Biobasierte UV-härtende Offset-Druckfarben
Kurzbezeichnung: Biobasierte UV-Druckfarben
Fogra-Nr. 53.008
Projektleiter: Dr. P. Stolper
Partner: wfk – Cleaning Technology Institute e.V., Krefeld
Förderung: BMWK (IGF) über DLR
Laufzeit: 01.03.2025 - 28.02.2027
Aufgabenstellung und Relevanz
In der heutigen Zeit wird immer wichtiger, Alternativen zu mineralölbasierten Produkten zu finden. Dies gilt auch für Druckfarben, wie aktuelle Trends (z. B. mineralölfreie Zeitungsdruckfarben) zeigen. Für konventionelle Druckfarben existieren bereits Formulierungen auf vegetabilen Rohstoffen. Im aktuellen Projekt sollen neue Bindemittel für UV-härtende Offset-Druckfarben auf Basis nachwachsender Rohstoffe entwickelt werden.
Neben den Rohstoffen ist vor allem die Umweltverträglichkeit der resultierenden Druckprodukte von großer Bedeutung. Daher sollen durch den Einbau verschiedener chemischer Funktionalitäten in die Oligomere (große Bindemittelmoleküle) verbesserte Möglichkeiten zum Recycling geschaffen werden. Diese sollen es erlauben, die Deinking-Eigenschaften der Druckprodukte zu verbessern und die Druckfarbenfilme biodegradierbar (kompostierbar) zu machen.
Ansprechpartner
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Lösungsweg
Um das Ziel des Forschungsvorhabens zu erreichen, sind folgende Schritte notwendig:
- Biogene Bindemittel, Reaktivverdünner und Weichmacher werden synthetisiert und charakterisiert.
- Die neu synthetisierten Komponenten werden hinsichtlich ihrer Materialverträglichkeit gegenüber Druckmaschinenteilen getestet und qualifiziert.
- Aus den qualifizierten Komponenten wird eine Druckfarben-Formulierung entwickelt.
- Die Druckfarben-Formulierung wird hinsichtlich ihrer Materialverträglichkeit untersucht. Damit wird sichergestellt, dass keine Schäden an Druckmaschinen auftreten können.
- Die Druckfarbenformulierung wird ggf. zur Optimierung der Verdruckbarkeit modifiziert.
- Das Deinking-Verhalten der resultierenden Druckprodukte mit den optimierten Druckfarben wird untersucht.
- Die biologische Abbaubarkeit der Komponenten und Druckfarben wird untersucht.
Angestrebte Ergebnisse
Ziel des Forschungsprojektes ist es, alle für ein polymeres Netzwerk UV-härtender Offset-Druckfarben notwendigen Bindemittel auf der Basis nachwachsender Rohstoffe zu entwickeln. Außerdem soll durch die gezielte Einführung funktioneller Gruppen in dieses Netzwerk eine gute Deinkbarkeit und eine schnelle biologische Abbaubarkeit von UV-härtenden Offset-Druckfarben erreicht werden. Die biobasierten Offset-Druckfarben beruhen auf polymerisierbaren Polyestern als Bindemittel. Die polymerisierbaren Polyester werden aus Dicarbonsäuren (z. B. Dodecandicarbonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Furandicarbonsäure, Äpfelsäure, Weinsäure) und Diolen (z. B. Isosorbit, 1,4-Butandiol, 1,3-Propandiol, Propylenglykol, Dihydroxyaceton) dargestellt, die umweltfreundlich aus nachwachsenden Rohstoffen (z. B. Fermentierung) gewonnen werden können.
Um eine UV-induzierte Vernetzung des Bindemittels zu ermöglichen, werden biobasierte Dicarbonsäuren und/oder Diole in unterschiedlicher Menge mit polymerisierbaren Doppelbindungen in die Polyester eingebracht.
Um eine deutlich bessere Abtrennung der biobasierten Offset-Druckfarben im Deinking-Prozess im Vergleich zu den derzeit verwendeten Systemen zu erreichen und somit eine gute Integration in etablierte Recyclingprozesse zu ermöglichen, werden durch die Einpolymerisation geeigneter biogener Komponenten funktionelle Gruppen in das Bindemittel eingebracht. Diese Gruppen erhöhen die Hydrolyseempfindlichkeit der Esterbindungen unter alkalischen Bedingungen.