umwelt-online: BMU- / LAGA Hinweise und Erläuterungen zu Anhang 56 der AbwasserVO - Abwasser aus der Herstellung von Druckformen, Druckerzeugnissen und grafischen Erzeugnissen (1)

BMU- / LAGA Hinweise und Erläuterungen zu Anhang 56 der AbwasserVO
Abwasser aus der Herstellung von Druckformen, Druckerzeugnissen und grafischen Erzeugnissen

Dieser Anhang gilt für Abwasser, dessen Schmutzfracht im wesentlichen aus der Herstellung von Druckformen, Druckerzeugnissen und grafischen Erzeugnissen stammt.

In der Bundesrepublik Deutschland gibt es schätzungsweise ca. 25.000 Druckereien. Das Statistische Bundesamt meldete für 1996 eine Zahl von 17.598 steuerpflichtigen Unternehmen. Darin nicht enthalten sind die Verpackungsdrucker und Papierverarbeiter, alle in anderen Branchen integrierten Druckereien (z.B. die Mehrzahl der Siebdrucker = ca. 5.000 Betriebe) und die Hausdruckereien (z.B. sind Hausdruckereien von Handelsunternehmen mit bis zu 50 Beschäftigten bekannt). Die überwiegende Zahl der Druckbetriebe (ca. 95 %) beschäftigt weniger als 50 Personen, die Zahl der Betriebe mit mehr als 1.000 Beschäftigten liegt in Deutschland zwischen 10 und 20.

Die Prozessabläufe in den einzelnen Druckverfahren sind sehr unterschiedlich. Einige wenige Betriebe stellen ausschließlich Druckformen her. Die im Bereich der Textilindustrie verwendeten Metalldruckformen werden überwiegend in derartigen Spezialbetrieben hergestellt. Deshalb wurde die Druckformenherstellung für die Textilindustrie in diesen Anhang aufgenommen. Bei der Herstellung von Metalldruckformen auf galvanischem Wege oder durch Ätzen können große Mengen stark schwermetallhaltiger Abwässer anfallen.

Auch in anderen Bereichen kommen Abwässer mit hohen Schadstoffgehalten vor. Einzelne Betriebe (z.B. Tiefdruckereien mit eigener Druckformenherstellung, Flexodrucker mit wasserbasierten Farben) leiten über 100 m³/d Abwasser mit teilweise hohen Schwermetallgehalten ab. Daneben gibt es noch eine relativ geringe Anzahl von Spezialbetrieben (Klischeeätzereien, Kartografen), die sehr kleine Mengen (ca. 10 m³/a) solcher Abwässer ableiten. In vielen Betrieben treten sporadisch, häufig nur einmal wöchentlich oder in noch größeren Abständen relativ kleine Abwasserströme mit höheren Metallgehalten auf (z.B. Feuchtwässer im Bogenoffset, Offset-Negativentwickler). Wegen des unregelmäßigen Anfalls relevanter Abwässer ist eine Beprobung der meisten Betriebe am Auslauf zur Kanalisation zur Feststellung von schadstoffhaltigen Abwässern bei Druckereien nicht sinnvoll. Fast alle Betriebe leiten ihr Abwasser in öffentliche Abwasseranlagen ein. Die Mehrzahl der Betriebe ist wasserwirtschaftlich unbedeutend. Dies trifft insbesondere bei der Verwendung schadstoffarmer Einsatzstoffe und bei Betrieben mit geringem Abwasseranfall zu.

Die Anforderungen des Anhangs gelten nicht für Betriebe, die weniger als 250 m³ Wasser pro Jahr in der Produktion verbrauchen und in deren Abwasser keine stark wasserbelastenden Stoffe zu erwarten sind. Die Kriterien, die hierzu erfüllt sein müssen, sind in Abschnitt A, Absatz 3 des Anhangs für die einzelnen Teilbranchen aufgelistet. Außerdem muss das Abwasser anschließend einer biologischen Kläranlage zugeführt werden. Die betroffenen Betriebe haben ggf. nachzuweisen, dass die unter Abschnitt A, Absatz 3 genannten Kriterien eingehalten werden. Schädliche Auswirkungen auf Kanalisation und Kläranlage sind durch diese Betriebe nicht zu erwarten.

Der jährliche Frischwasserbezug wurde deshalb als Kriterium gewählt, weil sich in der Praxis gezeigt hat, dass sich die Abwassermengen aus der Produktion selbst bei genauer Kenntnis der Verfahrensabläufe auch mit hohem Aufwand nur ungenau abschätzen lassen. Die separate Messung ist in aller Regel unmöglich. Über den Frischwasserbezug liegen normalerweise Verbrauchszahlen vor. Die tägliche Wassermenge ist allerdings nur mit sehr hohem Aufwand zu dokumentieren. Der Wasserverbrauch für Sanitär-, Kühl- und andere produktionsfremde Zwecke lässt sich abschätzen, ggf. sind Wasseruhren einzubauen. Als Anhaltspunkt kann hier ein Verbrauch von 10 m³ pro Beschäftigten und Jahr gelten.

Die Absicht des Gesprächskreises war es, dem Vollzug die Arbeit insofern zu erleichtern, dass die nicht relevanten Betriebe (Abschnitt A, Absatz 3) mittels Checklisten (s. Anlage 1) ermittelt werden können. Für die Industrieseite bringt die Checkliste eine erhebliche Rechtssicherheit für Planungen und außerdem einen Anreiz, zukünftig auf stark wasserbelastende Stoffe zu verzichten.

Bei Betrieben mit mehr als 250 m³/A produktionsbezogenem Wasserverbrauch ist die Behandlungsbedürftigkeit der Abwässer zu prüfen.

Die Anforderungen des Abschnitts B sind bei jedem Teilbereich zu beachten. Sie dienen dazu, Abwasserbelastungen von vornherein zu vermeiden und damit die Schadstofffracht möglichst gering zu halten.

In der Tabelle des Abschnitts D sind die Schadstoffe aufgeführt, die vor der Vermischung mit anderen Abwässern nach dem Stand der Technik vermindert werden müssen. Bei der Festsetzung der Schwermetallkonzentrationen wurde berücksichtigt, dass die Abwässer aus dieser Branche in erheblichem Maße organische Begleitstoffe enthalten können, die zum einen die Abwasserbehandlung erschweren und zum andern den Einsatz bestimmter Behandlungsverfahren (z.B. Ionenaustauscher) in manchen Bereichen verhindern.

In Abschnitt B, Absatz 2 sind Stoffe aufgeführt, auf deren Einsatz in Druckereien verzichtet werden kann, da es hierfür Ersatzstoffe gibt. Hier kann der Betrieb den Nachweis, dass derartige Stoffe nicht ins Abwasser gelangen können, z.B. dadurch erbringen, dass die eingesetzten Betriebs- und Hilfsstoffe sowie Einsatzchemikalien im Betriebstagebuch aufgeführt werden und laut Herstellerangaben diese Stoffe nicht enthalten sind. Außerdem wird darauf hingewiesen, dass keine Reste an Einsatzchemikalien ins Abwasser gelangen dürfen, sondern als Abfall entsorgt werden müssen (siehe auch Kapitel 3).

Wenn das einzuleitende Abwasser aus mehreren Teilbranchen des Abschnitts A stammt, ergeben sich die Anforderungen an die Einleitung durch eine Mischrechnung aus den Mindestanforderungen jener Produktionsbereiche unter der Voraussetzung, dass das Mischungsverhältnis in etwa gleich bleibt. Ist dies nicht der Fall, sind die Anforderungen an die Einleitung durch Überprüfen der vorgesehenen Produktions- und Abwasserbehandlungsverfahren abzuleiten. Hierbei gilt der Grundsatz, dass die Gesamtfracht bei der Abwassereinleitung nicht höher sein darf als die Fracht, die sich aus der Summe der nach den Mindestanforderungen zulässigen Frachten der einzelnen Teilströme errechnet. Darüber hinaus sollte im Interesse des Einleiters, insbesondere im Hinblick auf die Chancen einer Wiederverwendung von Wasser, die Möglichkeit der getrennten Behandlung einzelner Teilströme geprüft werden.

Druckform: Die Druckform enthält das Druckbild, das mittels Druckfarbe auf den Bedruckstoff übertragen wird.

Druckplatte: Unverarbeitete mit lichtempfindlicher Emulsion beschichteter Metall-, Kunststoff- oder Papierträger.

Kopiervorlage: Auf eine Trägerfolie montierte Filme oder Papierteile (positive oder negative), von denen die Druckform kopiert wird.

Waschmittel: In der Druckbranche gebräuchliche Bezeichnung für Reiniger, meist mit Lösungsmitteln.

Kupferphthalocyanine sind gegenwärtig in bestimmten Anwendungen nicht oder nur schwer substituierbare, organische Pigmente, die in Druckfarben, Kopiermaterialien und Kopierschichten von Druckplatten enthalten sein können. Sie können in den Bereichen Satz/Repro (Farbfolienverfahren), Hochdruck (wasserbasierte Farbe), Flachdruck (Entschichter von Negativdruckformen, Feuchtwässer) und Durchdruck (Kopierschichten, wasserbasierte Farbe) abwasserrelevant sein.

Bei Direkteinleitung von Abwässern, die Kupferphthalocyanine enthalten, ist eine Begrenzung des Kupfergehaltes nach dem Stand der Technik erforderlich. Bei Indirekteinleitern der Bereiche Satz/Repro, Hoch-, Flach- und Durchdruck ist eine differenzierte Vorgehensweise vorgesehen. Indirekteinleiter mit produktionsbezogenem Wasserverbrauch über 250 m³ im Jahr müssen unter Umständen Maßnahmen zur Begrenzung von Kupfer durchführen. Dagegen wird Indirekteinleitern der o. g. Bereiche mit weniger als 250 m³/A Wasserverbrauch und nachgeschalteter biologischer Kläranlage (vgl. Pkt. A Absatz 3 des Anhangs) die Einleitung von kupferphthalocyaninhaltigen Spülwässern aus der Entwicklung/Entschichtung grundsätzlich ermöglicht, sofern sie die unter A 3, Absatz 3 genannten Anforderungen (Primärmaßnahmen zur Wasserreinhaltung) erfüllen.

Kupferphthalocyanine gelten unter Umweltbedingungen (Hydrolyse, Fotolyse, Oxidation) aufgrund ihrer chemischphysikalischen Eigenschaften als weitgehend stabile Verbindungen und sind außerdem biologisch schwer abbaubar. Die Freisetzung des Kupfers als Kupferion aus diesen Verbindungen kann insofern im Kurzzeitverhalten als stark begrenzt angesehen werden. Hinsichtlich des Langzeitverhaltens kann eine Freisetzung über mikrobielle Prozesse (Boden, Sediment) nicht ausgeschlossen werden. Untersuchungen dazu liegen gegenwärtig nicht vor.

Die jährliche Gesamtfracht von Kupfer aus Kupferphthalocyaninen in Kopiermaterialien und Kopierschichten beträgt im Durchdruck < 50 kg; im Offsetdruck ca. 100 kg und im Satz- und Reprobereich ca. 1 kg. Der Austrag im Bereich Repro und Offset erfolgt über die Spülwässer, die nach dem Entwicklungsprozeß anfallen und deren Kupfer-Konzentrationen bei 1 mg/l bzw. geringfügig darüber liegen können. Dagegen weisen die verbrauchten Entwickler hohe Kupfer-Gehalte auf, wie z.B. die Negativentschichter im Offsetdruck mit 20 - 100 mg Cu/l. Solche Entschichter sind als Abfall zu entsorgen.

Im Bereich Durchdruck können Kupferphthalocyanine bei Anwendung wasserbasierter Farben mit den Siebreinigungswässern ausgetragen werden. Die Kupfer-Konzentrationen liegen bei 1 mg/l bzw. geringfügig darüber.

Satz- und Reproarbeiten sind Vorarbeiten der Druckformenherstellung. Im Satz werden die Text-, in der Repro die Bildvorlagen als Film oder Datensatz zur Herstellung der Druckform erzeugt. Die größte Teil der Druckbetriebe verfügt über Betriebsbereiche, in denen in unterschiedlichem Umfang Satz- und Reproarbeiten ausgeführt werden. Ca. 1.600 Unternehmen sind reine Satz- und Reprobetriebe, die sich auf diese technischen Vorleistungen spezialisiert haben.

Die Satzherstellung für den Buchdruck, das Zusammenfügen von Bleibuchstaben bzw. Buchstabenzeilen mit Messinglinien und Metallklischees zu Druckseiten ging zu Gunsten des Offsetdrucks zurück. Da diese Art der Satzherstellung nicht abwasserrelevant ist, kann auf eine eingehende Beschreibung verzichtet werden.

Alle Druckverfahren nutzen heute noch überwiegend fotografisch erzeugte Kopiervorlagen für die Druckformenherstellung. Dem Flexo-, Zeitungs-, Sieb- und Offsetdruck dienen diese Filme als Kopiervorlage, dem Tiefdruck als Abtastvorlage für die Druckform. In elektronischen Setzsystemen werden die angegebenen Text- und Strichinformationen (Buchstaben, Linien- und Flächenelemente) entsprechend dem Layout auf Film oder Fotopapier ausgegeben. Die Bildinformationen (Repros) werden über Scanner oder Kamera ebenfalls auf Film oder Fotopapier ausgegeben. Die Satzfilme und Repros werden elektronisch oder manuell passergenau zu Seiten montiert; ggf. werden die Montagen nachträglich noch einmal auf Film umkopiert. Bei den Filmen und den Fotopapieren handelt es sich im allgemeinen um Schwarz-Weiß-Materialien mit Silberhalogenidschichten. Die Verarbeitungsprozesse der Silberhalogenidmaterialien sind durch Anhang 53 "Fotografische Prozesse" erfasst. Die Satz- und Reproduktionstechnik folgt mittlerweile der Entwicklung im Computerbereich. Die Grenzen zwischen Satz- und Reproherstellung sind fließend geworden und schwinden immer mehr. Da Bilder und Texte als digitale Dateien erzeugt werden können, lassen sich auch Bilder und Texte digital zusammenführen. Das materiallose Zusammenführen von Bild und Text mit elektronischen Bildverarbeitungssystemen ist inzwischen Standard. Über einen angeschlossenen Belichter werden die Daten auf Filme oder direkt auf Druckplatten (CTP: Computerto-Plate) ausgegeben. Für Spezialanwendungen, insbesondere in der Kartografie, werden zur Kartenfortführung teilweise noch Folien mit chromatsensibilisierten Schichten eingesetzt.

Jede Satzfahne wird vor der Montage der Kopiervorlage auf Identität mit dem Manuskriptinhalt, auf die gewünschte typografische Ausführung und vorgegebene Abmessungen überprüft. Hierzu werden Korrekturabzüge gefertigt, deren Herstellung über mehrere Wege möglich ist. Häufig werden die Korrekturabzüge über Laserdrucker, zum Teil auch auf Fotopapier erstellt.

Um Mängel in der Bildwiedergabe (Farbton, optischer Eindruck, Kundenwunsch) von Repros nicht erst zu Beginn des Auflagendrucks zu erkennen und kostenträchtige Verzögerungen für nachträgliche Korrekturen zu vermeiden, werden Bildprüfverfahren eingesetzt. Bildprüfverfahren simulieren also das Ergebnis des späteren Auflagendrucks.

Der bislang übliche sogenannte Andruck wird immer mehr von fotografischen und neuerdings auch von digitalen Bildprüfsystemen (Softproof = Wiedergabe am Farbbildschirm) verdrängt. Seit Anfang der 70er Jahre sind verschiedene Verfahren auf den Markt gekommen. Die Proofsysteme lassen sich in zwei Hauptgruppen mit Unterverfahren einteilen:

Die Überprüfung der Kopiervorlagen auf Passergenauigkeit erfolgt z. T. noch über Anhaltskopien. Die Überprüfung der gesamten Kopiervorlage auf Vollständigkeit und Standgenauigkeit erfolgt überwiegend über Lichtpausen.

Anhaltskopie: Folie, die zur Überprüfung der montierten Kopiervorlagen auf Passergenauigkeit dient. Dadurch lassen sich bei weiteren Montagen die Filme nach einem farblich differenzierten Anhalt gut und schnell montieren.

Farbsatz, -auszüge: Durch Farbauszugstechniken in der Repro hergestellte Negativ- oder Positivfilme von einer farbigen Bildvorlage. Einzelne Farbauszüge für die Druckfarben Cyan, Gelb, Magenta und Schwarz ergeben beim Zusammendruck das farbige Bild der Vorlage.

Halbtonfilm: Film, in dem das Bild in kontinuierlichem Ton ohne jegliche Bildzerlegung (z.B. stufenlos von Weiß über Grau nach Schwarz) wiedergegeben wird.

Layout: Vorgesehene Positionierung und Formatierung von Texten und Bildern zur Herstellung von Drucksachen.

Passer: In der Drucktechnik die Genauigkeit, mit der der vorgesehene Stand der zu reproduzierenden Details bei einer Folge von Arbeitsgängen erreicht bzw. eingehalten wird, z.B. beim Übereinanderdruck der einzelnen Teilfarben.

Proof: Das von Farbauszügen mit druckfarbsimulierenden Teilfarben zusammengestellte Gesamtbild, das zur Beurteilung der Bildqualität dient.

Rasterfilm: Film, in dem das Bild in viele kleine, für das Auge nicht auflösbare und dem jeweiligen Halbton entsprechend verschieden gestaltete Elemente (z.B. Rasterpunkte) zerlegt ist.

Reproherstellung: Fotografische Umsetzung einer Bildvorlage (Foto, Dia) in einen kopierfähigen Film (Rasterfilm für Offset-, Sieb-, Flexo-, Zeitungsdruck; Opalfilm für Tiefdruck) - zum Teil auch auf Fotopapier.

Repros: Endprodukt der Reproherstellung: Rasterfilme zum Kopieren der Druckform oder Halbtonfilme zum Gravieren der Tiefdruckzylinder.

Satzherstellung: Manuelles (Bleisatz) oder elektronisches (Fotosatz) Zusammenfügen von Schrift-, Linien- und Flächenelementen zu Druckseiten nach den Angaben des Manuskriptes. Beim Fotosatz wird ein Film erzeugt, der zur Anfertigung der Druckform dient.

Tonwert: Ist beim Halbtonfilm die Graustufe, bei einem Rasterfilm der prozentuale Anteil der schwarzen Flächen (Punkte).

In einem Kopierrahmen werden Lichtpauspapier und Kopiervorlage der UV-Lichtquelle ausgesetzt. Das Lichtpauspapier ist ein mit lichtempfindlichen Diazoverbindungen beschichtetes Papier. Das Licht zerstört an den bildfreien Stellen die lichtempfindlichen Verbindungen, die unbelichteten Bereiche bilden unter dem Einfluss des Entwicklers Farbstoffe. Hierbei wird unterschieden zwischen der sogenannten Trockenentwicklung im Dampf einer wässrigen Ammoniaklösung und der Feuchtentwicklung im Kontakt mit Entwicklerflüssigkeiten.

Teilweise werden in der Kartografie Folien mit chromatsensibilisierten Lacken beschichtet und nach der Belichtung mit zinksalzhaltigen Lösungen geätzt und mit sauren Lösungen entschichtet.

Im Kopierrahmen wird eine UV-empfindliche Farbfolie mit der Kopiervorlage der ersten Teilfarbe belichtet und anschließend entschichtet. Die Farbfolien sind mit Diazoverbindungen, Farb- und Bindemitteln beschichtete Polyesterfolien.

Als Tonerverfahren ist das Cromalin-Verfahren von DuPont bekannt. Der Arbeitsablauf dieses Trockenverfahrens umfasst die Arbeitsschritte: Laminieren, Belichten, Tonern und Aufbringen einer Schutzschicht.

Proofsysteme, die dem Farbfolienverfahren zuzuordnen sind, sind im wesentlichen AgfA Pressmatch Dry, Color-Art von Fuji und Matchprint von Imation. Das Funktionsprinzip der genannten Systeme ist ähnlich. Bei AgfA sind die Farbpigmente in einer Fotopolymerschicht, bei Fuji und Imation in einer Diazoschicht eingelagert.

AgfA Pressmatch Dry ist ein Trockenverfahren ohne Entwickler und umfasst die Arbeitsschritte: Laminieren, Belichten, Abziehen der Trägerfolie je Teilfarbe und Aufbringen einer Schutzfolie.

Color-Art von Fuji ist ein Nassverfahren und umfasst die Arbeitsschritte: Belichten, Entwickeln (Das Entwickeln erfolgt in einem Prozessor und umfasst die Schritte: Entwickeln, Spülen, Trocknen. Der wässrig/alkalische Entwickler entfernt die unerwünschten Schichtstellen. Entwicklerreste und abgelöste Farbmittel mit Pigmenten werden in der Spülzone entfernt, die Trocknung der Farbfolien wird durch Quetschrollen und Warmluft erreicht.), Laminieren, Nachbelichten.

Matchprint von Imation ist ein Nassverfahren und umfasst die folgenden Arbeitsschritte, die für alle vier Teilfarben nacheinander ausgeführt werden: Laminieren, Belichten, Entwickeln (Entwickeln des beschichteten Basispapiers durch alkalische Entwickler. Die unerwünschten Farbmittel werden abgelöst und verbleiben, unterstützt durch mechanisches Abstreifen, nahezu ausschließlich im Entwickler. Nach einer Spülung, die zur Entfernung von Entwicklerresten dient, wird das Basispapier mittels Quetschrollen und Warmluft getrocknet.). Zuletzt wird nachbelichtet.

Beim Trockenlichtpausverfahren kann bei Geräten älterer Bauart Kondenswasser von etwa 1 l pro Woche beladen mit 5 bis 10 % Ammoniak anfallen. Bei den heute überwiegend eingesetzten Maschinen neuerer Bauart fällt kein Kondenswasser an. Bei Lichtpausverfahren mit Feuchtentwicklung fallen geringe Mengen Restentwickler an. Die charakteristischen Inhaltsstoffe der wässrigen Entwickler für das Feuchtlichtpausverfahren sind Di- und Trihydroxybenzol (sog. Kupplungskomponenten zur Bildung des Farbstoffes mit den in der Papierbeschichtung enthaltenen Diazoniumverbindungen) und organische Alkalisalze, wie z.B. Benzoate, Citrate, Sorbate, Succinate.

Bei der Beschichtung, Entwicklung, Ätzung und Entschichtung können stark saure Abwässer mit Gehalten an Chrom(III), Chrom(VI) und Zink anfallen. Zusammen mit den ebenfalls metallhaltigen Spülwässern liegt der Gesamtabwasseranfall in der Größenordnung von etwa 10 l/m² entwickelter Platte.

Die Entschichtung der Farbfolie erfolgt wässrigalkalisch (positiv arbeitende Farbfolien) oder unmittelbar mit dem Spülwasser (negativ arbeitende Farbfolien). Der Entschichter bzw. das Spülwasser kann Zink und Kupfer enthalten. Der Gesamtabwasseranfall beträgt ca. 5 l/m².

Pro Jahr werden in Deutschland ca. 600.000 m² Proofs verwendet. Hierbei entfallen rund ein Drittel auf Trocken- und zwei Drittel auf Nassverfahren. Die Toner-Proofsysteme sowie das Farbfolienverfahren von Agfa (Pressmatch Dry) sind Trockenprozesse und arbeiten abwasserfrei. Abfälle entstehen durch die Trägerfolien und Tonerreste. Bei der Abschätzung des Entwickler- und Spülwasserverbrauchs der nassentwickelbaren Farbfolienverfahren, wie z.B. Fuji (Color-Art) und Imation (Matchprint) sind die Entwicklungsvorgänge für die Filme aller Teilfarben (i.d.R. Gelb, Cyan, Magenta, Schwarz) zu berücksichtigen, so dass insgesamt ca. die vierfache Menge, also 1.600.000 m² Farbfolien im Nassverfahren abwasserrelevant sind. Die wässrigalkalischen Entwickler lösen die Farbschichten ab. Sie können darüber hinaus Natriumcarbonat, Natriumhydroxid, Natriummetasilikat und nichtionische Tenside enthalten. Der Entwickler- und Spülwasserbedarf beim Nassverfahren ist verfahrens- bzw. produktabhängig. Der Entwicklerverbrauch liegt zwischen 0,1 und 0,8 l/m² entwickelter Film und Teilfarbe; der Spülwasserverbrauch wird mit 10 bis 14 l/m² entwickelter Film und Teilfarbe angegeben.

Soweit möglich sollten abwasserfreie Trockenlichtpausmaschinen eingesetzt werden.

Auf den Einsatz chromathaltiger Kopierschichten und zinkhaltiger Ätzlösungen sollte verzichtet werden.

Soweit möglich sollten Trocken- bzw. Digitalverfahren bevorzugt eingesetzt werden.

Aufgrund der geringen Mengen Kondensat bzw. Restentwickler kann das Abwasser in die öffentliche Kanalisation eingeleitet und in der kommunalen Kläranlage gereinigt werden. Ist keine Kläranlage vorhanden, muss das Kondensat gesammelt und als Abfall entsorgt werden.

Bei der Verwendung chromathaltiger Kopierschichten sind alle Konzentrate und Spülwässer - sofern sie nicht als Abfall entsorgt werden sollen - einer Chromatreduktion und anschließenden Ausfällung der Schwermetalle zu unterziehen.

Abhängig vom Gehalt an Zink oder schwermetallhaltigen Pigmenten muss der Entschichter einer Abwasserbehandlung unterzogen oder als Abfall entsorgt werden. Entsprechendes gilt für die Spülwässer.

Abhängig von schwermetallhaltigen Pigmenten muss der Entwickler entweder einer Abwasserbehandlung unterzogen oder als Abfall entsorgt werden. Die anfallenden Spülwässer sind nicht behandlungsbedürftig.

Bis in die 60er Jahre dominierte das Hochdruckverfahren; seitdem ist der Hochdruck jedoch stark rückläufig. Die klassische Herstellung einer Hochdruckform mit Klischees und Hand- oder Maschinensatz findet kaum noch Anwendung. Bei den heutigen Anwendungsgebieten besteht die Druckform inzwischen meist aus Fotopolymerplatten. Zink-, Magnesium- oder Kupferklischees werden heute seltener zum Druck aber häufig zur Prägung von Gummiklischees für den Flexodruck eingesetzt. Nur sehr wenige, meist kleine oder spezialisierte Betriebe setzen als einziges Druckverfahren noch den klassischen Hochdruck (Buchdruck mit Bleisatz) ein. Einsatzgebiete sind kleine Auflagen (z.B. Geschäftskarten, Familiendrucksachen). Insgesamt werden ca. 15 % des Produktionswertes aller Druckerzeugnisse im Hochdruck hergestellt.

Im Zeitungsdruck wird das Hochdruckverfahren mit Fotopolymerplatten von einigen Dutzend Verlagsdruckereien eingesetzt. Allerdings erfolgen in den nächsten Jahren vermehrt Verfahrensumstellungen auf den Offsetdruck.

Das Bedrucken von Verpackungen erfolgt vielfach im Hochdruckverfahren (Flexodruck). In Deutschland gibt es in diesem Produktionsbereich etwa 200 Betriebe, davon 75 % mit bis zu 100 Beschäftigten. In diesem Geschäftsbereich konkurriert der Hochdruck verstärkt mit dem Offset- und Tiefdruck.

Unter dem Begriff Hochdruck sind alle Druckverfahren zusammengefasst, bei denen die bildgebenden Stellen der Druckform höher als die nicht druckenden Stellen liegen. Für den Druckvorgang erhalten nur die erhöhten Stellen Farbe und geben diese an den Bedruckstoff ab, der über die Druckform hinweg geführt wird (Abb. 2.2_1). Die Druckbildübertragung erfolgt entweder direkt oder indirekt über einen Gummituchzylinder auf den Bedruckstoff. Die Druckform kann aus verschiedenen Materialien bestehen: Metallklischees (Buchdruck), Kunststoff oder Gummi (Zeitungshochdruck, Flexodruck).

Akzidenzdruck: Druckarbeiten, die nicht zum Zeitungs-, Zeitschriften- und Buchdruck gehören, z.B. Briefbogen, Prospekte, Rechnungen, Formulare, Visitenkarten.

Buchdruck: Verfahren des Hochdrucks, bei dem überwiegend zähflüssige Druckfarbe von der Druckform auf den Bedruckstoff übertragen wird.

Flexodruck: Verfahren des Hochdrucks, bei dem die Druckform aus Gummi oder elastischem Kunststoff besteht und das Druckbild unter Verwendung von Druckfarben, die durch Verdunsten von Lösungsmitteln trocknen, auf den Bedruckstoff übertragen wird.

Flexografie: Teilgebiet der Druckformenherstellung, in dem Druckformen für den Flexodruck sowie für die Stempelherstellung erstellt werden.

Indirekter Hochdruck (Letterset): Verfahren des Hochdrucks, bei denen die Druckfarbe von der Hochdruckform über einen Zwischenträger (Gummituchzylinder) auf den Bedruckstoff übertragen wird.

Klischee: Allgemein gehaltene Bezeichnung für alle Arten von Hochdruckplatten oder Druckstöcken.

Gebräuchliche Verfahren zur Herstellung von Druckformen für den Flexodruck sind heute:

Im Flexodruckverfahren werden Fotopolymerplatten eingesetzt, die aus einem formstabilen Träger, einer lichtempfindlicher Reliefschicht und einer Schutzfolie (zum Schutz vor Staub, Sauerstoff und Beschädigungen) bestehen. Die lichtempfindliche Fotopolymerschicht (Relief) besteht aus elastomeren Bindemitteln, polymerisationsfähigen Monomeren, Fotoinitiatoren, thermischen Stabilisatoren, Farbstoffen und weiteren Zusatzstoffen. Das Material kann als flüssiges ("Liquid-System") oder als festes Fotopolymer ("Solid-System") in der Praxis eingesetzt werden.

Beim Liquid-System wird das Flüssigpolymer in ein Harzbecken gefüllt. Das Negativ wird seitenrichtig auf die untere Glasplatte gelegt und mit einer Schutzfolie versehen. Die Folie wird mit der mattierten Schicht nach oben in den Harzschlitten eingeführt. Das Harzbecken wird gekippt, das Flüssigpolymer aufgetragen und mit einer Rakel egalisiert. Bei diesem Vorgang wird gleichzeitig die Trägerfolie mit aufgezogen. Dann erfolgt die Belichtung mit UV-Licht. Anschließend muss das unbelichtete und deshalb flüssig gebliebene Fotopolymer entfernt, d.h. in einem Gerät ausgewaschen werden.

Beim Solid-System werden die Fotopolymere nicht in flüssiger Form, sondern in fester Form als Platten geliefert. Zunächst erfolgt eine Rückseitenbelichtung, die zur Einstellung der Relieftiefe und zur einwandfreien Versockelung des Druckbildreliefs dient. Anschließend wird die Platte gewendet, so dass die Bildreliefseite zur Lichtquelle ausgerichtet wird. Nach Abziehen der Schutzfolie wird der Negativfilm auf die Polymerschicht gelegt und unter Vakuum belichtet. Die vom UV-Licht getroffenen Stellen härten aus, die Reliefschicht entsteht. Anschließend erfolgt das Auswaschen der nicht polymerisierten Bildteile mit Bürsten. Nach dem Trocknen wird die Platte zur vollständigen Polymerisation des Druckreliefs vollflächig mit UV-Strahlen nachbelichtet, um der Druckform die erforderliche Auflagenfestigkeit zu verleihen. Außerdem verliert die Druckform ihre Oberflächenklebrigkeit - eine Voraussetzung dafür, dass die Druckfarbe sauber übertragen wird.

Wasser- und alkoholauswaschbare fotopolymere Hochdruckplatten und -folien werden im direkten und indirekten Hochdruck eingesetzt. Im indirekten Hochdruckverfahren (Letterset) lassen sich rauhe Papiere besser verarbeiten, da das Schriftbild der Druckform geschont wird. Die Druckplatten bestehen aus einem formstabilen Träger, Haftlack, einer lichtempfindlichen Polymerschicht und einer Schutzfolie. Die Träger, auf denen das Druckrelief durch Haftlack verankert ist, sind je nach Anwendung aus Stahl, Aluminium oder Polyester. Die lichtempfindliche Polymerschicht besteht aus elastomeren Bindemitteln, polymerisationsfähigen Monomeren, Fotoinitiatoren, thermischen Stabilisatoren, Farbstoffen und weiteren Zusatzstoffen.

Zur Belichtung von Fotopolymerplatten - als Kopiervorlage dient ein Filmnegativ - werden UV-Leuchtstoffröhren eingesetzt. Die Hauptbelichtung führt zum Aufbau des Druckbildreliefs: die vom UV-Licht getroffene Polymerschicht härtet an diesen Stellen aus. Beim daran anschließenden Auswaschprozess werden die unbelichteten Bestandteile mit Wasser bzw. einer Alkohol/Wasser-Mischung ausgewaschen. Die vom Auswaschmittel befreite Druckform ist leicht gequollen und wird in einem Trockenschrank bei 60 bis 80 °C getrocknet. Anschließend werden die Druckformen und -folien kurz ohne Negativ nachbelichtet. Teile des Reliefs, die bei der Hauptbelichtung nur wenig Licht ausgesetzt waren, wie z.B. spitze Rastertöne oder sehr feine Strichelemente, vernetzen dadurch vollständig und die Druckform erhält ihre zum Drucken notwendige Stabilität.

In geringem Umfang werden heute noch Metallklischees aus Magnesium oder Zink hergestellt, die meist zur Prägung von Gummiklischees für den Flexodruck dienen. Früher verwendete Kupferklischees werden heute nicht mehr eingesetzt. Das üblicherweise vorbeschichtete Material wird mit dem Druckbild belichtet, mit Lösungsmitteln entwickelt und mit Wasser gespült. Zum Ätzen der Metallklischees wird eine Ätzemulsion aus verdünnter Salpetersäure und wasserunlöslichem Flankenschutzmittel eingesetzt. Das Flankenschutzmittel dient dazu, dass das Ätzmittel das Metall nur senkrecht nach unten und nicht auch seitlich angreift. Anschließend werden die Klischees - ggf. nach Neutralisation mit Natriumhydroxid - mit Wasser gespült. Im Bedarfsfall erfolgt eine Korrektur mit Salpetersäure.

Bei der Abformtechnik wird vom seitenrichtigen Negativ durch Ätzen einer Metallplatte (Zink oder Magnesium), die vorher mit einer lichtempfindlichen Kopierschicht versehen wurde, ein Klischee geätzt, wie es zum Beispiel im Buchdruck als Druckform eingesetzt wird. Ein weiteres Verfahren ist die Vulkanisation. Hierbei wird von dem plastischen Rohgummi eine dem Motiv entsprechende Größe plus einem Rand von ca. 5 mm auf die vorher gepuderte Mater - damit sich das Klischee leicht abheben lässt - gelegt und in die Prägepresse geschoben. Als Puder wird meistens Maismehlpulver verwendet. Nach einer gewissen Vorwärmzeit wird das Klischee schließlich unter Druck und Hitze bei 140 bis 150 °C und einer Verweilzeit von 10 bis 15 Minuten fertiggestellt. Anschließend werden die Gummiplatten rückseitig plangeschliffen. Dies erfolgt entweder trocken oder mit Wasser als Kühlmittel.

Eine Farbübertragungswalze (Rasterwalze) übernimmt das Einfärben der Druckform. Beim Druckvorgang wird ein Teil der Druckfarbe von der erhabenen Druckformoberfläche auf den Bedruckstoff übertragen. Farbauftrag und Farbmengenregulierung erfolgen mittels Tauchwalze.

Die Druckformen werden je nach eingesetztem Farbsystem mit Lösungsmitteln oder Wasser gereinigt.

Als Auswaschlösung beim Solid-System wird ein Gemisch aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen verwendet. Auswaschlösungen auf Basis von chlorierten Kohlenwasserstoffen (z.B. Perchlorethylen) und Butanol werden nicht mehr eingesetzt. Die Verarbeitung der Druckformen erfolgt in geschlossenen Auswaschanlagen ohne Über- oder Ablauf. Es entsteht kein Abwasser. Wasserauswaschbare Plattensysteme sind Gegenstand neuester Entwicklungen.

Beim Liquid-System enthält die erschöpfte Auswaschlösung abgespültes unpolymerisiertes Material und Hilfsmittel wie lipophile Stoffe, die einen hohen CSB-Wert erzeugen. Im Flexodruck werden lösungsmittelhaltige Farben, UV-Farben und wasserbasierte Farben eingesetzt. Der Druckvorgang selbst ist nicht abwasserrelevant. Abwässer fallen nur bei der Reinigung der Farbwerke (Rasterwalze, Farbwanne, Farbrakel) an, wenn wasserbasierte Farbsysteme zum Einsatz kommen. Diese Abwässer, die i. w. Farbbestandteile enthalten, werden vor der Ableitung behandelt (meist Flockung, Fällung) oder als Abfall beseitigt.

Nach Belichtung werden die unbelichteten, nicht polymerisierten Bestandteile der Druckform in geschlossenen Apparaturen durch Besprühen unter Druck bzw. in Reibwaschern ohne Säure- oder Laugenzusatz ausgewaschen. Die noch anhaftende Auswaschlösung wird durch Abblasen oder Abtupfen vollständig entfernt; teilweise wird mit Wasser nachgewaschen. Abhängig vom Plattenmaterial wird entweder Wasser (im Zeitungsbereich) oder ein Gemisch aus Ethanol und Wasser (Gewichtsverhältnis 82 : 18) verwendet. Das Abwasser (ca. 20 l/m²) enthält gelöste Bestandteile der fotopolymeren Schicht (im Mittel < 1,5 Gew.-%), die sehr hohe organische Belastungen (CSB bis 50.000 mg/l) verursachen. Der CSB ist in biologischen Kläranlagen eliminierbar. Die laut Herstellerangaben in den verbrauchten Auswaschlösungen enthaltenen AOX-Konzentrationen von bis zu 5 mg/l sind wegen der CSB-Gehalte nicht nachweisbar und aufgrund einer Frachtbetrachtung als nicht relevant einzustufen. Bei Verwendung alkoholhaltiger Auswaschlösungen fallen Abfälle zur Beseitigung oder Verwertung (z.B. durch Destillation) an. Spülwässer aus diesen Bereichen sind nicht behandlungsbedürftig. Abwasser beim Druck fällt im Zeitungsbereich nicht an.

Das aus der Entwicklung der Klischees anfallende Abwasser enthält Lösungsmittel sowie Schichtbestandteile (Eiweiße, Polyvinylcinnamat). Beim Ätzvorgang fällt eine verbraucht Ätzlösung an, die mit 30 bis 35 g/l des eingesetzten Metalls angereichert ist, ca. 2-3 % Flankenschutzmittel (z.B. sulfatiertes Rizinusöl) und hohe Nitrit-Konzentrationen enthalten kann. Die übrigen Abwässer aus Spülvorgängen, Entschleierung, Neutralisation und Korrektur enthalten die gleichen Inhaltsstoffe in verdünnter Konzentration. Beim Druck mit Metallklischees fällt kein Abwasser an, da Druckfarben auf der Basis von Lösungsmitteln verwendet werden und die Druckform- bzw. Farbwerkreinigung dementsprechend mit Lösungsmitteln erfolgt.

Bei der Herstellung von Gummiklischees können Schleifwässer mit Gummistaub anfallen. Dieser Schlamm wird jedoch bereits an der Maschine zurückgehalten (Kreislaufbecken) und mit dem Hausmüll entsorgt.

Zur Herstellung von Kunststoffklischees befinden sich Auswaschgeräte in der Entwicklung, die den Abwasseranfall durch Kreislaufführung über Filteranlagen erheblich vermindern sollen. Durch geeignete Spültechniken (z.B. Einbau von Sparspülen oder Spülkaskaden) können Abwasseranfall und Abwasserverunreinigung gering gehalten werden. Die Verwendung chromathaltiger Einsatzstoffe ist zu vermeiden. Die Kühlwässer der Ätzmaschinen sollten über Wärmetauscher im Kreislauf geführt werden. Der Einsatz kupferfreier Pigmente (Druckfarben) ist anzustreben.

Wegen der üblicherweise bei der Herstellung von Metallklischees anfallenden geringen Abwassermengen sollten diese als Abfall entsorgt werden. Sofern eine Abwasserbehandlung in eigenen Anlagen erfolgt, ist zunächst das Flankenschutzmittel durch einen Schwerkraftabscheider abzutrennen und sind die Schwermetalle anschließend durch Fällung und Flockung bei gleichzeitiger Neutralisation zu entfernen. Bei höheren Nitritgehalten ist eine Nitrit-Entgiftung (üblicherweise mit Amidosulfonsäure) notwendig.

Wird im Zeitungsdruck eine Ableitung der unbehandelten, wässrigen Druckplatten-Auswaschlösungen in die öffentliche Kanalisation aufgrund der hohen organischen Belastung nicht geduldet, ist das Abwasser einer Vorbehandlung (z.B. Flockung/Fällung) zu unterziehen oder als Abfall zu beseitigen.

Die Behandlung der Abwässer aus der Farbwerkreinigung im Flexodruckbereich erfolgt in gleicher Weise. Die Reinigungswässer von wasserbasierten Farbsystemen können auch durch ein zweistufiges Membrantrennverfahren in Form einer Ultrafiltration mit nachgeschalteter Nanofiltration behandelt werden. Das Permeat kann ohne Probleme in die biologische Kläranlage abgeleitet bzw. in den Produktionsprozess zurückgeführt werden. Außerdem kann in manchen Fällen die Druckfarbe zurückgewonnen werden.

Der Flachdruck ist das am weitesten verbreitete Druckverfahren in der deutschen Druckindustrie.

Auf den Bogenoffset entfällt knapp die Hälfte des Flachdrucks. Bogenoffset wird von nahezu allen der rund 15.000 gewerblichen Druckereien Deutschlands betrieben. Die Betriebsstruktur ähnelt deshalb der Größenstruktur der gesamten deutschen Druckindustrie: rund zwei Drittel der Druckereien beschäftigen weniger als 10 Mitarbeiter; 15 % haben zwischen 10 und 19 Mitarbeiter, 15 % zwischen 20 und 99 Mitarbeiter und nur 3 % haben 100 und mehr Mitarbeiter. Etliche Druckereien sind auch einem Verlag angegliedert. Die Ausstattung der Druckereien mit Bogenoffsetdruckmaschinen ist - entsprechend ihrer Größe, Marktausrichtung und Spezialisierung - sehr vielfältig. Einige Druckereien betreiben neben dem Bogenoffsetdruck noch ein oder mehrere andere Verfahren. Es wird geschätzt, dass in den Druckereien insgesamt rund 30.000 Bogenoffsetdruckmaschinen stehen, die insgesamt etwa 50.000 Druckwerke haben.

Überwiegend werden auf den Bogenoffsetmaschinen Drucksachen mit kleiner bis mittlerer Auflage hergestellt. Die Domäne des Bogenoffsets ist der Werbedruck, angefangen von Katalogen, Prospekten, Geschäftsberichten, Plakaten, Preislisten bis hin zu Handzetteln. Die zweitwichtigste Produktgruppe für den Bogenoffset sind Einzelformulare. Weitere Produktgruppen sind - speziell für den großformatigen Bereich - Bücher, Zeitschriften in kleineren Auflagen sowie Verpackungsdrucke und Etiketten.

Beim Rollenoffset ist zwischen Heatset und Coldset zu unterscheiden. Im Heatset wird die Druckfarbe durch Erwärmen getrocknet. Es gibt in Deutschland etwa 160 Druckereien, die Heatset-Maschinen betreiben. Es handelt sich meist um mittlere und größere Druckereien. Heatset-Maschinen werden insbesondere eingesetzt zum Druck von:

Im Coldset trocknet die Druckfarbe durch Wegschlagen (Aufsaugen) in den Bedruckstoff (meist Papier). Es gibt rund 200 Zeitungsbetriebe, die insgesamt schätzungsweise 400 Coldset-Maschinen (mit etwa 4.400 Druckwerken) für den Zeitungsdruck einsetzen. Diese Betriebe sind bis auf wenige Ausnahmen sogenannte Verlagsdruckereien, d. h. sie sind einem Zeitungsverlag angegliedert. Coldset-Maschinen werden vor allem für die Produktion von Zeitungen und Anzeigenblättern eingesetzt. Andere Druckereien verwenden die Coldset-Maschinen meist für den Druck von preiswerten Büchern, Roman- und Rätselheften und Telefonbüchern.

Als Sonderverfahren ist der Endlosformulardruck zu erwähnen. Es gibt in Deutschland ca. 250 Druckereien, die Endlos-Rotationsmaschinen betreiben. Es wird geschätzt, dass gegenwärtig in den Druckereien rund 1.000 Coldset-Endlosrotationen stehen, die insgesamt rund 4.400 Druckwerke haben. Die Maschinen besitzen oft Druckwerke unterschiedlicher Druckverfahren: Drei Viertel der Druckwerke sind für den Offset, ein Fünftel läuft im Hochdruck, der Rest im Flexodruck und selteneren Varianten.

Zum Flachdruck gehören die Druckverfahren, bei denen die druckenden und nichtdruckenden Stellen nahezu in einer Ebene liegen. Die Höhendifferenzen auf der Druckformenoberfläche betragen etwa 2 µm. Die Druckform besitzt auf ihrer druckenden Oberfläche lipophile druckende und lipophobe nicht druckende Oberflächenbereiche, wobei erstere die in Mineralöl gelösten Farben annehmen und letztere die Farben abstoßen.

Zu den seltenen direkten Flachdruckverfahren zählen der Steindruck (Lithografie), das Di-Litho-Verfahren, der Lichtdruck und der elektrostatische Flachdruck. Wirtschaftliche Bedeutung hat aber nur der Offsetdruck, der ein indirektes Flachdruckverfahren ist.

Flachdruckplatten bestehen aus beschichtetem Metall, Kunststoff oder Papier/Kunststoffverbunden. Die licht- bzw. strahlungsempfindlichen Schichten arbeiten überwiegend nach silberfreien Verfahren, wie z.B. Diazotypie, Fotopolymer. Abwasser aus der Verarbeitung silberhaltiger Druckplatten unterliegt Anhang 53. Im Offsetdruck werden überwiegend Monometallplatten verwendet. Mehrmetallplatten werden kaum noch eingesetzt, da das Herstellungsverfahren sehr aufwendig ist und die Verwendung moderner Monometallplatten vergleichbar hohe Auflagen ermöglicht.

Die Druckform überträgt die Druckfarbe zunächst auf einen Zwischenträger (in der Regel ein mit einem Gummi-Drucktuch bespannter Übertragungszylinder), der seinerseits das Druckbild an den Bedruckstoff abgibt. Beim Druckvorgang wird die Druckform zunächst mit einem meist schwach sauren, wässrigen Feuchtmittel, das außer Puffersubstanzen, Feuchthalte- und Konservierungsmitteln auch Isopropanol enthalten kann, benetzt und anschließend mit der Druckfarbe eingefärbt. Das entstandene Druckbild wird über den Gummituchzylinder auf den Bedruckstoff übertragen. Anschließend trocknet die aufgetragene Farbschicht durch chemische Reaktion, Verdunsten des Lösungsmittels oder Wegschlagen in den Bedruckstoff.

Beim wasserlosen Offsetdruck werden Druckwerke und -formen eingesetzt, die ohne Feuchtmittel auskommen. Die nichtdruckenden Stellen der Druckform bestehen aus Silikonkautschuk, welcher farbabstoßende Eigenschaften besitzt, so dass die Benetzung mit Feuchtmittel entfallen kann.

Druckplatte: Ausgangsmaterial zur Herstellung der Druckform, das noch nicht belichtet und entschichtet ist.

Drucktuch (Gummituch): Verbundkörper, bestehend aus beschichtetem Trägermaterial (z.B. Gewebe) zur Übertragung der Druckfarbe von der Druckform auf den Bedruckstoff.

Feuchtmittel: Flüssigkeit zum Benetzen der Flachdruckform vor dem Einfärben zum Aufrechterhalten der farbabstoßenden Eigenschaften der nichtdruckenden Stellen.

Feuchtwerk: Gesamtheit aller Druckmaschinenteile, die der Benetzung der nichtdruckenden Stellen einer Flachdruckform mit Feuchtmittel dienen.

Flachdruck: Druckverfahren, bei denen die druckenden und nichtdruckenden Stellen der Druckform nahezu in einer Ebene liegen.

Flachdruckform: Druckform, bei der die druckenden Stellen die Druckfarbe annehmen und die nichtdruckenden Stellen die Druckfarbe abstoßen. Als Flachdruckformen finden Verwendung:

Offsetdruck: Flachdruckverfahren, bei dem die Druckfarbe von der Flachdruckform auf einen Übertragkörper (z.B. auf einem mit Drucktuch bespannten Zylinder) und von dort auf den Bedruckstoff übertragen wird (= indirekter Flachdruck).