Simon Eccles wyjaśnia, w jaki sposób wykorzystanie wielkoformatowego druku atramentowego do oznakowania przyczynia się do powstawania znacznej ilości odpadów z tworzyw sztucznych, głównie z samoprzylepnych elastycznych tworzyw sztucznych, takich jak PVC, PE i PU. Dodatkowo, miękkie oznakowanie drukowane na tkaninach tekstylnych, często mieszankach poliestrowych, zwiększa wpływ na środowisko.

Prawie wszystkie te tworzywa sztuczne zależą od paliw kopalnych, które są nieodnawialnymi, niezrównoważonymi zasobami. Prędzej czy później trafią one do atmosfery w postaci CO2 – jeśli stanie się to szybko, poprzez spalenie, szybciej przyczyni się to do zmian klimatycznych, ale jeśli stanie się to powoli (lub przez stulecia na wysypiskach śmieci), plastik może rozkładać się na różne sposoby, które przedostają się do biosfery z różnymi skutkami, z których żaden nie jest dobry.

Niestety, te tworzywa sztuczne są bardzo, bardzo przydatne w sektorze druku wielkoformatowego, który w ciągu ostatnich 40 lat stał się od nich niemal całkowicie zależny. W przypadku elastycznych aplikacji samoprzylepnych nie ma łatwej ani praktycznej alternatywy, ale istnieją pewne rozwiązania dla tekstyliów i sztywnych płyt.

Biodegradowalne i kompostowalne tworzywa sztuczne nie są rozwiązaniem, jakim początkowo się wydawały. Materiały zaprojektowane z myślą o rozkładzie w środowisku naturalnym nie są oczywiście zbyt trwałe, a całkowity wpływ na środowisko krótkotrwałego znaku lub materiału ekspozycyjnego, który musi być często wymieniany, jest prawdopodobnie znacznie większy niż długotrwałego, ale nieprzyjaznego plastiku. Chociaż jeśli znak jest przeznaczony tylko do krótkotrwałego użytku, a następnie jest wyrzucany, żywotność jest mniejszym problemem. Stało się jednak jasne, że biodegradowalne tworzywa sztuczne po prostu szybciej zamieniają się w niechciane mikrocząsteczki.

Powszechnie stosowany, choć nieco oczerniany PVC ma długą żywotność i nadaje się do recyklingu, choć nie tak łatwo jak niektóre alternatywy. Istnieją jednak pytania dotyczące bezpieczeństwa plastyfikatorów chemicznych, zarówno podczas produkcji, jak i jako odpadów poużytkowych. Alternatywne tworzywa sztuczne, takie jak PE, PET, PU, również nadają się do recyklingu, ale mają swoje własne problemy.

Głównym problemem związanym z tworzywami sztucznymi nadającymi się do recyklingu jest ich odzyskiwanie po zużyciu. Można zebrać wszystkie odpady z tworzyw sztucznych w drukarni i wysłać je do certyfikowanej utylizacji i prawdopodobnie recyklingu.

Ale główne produkty nadające się do sprzedaży, drukowane znaki, banery, naklejki, oklejanie pojazdów itp., trafiają do szerokiego świata, a następnie są w dużej mierze poza kontrolą pierwotnego producenta. Użytkownik końcowy może pozbyć się ich w bezpieczny i zrównoważony sposób, ale skąd masz pewność?
Ale nie rozpaczaj. Przyjmując zrównoważone praktyki, minimalizując ilość odpadów, stosując metody utwardzania o niskim zużyciu energii i przyjmując koncepcję gospodarki o obiegu zamkniętym tam, gdzie jest to możliwe, sektor oznakowania drukowanego może sprostać wyzwaniu ograniczenia zużycia tworzyw sztucznych i odpadów. W tym artykule przyjrzymy się różnym strategiom minimalizowania odpadów, odzyskiwania materiałów i promowania odpowiedzialnych praktyk, pomimo ograniczonej kontroli nad procesami wycofywania z eksploatacji.

Chłodno działające diody LED

Chociaż może nie być możliwe całkowite zaprzestanie używania plastiku, może być możliwe używanie go w mniejszej ilości. Wprowadzenie diod LED do utwardzania UV w ciągu ostatnich kilku dekad otworzyło taką możliwość. Diody LED działają bardzo chłodno w porównaniu do starszych lamp rtęciowych do utwardzania UV, co oznacza, że można używać znacznie cieńszych nośników z tworzyw sztucznych bez ryzyka odkształcenia cieplnego. W rezultacie można użyć mniej plastiku na metr kwadratowy wydruku, co oczywiście kosztuje mniej, ale także obniża koszty transportu (waży mniej i oznacza, że można zmieścić więcej rolek w samochodach dostawczych). Podczas produkcji zużywa się również mniej energii i plastiku. Na etapie drukowania diody LED zużywają znacznie mniej energii i działają znacznie dłużej niż lampy rtęciowe.

LED to nie tylko dobra alternatywa dla lamp rtęciowych, ale także oszczędność energii w porównaniu z atramentami solwentowymi i ekosolwentowymi, które wymagają podgrzewanych łóżek, oraz atramentami lateksowymi HP, które nadal wymagają ciepła, mimo że firma pracowała nad zmniejszeniem tego w ostatnich wersjach swoich drukarek. Sublimacja barwnikowa jest oparta na wodzie, co jest dobre, ale ponownie potrzebne jest ciepło, aby aktywować etap transferu sublimacyjnego.

Atramenty UV-LED są dostępne dla różnych kompromisów między elastycznością a trwałością, choć nadal nie nadają się do wszystkich zastosowań, więc rozpuszczalniki i podbarwniki są często jedynymi praktycznymi rozwiązaniami.

Ponowne przemyślenie materiałów i podłoży

Jednym z kroków w kierunku zmniejszenia zużycia i ilości odpadów z tworzyw sztucznych jest ponowna ocena stosowanych materiałów i podłoży.

Na przykład, plastikowe płyty piankowe, a nawet niektóre aluminiowe panele kompozytowe (z plastikowymi rdzeniami) do użytku wewnętrznego mogą być odpowiednie do zastąpienia tekturą falistą, z której najbardziej znaną jest brytyjska Dufaylight. Jest ona wytrzymała, lekka, nadaje się do zadrukowania i recyklingu. Jest ona również wykonana w 85% z papieru pochodzącego z recyklingu.

Chociaż tworzywa sztuczne w jakiejś formie mogą być jedynym praktycznym materiałem na samoprzylepne nośniki, niektóre z nich mają większy wpływ na środowisko niż inne. Polipropylen (PP) i polietylen (PE) są łatwiejszymi do recyklingu alternatywami dla PVC.

Z drugiej strony, w przypadku zastosowań o długiej żywotności, najtrwalsze nośniki i atramenty zmniejszają potrzebę wymiany oznakowania, które uległo degradacji w wyniku ekspozycji na zewnątrz. To kwestia oceny.
PET (politereftalan etylenu) jest uważany za bezpieczniejszy i bardziej przyjazny dla środowiska niż PVC. Jest to jedno z najczęściej używanych tworzyw sztucznych na świecie. Jest regularnie wykorzystywany do produkcji plastikowych butelek, pojemników na żywność, plastikowych toreb i odzieży.

Jeśli chodzi o oznakowanie i grafikę, przezroczyste folie okienne PET mają takie same zalety jak PVC i można je zadrukowywać promieniami UV. Pod koniec okresu użytkowania folie PVC mogą rozpadać się na małe kawałki, co wydłuża czas ich usuwania. PET ma tendencję do odklejania się w jednym arkuszu, co przyspiesza usuwanie i ułatwia utylizację.

W przypadku oznakowania miękkiego zastosowanie tkanin wykonanych z włókien naturalnych, takich jak bawełna organiczna lub konopie, zmniejsza zależność od mieszanek poliestrowych potrzebnych do procesu sublimacji/dyfuzji barwnika. Z drugiej strony, naturalne włókna wymagają innych klas atramentów, co wiąże się z kwestiami środowiskowymi i trwałością.

Proces sublimacji barwnika będzie działał niezawodnie do 80% PE z bawełną lub innymi włóknami naturalnymi, co zapewnia wygodniejszą odzież do noszenia. Jednak mieszane media dowolnego typu są zwykle trudniejsze do recyklingu niż materiały mono.

Atramenty UV-LED nadal nie są wystarczająco elastyczne do niektórych zastosowań (zwłaszcza flag), podczas gdy trwałe atramenty barwnikowe stosowane w przemysłowej produkcji odzieży mają swoje własne wyzwania środowiskowe ze względu na duże zużycie wody i energii elektrycznej do jej podgrzania.

Atramenty pigmentowe na bazie wody wydają się nie wykraczać poza sektor odzieży na żądanie. Transfery odzieży bezpośrednio na folię szybko stają się popularne jako alternatywa dla grafiki winylowej i sitodruku. Wykorzystują one plastikową folię nośną, która pozostaje w miejscu drukowania po użyciu, dzięki czemu można ją utylizować w odpowiedzialny sposób. Papierowe nośniki transferu mogą być bardziej ekologiczne, choć należy uważać na powłoki, które pomagają w procesie uwalniania.

Atramenty emulsyjne na bazie żywicy wodnej, typowe dla HP Latex, będą działać z naturalnymi tkaninami, choć wymagają dość dużej ilości energii cieplnej i nie mają takiej trwałości jak barwniki.

W ostatecznym rozrachunku sublimacja barwnika może nadal być najodpowiedniejszym wyborem dla miękkich oznakowań i innych zastosowań tekstylnych, nawet ze względów środowiskowych. OK, poliester jest tworzywem sztucznym zasilanym paliwami kopalnymi, a proces sublimacji wymaga ciepła, ale obraz jest wtedy trwały i przetrwa lata, podczas gdy PE nadaje się do recyklingu, o ile nie chcesz nieskazitelnej bieli na końcu.

Zaangażowanie w gospodarkę o obiegu zamkniętym

Koncepcja gospodarki o obiegu zamkniętym kładzie nacisk na redukcję odpadów, odzyskiwanie materiałów i ich recykling po zużyciu. Pomimo ograniczonej kontroli nad procesami wycofywania z eksploatacji, drukarnie i instalatorzy znaków mogą odegrać kluczową rolę w promowaniu podejścia opartego na gospodarce o obiegu zamkniętym.

Mogą oni być w stanie współpracować z klientami, którzy mają własne polityki dotyczące wycofania z eksploatacji, a także z firmami zajmującymi się gospodarką odpadami i zakładami recyklingu w celu ustanowienia systemów odzysku i recyklingu materiałów. Należy zachęcać klientów do pozbywania się zużytego oznakowania w sposób zrównoważony, z recyklingiem tam, gdzie jest to technicznie wykonalne.

Współpraca ze zrównoważonymi dostawcami:

Kolejną skuteczną strategią jest wybór dostawców, dla których priorytetem jest zrównoważony rozwój. Współpracuj z dostawcami zaangażowanymi w redukcję odpadów z tworzyw sztucznych i oferującymi ekologiczne alternatywy.

Na przykład w Wielkiej Brytanii producent samoprzylepnych nośników Metamark wprowadził certyfikowany i w pełni kontrolowany proces zwrotu i recyklingu swoich materiałów po użyciu. Nazywa to MetaStream i obejmuje zarówno materiały winylowe, jak i papierowe podkłady antyadhezyjne. Zwrócony papier jest poddawany recyklingowi w celu ponownego wykorzystania jako produkty do druku, podczas gdy elementy winylowe są przetwarzane na inne wyroby z tworzyw sztucznych, które same mogą być wielokrotnie poddawane recyklingowi. Nic nie jest zakopywane ani spalane, mówi Metamark.

W punkcie zbiórki pobierana jest niewielka opłata, która jest równoważona przez obniżone koszty konwencjonalnej utylizacji na wysypisku lub w podobnym miejscu.

Iain Wallace jest architektem programu i jego komercyjnym liderem. Mówi: „Zdawaliśmy sobie sprawę, że znaczne ilości samoprzylepnego winylu mają wspólne przeznaczenie w strumieniach odpadów ze spalarni lub składowisk odpadów, w tym odpadów z naszej własnej produkcji. Stworzyliśmy program „od zera do wysypiska” i opracowaliśmy MetaStream, który początkowo miał doprowadzić nas do zera”.

Początkowo był on oferowany większym markom i klientom posiadającym floty z systemami umożliwiającymi śledzenie wykorzystania takich materiałów, a tym samym pomagającymi swoim klientom zmniejszyć ich wpływ na środowisko. Obecnie firma rozszerzyła program na szersze grono odbiorców za pośrednictwem poręcznego worka Grab Bag, który wymaga co najmniej 300 kg folii lub wykładziny na worek w okresie zbiórki.

„Reakcja klientów była natychmiastowa i entuzjastyczna” – mówi Wallace. „Nasz plan dotyczący MetaStream obejmuje teraz skierowanie go do tych z naszych klientów, którzy są mniejszymi użytkownikami i nadanie mu międzynarodowego zasięgu. Pracujemy również nad inicjatywami kompensacji emisji dwutlenku węgla.”
Metamark wprowadził również MD-E2, materiał niezawierający PVC do zastosowań krótkoterminowych. Można go również poddać recyklingowi za pośrednictwem MetaStream. Główny nacisk kładziony jest jednak na to, by MetaStream obsługiwał sprawdzone materiały, takie jak winyl, z których branża korzysta od wielu lat.

Alternatywny klej

Wpływ na środowisko nie ogranicza się tylko do stosowanych tworzyw sztucznych. Inna brytyjska firma produkująca samoprzylepne nośniki, Nu-Coat z Walii, wykorzystuje te same plastikowe materiały bazowe, co wszyscy inni, ale opracowała nowy, energooszczędny proces nakładania kleju.

Firma Nu-Coat została założona w 2018 roku i obecnie osiągnęła certyfikowaną neutralność węglową (zgodnie z brytyjską normą PAS2060-2014), co jej zdaniem jest pierwszym na świecie osiągnięciem w produkcji samoprzylepnych materiałów. Ostatecznym celem jest osiągnięcie zerowej emisji netto.

Jej nośniki znaków obejmują kolorowe, metalizowane i trawione folie o szerokości do 1650 mm. Asortyment obejmuje produkty PVC i inne niż PVC z nadrukiem rozpuszczalnikowym, lateksowym i UV, z dopasowanymi laminatami wykończeniowymi. Chociaż wykorzystuje te same plastikowe materiały bazowe, co wszyscy inni, opracowała nowy, energooszczędny proces nakładania kleju.

Zamiast używać konwencjonalnych klejów rozpuszczalnikowych lub klejów na bazie wody (które wymagają dużej ilości energii cieplnej podczas produkcji), nakłada się płynny klej, który jest utwardzany przez chłodne lampy UV-LED. W przeciwieństwie do klejów rozpuszczalnikowych nie ma emisji LZO.

Dyrektor zarządzający Chris Martin mówi: „Od samego początku chcieliśmy stworzyć czystą technologię powlekania klejem, która pod względem wydajności dorównywałaby bardziej tradycyjnym technologiom powlekania rozpuszczalnikami, bez LZO w produkcji i bez użycia paliw kopalnych”. Wydajność naszego kleju utwardzanego promieniowaniem UV jest zasadniczo porównywalna z klejem na bazie rozpuszczalnika bez szkodliwego rozpuszczalnika”.

Z drugiej strony przyznaje, że nie jest to całkowicie „zielony” nośnik, głównie dlatego, że nadal musi używać silikonowanego papieru antyadhezyjnego, który jest taki sam jak nośniki samoprzylepne na bazie rozpuszczalnika lub wody. Jest to trudniejsze do recyklingu, choć niektórzy specjaliści sobie z tym poradzą.

Maksymalizacja materiałów

Planowanie jest ważne dla minimalizacji odpadów, co ma sens na wszystkich poziomach komercyjnych, nie tylko środowiskowych. Zautomatyzowane zarządzanie zadaniami, łączenie wielu zadań, systemy powtarzania i zagnieżdżania są dobrze ugruntowane i mogą zmaksymalizować wykorzystanie nośników na drukarce, przy jak najmniejszej ilości odpadów między kawałkami. Wiąże się to również z oczywistymi korzyściami kosztowymi.

Edukacja klientów i użytkowników końcowych

Edukacja odgrywa istotną rolę w ograniczaniu ilości odpadów z tworzyw sztucznych. Możesz informować klientów i użytkowników końcowych o wpływie różnych materiałów na środowisko i znaczeniu odpowiedzialnej utylizacji. Zachęcaj ich do wyboru zrównoważonych opcji i zapewnij im wskazówki dotyczące właściwej utylizacji. Podnoszenie świadomości na temat korzyści płynących z gospodarki o obiegu zamkniętym oraz potencjału odzyskiwania i recyklingu materiałów drukowanych.

Wnioski

Zmniejszenie zużycia tworzyw sztucznych i odpadów w drukowanych oznakowaniach wymaga wieloaspektowego podejścia, które obejmuje wybór materiałów, praktyki drukowania, edukację i współpracę w całym łańcuchu dostaw.

Przyjęcie koncepcji gospodarki o obiegu zamkniętym (jeśli jest dostępna) i zbadanie alternatywnych materiałów, takich jak kompostowalne opcje i tkane tekstylia, może zmniejszyć wpływ na środowisko. Chociaż główne wyzwania dotyczą procesów wycofywania z eksploatacji, mogą to być zarówno szanse, jak i wyzwania, z potencjałem do tworzenia partnerstw w celu zbadania rozszerzonej odpowiedzialności producenta, jak i użytkownika końcowego oraz zbadania możliwości upcyklingu przyczyniają się do bardziej zrównoważonej przyszłości. Wspólne przyjęcie tych strategii może z czasem przyczynić się do zmniejszenia zużycia tworzyw sztucznych i przejścia na bardziej ekologiczny i odpowiedzialny przemysł.