Drukinkten

Zoals eerder aangehaald, kunnen inkten een aantal bestanddelen bevatten die belastend zijn voor het milieu: zware metalen, VOS en minerale oliën.

Zware metalen

Sommige pigmenten in drukinkten bevatten zware metalen (bv. seleen, cadmium, arseen). Dankzij de innovaties van de drukinktfabrikanten bevatten de basisinkten (cyaan, magenta, geel en zwart) echter geen zware metalen meer. Enkel inkten die speciale eigenschappen aan het drukwerk geven (bv. sterk verzadigde kleuren, kleuren die een zekere weerstand hebben tegen chemische stoffen) bevatten soms nog pigmenten op basis van zware metalen (Febelgra, 2010). De Europese vereniging van inktproducenten publiceert regelmatig een uitsluitingslijst van chemische substanties voor drukinkten (EUPIA, 2011). Hoewel deze lijst geen wettelijke verplichtingen inhoudt en louter aanbevelingen zijn, wordt dit toch door heel wat Europese inktproducenten ondersteund. Pigmenten gebaseerd op zware metalen, zoals arseen, cadmium, chroom, seleen en lood zijn in deze lijst opgenomen.

Vluchtige organische stoffen

Drukinkten en lakken die in de grafische sector worden gebruikt, bevatten een bepaalde hoeveelheid VOS afhankelijk van het type inkt, het droogproces en het drukproces. Bij vellenoffset droogt de inkt voornamelijk door oxidatie. Conventionele vellenoffsetinkten bevatten doorgaans nauwelijks VOS. Vellenoffsetinkten met een hoger gehalte aan VOS (petroleum destillaten) worden ook geproduceerd, maar afhankelijk van het substraat zullen deze inkten minder snel drogen. Door de hogere snelheid waarmee rotatie-offset coldsetpersen drukken in vergelijking met vellenoffset, vindt de droging bij coldset hoofdzakelijk plaats door absorptie van de inkt aan het papier. Het gehalte aan VOS bij coldsetinkten varieert in theorie typisch tussen 5 en 30%. Leveranciers geven echter aan dat het gehalte tegenwoordig heel wat lager ligt. De inktdroging bij coldset gebeurt vooral door wegslag (absorptie) in het papier. Daarnaast droogt de inkt tevens door oxidatie en door polymerisatie. De VOS die hierbij vrijkomen tijdens het drukken zijn beperkt. Het gehalte aan VOS ligt beduidend hoger bij heatset inkten: 35-45%. Hier worden de inkten gedroogd door verdamping aan de hand van hete lucht uit een oven. De VOS-emissies worden bij heatset gecontroleerd door het gebruik van naverbranders. Voor verpakkingsdruk (flexo en diepdruk) is er vaak een onderscheid tussen solvent- en watergebaseerde inkten. Solventgebaseerde inkten bevatten een gehalte aan VOS (alcoholen en esters) van 40-70%. Afhankelijk van de toepassingen, het substraat en het type pers kunnen de emissies van VOS bij dit drukwerk gereduceerd worden door een solventrecuperatiesysteem, naverbrander of door het gebruik van watergebaseerde inkten. Deze watergebaseerde inkten hebben een zeer laag gehalte aan VOS (0-2%) en kunnen voor een aantal toepassingen solventgebaseerde inkten succesvol vervangen (bv. papier, drankkartonnen, plastic zakken). Indien UV of EB (electron beam) inkten worden gebruikt bij de verschillende drukprocessen vindt de droging plaats door polymerisatie. Door deze technologie bevatten de inkten een zeer laag gehalte aan VOS: 0-5% (CPIMA, 2010). Een overzicht van het VOS-gehalte in de inkt per drukproces is weergegeven in tabel 1.

Tabel 1: Eigenschappen van verschillende inktgroepen per drukproces, m.u.v. digitaal drukken (Kipphan, 2001 en NPIRI, 2008).

*Voornaamste droogproces, afhankelijk van het substraat treedt absorptie op bij alle drukprocessen; n.b.: niet bekend

Minerale en plantaardige oliën

Oliehoudende inkten die gebruikt worden voor offset (vellen, coldset en heatset) kunnen tot 40% minerale oliën bevatten. Minerale oliën zijn afkomstig van niet-hernieuwbare grondstoffen. Er zijn echter ook steeds meer plantaardige inkten op de markt. Bij plantaardige inkten zijn de minerale oliën (gedeeltelijk) vervangen door plantaardige oliën van graan, okkernoot, kokosnoot, lijnzaad, koolzaad en soja (Febelgra, 2010b). Deze oliën zijn afkomstig van hernieuwbare bronnen. Het gebruik van plantaardige inkten kan succesvol worden toegepast in vellenoffset, maar blijkt geen optie voor alle drukprocessen. Dit komt omdat plantaardige oliën de eigenschappen van de inkt veranderen waardoor ook het drogingsproces, eigen voor elk drukproces, wordt beïnvloed. Doordat bijvoorbeeld heatset gebaseerd is op het verdampen van VOS in de inkt, kunnen voor dit drukproces geen plantaardige inkten, zonder VOS, worden gebruikt. De plantaardige oliën in die inkten verdampen namelijk onvoldoende. Bovendien moet er worden opgemerkt dat men soms spreekt over plantaardige of vegetale inkten indien slechts een gedeelte van de minerale oliën vervangen is door plantaardige oliën. Er zijn geen richtlijnen beschikbaar die aangeven vanaf welk aandeel plantaardige oliën in de inkt men kan spreken van plantaardige of vegetale inkten.

Ontinkten van papier

Op Europees vlak bestond in 2010 ca. 70 % van de vezels gebruikt voor de productie van papier en karton uit gerecycleerde vezels (ERPC, 2011). Om papier en karton efficiënt te kunnen recycleren, is het ontinkten van gedrukt papier een belangrijke stap. Opdat het aandeel van gerecycleerde vezels in de toekomst zou toenemen, is het optimaliseren van het ontinktingsproces essentieel. Indien er gedrukt wordt op papier met een coating is er geen rechtstreeks contact tussen de inkt en het papier. Bij dit soort papier is het dan ook makkelijk om de inkt van de papiervezels te verwijderen. In het geval van papier zonder coating (bv. kranten) hecht de inkt wel aan de papiervezels afhankelijk van de papiereigenschappen, zoals type vezels, structuur van het oppervlak, en het droogmechanisme van het gebruikte drukproces. Het verwijderen van inkt gebeurt hoofdzakelijk door middel van flotatie. Door het toevoegen van luchtbellen gaan de inktdeeltjes verzamelen rond deze bellen en verplaatsen zich naar het oppervlak. Dit proces werkt optimaal voor inktdeeltjes met een grootte van 20-100 µm. Voor inktdeeltjes die kleiner of groter zijn dan dit optimum verloopt het proces minder efficiënt. Hierdoor kan het zijn dat bepaalde drukinkten moeilijker te verwijderen zijn van het papier. Zo hechten bijvoorbeeld UV-inkten, toner, en inkten met plantaardige oliën beter aan de papiervezels, waardoor ontinkten van dit papier moeilijker verloopt. De ontinktbaarheid van bedrukt papier is bovendien ook sterk afhankelijk van de toepassing van het drukwerk. Zo zijn bijvoorbeeld kranten makkelijk te ontinkten omdat de aanwezige inkt vaak nog niet volledig is opgedroogd bij het ontinktinksproces. Papierproducenten werden hierover gecontacteerd, maar er is weinig kwantitatieve informatie beschikbaar.

De European Recovered Paper Council stelt een methode voor om de ontinktbaarheid van gedrukt papier in te schatten (ERPC, 2009). Deze methode (INGEDE Method 11) is gebaseerd op een scoringssysteem waarbij aan een aantal eigenschappen van de ontinkte pulp (bv. helderheid, kleur, aandeel verwijderde inkt) punten worden toegekend. Een gewogen totaal van deze punten is een maat voor de ontinktbaarheid van het bedrukt papier. Op basis van dit puntensysteem werd een inschatting gemaakt van de ontinktbaarheid van papier gedrukt met verschillende druktechnieken (Figuur 1).

Figuur 1: Evaluatie van de ontinktbaarheid van papier gedrukt met verschillende druktechnieken; rood: slechte, oranje: matige, groen: goede ontinktbaarheid (ERPC, 2009).

Uit deze evaluatie blijkt dat papier gedrukt met traditionele offsetinkten met minerale oliën het meest efficiënt te ontinkten is door middel van flotatie. Dat plantaardige oliën in offsetinkten zich beter hechten aan het papier dan minerale oliën blijkt ook uit de lagere score voor deze inkten. Digitale druktechnieken, flexo (waterdragende inkten) en het gebruik van UV inkten behalen een slechte score in deze evaluatie. Door de eigenschappen van deze inkten (grootte van de inktdeeltjes en oppervlakte-karacteristieken) en drukprocessen kan het papier slecht worden ontinkt met de huidige ontinktingsprocessen.

Meestal wordt gebruikt papier dat bedrukt werd met verschillende drukprocessen samen verzameld en afgevoerd om te recycleren. Het aandeel van slecht ontinktbare papieren in de totale hoeveelheid afgevoerd papier, zal de kwaliteit van het gerecycleerde papier beïnvloeden. Bedrijven die papier recycleren, inktproducenten en associaties zijn dan ook steeds op zoek om het ontinkten van papier te verbeteren en om inkten met een slechte ontinktbaarheid te vervangen door inkten die makkelijker te ontinkten zijn (ERPC, 2009).