060-2014 des Vereinigten Königreichs) erreicht, was seiner Meinung nach eine Weltneuheit für die Herstellung von Selbstklebemitteln darstellt. Das ultimative Ziel besteht darin, Netto-Null zu erreichen.

Zu den Schildermedien gehören farbige, metallisierte und geätzte Folien mit einer Breite von bis zu 1.650 mm. Das Sortiment umfasst lösungsmittel-, latex- und UV-bedruckbare PVC- und Nicht-PVC-Produkte mit passenden Veredelungslaminaten. Es verwendet zwar die gleichen Kunststoff-Grundmaterialien wie alle anderen, hat aber ein neues energieeffizientes Verfahren zum Auftragen von Klebstoffen entwickelt.

Anstatt entweder herkömmliche lösungsmittelbasierte oder wasserbasierte Klebstoffe 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 Lösungsmittelklebstoffen entstehen keine VOC-Emissionen.

Geschäftsführer Chris Martin sagt: „Von Anfang an wollten wir eine saubere Klebstoffbeschichtungstechnologie, deren Leistung mit den traditionelleren Lösungsmittelbeschichtungstechnologien mithalten kann, ohne VOCs in der Produktion und ohne den Einsatz fossiler Brennstoffe. Die Leistung unserer UV-härtenden Klebstoffe ist im Allgemeinen genauso gut wie die von lösungsmittelbasierten Klebstoffen ohne 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 mit lösungsmittel- oder wasserbasierten Klebemedien identisch ist. Dies ist schwieriger zu recyceln, obwohl einige Spezialisten damit umgehen können.

Maximierung der Materialien

Planung ist wichtig, um Abfall zu minimieren, was auf allen kommerziellen Ebenen sinnvoll ist, nicht nur auf der Umweltebene. Automatisierte Auftragsverwaltung, Mehrfachauftragszusammenführung, Step-and-Repeat- und Nesting-Systeme sind alle gut etabliert und können die Mediennutzung auf dem Drucker maximieren, wobei zwischen den Teilen so wenig Materialabfall wie möglich entsteht. Darin liegt auch ein offensichtlicher Kostenvorteil.

Schulung von Kunden und Endbenutzern

Bildung spielt eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung von Plastikmüll. Sie können Kunden und Endbenutzer über die Umweltauswirkungen verschiedener Beschilderungsmaterialien und die Bedeutung einer verantwortungsvollen Entsorgung informieren. Ermutigen Sie sie, sich für nachhaltige Optionen zu entscheiden, und geben Sie ihnen Hinweise zur ordnungsgemäßen Entsorgung. Sensibilisieren Sie für die Vorteile der Kreislaufwirtschaft und das Potenzial für die Rückgewinnung und das Recycling von Drucksachen.

Abschluss

Die Reduzierung des Plastikverbrauchs und des Abfalls bei gedruckten Beschilderungen erfordert einen vielschichtigen Ansatz, der Materialauswahl, Druckpraktiken, Schulung und Zusammenarbeit in der gesamten Lieferkette umfasst.

Durch die Umsetzung des Kreislaufwirtschaftskonzepts (sofern verfügbar) und die Erforschung alternativer Materialien wie kompostierbarer Optionen und gewebter Textilien können die Auswirkungen auf die Umwelt verringert werden. Obwohl die größten Herausforderungen die End-of-Life-Prozesse betreffen, können diese sowohl Chancen als auch Herausforderungen sein, mit der Möglichkeit, Partnerschaften zu bilden, um eine erweiterte Hersteller- und Endverbraucherverantwortung auszuloten und Upcycling-Möglichkeiten zu erkunden, die zu einer nachhaltigeren Zukunft beitragen. Durch die gemeinsame Umsetzung dieser Strategien können sie im Laufe der Zeit einen konkreten Beitrag zur Reduzierung des Kunststoffverbrauchs und zum Übergang zu einer umweltfreundlicheren und verantwortungsvolleren Industrie leisten.

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