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 office@ingede.org

Öffentlichkeitsarbeit

Oetztaler Str. 5 B81373 MünchenDeutschland

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www.ingede.org