Еколошки аспекти примене графичких

материјала у графичкој индустрији

Дипломски рад

студент:Предраг Ивановић ГИ14/12

предмет:Графички материјали

ментор:др. Борислав Симендић

Нови Сад, 17.6.2015.

ВИСОКА ТЕХНИЧКА ШКОЛА СТРУКОВНИХ СТУДИЈА у Новом Саду

саДржај

УвоД ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 4

1�Еколошки проблЕми графичкЕ инДУстријЕ �������������������������� 5 1.0.1 Кључни проблеми Графичке Индустрије са аспекта заштите животне средине......................................................................................................................................................5 1�1� Загађења у графичкој индустрији ��������������������������������������������������������������������� 6 1.1.1.Загађењеводе...............................................................................................................61.1.2.Третманводе................................................................................................................61.1.3.Загађењеваздуха..............................................................................................................6 1.1.4.Утрошакенергије.............................................................................................................6 1�2� Загађивачи животне средине ������������������������������������������������������������������������������ 7 1.2.1.Загађивачиживотнесрединемогусеподелитина:..................................................7 1.2.2.Премаагрегатном стању загађујућихматерија које се испуштају, загађивачиемитују:..........................................................................................................................................71.2.3.Загађујућематеријеизазивајузагађивањеживотнесредине,којеможебити:...........7 1.2.4.Хемијскозагађивањепредстављасвакупроменухемијскогсаставаживотнестедине,односно,екосистема(ваздуха,воде,земљиштаихране)...........................................71�3� остали загађивачи ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 8

2� Еко ДиЗајн ����������������������������������������������������������������������������������������������������� 9 2�1� општи преглед ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 9 2�2� процена животног циклуса производа (LCA) ���������������������������������������������� 10 2.2.1.Угљеничниотисакпроизвода.........................................................................................10 2.2.2.Законодавствоиекоознаке...........................................................................................10 2�3� Еко дизајн у индустрији амбалаже и штампе ������������������������������������������������112.3.1.Екодизајниранаамбалажаможедасадржиследећепараметре:........................11 2�4� Значај �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 12

3�станДарДи и станДарДиЗација ������������������������������������������������������� 13 3�1� Дин стандард ����������������������������������������������������������������������������������������������������� 14

4� матЕријали У графичкој инДУстрији �������������������������������������� 15 4�1� полимери ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 15 4.1.1.Биополимери....................................................................................................................164.1.2.Особинеиобластиприменеполимера.......................................................................17 4.1.3.Грађаисвојствасинтетичкихполимера..................................................................18 4.1.4.Применасинтетичкихполимера................................................................................18 4.1.5.Биопластика...................................................................................................................19 4�2� папир �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 20 4�3� лепила ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 21 4�4� кожни мтеријали ������������������������������������������������������������������������������������������������ 22 4�5� боје ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 23 4.5.1.Саставбоје..................................................................................................................23 4.5.2.Улогабојеипигмената...............................................................................................24 4.5.3.VOCматерије...............................................................................................................25 4.5.4.Бојенабазирастварача..............................................................................................26

4.5.5.Функционисањесистемабоја.....................................................................................26 4.5.6.Стабилностбоје.........................................................................................................26 4.5.7.Утицајграфичкихбојанарадноокружењеизапослене.........................................27 4.5.8.Мерезасмањењенегативногутицајанараднусредину.........................................27 4.5.9.Еколoшкебоје...............................................................................................................28 4.5.9.1.Бојенабазибиљнихуља....................................................................................................28 4.5.9.2.Бојенабазиводе...................................................................................................................84.5.9.3.Бојезадигиталнуштампу..................................................................................................28 4�6� Утицај графичких материјала на окружење – емисије у води и ваздуху��29 4.6.1.Осталиштетниреспираторнигасови.....................................................................30 4.6.2.Мерезасмањењенегативногутицајаграфичкихматеријаланаживотнусредину....................................................................................................................................................314.6.3.Ефектиупотребееколошкихматеријалауофсетштампи..................................32

5� ЗакљУчак ����������������������������������������������������������������������������������������������������� 33

6� литЕратУра �������������������������������������������������������������������������������������������������� 34

7� прилоЗи ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� 35

4

УвоД

У најширем смислу речи, животна средина (the Environment, die Umwelt) је све оно што чини околину људског бића. Она је укупна комбинација свега ван људског организма укључујући три сфере: ваздух, воду и земљу, као и сва остала биолошка бића.

У животну средину спадају и параметри као што су: • температура, • притисак, • енергетски ресурси, • расположивост хранљивих материја, • као и сви физичко-хемијски фактори, којима су изложена жива бића.

Животна средина је, дакле све оно што има утицај и што потпомаже постојање живота. Када се говори о заштити животне средине, у литератури се могу срести и други изрази, као што су: човекова средина, околина, природна средина, радна средина. Сваки од њих односи се на део простора на планети Земљи. У овим поделама кључну улогу имали су социолошки, урбанистички, медицински и економски прилази, који су довели до локалних приступа појединачним областима и у складу са тиме и до нуђења решења за сваку, област посебно.

Међутим, овакав, локалан приступ посматрања проблема, иако је у почетним фазама изгледао економски врло оправдан и ефикасан, у далекосежном смислу показао је озбиљне мане. Разлог томе је управо погрешно издвајање мањих целина у оквиру животне средине и њихово изоловано проучавање. Планета Земља је наша животна средина и једино она представља јединствени систем.

Постоје три основна задатка која се намећу при започињању дискусије о проблему заштите животне средине:

• Одређивање посматраног система: -које је неопходно због наглашавања интеракције и међусобне зависности између различитих делова животног окружења.

• Наглашавање интердисциплинарности: -која заправо захтева одбацивање фокусирања само на један аспект посматраног проблема. Ово је кључно за разумевање функционисања животне средине и поштовање њене комплексности и разноврсности.

• Примена глобалне перспективе: -неки од најозбиљнијих проблема животне средине данас су глобални и сходно томе захтевају глобална решења.

Заштита животне средине је дисциплина која настаје као реакција на искоришћавање Земље, једине планете погодне за живот човека, до крајњих граница њених могућности. Велики број научника упозорава да је опстанак планете доведен у питање, због погрешног искоришћавања природних ресурса и нарушавања природне равнотеже.

Уништавање Земље човек врши на сопствену штету, јер небрига о животној средини доводи до озбиљних ако не и неповратних оштећења онога што би се могло назвати Земљиним системима за одржавање живота: еколошких процеса који регулишу килму, чистог ваздуха и воде, регулације водених токова, рецикалже суштински значајних елемената, обнављања земљишта и уопште система који чине планету погодном за живот.

Овај рад ће се бавити проблемима животне средине који долазе из графичке индустрије, било да су ти проблеми изазвани директно или индиректно. Такође ће овај рад покушати да одговори на потенцијална решења ових проблема као и представити важне стандарде за што бољи рад и организацију у штампарском предузећу.

5

1�Еколошки проблЕми графичкЕ инДУстријЕ

Графичка индустрија је једна од најразвијенијих индустријских грана 21-ог века. Технике штампе и разноврсност материјала омогућавају широку примену.

Међу најчешће коришћеним материјалима су: • Папир • Лепенка • Картон • Пластика • Метал • Текстил

У зависности од врсте материјала постоје пет основне технике штампе: • Висока • Дубока • Пропусна • Равна • Дигитална

Технике штампе захтевају боје различитих густина и квалитета у зависности од врсте материјала на који се врши штампа. Међутим оваква индустрија увек поседује кључне проблеме и процедуре према којима се сваки процес мора извршити. Оваква распрострањена делатност и масовна производња обавезно мора да обрати пажњу на заштиту животне средине као и очување здравља околине.

1.0.1КључнипроблемиГрафичкеИндустријесааспектазаштитеживотнесрединејесу:

• Загађење ваздуха, нпр. ослобађање нестабилних органских једињења у атмосферу (оваква једињења настају због коришћења растварача) • Неправилно руковање и одлагање опасних материјала као што су растварачи и фото-хемијски отпади. • Загађење воде, испуштање токсичних материјала у реке, токове, канале (слика1). • Коришћење велике количине енергије за процес штампе као и испуштање велике количине гасова при транспорту који доприноси ефекту стаклене баште и климатским променама. • Угрожавање здравља радника због велике буке при самој производњи као и могућност обољевања од токсичних гасова који настају при процесу штампе.

Овакав систем онемогућава одржавање животне средине као и очување здравља радника.

слика1:отпадневоде

6

1�1� Загађења у графичкој индустрији

1.1.1.Загађењеводе

Штампарска индустрија има негативан утицај на коришћење доступних ресурса воде јер захтева велике количине у већини процеса штампања, па чак и при дигиталној штампи. Загађење воде укључује увођење отпатка, седимената, уља, масти, индустријски кориштених вода, лако запаљивих течности као што су боје итд. у површински систем вода који често могу загадити и подземне воде. Употреба велике количине воде се може смањити помоћу рециклаже воде која се користи за пресе, и коришћењем прскалица и славина са притиском. Све штампарске индустрије имају законску обавезу да чисте отпадне воде пре одлагања.

1.1.2.Третманводе

Третман воде се користи за оптимизацију већине индустријских процеса на бази воде, као што су: • грејање, • хлађење,• прерада, • чишћење и • испирање, тако да се смањују трошкови пословања и ризици.

Лош третман воде омогућава интеракцију воде са површинама цеви и судовима који га садрже. Парни котлови могу кородирати, а то значи више потребног горива за загревање исте количине воде

У многим случајевима, за прераду отпадних вода из једног процеса може бити савршено погодна за поновну употребу у другом процесу. Уз правилан третман, значајан проценат индустријске отпадне воде на лицу места може бити погодан за рециклажу. Ово може да уштеди новац на три начина: • ниже трошкове за мању потрошњу воде, • нижи трошкови за испуштање индустријских вода и • ниже трошкове енергије због опоравка енергије из рециклираних отпадних вода.

1.1.3.Загађењеваздуха

Загађење ваздуха је емитовање нечистоћа у ваздуху, укључујући: • мирисе, • испарљива органска једињења, • дим, • прашину, • гасове • и чврсте честице било које врсте.

Предузећа су под законском обавезом да одржавају и правилно одлажу штетне гасове на што ефикаснији начин да би се спречила полуција ваздуха. Индустријски пречистачи ваздуха су дизајнирани за одвођење испарења, сакупљање дима, сакупљање индустријске прашине, филтрацију и хватање већине прашине и магле. Постоји могућност пред филтрације и коришћење специјалних филтера у зависности од величине честица или прашине у сврси боље контроле. Индустријски вентилациони системи су дизајнирани тако да одговарају специфичним процесима. Овакав систем обезбеђује одржавање животне средине као и очување здравља радника.

1.1.4.Утрошакенергије

Штампачи колективно користе значајну количину електричне енергије за покретање штампе. Индустрија може усвојити мере за смањење потрошње енергије преласком на зелене добављаче електричне енергије и регулаторима потрошње енергије. Сматра се да све док нови еколошки добављачи енергије не буду довољно присутни, потрошња енергије ће се задржати на стварању емисије угљеника. Неке штампарије су усвојиле такозване "угљеник неутралне" шеме за офсет штампу. Међутим, ове шеме немају сврхе ако се не зна тачан узрочник емисије.

7

1�2� Загађивачи животне средине

1.2.1.Загађивачиживотнесрединемогусеподелитина:• Природне • Вештачке

Природни загађивачи су природне појаве (вулканске ерупције, пешчане олује, земљотреси, шумски пожари, тајфуни, поплаве..)

Вештачки загађивачи су створени радом човека (антропогени) у директним или индиректним процесима, а то су:

• Извори загађења везани за експлоатацију и прераду минералних и других сировина (рудници, металургија, хемијска индустрија, прехрамбена индустрија,..) • Извори загађења везани за саобраћај (друмски, ваздушни, водени) • Извори загађења везани за трансформацију хемијске у неки други облик енергије (термоелектране, топлане, нуклеарне електране,..) • Извори загађења везани за комунални отпад (депоније,сметлишта, ..) • Извори загађења везани за пољопривредне делатности (запрашивање, ђубрење, велике фарме животиња,..)

1.2.2. Према агрегатном стању загађујућих материја које се испуштају, загађивачиемитују:• Отпадне воде• Отпадне гасове• Чврсте супстанце• Комбиноване загађујуће материје

1.2.3.Загађујућематеријеизазивајузагађивањеживотнесредине,којеможебити:• хемијско, • физичко, • биолошко, • радиоактивно и др.

1.2.4.Хемијскозагађивањепредстављасвакупроменухемијскогсаставаживотнесредине,односно,екосистема(ваздуха,воде,земљиштаихране),амогугаизазвати: 1. Природне органске материје и органски отпаци који доспевају у животну средину као споредни или отпадни продукти технолошког система. Они подлежу природној разградњи. У ограниченом обиму могуће је самопречишћавање екосистема што је у директној вези са његовим капацитетом, односно, количином отпадних органских материја које се уносе. (нпр. разлика у количинама љуске од кромпира фабрике чипса, и једног домаћинства)

2. Различита једињења неких хемијских елемената као што су жива, олово, цинк, бакар, кадмијум, арсен и др., јер изазивају негативне здравствене последице, а представљају отпадне продукте металуршке и металопрерађивачке индустрије

3. Читав низ органских једињења (фенол, бензен, нитрометан, полициклични угљоводоници, PCB), имају канцерогено дејство на људски организам а долазе из индустрије полимерних материјала, производње средстава за заштиту биља и др.

4. Загађујуће материје неорганског и органског порекла које су масовно произведене индустријским путем намењених широкој употреби, а доводе до дуготрајног контаминирања средине јер се веома тешко, или никако не разграђују.

8

1�3� остали загађивачи

Најопасније од ових супстанци су детерџенти, инсектициди и пестициди. Они се преносе у све организме, укључујући и човека. Акумулирају се и изазивају штетне последице по здравље људи и виталност осталих живих бића, као и за животну средину.

Радиоактивно загађење подразумева промену природне радиоактивности животне средине која је изазвана људском делатношћу. Може се схватити као повећање степена радиоактивности изнад нивоа природног фона.

Радиоактивно загађање представља један од најопаснијих облика загађења животне средине јер се људским чулима не детектује, а делује на генетички систем уништавајући и мењајући наследне особине уз настанак малформација (деформација), а у већим дозама изазива и смрт.

Физичко загађивање животне средине обухвата загађивање чврстим отпадом; чађи, пластичном амбалажом, прашином, а такође и буком и топлотом.

Загађивање чврстим отпадом нарочито је изражено у урбаним и индустријским подручјима (пре свега, комунални отпад). Та врста отпада је по природи веома хетерогена, а садржи природне и вештачке материјале које имају различиту могућност природне разградње. Природним путем веома се тешко и споро разграђује пластика, гума и др., док се органски отпад (нпр. намирнице), релативно лако разграђује процесима минерализације.

Чврсти (комунални) отпад данас се разврстава и користи као секундарна сировина у максималној могућој мери. Органски отпаци (нпр. отпаци из прехрамбене индустрије) где је могуће, користе се се као сировине (сурутка, коштице од воћа,..), а могу да се врате и у природно окружење (нпр. биљни отпаци се компостирају), или се спаљују (инсинерација).

Инсинерација комуналног отпада у неким земљама је веома заступљена јер је то безбедан начин уклањања смећа без потребе да се граде велике депоније.

Комунални отпад (слика2) је крути отпад који настаје у стамбеним насељима, а укључује смеће из домаћинстава, индустрије и привреде, вртни и тржишни отпад, разни комадни отпад, грађевински отпад, остатке од обраде комуналних отпадних вода. У принципу, комунални отпад спада у надлежност комуналних подузећа.

слика2:комуналниотпад

9

2� Еко ДиЗајн

Еко дизајн (зелени дизајн, одрживи дизајн, дизајн заштите животне средине, еколошки дизајн) полази од претпоставке да ефекти које производ има на животну средину треба да се узму у обзир и да они треба да се умање у свим фазама животног циклуса производа.

Ове фазе укључују вађење сировина, процес производње, промоцију и дистрибуцију производа, само коришћење и на крају одлагање. Овај иновативни приступ произашао је и тзв. „end of pajp" (енгл. end of pipe) решења, односно популарне политике за заштиту животне средине.

2�1� општи преглед

Када се у време интензивног индустријског развоја одлучивало о примени одређене производне технологије у потпуности су преовладали економски и технолошки критеријуми. При томе су еколошки критеријуми сматрани за економско оптерећење док у постиндустријској ери ови критеријуми заједно са енергетским постају доминантни.

Масовна производња заснована на традиционалним принципима довела је до тенденције пораста количине отпадног материјала. Услед открића узнемиравајућих доказа о огромним последицама оваквог стања на читав живи свет и њихов опстанак уследило је преиспитивање и измена постојеће технологије и процеса. Главни фокус тада се усмерава на креирање радикално новог концепта - стварања производа са другачијим вредностима.

Реализација такозваног еколошки подобног производа, односно оног производа који је сагласан са заштитом животне средине, један је од првих корака ка остваривању концепта одрживог развоја. Еко дизајн производи су: • флексибилни, • поуздани,• дуговечни, • прилагодљиви, • доградиви и • погодни за вишекратну употребу.

Еколошка подобност производа има велико значење у контексту производње потрошних ресурса.

Фокус производње је ка стварању безотпадних методологија које оптимизују производњу и максимизирају еколошке перформансе.

Основне карактеристике производа еко дизајна: • смањена количине употребљених материјала • употреба рециклираних материјала • употреба материјала из непосредне околине • повећана енергетска ефикасност • повећана дуготрајност производа • употреба материјала са мањим утицајем на животну средину • смањена количина отпада • својство поновне рециклаже амбалаже (рециклабилност) • могућност мерења угљеничног отиска • примењени принципи одрживог развоја

Такође, наглашено је смањење утицаја на животну средину. Ово важи за читав еколошки животни циклус производа, и то од вађења сировине до одлагања производа (чиста производња). Тренутно је циљ да се оптимизује цео друштвено-економски систем производа, као и да се испуне критеријуми одрживог развоја.

Еко дизајн обухвата читав низ параметара, еко алата и стандарда.

Он се служи методом процене животног циклуса, мерењем угљеничног отиска производа, започиње примену стандарда попут еколошких ознака и друго.

10

2�2� процена животног циклуса производа (LCA)

Процена животног циклуса производа је холистички приступ и његова примена може да омогући да се нађу компромиси у избору решења. Овај метод резултује издвајањем жаришта неусаглашености производа са животном средином.

Еколошки дизајн има за циљ унапређење напретка уз смањено „трошење животног окружења". Сви производи имају живот, односно рађају се, живе и умиру. С обзиром на то да производи не могу вечно да трају и бесконачно остварују приходе, неопходно је иновирати их како би им се продужио животни век. Од рађања до умирања производ пролази неколико фаза које чине његов животни циклус. Управо те фазе представљају могућност побољшања. Времена трајања производа су различита, и сходно томе животни век неких производа је неколико дана, неколико месеци или више година.

Метода процене животног циклуса производа оцењује еколошку подобност производа. Она даје увид у међусобно деловање производних процеса и животне средине, равнотеже ресурса, омогућује предвиђање и проактивном деловању на проблем у односу на производњу, употребу и коришћење остатака производа.

Еко дизајн је метод креирања производа који узима у обзир њихов утицај на окружење у свим фазама животног циклуса. То може на пример да резултује избором материјала погодних за рециклажу или биоразградивих материјала за паковање или развој ефикасног прашка за прање у хладној води како би се смањила потрошња енергије машине за прање веша. С обзиром да индустријски производи делују тројако на окружење (дејство процеса настајања производа, дејство експлоатације производа и дејство остатка производа по истеку употребе) еко дизајн има одговорне и важне задатке попут пројектовања затворених циклуса и енергетске анализе који би помогли превазилажењу еколошких проблема.

2.2.1.Угљеничниотисакпроизвода

„Угљенични“ представља скраћеницу за све различите гасове који стварају ефекат стаклене баште, а самим тим доприносе глобалном загревању. С обзиром на то да је угљен диоксид најодговорнији за ефекат стаклене баште тако се и утицај одређеног производа мери се у произведеном CO2. Тако се, на пример приликом сагоревања 1l горива испусти 3 kg CO2. Угљенични отисак се изражава у тонама или килограмима, а најчешћи временски период за који се израчунава је једна година.

2.2.2.Законодавствоиекоознаке

Када се схватило да је проблем угрожене животне средине проблем планетарних размера, шездесетих година већина индустријских земаља спровела је политику заштите животне средине у своје националне стратегије. Многе развијене земље свакодневно повећавају број закона у овој области, и тиме често ограничавају производњу и пласман одређених производа условљавајући модификације процеса. На ове промене утицала је политика, медији и различити облици бојкота потрошача који често врше притисак на велике индустријске гиганте.

Временом су настале и еко ознаке као вид информације о производима. Еколошка исправност може се етикирати на производ само уколико његов састав и сам процес производње није штетан по животну средину. Главна идеја ове иницијативе била је да се омогући потенцијалним потрошачима да разликују производе који су произведени у складу са политиком заштите животне средине и да помоћу моћи коју имају као потрошачи утичу на мењање тржиште. Прва ознака под називом „Плави анђео” за индустријске производе настала је у Немачкој седамдесетих година, а потом су је увеле и друге државе Западне Европе.

Пошто се појавио велики број еко ознака које су само збуњивале потрошаче, формирана је Међународна организација за стандардизацију (ИСО) и то је одмах резултовало стварањем три типа добровољних ознака (ИСО тип I, II и III) у склопу докумената серије ИСО 14020.

Европска унија је 2009. године установила Директиве за Еко дизајн којима се поставио оквир за поштовање обавезе еколошких захтева за коришћење енергије при производњи производа који користе енергију и који се продају у свим државама чланицама. Директиве покривају више од 40 група производа који су одговорни за око 40% емисије гасова стаклене баште у ЕУ.

11

2�3� Еко дизајн у индустрији амбалаже и штампе

Развој и употреба амбалаже на основу еко дизајна има за последицу побољшање заштите животне средине и стварање одрживости процеса. Резултат је смањени еколошки отисак и боље перформансе уз помоћ процене животног циклуса производа. Еколошка амбалажа мора да испуњава функционалне и економске потребе садашњости без угрожавања могућности будућих генерација да задовоље сопствене потребе (у Прилогу у табели 4 и дијаграму 2 можемо видети процес рециклаже).

2.3.1.Екодизајниранаамбалажаможедасадржиследећепараметре:

• минимална употреба материјала, • смањена маса амбалаже, • спречавање неефикасног транспорта, • коришћење обновљивих извора енергије, • употреба рециклираног материјала, • поновна употреба што већег броја делова амбалаже, • употреба биоразградивих материјала, • избегавање материјала који су токсични, • пажљива употреба воде, • заштита радника и др.

Амбалажа (слика3) израђена према принципима еко дизајна захтева детаљнију анализу самог облика паковања, избора материјала, процеса, транспорта и друго. Компаније које примењују принципе еко дизајна смањиле су испуштање штетних гасова, користе више рециклираних материјала, поново користе одређене компоненте паковања и друго. Када произвођачи амбалаже почну да примењују еколошке стандарде, они тиме често подстичу своје добављаче, дистрибутере и остале у ланцу да чине исто.

Врсте еко амбалаже можемо грубо поделити у три групе: рециклирану (израђена од рециклираних материјала), рециклирајућу (изграђена од материјала који се могу рециклирати) и биоразградиву (изграђена од природних материјала).

Амбалажна индустрија уско је повезана са индустријом штампе. Еколошки подобна штампа доприноси очувању животне средине и истовремено јача еколошку конкурентност. Она подразумева иновације технологије штампе, мастила (боје) и папира. Комбинујући, на пример штампу без воде, рециклирани папир и боје прављене на бази соје могу се постићи значајни помаци.

Да би се добио неки графички производ потребно је користити боје које ће се користити при штампи. Боје најчешће садрже хемијске елементе које штете људском здрављу и животној средини јер садрже испарљива органска једињења (VOC - енгл. volatile organic compounds). Боје које се користе у штампи садрже нафтне раствараче, али у бојама од соје неки од нафтних растварача замењени су сојиним уљем. У традиционалној боји VOC је присутан са 20% до 30%, а код боје на бази соје овај проценат може да се смањи на ниво до 5% до 20%. Соја такође кроз процес фотосинтезе смањује количину CO2 и тиме утиче на ублажавање ефекта стаклене баште. Што се употребе папира тиче, постоје многе алтернативе попут рециклираног папира, папира прављеног од органских отпадака, папира од текстилних отпадака, папира направљеног од дрвета који апсорбује угљен диоксид (FSC папир) и слично. Почетком 21. века дизајнери су осмислили еколошки фонт који штеди тонер приликом штампања. Екофонт софтвер штеди боју правећи микроскопске рупице у словима. Оне нису видљиве голим оком на папиру и монитору, али могу да остваре уштеду и до 50%.

слика3:ambalaжакеса

12

2�4� Значај

Загађење животне средине у великој мери потиче од производних предузећа. Да би се спречила или барем ограничила ова нежељна дејства велики број индустријских земаља спровео је националну политику о заштити животне средине. Један од основних циљева ових политика, поред развоја стандарда за заштиту животне средине, јесте развој самих производа. Задатак еко дизајна јесте смањење негативних утицаја на животну средину, али без угрожавања квалитета самог производа. Усвајањем алата еко дизајна подразумева се детаљно анализирање свих утицаја током животног циклуса производа. Уколико би се предузећа посветила овим принципима повећала би се вредност производа на више начина: већа поузданост производа, дуговечност, стварање мање отпада, повећања својства поновног рециклирања, побољшања заштита здравља и друго.

Први кораци у вези заштите животне средине заснивали су се на ублажавању последица загађења, као што су уградња система за пречишћавање. Током времене, ове корективне мере почеле су да уступају место превентивним мерама, за спречавање загађења. У том циљу спроведени су разни видови техничких и организационих мера, да би се превентивно утицало на загађење, што је означило и почетак развоја еколошког менаџмента.

Први корак, у еколошком менаџменту, представљале су мере усмерене на употребу сировина и енергената. Данас се о овоме говори као о организационим мерама, односно организационом приступу. С друге стране, развио се и производни приступ, приступ који узима у обзир све фазе животног циклуса производа.

Основни принципи свих приступа еко-дизајну, односно пројектовању које укључује захтеве за заштиту животне средине су: 1. дефинисање циља: а. унапређење постојећих производа б. еко-дизајнирање новог производа 2. узимање у обзир животног циклуса а. услуге које прате производ б. одређивање потребног квалитета употребног производа ц. индентификација фаза животног циклуса 3. идентификовање извора утицаја а. идентификација улаза и излаза б. оцењивање њихових утицаја на животну средину 4. предлози могућих побољшања а. одређивање кључних фактора који генеришу основни утицај б. предлог могућег побољшања која их ублажавају

Повећање свести о потреби за развојем производа утицало је на повезивање заштите животне средине и развој нових производа. Висока свест потрошача у развијеним земљама и њихов политички притисак на индустрију утицао је на развој стандарда и прописа из области заштите животне средине, који је већ обавезан у неким земљама и предлог директиве Европске Уније. Нови захтеви и процедуре представљани су у стандардима серије ИСО 14000, односно новог стандарда из ове области ИСО/ТР 14062. Евидентно је да проблем заштите животне средине није лако, ни једноставно решив, али да то није проблем само експерата у овој области, и жеља за неким егзотичним производима. Насупрот, овакви стандарди, већ одавно постоје у оквиру сваког предузећа и једино где могу да помогну ови стандарди, јесте у сагледавању где и на који начин би све могло да се интегришу захтеви за заштиту животне средине и тиме смање негативни утицаји на њу. Једини прави начин развоја представља интегрисање менаџмент система ИСО 9001 и ИСО 14001. Сасвим је разумљиво да је немогуће и економски потпуно неисплативо понудити тржишту производе који ће бити у многоме бољи са аспекта животне средине, али то и није циљ. Идеја је да се уради помак у овој области и да се дође до одређених компромиса. Често, као први корак могуће је урадити оптимизацију процеса, која ће постићи двоструки ефекат, како са акпекта смањења утрошка енергије и основног материјала, односно очувања природних ресурса, тако и са аспекта смањења трошкова саме производње.

У блиској будућности предузећа ће бити приморана, да би била у могућности да задовоље све строжије законске прописе, захтеве купаца и својих коопераната, да имплементирају серију стандарда ИСО 14000, односно интегрисани приступ менаџменту, паралелно развијајаући процесни приступ и приступ заштити животне средине кроз серија стандарда кроз ИСО 9000 и ИСО 14000.

13

3�станДарДи и станДарДиЗација

Стандард је документ у коме се дефинишу правила, смернице или карактеристике за активности или њихове резултате (производ или услуга може бити тај резутат) ради постизања оптималног нивоа уређености.

ИСО (енгл. International Organization for Standardization) је највећа институција у свету која развија и публикује међународне стандарде. ИСО је мрежа националних институција за стандарде у 160 земаља, по један члан из сваке земље, има централни Секретаријат у Женеви који координира систем. ИСО (слика4) је невладина организација која представља мост између јавног и приватног сектора. С једне стране многе институције чланица су део структуре владе или им влада даје мандат. С друге стране други чланови имају своје корене у приватном сектору, и формирани су од стране индустријских удружења.

Кључни ИСО стандарди разрађени у оквиру ове организације и применљиви на територији Републике Србије су:

1) Системменаџментаквалитетом-ИСО9001

2) Системеколошкогменаџмента-ИСО14001

3) Системменаџментабезбедностихране-ИСО22000

4) Системменаџментазаштитеибезбедностизапослених-ОХСАС18001

Стандардизација је вид систематизације пословања и сам по себи тражи одређене ресурсе како би се пословање приближило захтевима неког стандарда: ИСО 9001, ИСО 14001, ОХСАС 18001, ХАЦЦП...

Цена се одређује према захтевима корисника, уколико се жели добити вредност тј. уколико се системом жели решити неки проблем и направити нова поставка организације, цена ће бити већа, а уколико је једини циљ добијање сертификата за тендере и извоз, квалитет пројекта је нижи, а самим тим и цена пројекта. Остали врло важни стандарди за графичку индустрију:

•ИСОТЦ130секретаријатграфичкетехнологије(Немачка)•ИСОТЦ42фотографија•ИСОТЦ6папири,картониилепенке•ИСОТЦ100аудио,видеоимултимедијалнисистемииопрема• ИСО 2846-1 садржи универзалну скалу боја (ЕУ,САД(SWOP) и Јапанска скала боја(JAPAN90))•ИСО12647-2стандардзапроцеснеоффсетбоје•ИСО12647-3начинуређивањановинапрекочетворобојногсистемананошењабоја•ИСО12647-5стандардкодситоштампе;

слика4:ИСОлого

14

слика5:табелаформата

слика6:савијањеАформата

3�1� Дин стандард

ДИН (нем. DIN Deutsches Institut für Normung e.V.В.) је немачки национални завод за стандардизацију и представник Немачке у европским и интернационалним организацијама за стандардизацију, као на пример ИСО, CEN, IEC и CENЕLЕC (За развој ДИН Стандарда на Немачкој, Европској и интернационалној сцени погледати Прилог, Дијаграм 1). Тренутно постоји око тридесет хиљада ДИН стандарда који покривају готово сваку технолошку област.

ДИН стандарди: • ДИН 476: Интернационалне величине папира (сада ИСО 216 или ДИН ЕН ИСО 216) • ДИН 946: Одређивање коефицијента трења спојева са вијцима и наврткама под специфичним условима. • ДИН 1451: Одређује врсте знакова (слова и бројеви) које користе немачке железнице, као и саобраћајни знаци у Немачкој. • ДИН 5008: Правописна и друга правила при обради текста, као на пример - формат за датум, време и бројеве. • ДИН 31635: Стандард за транслитерацију арапског алфабета.

ИСО 216 (некадашњи ИСО 476) (слике5и6) је ИСО стандард за формате папира који се најчешће употребљавају у свету. ИСО 216 прописује дужину и ширину папира за А и Б серије.

15

4� матЕријали У графичкој инДУстрији

4�1� полимери

Природни полимери - дрво, гума, памук, вуна, кожа, свила, целулоза, ензими; (Ови полимери су се производили од природних органских материјала животињског и биљног порекла). Синтетички (вештачки) полимери - пластика У индустријској производњи полимери с е користе за израду: • Посуда за храну и пиће • Фолија, кућишта за рачунаре и мониторе, • Текстила, медицинских уређаја, пена, боја • Играчака, апарата, сочива, зупчаника, електронских и електричних производа, каросерија и делова аутомобила

Полимери су дугачки ланци молекула, а називају се и макромолекули или џиновски молекули. То су супстанце настале међусобним повезивањем молекулских једињења (мономера), који се обично понавлјају по неком правилу, у велике молекуле (макромолекуле). Настају у реакцији полимеризовања, односно хемијским повезивањем мономера. 1) Биополимери • Целулоза - природни макромолекул који настаје фотосинтезом • Полисахарид скроб - природни полусахарид • Кератин полипептид - длака, кожа , нокти, рогови, свила, вуна • Каучук полиизопрен - млечни сок неких биљака 2) Полусинтетички полимери • Хемијски модифицирани биополимери из целулозе • Целулоид, ацетатна свила из беланчевина (казеин из млека) 3) Органски синтетски (умањени) полимери добијени хемијском синтезом (полимеризацијом) из једноставних органских једињења. 4) Аноргански полимери - добијени хемијском синтезом (полимеризацијом) из једноставних органских и неорганских једињења. Ланац макромолекула није из угљеникових атома.

Утицајни фактори на својства полимера који одређују својства неког полимера зависе од: молекулске масе, степена полимеризације, структуре, заступљености аморфне односно кристалне структуре, адитива.

Молекулска маса Молекулска маса полимера је збир молекулских маса мономера од којих је изграђен полимерни ланац. Повећањем дужине полимерног ланца, односно са повећањем молекулске масе повећава се чврстоћа, вискозитет као и напон при лому. Што је дужи полимерни ланац потребна је и већа енергија да се раскину секундарне везе.

Степен полимеризације је однос молекулске масе полимера према маси јединичне ћелије (мономера). Мономер (јез. грч. mono - један, meros - део) је основна јединица за мерење молекула. Полимеризовање молекула значи међусобно повезивање.Што је већи степен полимеризације, већи су вискозитет и чврстоћа.

Својства полимера (структура) не зависе само од врсте мономера од којих су сачињени него и од њиховог распореда у молекуларној структури.Степен кристала у структури полимера значајно утиче на физичка и механичка својства. а) Линеарни полимери - полимери у облику ланаца. б) Разгранати полимер - попречни ланци се додају на главни ланац приликом синтезе полимера. ц) Попречно повезани полимери-суседни ланци су повезани попречним ковалентним везама (термостабилни или термостабилне пластике као што су епоксиди, феноли и силикони) д) Умрежени полимери се састоје од тродимензионалних мрежа, где су присутне три или више ковалентних веза.

Адитиви се додају полимерима непосредно након полимеризације или пре прераде у готов производ, ради побољшања одговарајућих својстава. На тај начин се побољшавају: оптичка својства, механичка својства и прерадивост.

16

4.1.1.Биополимери

Нови тренд развоја пластичних материјала представља производњу пластичних материјала који су биоразградиви. Биополимери (слика7) су макромолекулска једињења, молекулске масе од неколико хиљада до неколико стотина хиљада, који се у природи налазе као делови биљних или животињских ткива. За такве материјале каже се да потичу из обновљивих извора (енг. renеwабле recourdes). Два основна проблема која се јављају код пластике јесте њен животни век и то што се производи од нобновљивих сировина, као што су нафта угаљ и природни гас. Како би се превазишли ови проблеми тражена је алтернативна за конвенцијалне полимере, односно пластику. Истраживањасу била усмерена на производњу биоразградивих полимера који се праве од обновљивих извора као што су биљке. Израз биоразградиви значи да се одређена супстанца може разградити на једноставније супстанце под утицајем микроорганизама, услед чега не остају сувишни и отпадни делови или супстанце које се нагомилавају у околини.

Разлог због чега конвенцијални полимери нису биоразградиви лежи у њиховим дугим ланцима молекула, који су превелики и превише добро међусобно повезани да би били раздвојени од стране било којих микроорганизма. За разлику од конвенционалних, полимери нису биоразградиви помоћу микроорганизама. Квалитет производа од биопластике се оцењује не само биоразградивошћу, него и функционалношћу производа. Биоразградив производ је бескористан ако не може задовољити захтеве који се постављају пред њега у виду механичке и хемијске отпорности, трајности итд.

Bитно je да се произвођачи биопластике посвете не само биоразградивости материјала, него и другим својствима полимера како би нови полимери били конкурентнији конвенцијалним полимерима. Биопластике покривају широк спектар материјала од којих сваки има различите особине, што им даје могућност примене у разним пољима индустрије. Већина биоразградивих полимера има једну заједничку особину - јако добру отпорност на водену пару, у неким случајевима чак неколико пута већу него код конвенцијалних полимера.

Филм на бази скроба задржава оптималну влажност за свеже упаковано воће и поврће. Биоразградива амбалажа се увелико користи на масовним догађајима као и паковање и амбалажаза за брзу храну и чаше за једнократну употребу. Биопластике су показале и одличне особине код штампе. Одређени биополимери имају висок сјај, високу провидност, добра баријерна својства на мирисе, одлична баријерна својства на мирисе, одлична баријерна својства на кисеоник, пријатан осећај на додир и антистатичке особине.

Својства отпорности се додатно побољшавају кроз метализирање или формирање више слојева. Биоразградиви полимери ће сасвим сигурно постати доминантни полимери за израду већине амбалаже у будућности. У прилог овоме иду повишена свест, како купаца тако и многих влада Европе, које су већ донеле законе о биоразградивим материјалима.

То су међусобно врло различита и сложена једињења и могу се сврстати у неколико група: • Полисахариди • Лигнин или полимерни материјали на бази кониферил алкохола • Протеини (беланчевине) или природни полиамиди • Природни каучук • Природне смоле

Три типа биополимера који су од есенцијалног значаја за живот су угљени хидрати, беланчевине и нуклеинске киселине. Преко угљених хидрата и њиховом разградњом, сунчана енергија се користи за одржавање живота, помоћу беланчевина катализују се реакције које су укључене у животне процесе, а значај нуклеинских киселина је у томе што имају читав низ функција као што је на пример, улога преносиоца наследних особина и синтеза беланчевина у ћелијама.

слика7:екстракцијабиополимера

17

4.1.2.Особинеиобластиприменеполимера

• термопластичне• термостабилне• еластомере

Термопластични полимери (термопласти) имају аморфну или делимично кристаласту структуру састављену од линеарних разгранатих макромолекула међусобно повезаних слабим секундарним везама. Најзначајнији фактори који утичу на понашање су температура и степен деформације. Утицај температуре на чврстоћу и крутост термопластичних полимера је сличан као код метала; чврстоћа и модул еластичности се смањују са порастом температуре а жилавост се повећава. Ови полимери се могу рециклирати. Нису подлежни јаким температурама уз изузетак тефлона.

Примери термопласта: полистрирен, најлон, плексиглас, тефлон. Термостабилни полимери (дуропласти) очвршћавају приликом прераде при повишеној температури или под дејством светлости. Приликом очвршћавања доалази до хемијских реакција које доводе до неповратних процеса умрежавања макромолекула, па се ови полимери називају термоумрежени полимери. На собној температури су тврди и крти, не растварају се.

Деформабилност (губљење еластичности) се трајно губи код ових полимера током завршне прераде тј. при загревању. На довољно великим температурама они се угљенишу и разграђују. Примери дуропласта: бакелит, гума, силикон, епокси смоле. Еластомери су велика фамилија аморфних полимера чија је температура остакљивања ниска. Они имају мали модул еластичности. Једно од својстава еластомера је хистерезисни губитак при растезању или компресији. Петља у смеру казаљке на сату изазива губитак енергије при чему се механичка енергија претвара у топлоту.

Пластике су вештачке (синтетичке) материје које имају аморфну макромолекуларну структуру. Полупроизводи и финални индустријски производи се добијају из сировине нафте(слика8) или из биљних и животињских сировина (слика9).

Полазне сировине за производњу пластика могу бити:

1)минералног порекла 2)органског порекла• нафта • биљног• угаљ • животињског• земни гас

слика8:добијањепроизводаиполупроизводаизнафте

слика9:добијањепроизводаиполупроизводаизбиљнихиживотињскихсировина

18

слика10:пластомери слика11:еластомери слика12:дуромери

4.1.3.Грађаисвојствасинтетичкихполимера

Синтетички полимери су материјали који настају процесом полимеризације малих молекулских јединки. Ту се молекули мале масе (мономери) међусобно спајају и добијају се молекули велике молекулске грађе (полимери).

Деле се на три врсте: 1. пластомери (термопласти) (слика 10) су синтетички полимери чији су молекули дуги, линеарни и разгранати ланци. Основно својство пластомера је да загревањем омекшају или растале, а хлађењем очврсну не променивши својства. 2. еластомери (слика 11) су синтетички полимери чији су молекули међусобно повезани мањим бројем попречних веза.Обликују се савитљивошћу (растегљивошћу) при собној температури. 3. дуромери (дуропласти) (слика12) су грађени од густо умрежених полимерних молекула. То су тврди материјали који се могу преобликовати загревањем и лако се ломе.

Пластичне масе имају бројне предности у односу на природне материјале: • добри су топлотни и електрични изолатори • отпорни су према води • отпорни су према киселинама • нису изложене корозији • лакше се обликују • добро апсорбују вибрације • имају низак фактор трења, и отпорнији су на трошење Врло лоше својство пластичних маса које је узрок великих светских еколошких проблема је њихова биолошка неразградивост.

4.1.4.Применасинтетичкихполимера

Синтетички полимери који припадају пластомерима су: • полиетилен (PE) који се добија полимеризацијом етена при одређеним условима уз катализатор, а служи за израду пластичних фолија, врећица, посуђа, играчака, боца и цеви. • поливинил - хлорид (PVC) који се производи из винил-хлорида, а из њега се производе фолије, изолације, играчке, разна влакна...

Синтетички полимери који припадају еластомерима су: • Гума која се добија из дрвета каучука или другим путем, а користи се првенствено у производњи аутомобилских гума.

Синтетички полимери који припадају дуромерима су: • Бакелит је један од најстаријих дуропласта, а од њега се израђују алати, телефони, утичнице, пластичне плоче...

Данас, пластика замењује друге еколошке материјале у многим индустријским гранама, нарочито у производњи амбалаже, због тога је количина отпадне пластике у сталном порасту. Пластику је потребно рециклирати чиме се на тај начин, смањује простор потребан за одлагање и потенцијално штетан утицај на животну околину, тиме се штеде природни ресурси. Ови материјали могу бити и еко-употребљиви што је могуће приказати на много начина. нпр: изолација зграда, омогућавају лагане и сигурно упаковане производе, смањују тежину аутомобила или га утишавају, искоришћавање енергије сунца и ветра као извора енергије.

19

4.1.5.Биопластика

Последица употребе нафте као сировине у готово свим индустријама довела је до њеног драстичног смањења у волумним залихама света. Једна од важнијх прерађевина нафте је пластика која се употребљава за израду амбалаже, цеви, лепила, изолацијских и многих других материјала. Међутим, без обзира на неизмерну важност пластике показало се да је један од највећих проблема данашњег отпада. То су били довољни разлози научницима да пробају осмислити материјал чија сировина није нафта и који ће се моћи брже и безопасније разграђивати.

Постоји читав низ полимерних материјала који долазе из природних извора. То су пре свега природни полимери, али и они имају бројна хемијска и физичка изједначавања граничних вредности како би се могли назвати биополимерима. Иако постоје многи материјали који се прерађују у биополимере, најзанимљивији су међу њима скроб и млечна киселина. Скроб се у економском погледу може упоредити са петрохемикалијама, а на основу скроба израђује се неколико врста биоразградљиве пластике. Последња генерација биопластике (слика13) начињена је у потпуности од скроба те је потпуно разградива.

Карактеристике биопластике су више него задовољавајуће с еколошке, али и економске стране. Био полимер (пластика) је откривен чак 1954. године, но тек су у последње време откривена и његова занимљива својства. Наиме, има високу тачку топљења и то између 220 и 225°C што поспешује отпорност на топлоту. Затим је ту и важно својство херметичности (не пропушта испаравање), и отпорност на масноће. Јача је 20 до 30 % од данашње најкориштеније PLA пластике, а оно најбоље је у томе да се распада брже него PLA. Студије су показале да материјал губи своју постојаност већ након две недеље, а након четири недеље се потпуно разгради, али сама брзина разградње се може регулисати уколико је потребно.

Будућност биопластике чини се веома обећавајућом, јер се прогнозира шира употреба управо због њених одличних својстава сличних пластици добијеној из нафте, али брже биоразградивости. Такође, еколошки је прихватљивија јер не зависи од нафте, а количина ослобођеног угљен-диоксида приликом разградње може бити и до 70% нижа у односу на пластику произведену од нафте. Будућност биопластике чини се веома обећавајућом, штовише прогнозира се шира употреба управо због њених одличних својстава сличних пластици добијеној из нафте, али брже биоразградивости. Такође, еколошки је прихватљивија јер не зависи од нафте, а количина ослобођеног угљен-диоксида приликом разградње може бити и до 70% нижа у односу на пластику произведену од нафте.

слика13:биопластика

20

4�2� папир

Папир је слој танких целулоидних влакана које углавном служи за штампање, писање и цртање. Прави се разних облика и формата, као и разних боја. Екстактује се најчешће из дрва, али тропска дрва нису погодна за производњу папира. Најбољи папир се прави од биљака које садрже много целулозе у својим влакнима или од крпа од природних материјала као што су памук и лан. Кинези су тврдили да им је јефтиније да производе хартију него свилу и да је она погоднија за писање од трака дрвета или бамбуса, нарочито за неке дугачке књиге. На западу је папир заменио пергамент као најпогоднија подлога за писање.

Потом се ово сазнање проширило и на Европу и радионице за израду папира су се појавиле свуда где је било довољно воде за производњу папира. Око 800. године у Багдаду се прави прва фабрика папира. Производња се ширила преко Сирије и Египта на Сицилију и у Андалузију. Тако се у 13. веку папир проширио Европом и заменио скупоцени и ретки папирус и пергамент.

Од природних полимера у производњи папира и картона користе се: 1) скорб и његови деривати, 2) целулоза, , 3) алгинати 4) казеин, , 5) лигнин 6) хитозан

Скроб и његови деривати се првенствено сврставају у помоћна средства, тј. он побољшава својства папира и картона, као и сам процес добијања карона и папира. Представља хомогену супстанцу. Састоји се од амилозе и амилопектина (слике 23 и 24, уПрилогу), градећи заједничке кристале. Скроб је полусахарид, и настаје фотосинтезом из угљендиоксида и воде у практично свим биљкама. У асимилационој фази, као први продукт асимилације настаје тешко растворени тзв. асимилациони скроб и складишти се у облику ситних безбојних микроскопских честица - гранула између хлоропласта. Настали скроб се преко ноћи поново ензимски разграђује до глукозе и малтозе.

Један део насталих шећера биљака користи се при синтези нових ћелија и добијање енергије за одржавање животних функција. Други део настале глукозе и малтозе, које су растворене у води, се транспортују до складишних органа (семенке, корење, луковице итд.) преводи у скроб и у облику гранула различите величине складишти у леукопласту. Величина, облик и унутрашња структура гранула је врло сложена и зависи од врсте биљке која синтетизује скроб.

Биљке у току једне године синтетизују око 1,9 милијарди тона скроба. Скроб са задовољавајућим степеном чистоће се добија најчешће "мокрим" поступком.

Најчешће сировине из којих се вади скроб су: кукуруз, жито, кромпир, пшеница, пиринач.

Скроб и његови деривати (ањонски и катјонски скроб) је биолошки разградив у води и спада у супстанце које нису опасне за животну средину.Најчешће се меша са старим папиром или се користи за производњу бездрвног папира или картона. Алганати се користе за припрему премаза папира и картона, и добијају се екстракцијом одређене врсте морских алги загрејаним натријум - хидроксидом и накнадним таложењем натријум - алгината неком разблаженом киселином. Спречавају продирање других компоненти премаза у поре папира. Хитин је практично нерастворан у води и код других растварача због својих дугих ланаца. Може се растворити отклањањем ацетил групе добијањем хитозана. Представље линеарни аминополисахарид. Налази се у оклопу љускара (крабе ракови), зидовима ћелија неких гљива и код великог броја инсеката. Казеин се раније користио као везиво при припреми премаза, а данас се користе протеини добијени из сојиног уља (биљни протеини).

Предности: једноставна припрема, велика моћ везивања на папир, отпорност премаза на воду, одређена моћ дисперговања и самодисперговања

Мане: нестабилан квалитет, лака разградња под дејством бактерија, појава пене.

21

4�3� лепила

Лепила служе за повезивање делова сачињених из истих или различитих материјала (лепљење). Лепила представљају супстанце органског или неорганског порекла. Лепљење се заснива на физичком принципу адхезије (силе привлачења на сучељу два материјала) и кохезије (међумолекуларне силе у самом лепку).

Лепила имају сл. карактеристике: • вискозност • влажност (брзина сушења) • еластичност • механичка чвстоћа

Предности лепила су: • за спој је потребно мало простора и нису потребне рупе или високе температуре; • напрезања се једнолико распоређују на великим површинама. Делови могу бити тањи; • спојеви су непропусни, отпорни на корозију и не мењају својства материјала; • еластичност лепка може надокнадити топлотно истезање, те ублажити ударце и вибрације; • једноставна серијска производња.

Недостаци лепила су: • мала чврстоћа; • неки кориштени материјали могу бити отровни; • нису постојани на вишим температурама; • јављају се појаве старења и пуцања; • могу бити осетљиви на влагу; • могу бити потребни уређаји за стезање; • време споја може бити дуго, а потребна припрема скупа.

Имамо две врсте лепила добијених: 1. синтетички полимери - растворених у води, растворених у органским растарачима, диспергованих у води,термореактивни и термопчластични 2. растварањем природних полимера у води - (скроб и глутен)

Биоадхезив (слика14) је природни полимерни материјали који делују као лепила. Израз се мање више користи за описивање лепила које се формира синтетски из биолошког мономера: као што су шећери, или означава синтетички материјал намењен адхезији биолошког ткива. Биоадхезив се састоји из различитих хемијских елемената, али протеини и угљохидрати чине главни део њеног хемијског састава. Протеини: лепкови од желатина и угљохидрата су се користила дуги низ година, али још увек не могу да парирају синтетичким алтернативама, због споријег сушења. Израда графичких производа је због тога бржа код синтетичких лепила. Високо квалитетна лепила налазе се у природном свету која се тренутно проучавају, али још увек нису у широкој комерцијалној употреби. На пример, биоадхезив луче микроби, морски мекушаци и ракови. Они имају тенденцију биокомпатибилности, односно корисне за биомедицинске апликације које укључују кожу или друга ткива. Нека биоадхезив лепила чак лепе и под влажним срединама и водом, док други могу држати ниске површинске енергије - неполарне површине попут пластике. У посљедњих неколико година, синтетичка индустријска лепила су под утицајем бриге за средину, здравље, сигурност питањима која се односе на опасне материје и супстанце, емисије запаљивих органских спојева, те потешкоће у рециклирању или поновном посредовању лепила која произлазе из петрохемијске сировине. Растуће цене нафте могу стимулирати комерцијални интерес за биолошки алтернатива синтетичка лепила.

слика14:биоадхезивнолепило

22

4�4� кожни мтеријали

Пергамент и кожа животиња (слика15) су најплеменитији и најстарији материјали за пресвлачење у графичкој доради и углавном налазе примену за израду луксузних производа графичке дораде. Квалитет зависи од: • начина шивења • природе коже • бојења • стањивања• бељења • утискивања пригодног рељефа

Кожа је као спољашњи омотач састављена д 3 главна дела: 1) спољног слоја (епидерма-покожице) 2) средњег слоја (крзна) 3) доњег слоја (масног ткива са знојним и лојним жлездама)

Процес прераде коже састоји се у одстањивању горњег и доњег слоја а задржавају се средњи(еластични) и отпорни слој који пролази кроз специфичну обраду. Ако је сува, сирова кожа је рожната, а ако је влажна трули, па се мора штавити. Штављење је својство сирове коже да се хемијски веже са биљним или минералним материјалима. Тиме се млитава влакана сирове коже претварају у чврста. После штављања кожа се хемијски обрађује, испира, избељава, боји. Након тога следи механичка обрада површине, дебљине, унутрашње стране, сортирање и мерење.

Кожа се углавном боји синтетичким бојама, а бојање целе масе коже се обавља у бројним бојама. Јефтиније коже се не препоручују за повезе књига и прскају се колодијум бојама. Кожна пресвлака има за циљ да оствари удубљен рељефни изглед слова цртежа и симбола.

За повезе у графичкој доради се највише користе коже домаћих животиња: • јареће и козије • јагњеће и овчије • телеће, јуњеће и свињске

Козје и јареће коже се употребљавају првенствено за производе књиговезачке галантерије.

Јагњеће и овчије коже су по природи релативно слабе, ређе структуре, порозне и меког опипа. Од јарећих и козијих се разликују по томе што су дебље и масније.

Телећа кожа спада међу најквалитетнију кожу за израду галантерије. Штави се претежно храстовом и врбовом кором, а боји се упојним и покривним бојама, или задржава природну боју. Коже су по целој површини подједнако обојене, глакте, равне и уједначене дебљине. Лако се обрађује и шије. Израђује се у целим кожама.

Јунећа кожа је чврста и грубља од телеће, нема финог опипа и еластичности. Израђује се у целим кожама и полуткама. Подесна је за тањење, али се теже обрађује и набира.

Говеђа кожа је чвршћа и грубља од јунеће, нема уједначену дебљину, због чега је неподесна за израду финих предмета и за утискивање украсних линија топлим филетама, за превијање, набирање и обраду ивица. У књиговезницама се изузетно употребљава за кожне повезе са рељефним украсима као што су рез у кожи.

слика15:животињскакожа

23

4�5� боје

Графичка боја представља дисперзни систем састављен од већег броја различитих компоненати које заједно, у хомогеној смеши дају боји потребна штампарска својства. Графичка боја је обојена супстанца која има способност да се у току процеса штампања њен најважнији део - пигмент веже за подлогу на којој се штампа. Боје су најважнији аспект штампарског процеса, јер стварају визуелни идентитет графичког производа, дају разноликост и живописност одштампаном производу и утичу на остале елементе штампе.

4.5.1.Саставбоје

Компоненте боје у току производње међусобно се добро хомогенизују у пасту потребне конзистенције, у чији састав улазе: • пигменти, • растварач, • везивно средство и • помоћне материје.

Пигменти у боји могу бити органске (слика16) или неорганске природе, и они дефинишу тон боје. Састоје се од чврстих, неуједначено формираних честица у распону величина од 0,1 до 2 микрометара. Многа биљна уља се могу користити за производњу органских пигмената. Неоргански пигменти су добијени мешањем различитих једињења. На пример, сумпор, силицијум диоксид или глина могу да се мешају са натријум карбонатом или сулфатним солима да би се добила ултрамаринско плава боја.

Везивна средства служе за везивање пигмената и стварају заштитни филм око пигмента за дејство против механичког оштећења нанете боје на отиску. Можемо рећи и да су везива течне компоненте које служе као дисперзна средства и средства за преношење пигмената на штављену подлогу. Везиво даје бољу конзистентност-стабилност (вискозност, лепљивост), способност сушења и одређује радне карактеристике штављених боја. Најчешће коришћена везива су: уља, фирнајси и смоле. Уља делимо на сушива, полусушива и несушива. Према штампарско-техничким захтевима процеса производње боје, узима се средство за везивање од одговарајућих сировина.

Постоје два типа везива која се користе за офсет боје: уља соје или ланена уља и синтетичка везива. На пример, феноли и формалдехид се мешају и добијају се фенолне смоле које се користе као везива у штампарским бојама.

Помоћни материјали (као адитиви) служе штампарској боји за постизање добрих штампарских особина. Названи су и помоћним штампарским средствима и користе се, углавном, када наступе тешкоће у штампи. Поменути материјали контролишу сушење боје и друге захтеване квалитете, као што су мирис и тон боје. Везивне супстанце за офсет боје су минерална уља, која врше функцију транспорта боје и одстрањују се сушењем.

У модерним штампарским технологијама брзо сушење примењене боје је битно, јер постоји могућност да се још увек влажна боја пренесе на полеђину следећег табака. Решење овог проблема у офсет табачној штампи је наношење талка на влажан слој боје. Штампарске боје које се брзо суше под утицајем топлоте, пре свега ИР зрацима, састоје се од неполарних растварача, фенол- или крезол-формалдехидних смола, незасићеног полиестра, пероксидних катализатора за поменути полиестар и пигмената.

слика16:органскипигменти

24

4.5.2.Улогабојеипигмената

Улога боје је да ствара контраст у односу на подлогу. Захтеви на које боја мора да одговори су : • визуалне карактеристике, • подесеност за одређену врсту штампе, • сушење под одређеним условима, • везивање на одређени материјал • и постојаност.

Визуалне карактеристике боја се дефинишу обојеношћу графичке боје, транспарентношћу, капацитетом и сјајем.

Обојеност указује на тон боје (црвено, плаво, зелено), на јачину обојености и чистоћу која указује колико је светла или тамна графичка боја. Појам обојености је заснован на различитим физичким, хемијским, физиолошким и психолошким процесима.

Пигменти представљају важан део боје. Они се добијају: 1) таложењем из водених раствора минералних соли (синтетички неоргански пигменти) - већа дисперзност него код природних, - добра провидност 2) из руде (слика17), експлоатацијом из земљине коре (природни неоргански пигменти) - смањена дисперзност - слабији интензитет обојења - слабија покривна моћ - постојаност према светлу, води, алкохолу, уљима

3) порекло: биљног или животињског (органски природни пигменти) 4) Синтетички органски пигменти имају највећу примену у производњи графичких боја, пре свега због: - велике дисперзности, - постојаности према светлу, - отпорности на киселине и базе.

Имају малу специфичну тежину тако да нису склони таложењу. Ако је једна фаза фино раздељена (диспергована) у другој, такав систем се назива дисперзни систем.

Све наведене материје које улазе у састав графичке боје својим емитовањем у ваздух, земљиште и воду могу трајно да наруше животну средину, док штетна испарења из боја нарушавају квалитет радног простора и представљају претњу за запослене у погонима штампарија. Тако, нпр., у саставу пигмената се најчешће налазе поједини тешки метали, док су уља која улазе у састав боја добијена дестилацијом нафте и спадају у опасне супстанце које могу да делују канцерогено. Највећи негативни утицај графичких боја по радну и животну средину имају боје које имају висок садржај растварача (као нпр. етил-бензол, етилен-гликол, гликол-етар, толуол).

слика17:вађењеруда

25

слика18:смог

4.5.3.VOCматерије

Са становишта здравља људи и заштите животне средине посебна пажња мора се посветити VOC материјама (енгл. voatile organic compaunds - лако испарљива органска једињења) које су саставни део боја. Лако испарљива органска једињења су органске хемијске материје које одликује висок притисак у нормалним условима окружења (температура, влажност, итд.) због чега се њихова испарења шире у атмосферу. Ова испарења угрожавају здравље људи, могу се осетити у току фарбања, некада и данима после. VOC материје, у које спадају разрађивачи, су дуго чиниле битан фактор загађења ваздуха. Због тога су државе биле приморане да ограниче употребу таквих боја.

У том циљу донет је велики број закона који је подстакао штампарску индустрију на промену технологије штампе и веће коришћење "еколошких боја" и рциклираних материјала.

Први попис у свету који је имао циљ ограничавање VOC материја, па самим тим и огранских растварача код VOC материјала, је амерички закон "Акт о загађењу" који је објављен у Лос Анђелесу 1966. године. Тај закон је био први у низу закона који је најавио повећану бригу држава, пословних кругова и потрошача о заштити животне средине.

С обзиром да је законским регулисањем потрошње лако испарљивих органских једињења била угрожена традиционална технологија штампарских боја на бази органских растварача, штампарска индустрија је морала да пронађе дугорочну алтернативу. Избор је пао на технологију примене УВ (ултраљубичастих) боја јер оне садрже врло мало или нимало органских растварача.

УВ боје су понудиле још неке предности: • знатно већа продуктивност • смањење трошкова производње • скраћење времена обрта у складу са потребама данашњег тржишта • даља експанзија и развој графичке индустрије

Наша земља се 2011. године придружила групи земаља које су регулисале коришћење испарљивих органских једињења у индустрији и тада је донета Уредба о листи индустријских постројења и активности којима се контролише емисија испарљивих органских једињења, о вредностима емисије испарљивих органских једињења при одређеној потрошњи растварача и укупним дозвољеним емисијама, као и шеми за смањење емисија. Наведеном уредбом су, између осталог , прописане максималне количине растварача (исказане у тонама) које постројења у којима се обављају активности могу да потроше за годину дана.

Потреба за ограниченим коришћењем органских растварача у сито штампи је тај што приликом мешања, штампања и сушења боје долази до испаравања растварача и том приликом испарљиви органски састојци (VOC) одлазе у атмосферу. Фото хемијску реакцију која том приликом настаје, убрзава сунчева светлост и органске супстанце се претварају у смог и тиме долази до загађења ваздуха. Иако сам смог (слика18) настаје из веома различитих извора, досадашња истраживања су показала смањивање количине смога који потиче из испарљивих VOC материја, постеје врло значајан фактор заштите човекове средине.

26

4.5.4.Бојенабазирастварача

Ове боје представљају додатну опасност јер су запаљиве супстанце које због своје нестабилности отежавају складиштење, транспорт и употребу и константно представљају ризик од пожара. За разлику од њих УВ боје немају тачку паљења, што значи да оне нису класификоване као запаљиве супстанце. Ограничавање употребе испарљивих органских материја је довело до тога да боје које се данас користе у штaмпарској индустрији садрже врло мали проценат VOC материја. Према количини VOC материја које у себи садрже, данас се боје деле на: 1) Природне боје - које се праве од природних сировина као што су вода, биљна уља, смоле, есенцијална уља, природни латекс, пчелични восак, земља, итд. Природне боје које сеу базиране на води не остављају готово никакав мирис. Боје базиране на уљу обично имају пријатан мирис на лимун. 2) Боје са нула VOC материја (Zero VOC) - боје које у себи садрже мање од 5 g VOC материја по литри може се сматрати Zero VOC бојом. Додавањем нијансе боје - пигмента обично се подиже ниво VOC материја на 10 g по литри, што је и даље прилично ниско. 3) Боје са малим процентом VOC материја (Low VOC) - боје које у себи садрже мање од 50 g VOC материја по литри. Ниво емисије штетних гасова код ових боја је знатно нижи од традиционалних боја јер је код ових боја основа вода, а не нафта. Ове боје, такође, не садрже или садрже врло низак проценат тешких метала и формалдехида. Износ VOC материја у бојама не сме да прелази 200 g по l. Боје са малин процентом VOC материја имају одређен мирис док се суше. Да би се то избегло, треба користити боје које имају мање од 25 g VOC материја по l.

4.5.5.Функционисањесистемабоја

Да би се објасниле све предности коришћења УВ боја на здравље човека, у односу на традиционалне боје, неопходно је упоредно објаснити како функционишу системи боја, односно упоредно приказати ове две технологије штампе. Боје на бази растварача (слика19) - када се боја на бази растварача нанесе на подлогу, она прелази из течног у чврсто стање захваљујући испаривању растварача. Када се влажна боја загрева то убрзава то убрзава процес њеног сушења, те се у процесу штампања морају користити уређаји који дувају топли ваздух. Након испарења растварача остаје чврст , сув слој боје, чиме се боја вратила у своје првобитно стање смоле, уз додатак пигмента. Конвенцијалне УВ боје (слика20)- садрже мало или нимало растварача, те стога не могу да се осуше и очврсну његовим испаравањем. Коришћење уређаја који дувају топли ваздух на ове боје немају утицаја, јер ће и уз њихову примену боја остати мокра. За ове боје, како им само име каже , морају да користе УВ лампе, које емитују ултраљубичасту светлост, односно УВ енергију.Третирањем боје овим лампама, боја прелази из чврсто у течно агрегатно стање.

4.5.6.Стабилностбоје

Боје на бази растварача су нестабилне јер од тренутка наношења боје на сито, растварачи почињу да испаравају у атмосферу. Услови који утичу на брзину испаравања су температура околине, влажност ваздуха и брзина струјања ваздуха преко слоја боје. Испаравање растварача је неминовност и тешко се контролише. Делимичним испаравањем растварача мења се вискозност на ситу, а као последица тога долази до промене вискозитета боје на ситу, а затим до промене дебљине осушеног слоја боје. Ово доводи до промене боје на отиску (јачи интензитет боје). Овај ефекат је највише приметан код полутонске штампе и штампе транспарентним бојама. Да би се поново постигле адекватне, односно жељене нијансе, сито се мора очистити и додати свежа боја. Ово захтева сталну контролу и праћење процеса штампе, што смањује продуктивност. У конвенцијалним УВ бојама нема растварача који испаравају, те вискозитет боје остаје непромењен све док се боја не изложи УВ зрачењу. Ово значи да нема разлога за прекид производње ради провере интензитета боје, пошто ће изглед одштампане боје бити исти током читавог процеса штампе.

слика19:бојенабазирастварача слика20:УВбоје

27

4.5.7.Утицајграфичкихбојанарадноокружењеизапослене

За сагледавање утицаја графичких боја на радно окружење и спровођење потребних превентивних мера и мера заштите, најпре је потребно обезбедити релевантне информације о бојама које се користе у процесу штампе. Ове информације доставља произвођач, односно дистрибутер. То су листови опасности и безбедносни листови (енгл. Safety Data Sheets, SDS), који помажу кориснику у препознавању опасних материја у бојама. Посебна пажња при складиштењу и руковању мора се обратити на супстанце тј. боје на чијој амбалажи се налази ознака са класификацијом веома токсично, токсично, штетно, корозивно, или иритирајуће, или пак уколико је одређеној материји означена гранична вредност изложености (енгл. maximum exposure limit) или стандард за излагање на радном месту који не представља ризик по здравље. Добављачи графичких боја и других хемикалија које се користе током штампе, у законској су обавези да обезбеде безбедносни лист, у коме се налазе информације о датој супстанци у 16 поглавља (нпр. информације о штетностима, опасност по људе и окружење, начин складиштења и транспорта и сл.). Ове важне информације о хемијским штетностима из боја није довољно само имати форме ради, већ оне помажу у процени да ли на одређеном радном месту постоји ризик по запослене, као и у процени да ли су спроведене мере заштите и радне процедуре довољни за постизање адекватне заштите. Уколико постоји било каква сумња или недоумица у погледу значења неке информације у безбедносном листу, потребно је контактирати добављача (или произвођача) који је испоручио боју или друго средство потребно за штампу.

За сагледавање утицаја графичких боја на радно окружење и спровођење потребних превентивних мера и мера заштите, потребно је размотрити следеће аспекте: • на који начин се боја користи и складишти и како се њоме рукује; • ко може бити изложен њеном дејству; • најчешћи вид деловања или излагања: инхалација (удисање), гутање, апсорпција преко коже; • вероватноћа цурења и просипања и могући ефекти; • које се контролне мере тренутно примењују и • постоје ли ризици током чишћења или при поправци уређаја за боју.

Важно је знати које супстанце током коришћења графичких боја могу доспети у радно окружење и угрозити запослене (и на ком радном месту), при чему не треба заборавити запослене по уговору и раднике на одржавању. Потребно је предвидети све аспекте руковања бојама, почев од испоруке (доспећа), преко употребе до крајњег одлагања. Такође је потребно сагледати и могуће последице уколико дође до неочекиваног развоја догађаја, нпр. поступања у случају просипања или цурења резервоара са растварачима, или вршење поправки на машинама где су присутни остаци нестврднуте УВ боје.

4.5.8.Мерезасмањењенегативногутицајанараднусредину

Адекватне мере заштите од негативног утицаја графичких боја могуће је пројектовати само уз детаљно познавање њихових опасних својстава, начина примене, нивоа, врста и трајања изложености радника и свим другим потребним информацијама. Најпожељнија мера заштите на раду од излагања графичким бојама и једињењима која се из њих ослобађају свакако јесте замена опасних материја безопасним или мање опасним. У том смислу, примена еколошки прихватљивијих боја осим што даје значајан допринос заштити животне средине, унапређују и безбедност и здравље запослених, јер су заштита животне и радне средине нераскидиво повезани. Основни пут доспећа штетних хемикалија из боја у организам запослених је инхалација. Да би се прописале превентивне мере, потребно је познавати врсте и нивое загађења ваздуха радне средине, тј. утврдити евентуална прекорачења безбедних граница изложености. Из тог разлога, намеће се обавеза испитивања хемијских штетности, што је у Републици Србији дефинисано Правилником о поступку прегледа и испитивања опреме за рад и испитивања услова радне околине („Службени гласник РС", бр. 94/06 и 108/06). Њиме је прописано да се превентивна испитивања врше у року од 6 месеци од почетка радног, односно технолошког процеса, реконструкције објекта у коме се обавља процес или замене техничких капацитета којима се мењају услови рада.

Периодична испитивања се обављају најмање једном у три године. Узимајући у обзир да вредности концентрација штетних гасова, пара, прашине, димова могу варирати у великим опсезима,неопходно је, без обзира на непостојање законске обавезе, испитивања вршити знатно чешће (више информација око штетности боја приказано је у табели 1 у прилозима).

28

4.5.9.Еколoшкебоје

Еколошке боје се често називају и алтернативним бојама, јер за разлику од класичних, конвенционалних боја имају смањен садржај материја које штетно делују на радну и животну средину (нпр. растварачи, испарљива органска једињења, тешки метали и сл.), тј. боје у којима су штетне компоненте потпуно замењене другим, мање штетним или безопасним материјама. Тако се на пример у офсет равној штампи, боје на бази алкохола, које емитују више од 30% испарљивих органских једињења (VOC) могу (у зависности од примене), заменити бојама које се суше дејством зрачења електронског снопа, снопа УВ зрачења или бојама на бази соје (биљака), воде, као и сувим безводним бојама. Правилним избором алтернативних везива може се смањити количина потрошене боје без пада квалитета штампаног отиска. Избор врсте боја зависи од штампарског процеса, подлоге и коришћења производа.

4.5.9.1.Бојенабазибиљнихуља

Боје на бази биљних уља користе се само у техници равне штампе. Боје на бази сојиног уља могу заменити 20-40% боја на бази алкохола. Смањење испарљивих органских једињења приликом примене боја на бази сојиног уља достиже чак 80%. Овај проценат је мањи уколико се и даље користе растварачи приликом чишћења. Боје на бази сојиног уља су знатно скупље од боја на бази алкохола и захтевају дуже време сушења, без повећања топлоте сушења. Време сушења може се скратити коришћењем уобичајених сушилица или електричних прскалица.

Предности боја на бази биљног уља су: • мања емисија испарљивих органских једињења у атмосферу, у односу на традиционалне боје (у зависности од процентуалног удела сојиног уља у боји), • прање цилиндара и посуда може се вршити уз помоћ хемикалија на бази воде или детерџента, што смањује коришћење високо концентрованих раствора разних хемикалија, • мање количине отпадног папира, пошто се баланс боје и средства за влажење лакше постиже, • брже се постиже равномернији слој боје на плочи, • прихватљива преносивост и смањено пенушање на плочи, • тамније црне нијансе и светлије боје, због бољег задржавања боје.

Негативне стране примене боја на бази сојиног уља су дуже време сушења, већи трошкови у односу на стандардне боје и захтевније подешавање пре штампе, као и обука запослених.

4.5.9.2.Бојенабазиводе

Код боја на бази воде (слика22) компонента растварача замењена је водом при чему је елиминисана органска компонента растварача и умањен је удео емисије VOC. Употреба ових боја је ограничена због немогућности сушења боје на неупијајућим штампарским подлогама. Најбоља примена ових боја је у флексо штампи, дубокој и сито стампи (на текстилној подлози). Употреба органских растварача је веома мала код ових боја, мада употреба пигмената са тешким металима и даље је присутна. Основне предности ових боја су низак ниво опасности од пожара и бољи услови при штампању узимајући у обзир смањење емисије VOC.

Недостатак ових боја је тај што је време сушења продужено, а отисак који настаје је слабе постојаности.

4.5.9.3.Бојезадигиталнуштампу

У великој већини боје које су данас доступне на тржишту за инк-јет штампу су тзв. еко боје. Тај назив и није најадекватнији, јер ове боје садрже органске соли - естре гликола који су добијени од минералних уља која се не сврставају у обновљиве изворе или процесе који су еколошки. У свом саставу имају од 50 до 65 % етиленгликола и диетил-етра који су иритантни за кожу и очи, где оболели већ од неких хроничних кожних болести или болести јетре и бубрега морају да буду на опрезу. Оно што свакако охрабрује је то што се у високо развијеним земљама, где је и потрошња производа графичке индустрије много већа, развила свест о производњи еколошки прихватљивих боја. Тако фирма „Ј-Tenk 3" из Италије производи боје на бази воде, где су пигменти на бази нано технологије. Овако добијене боје користе се у штампи на полиестарским подлогама.

28 29

4�6� Утицај графичких материјала на окружење – емисије у води и ваздуху

Растварачи који се примењују у графичкој индустрији углавном су саставни део боја, лакова, премаза, лепила, средстава за влажење, средстава за одмашћивање и прање. Ова једињеања представљају значајну претњу за животну средину јер чине групу веома разноврсних синтетских органских једињења. Обзиром на њихову честу и разноврсну употребу у графичкој индустрији, често постоје и ризици од цурења, просипања или неправилног одлагања. Од свих растварача, хлоровани растварачи (они на бази хлора) који се нашироко примењују у индустрији, представљају најчешће загађиваче животне средине. Ови растварачи се обично користе за разлагање масти у разним средствима за чишћење штампарских машина. Највише коришћени хлоровани растварачи у индустрији су: • перхлоретилен, • трихлоретилен, • метил-хлорид и • метил-хлороформ.

Растварачи, као и остала синтетичка органска једињења такође су и веома компликовани и значајни загађивачи вода јер: • имају утицај на животну средину чак и при веома ниским концентрацијама (енг. parts per billion), ppb - нпр. један килограм пентахлорфенола који би доспео у подземну воду, загадио би око 2 милиона m3 воде; • тешко их је идентификовати у узорку воде, јер су испарљиви и анализе би биле скупе; • отпорни су на разградњу, што значи да су перзистентни; • продукти разлагања нису увек безопасни или мање штетни по здравље - на пример, биоразградњом трихлоретилена могу настати производи као што је нпр. винил-хлорид, за који је потврђено да је канцерогена материја за људски организам; чак и када су продукти биолошке разградње мање штетни по здравље, они могу бити лакше покретни и тиме могу стварати веће потешкоће за пречишћавање воде.

Трихлоретилен (структирна формула CHClCCl2) користи се за одмашћивање метала, за екстракцију уља, масти и воскова, у органској синтези, за хемијско (суво) чишћење одеће и сл. Нерастворан је у води, наркотичан и у знатној мери отрован (температура кључања ткљ=86,70C). Поредтрихлоретилена, у индустрији су веома заступљени итетрахлоретилен (перхлоретилен), пдихлорбензен, 1,1-дихлоретан, 1,2-дихлоретан, винил хлорид, 1,1,1-трихлоретан, бензол, толуол, угљен тетра хлорид и други.

Толуен (толуол) је чиста у води нерастворна течност са типичним мирисом растварача. Хемијски он је моно- субституисани дериват бензена, тј. један атом водоника бензен је замењен CH3 групом. Толуол је безбојна течност ароматичног мириса. Људи га могу осетити у ваздуху већ при концентрацији од 80 ppb, што је неколико стотина пута мање од дозвољених вредности у радној околини. Он је ароматични угљоводоник који је у широкој употреби као индустријска сировина и растварач. Попут других растварача, толуен се у неким случајевима такође користи као инхалирајући лек због својих опојних својстава; међутим, то може потенцијално да проузрокује озбиљне неуролошке повреде. Толуен је важан органски растварач, али исто тако има способност растварања бројних неорганских хемикалија као што је сумпор.

Толуол је органски растварач за графичке боје које се користе у дубокој и флексо штампи. У дубокој штампи садржај толуола у боји може износити чак и до 80%. Толуол је један од најчешће коришћених ароматичних растварача, који се користи у синтези бензена, као саставни део боја и фарби, адхезива и пестицида. Користи се у синтези експлозива и анилинских боја, у фармацеутској индустрији итд. Ксилол се у комерцијалној употреби јавља као смеса изомера орто-, мета- и пара-ксилола. (Ефекти које могу проузроковати ови ароматични угљоводоници на здравље људи приказани су у табели 2.) Паре (испарења) толуола имају штетно дејство на здравље запослених, а стварају и ризик од пожара и експлозија. Да би се на радном месту и у окружењу предузеле одговарајуће мере заштите од толуола, неоходно је најпре сагледати све потенцијалне опасности које могу да проузрокују тренутне или накнадне штетне ефекте по здравље запослених. Испитивање хемијских штетности у погонима дубоке штампе представља приоритетни задатак, обзиром да опасности које прете од органских растварача могу у кратком временском периоду проузроковати несагледиве последице за велики број радника који се налазе у зони опасности. Томе треба додати и чињеницу да су орагански растварачи лако испарљиве и запаљиве материје, па у њиховом присуству увек постоји опасност од пожара и експлозија.

30

слика21:вентилација

4.6.1.Осталиштетниреспираторнигасови

Циклохексанон, (CH2)5CO, је бистра течност, безбојна или бледо жуте боје, која има мирис сличан ацетону. Следећи акутни ефекти могу се појавити одмах или убрзо након експозиције: иритација коже и очију, иритација носа и грла уз кашаљ и тешко дисање, вртоглавица, несвестица, посапаност, ошамућеност. Када је реч о дужој и понављаној изложености, циклохексанон може бити узрок сушења и пуцања коже, катаракте, као и оштећења јетре и бубрега. Конзумирање алкохола у комбинацији са изложеношћу овим једињењем повећава ризик од оштећења јетре. Акрилати и метакрилати су деривати акрилне и метакрилне киселине. Као и код других мономера, тј. једињења која ступају у реакције полимеризације, реактивност акрилата и метакрилата може представљати опасност по здравље људи. Метил-акрилат је веома иритирајући и може изазвати преосетљивост. Постоје докази да хронична изложеност оштећује јетру и бубреге. Испарења етилакрилата иритирају очи, нос и респираторни тракт.

Могуће су лезије рожњаче, а високе концентрације могу довести до настанка плућног едема. За разлику од других једињења из ове групе, етилакрилат се сматра могуће канцерогеним. Бутил-акрилат је сличног биолошког дејства као и метил- и етил-акрилат, али мање реактиван, с обзиром да реактивност опада са повећањем молекулске масе.

Метакрилати по свом дејсту подсећају на акрилате, али су мање биолошки активни. Метилметакрилат може да делује на централни нервни систем, као и да изазива преосетљивост, алергијске реакције, да поремети рад бубрега и јетре, а услед вишегодишње изложености постоји опасност од развоја хроничне опструктивне болести плућа.

Озон је троатомски молекул, алотропска модификација кисеоника, који се одликује великом реактивношћу, значајно већом од двоатомског облика. Акутни ефекти обухватају иритацију очију, горњег респитаротног тракта и плућа. Код већина људи изложених концентрацији озона у ваздуху испод 0,1 ппм јавиће се главобоља, која нестаје након неколико минута на свежем ваздуху. Почетак развоја плућног едема могуће је да се појави неколико сати након експозиције изнад 1,5 ппм. Хронично излагање концентрацијама испод 0,1 ппм или појединачно у великој концентрацији, може довести до поремећаја функције плућа. Такође, постоје докази да дуготрајна изложеност озону узрокује прерано старење целог организма. Граничне вредности концентрација штетних хемијских материја у атмосфери радног простора дефинисане су бројним националним и међународним прописима и стандардима. У Републици Србији релевантан пропис везан за ову проблематику јесте Правилник о превентивним мерама за безбедан и здрав рад при излагању хемијским материјама („Службени гласник РС", бр. 106/2009) (за више информација око граничних вредности погледати табели 3 у прилозима).

Најпожељнија опција је постојање континуираног мониторинга, иако је у пракси графичке индустрије готово искључиво теоријска. Уколико је могуће, изоловање делова технолошког процеса у којима се емитују значајније количине штетних испарења је врло ефикасна мера, којом се број радника изложених штетеностима значајно редукује. Вентилација, као колективна мера, се често намеће као обавезна. Приликом пројекетовања вентилационих система (било да је у питању природна или принудна, одн. општа или локална), мора се водити рачуна о потребном капацитету и распореду, који не морају бити униформни у целом погону. На (слици21) су шематски приказани позитивни и негативни примери, којима се илуструје значај исправног постављања вентилационих отвора и смера кретања ваздуха.

31

4.6.2.Мерезасмањењенегативногутицајаграфичкихматеријаланаживотнусредину

Од 1993. године хемијски састојци штампарских боја су договором произвођача максимално усклађени са захтевима очувања животне средине и не нарушавају људско здравље.

Наиме, 1993. године произвођачи штампарских боја су се самоиницијативно обавезали да у бојама неће користити пигменте, средства за бојење, раствараче и омекшиваче који представљају токсичне супстанце.

Данас, на пример, боје које се користе за табачну офсет штампу, садрже више од 60 % обновљивих састојака. Произвођачи боја раде на томе да смање садржај минералних уља у бојама мењајући их са биљним уљима (на бази соје). У случају дубоке штампе, толуол који се користи као растварач, не сме садржавати више од 0,1% бензола. Садржај хлора у штампарским бојама смањен је на испод 0,5% у просеку.

Само мале количине тешких метала и даље су присутне у неким врстама штампарских боја (нпр. гвожђе и манган у минералним пигментима, кобалт као агент за сушење боје и бакар у органским пигментима плаве и зелене боје), што се количински може толерисати са аспекта сигурности радне и животне средине.

Након 1995. године забележено је осетно смањење емисије испарљивих органских једињења (енг. VOC - Volatile organic compounds) у кругу штампарија. Иницијатива за смањење емисија испарљивих органских једињења, потекла је од немачке графичке индустрије.

Произвођачи штампарских машина, произвођачи уређаја и средстава за прање и одржавање машина, као и произвођачи офсет цилиндара, обавезали су се да ће захтевати употребу средстава за прање са малим садржајем испарљивих органских једињења у свим системима за прање који су произведени после 1995. године. Од те године драстично је смањена емисија органских растварача из процеса прања цилиндара и офсет гуме.

Постоји неколико начина за редукцију емисије испарљивих органских једињења (VOC) из графичких боја током штампе и руковања. Једна, или комбинација неколико следећих стратегија могу резултовати редукцију емисије VOC (воалитних органских једињења) и омогућити смањење трошкова: директна супституција, индиректна супституција, парцијална супституција и супституција процеса.

Директна супституција је поступак којим се хемијски идентична једињења добијена из биљака користе за супституцију петрохемијских једињења; због тога што је супстанца којом се мења идентична у молекулској структури, предности су ограничене на начин којим је супстанца произведена из обновљивих извора; као поређење, фенол који се користи у штампарству, индустрији пластике и хемијској индустрији, може бити произведен из биљака (био-фенол), који продукује 80% мање загађења него када је произведен из нафте.

Индиректна супституција је поступак у коме функционално слична, али хемијски различита супстанца добијена из биљака супституише супстанцу добијену из нафте.

Код парцијалне супституције још увек су у употреби неки од VOC али у мањој количини него код класичних боја; хемикалије за редукцију изопропил алкохола (IPА) у средству за влажење су добар пример парцијалне супституције; коришћење супстанци са високим тачкама паљења такође ограничава емисију VOC.

Супституцијом процеса емисија VOC може бити редукована усвајањем нове методе и поступка штампања; пример за то је поступак безводног (сувог) офсета, где не постоји потреба за средством за влажење и где се користе боје на бази биљака. Постоје и друге предности по животну средину које се остварују применом сувог офсета.

Други процесс који може да замени конвенционалну штампу јесте дигитална штампа.

Процес дигиталне штампе је за сада искористив за мале тираже, али постоје индиције да ће у скоријој будућности ова врста штампе да се изједначи са брзином штампе у офсет штампаријама. Дигитална штампа елиминише већину испарљивих органских једињења.

Принципи супституције штетних растварача у бојама и средствима за чишћење штампарских машина представљају једну од основних мера заштите запослених у погонима штампе .

32

4.6.3.Ефектиупотребееколошкихматеријалауофсетштампи

У техници офсет штампе су договором произвођача боја, средстава за чишћење и штампарских машина већ постигнути значајни резултати у смањењу негативног утицаја на окружење:

• све „нове" машине (које се испоручују након 11. октобра 2000. године) могу да користе раствараче који имају тачку паљења од 55 0C и више (А III класа растварача); • чишћење ваљака растварачима са тачком паљења мањом од 210C не могу се користити (А I класа растварача); • чишћење растварачима са тачком паљења између 210C и 550C ће бити једино могуће на машинама које су већ у употреби пре 11.10. 2000., где због техничких разлога не постоји ниједна друга могућа опција (А II класа растварача); • произвођачи, добављачи, штампари, запослени и представници државних институција треба заједно да раде на промовисању употребе алтернативних описаних растварача, са високом тачком паљења (преко 100 0C) као и на промовисању биљних средстава за чишћење; • растварачи у којима су садржани халогеновани угљоводоници, терпентин, н-хексан и секундарни амини или амиди неће се испоручивати ни користити јер им је додељен ризик ознаке P38 (иритира кожу) и P43 (може изазвати осетљивост коже); • садржај бензола у растварачима треба да је мањи од 0,1%; • садржај толуола и ксилола у растварачима треба да је мањи од 1%; • садржај ароматичних једињења (C9) у растварачима треба да је мањи од 10%; • проценат изопропил алкохола и алтернативних растварача са ниском тачком паљења је смањен (5-10%) и прогресивно треба да се смањује до 5% или мање; • мале количине различитих материјала који се ретко користе, а у свом саставу имају метил етил кетон (МЕК - ацетон) могу се и даље употребљавати уз одговарајуће мере заштите при чему је обавезна обука радника.

Добављачи су у обавези да истакну на етикети амбалаже о којој врсти растварача је реч ознакама класа AI, АII, АIII. Циљ је да се у графичкој индустрији смањи коришћење органских растварача са ниском тачком кључања у складу са принципима о контроли супстанци опасних по здравље и наглашена је обавезна примена пратеће документације у виду безбедносног листа (МSDS тј. SDS). Препорука штампарима је да провере са добављачем који производ је најмање штетан; који год производ да одаберу, потребно је да се користи безбедан систем рада где је укључена употреба заштитне опреме и система за вентилацију. Употребу штетних производа потребно је свести на минимум, при чему се и даље даје највећи акценат на изложеност утицају пара од изопропил алкохола. Потребно је концентрацију ових пара у рандом простору свести на мање од 5% и размотрити алтернативе за замену овог једињења мање штетним.

слика22:екобојенаводенојбази

33

5� ЗакљУчак

У овом раду је анализиран утицај графичких боја и материјала на радну и животну средину, са посебним акцентом на употребу еколошких боја и полимера.

На основу анализе дате у овом раду, може се закључити следеће:

• графички материјали у свом саставу има различите врсте органских и неорганских материја које својим емитовањем у ваздух, земљиште и воду могу трајно да наруше животну средину; • штетна испарења из графичких материјала нарушавају квалитет радног простора и представљају претњу за запослене у погонима штампарија; • најзаступљенија једињења из графичких боја у погону штампарија су органски растварачи (толуол, ксилол, циклохексанон) и озон као последица сушења УВ боја • боје на бази биљних уља - соје (слика23) су адекватна замена конвенционалним бојама на бази минералних уља; • боје на бази воде су адекватна замена за солвентне боје; • при руковању, складиштењу и коришћењу боја, као и при њиховом одлагању, неопходно је спроводити радне процедуре и препоруке произвођача, укључујући и информације из безбедносних листова материја које се користе; • аутоматизацијом процеса наношења боја, као и осталих графичких материјала (лепкова, лакова) током штампе смањује се могућност дејства штетних материја на запослене; • препорука штампарима је да провере са добављачем који производ је најмање штетан - који год производ да одаберу, потребно је да се користи безбедан систем рада где је укључена употреба заштитне опреме и система за вентилацију; • оптималан састав графичке боје са еколошког аспекта немогуће је одредити, јер свака техника штампе диктира део могуће замене одређених компоненти, због захтеваног квалитета и брзине штампања.

Уколико се узме у обзир састав боје, начин добијања папира и пратећих репроматеријала у графичкој индустрији, као и то да еколошке боје не могу постићи исте резултате и квалитет у штампи као конвенционалне боје, долази се до закључка да је управо развијање свести и савести самих штампара неопходна мера у процесу заштите радне и животне средине и очувању биодиверзитета.

На развој свести и савести руководства и запослених у штампарији најстимулативније делује законска регулатива, тако да је најважнији задатак спровођење закона који подстичу штампарије на коришћење еколошких боја и рециклираних материјала. Вештачки полимерни материјали се морају заменири биоразградивим алтернативама из биљака, због све веће потрошње и повећане цене нафте.

Графичка индустрија не треба искључиво да циља на еколошке материјале и животну средину, него и да одржава висок ниво квалитета у свим фазама графичке производње, инжењерства и дизајна, као и безбедности на раду. Само тако графичка индустрија и графичарство могу да напредују као целина.

сликa23:екосојабоје

34

6� литЕратУра

1. Тањга, УТИЦАЈ ГРАФИЧКИХ БОЈА НА РАДНУ И ЖИВОТНУ СРЕДИНУ: ПРИМЕНАЕКОЛОШКИХ БОЈА - THE INFLUENCE OF PRINTING INKS ON WORK CONDITIONS ANDENVIRONMENT:APPLICATIONOFECOLOGICALCOLOUR,и други: Н. Ћурчић, Д. Жарковић,,Висока школа струковних студија Београдска политехника, Београд, Бранкова 17,2013;

2.http://siepa.gov.rs/sr/index/standardi/iso-standardi.html 4.5.2015.;

3.http://www.cecra.dh.pmf.uns.ac.rs/pdf/drugiseminar/Bozo%20Dalmacija%20-%20Izvori%20zagadjenja.pdf 4.5.2015.;

4.http://www.izvozinfors.net/podrska_izvoznicima/tehnicka_podrska/savjetodavna_pomoc/Documents/iso_standardizacija.pdf 30.4.2015.;

5.др.Б.Симендић, Графичкиматеријали, Висока техничка школа струковних студија у Новом Саду, Нови Сад, 2012;

6.http://www.mfkv.kg.ac.rs/index.php/studentski-servis/nastavni-materijali/doc_download/955-predavanje-13 5.6.2015.;

7.И.Миловић, Утицајграфичкеиндустријенаживотнуцелину, и други: Т.Миловић,К.Катић, Нови Сад, 30.4.2015.;

8.В.Константиновић, Технологија графичке дораде - за техничара графичке дораде, Завод за уџбенике БГ, Београд, 2012/2013;

9.http://sr.wikipedia.org/sr/Eko_dizajn 5.6.2015.;

10.Д.Штрбац, Уводуинжењерствозаштитеживотнесредине, и други:А.Петровић Гегић, З.Миросављевић, ФТН Издаваштво, Нови Сад,2014;

11.http://sh.wikipedia.org/wiki/Papir 15.6.2015.;

12. С.Јовановић, Применаскробаидругихприроднихједињењаињиховихдериватаупроизводњипапираикартона, и други:М.Крговић, Технолошки - металуршки факултет, Београд, 2010;

13.http://sr.wikipedia.org/sr/Kompost 16.6.2015.;

14.http://sr.wikipedia.org/sr/Recikliranje 16.6.2015.;

15.H.Kipphan,Handbook of Print Media, Heidelberg,Berlin, 2001.;

16. http://www.vtsns.edu.rs/tempusdocs/radnagrupa4/knjiga%202%20plana%20graf%20ispravljeno.pdf 16.6.2015.;

17. http://biologija.com.hr/modules/AMS/article.php?storyid=8926 18.6.2015.

18.Семинарски радови:Кожниматеријалиуграфичкојиндустрији,Рециклажаполимернеамбалаже,Утицајграфичкихбојанаживотнусредину; Предмет: Графички материјали; Година: 2015.

19. https://sr.wikipedia.org/sr/DIN_(%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D0%B0%D1%80%D0%B4) 20.6.2015.

35

7� прилоЗи

Табела1-Штетностиграфичкихбојауразнимтехникамаштампе

Табела2-Штетностиорганскихрастварачатолуолаиксилолаупроцесурада

процЕс активност тип наЗив сУпстанцЕ потЕнцијална

опасностЗа ЗДрављЕ

Чишћење сита одупотребљене боје утехници сито штампе

Јаке базе, нпр. концентрованинатријум-хидроксид иликалцијум-хидроксид

Инхалација, корозиван за кожу, очи имикозне мембране (слузнице)

УВ боје, боје за инкјетштампаче, разнипремази и лакови

Реактивни акрилати или метакрилати Корозиван за кожу, очи и микознемембране (слузнице)Потенцијално осетљивост коже

Дубока и флексоштампа: различите боје

МЕК (метил-етил-кетон, тј. ацетон)Алкохоли, нпр. IPА (изопропилалкохол)Естри, нпр. етил ацетат, изопропил ацетатАроматични угљоводоници, нпр. толуол,ксилолБоје које садрже кетоне(нпр. циклохексанон)

Лако испарљиви – опасност одинхалацијеДерматитисМалаксалост, поспаност и другиефекти на централни нервни систем

Сито штампа: УВ-боје Н-винил пиролидон (НВП) и МицхлеровКетон(4,4-Бис-диметиламино)бензофенон

Канцер, опасност за развитак плода

Брзо-сушеће УВ бојеза сито штампу

Реактивни акрилати садржани у УВбојама

Иритација респираторног трактаОпасност од развоја астмеОзон (при сушењу отиска) Иритација очију, респираторног тракта иплућа

Сито штампа: класичнебоје

Кетони, нпр. циклохексанонАроматични угљоводоници, нпр. Толуоли ксилол

Малаксалост, поспаност и другиефекти на централни нервни системДерматитис

ТОЛУОЛ КСИЛОЛАКУТНО ТРОВАЊЕ

Иритација слузокоже и ока, мука и повраћање,анорексија, аритмије, пнеумонитис, смртНиже концентрације:главобоља, вртоглавица, конфузија,халуцинације, атаксијом, оштећење јетре и бубрега

Иритација слузокоже носа и ждрела, коњуктивитис,аритмија, акутни едем плућа, депресија дисања,конфузност и кома

ХРОНИЧНО ТРОВАЊЕПромене на CNS-у(енцефалопатија), периферномнервном систему (полинеуропатија), а од можданихнерава захваћен је оптички нерв

Главобоља, замор, малаксалост, диспептичкипоремећаји, поремећаји спавања(поспаност дању, несаница ноћу), иритативнепромене на кожи (одмашћивање, еритем, сувоћа)и иритативне промене на слузокожама (хроничникоњуктивитис, ринитис, бронхитис)

36

Табела3-Граничневредностинекихмогућихштетнихсупстанципорекломизграфичкихбојауваздухурадногпростора.

слика24:амилоза

слика25:амилопектин

EINECES бр.* CAS бр.** Назив материје Граничне вредностиGVI KGVImg/m3

ppm mg/m3

ppm

203-631-1 108-94-1 циклохексанон 40,8 10 81,6 20203-625-9 108-88-3 толуол 192 50 384 100

215-535-7 1330-20-7 ксилол, мешани изомер,чист

221 50 442 100

203-576-3 108-38-3 м-ксилол 221 50 442 100202-422-2 95-47-6 о-кслилол 221 50 442 100203-396-5 106-42-3 п-ксилол 221 50 442 100205-48-7 141-32-2 н-бутил-акрилат 11 2 53 10

140-88-5 етил-акрилат 21 5 42 1096-33-3 метил-акрилат 18 5 36 1080-62-6 метил-метакрилат 200 50 100

* EINECES број – идентификациони број из Европског инвентара постојећих хемијских супстанци (European Inventory of Existing Commercial Chemical Substances)** CAS број – идентификациони број из Хемијских апстраката (Chemical Abstracts Service)

37

Стандардизација ДИН пројеката према стандардима:• националним • европским• интернационалним

Диаграм2:Рециклажаматеријала

Диаграм1:РазвојДИНСтандарда

Табела4:Процесрециклаже

ЗА ИСТУ СВРХУ ЗА ДРУКЧИЈУ СВРХУ

Иста структура производа Reuse - поновно коришћење производних материјала за производњу истог производа

Даља употреба - за лименке, употребом хемикалија

Промењена структура производа

Reprocessing - коришћење производа за производњу других производа

Даље процсеирање - рециклажа алуминијумских плоча или отпадног папираИнсенирација - контролисан процес спаљивања отпадака графичких боја

губитак вредности

губи

так

вред

ност

и