Экологичные материалы в полиграфии

В последнее время к вопросам экологии возрастает интерес со стороны государственных структур, которые, в свою очередь, ужесточают требования к промышленности. Приоритетом для общества все больше становятся экологически чистые и энергосберегающие технологии, максимально использующие возможности производства для утилизации или вторичного применения отходов производства. И полиграфия не стала исключением.

Краски, химия, оборудование, бумага — вот где можно и нужно соответствовать принципам экологической ответственности. Утилизации подлежат:

• растворители от промывки печатных машин, жидкие отходы клея и водорастворимых красок при мойке печатного оборудования;
• красители при изготовлении печатной продукции;
• бумага с нанесенным лаком, клеевая лента при брошюровочной переплетной деятельности;
• обтирочный материал, загрязненный печатной краской;
• красители при изготовлении печатной продукции: методом ультрафиолетовой печати, методом сольвентной струйной печати, методом флексографской и глубокой печати;
• обтирочный материал, загрязненный керосином, при чистке печатных форм;
• обтирочный материал, загрязненный при чистке печатных барабанов и офсетной резины.

Методы сохранения окружающей среды в типографском производстве:

• использование экологических печатных красок;
• сокращение всевозможных выбросов в окружающую среду;
• безотходное производство либо производство с возмещением ресурсов (повторное использование материалов и ресурсов, применявшихся для производства).

Химия

В процессе офсетной печати образуются вентиляционные выбросы, которые представляют собой летучие органические соединения. Источником этих выбросов преимущественно являются испарения изопропилового спирта, который обычно добавляется в типографиях в увлажняющий раствор в количестве от 8 до 15%, а также  средств для смывки офсетных полотен, валиков, и прочих деталей печатающих устройств.

Система регенерации сольвентных растворов Renzmann ROTOmaX от Eskens B.V.

Эти выделения можно значительно сократить, если для снижения содержания спирта по возможности использовать заменители (например, гликоли, которые являются двухатомными спиртами). Также можно применять более гидрофильные увлажняющие валики.

Как показывает практика, благодаря подобным приемам возможно сократить выделения до 4-8%. Кроме того, легколетучие средства очистки можно заменить средствами меньшей летучести, имеющих высокую точку кипения (к примеру, на минеральные масла или химически обогащенные растительные масла).

Системы регенерации (рециркуляции, дистилляции) различных сольвентных растворов (для вымывания фотополимерных флексографских форм), а также растворителей в процессе флексографской печати спиртовыми красками (этанол, этилацетат и т.д.) позволяют эффективно, с минимальными отходами и загрязнением окружающей среды, восстанавливать использованные обозначенные выше растворы, превращая их в рабочие. Таким образом, обеспечивается эффективная и замкнутая система производства.

В регенерационных установках обычно применяется принцип вакуумной дистилляции. Загрязненные растворители выпариваются в абсолютно безопасных условиях с соблюдением всех норм безопасности и затем конденсируются, очищенные таким образом от всех загрязнений. По сравнению с прочими процессами сепарации, дистилляцию можно считать наиболее эффективной.

Краски

За счет применения экологических печатных красок современная полиграфия может значительно снизить пагубное влияние на окружающую среду. Ведь при использовании печатной продукции человек вдыхает вредные химические вещества, в результате чего они попадают в его организм либо на кожу.

Экологические печатные краски не имеют в своем составе вредных химических веществ, поэтому безопасны для читателей. Так, во флексографской печати наибольший интерес представляют печатные краски, которые не содержат в своем составе вредных веществ и производятся на водной основе, поэтому их очень легко использовать в производстве, а их утилизация не наносит серьезного вреда окружающей среде.

В офсетной печати краски изначально изготавливались на основе нефтепродуктов, но производители, постоянно совершенствуя технологию, выпускают всё больше и больше красок, в которых вместо минеральных масел используются растительные, например соевое или рапсовое.

Так, голландская фирма Van Son Holland Ink уже лет пять предлагает универсальную высокопигментированную краску Quickson Supreme на основе растительных масел, которая практически не содержит летучих органических веществ и предназначена для машин с переворотом. Относительно низкая липкость сочетается со стабильностью баланса «краска/вода», в том числе при бесспиртовом увлажнении.

Краска офсетная для листовой печати Pride 50 от Daihanink Co Ltd — универсальная триадная краска на основе связующего растительного происхождения — применяется для печати на мелованных (глянцевых, матовых) бумагах и картоне, этикеточных бумагах (влагостойкие, невлагостойкие) и немелованных бумагах и картоне.

Краска подходит для печати на всех моделях листовых офсетных печатных машин большого, среднего и малого форматов, обеспечивает отличные результаты при использовании со всеми типами раздельных и интегрированных увлажняющих систем.

Еще один пример — серия триадных красок на растительных маслах PrimeBIO от компании VAN SON. Высокое содержание растительных масел в связующем придает этой серии красок повышенную стойкость к воздействию высокой температуры. Серия PrimeBIO производится на основе до 75% возобновляемых ресурсов, не содержит кобальта, а в состав краски входит менее 1% минеральных масел. Связующее обеспечивает воспроизведение ярких оттисков с насыщенными цветами и высоким глянцем.

Черная краска серии PrimeBIO от компании VAN SON

Мы привели всего несколько примеров, которые ярко характеризуют эко-краски. К сожалению, рамки статьи не позволяют провести более подробный обзор. Но, возможно, в будущих номерах журнала мы это сделаем в отдельном материале, посвященном только экологическим краскам на растительной основе.

Резюмируя сказанное об офсетных красках, отметим, что растительное масло является возобновляемым ресурсом. Некоторые источники сообщают, что соевые краски лучше поддаются удалению при вторичной переработке бумажной макулатуры, а отходы от ее переработки гораздо менее токсичны, чем от макулатуры, запечатанной другими типами красок.

Также не содержат летучих органических соединений и широко применяемые в последнее время электронно-отверждаемые и УФ-отверждаемые краски.

Электронно-отверждаемые краски состоят из полимеров с низким молекулярным весом, способных реагировать в потоке электронов, производимых вакуумным излучателем с линейным катодом, который создает напряжение в несколько сотен киловольт. Под действием электронов происходит реакция полимеризации, в результате которой краска отверждается.

Практически такой же процесс происходит при закреплении УФотверждаемых красок, которые реагируют на излучение ультрафиолетового спектра. Оба вида красок не отверждаются без воздействия облучения соответствующего спектра, поэтому они могут оставаться в кипсейке между сменами без образования пленки. Это уменьшает затраты на ежедневную смывку машин и образование отходов краски. Также УФ и электронно-отверждаемые краски не испаряют летучие органические компоненты, поскольку не содержат растворителей, что устраняет проблему отмарывания, позволяя печатать на высокой скорости.

Существенным минусом таких красок является их цена — они стоят почти вдвое дороже традиционных.

В современном типографском производстве экологические печатные краски используются не везде, но учитывая, что качество, а отчасти и цена таких красок мало отличаются от красок с содержанием вредных химических веществ, они постепенно начинают занимать необходимые позиции для сохранения окружающей среды и всего человечества в безопасности от воздействия вредных химических веществ.

Бумага

Бумага, пожалуй, — это самый материалоемкий ресурс в полиграфии. Ее используют безумно много. Причем, согласно статистике, до 45% всей полиграфической продукции выбрасывается уже в первый день после того, как она была отгружена из типографии. Разве это не повод для того, чтобы озаботиться данной проблемой?

Есть три типа эко-бумаги. Первый тип — это частично рециклированные бумаги, второй — полностью рециклированные, а третий — бумаги FSC-сертификации.

Бумага, которая дает возможность спасти множество деревьев, производится из различных сельскохозяйственных отходов, таких как солома, оставшаяся после уборки урожая, или бумага вторичной переработки и другие материалы. Эта бумага абсолютно экологически чистая и практически ничем не отличается от обычной бумаги из древесины, при этом такая бумага не нарушает чистоты экологической системы и начинает занимать лидирующие позиции во многих странах как замена бумаге из древесины.

В большинстве европейских стран, таких как Норвегия, Германия, Канада, США, Нидерланды, упаковочная бумага, гигиенические изделия из бумаги, газеты производятся полностью из макулатуры и вторсырья.

Кстати, о бумаге из макулатуры. Переработанная бумага известна людям давно. Когда вы представляете себе бумагу из вторсырья, возможно, вы видите ее сероватой, неровной, рыхлой и неоднородной. Но в настоящее время бумага из вторсырья обладает отличными качествами — она гладкая, мягкая, имеет привлекательный вид. Если, заказывая бумагу, вы бы не знали, что она из вторсырья, то вряд ли догадались бы об этом самостоятельно.

В одном из предыдущих номеров журнала мы делали довольно подробный обзор дизайнерских бумаг из вторсырья. Однако их число постоянно увеличивается. Сейчас в разных странах появляются компании, которые активно начинают производить экологичную бумагу. Только список компаний США насчитывает уже более 500 производителей эко-бумаги.

Одна из таких компаний — Nature’s Paper, которая стала применять для производства офисной бумаги солому пшеницы, остающуюся после сбора урожая зерна. Обычно эту солому скармливают скоту или же оставляют на полях, никак не используя.

Nature’s Paper занимается сбором соломы и ее переработкой в бумажную массу. Но соломой обеспечивается не только производство конечного продукта — вода для этого тоже нагревается органическим топливом, сделанным из соломы.

Бумага для офиса из такого материала имеет желтоватый цвет. Но качество отбеленной бумаги абсолютно не отличается от древесной. Компания демонстрирует пример исключительно бережного отношения к природе и максимализм в использовании сельхозпродукции. Это должно служить поводом для раздумий и развития подобных мыслей в головах будущих предпринимателей и изобретателей.

Еще одна компания — New Leaf Paper — делает бумагу из банановых и пальмовых волокон. Обычно ее заказывают для печати книг.

Компания Ecopaper производит бумагу из чего угодно, только не из дерева. Бумага с плантаций бананов, манго, кофе. Делается она из листьев и стеблей этих растений, остающихся после сбора урожая. Раньше их просто выкидывали, сейчас же делают прекрасную бумагу. В производстве такой бумаги не используется хлор. Там же освоено производство бумаги из конопли. Бумага из жмыха сахарного тростника — идеально-белая, подходит для использования в офисной технике.

Компания Poopoopaper освоила технологию производства бумаги из… слоновьего навоза. Навоз сначала высушивается, затем кипятится, тщательно промывается и идет на производство бумаги. Нет, бумага ничем не пахнет и внешне не отличается от обычной. Производство поставлено на поток, бумага реализуется в 16 странах мира.

Кстати, более 20% полученной бумаги в Индии и Китае делается из пшеничной, рисовой соломы и тростникового жома (стебли остатков сахарного тростника измельчают, чтобы извлечь из них сок, а волокна потом используют).

Бумага из камня?

Еще один необычный тренд — изготовление эко-бумаги из минералов. Основой такой бумаги является карбонат кальция. Отметим, что он содержится и в обычной бумаге, но в меньших количествах.

Карбонат кальция получают из минералов, которые чаще всего выбрасывают при добыче сырья, используемого для строительной промышленности. То есть для производства новой бумаги в ход идут отходы известняка, мрамора и т.д. Породу измельчают до состояния, пока не получается тонкая меловая пыль. В нее добавляют нетоксичную синтетическую смолу HDPE (полиэтилен высокой плотности) с некоторыми модификациями, чтобы связать частицы пыли. В этом веществе 80% карбоната кальция и 20% HDPE.

На выходе из него получается белоснежная, гладкая и мягкая бумага, устойчивая к воде и истиранию. В ней нет кислот и хлора, она полностью безопасна для окружающей среды. Эта бумага отличается жиростойкостью и почти не рвется. Она подходит для наружного использования, особенно если ее дополнить ультрафиолетовой защитой.

Готовые изделия в виде записных книжек из каменной бумаги

Отметим, что для получения тонны обычной бумаги требуется порядка 20 деревьев. В процессе ее изготовления расходуется 38 000 кДж энергии и загрязняется вода в количестве 73 кубометров.

Кроме того, при производстве бумаги используются отбеливатели, причем при выработке вторичной бумаги тоже. Для нее, правда, срубается меньше деревьев — четыре на одну тонну готового материала. Производство вторичной бумаги потребляет около 23 000 кДж энергии и загрязняет примерно 41 кубометр воды.

И в чистой, и во вторичной бумаге содержится до 30% карбоната кальция. Для того чтобы изготовить тонну бумаги из камня, не нужны деревья, расходуется половина энергии, необходимой для производства вторичной бумаги, и не загрязняется вода. Такой бумаге не требуется отбеливание.

Минеральная бумага — экологичная во всех отношениях. Перерабатывать ее можно с пластиком и обычной бумагой. Под воздействием солнечных лучей смола HDPE распадается в течение года, а карбонат кальция возвращается к исходной твердой форме, которая является естественной для окружающей среды. В процессе уничтожения  минеральной бумаги на фабриках по переработке мусора она при горении не выбрасывает в атмосферу ядовитые вещества.

У производителей никогда не будет недостатка в сырье для минеральной бумаги, поскольку карбонат кальция составляет около 70% от общего количества полезных ископаемых на Земле.

В настоящее время существует несколько брендов по производству бумаги из камня, например FiberStone, Terraskin и Rockstock.