„Unser Ziel: Altkunststoff mit wenigen Aufbereitungs-Schritten einsetzen“
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01.06.2022

„Unser Ziel: Altkunststoff mit wenigen Aufbereitungs-Schritten einsetzen“

Circular Economy
Rezyklat lässt sich in der Kunststoffextrusion nicht ohne Weiteres einsetzen. Dr. Tim Pohl, verantwortlich für Nachhaltigkeit und New Business Development bei Reifenhäuser, ordnet Chancen und Hemmnisse ein und erläutert, warum zur Verarbeitung von Rezyklat flexiblere und robustere Anlagen notwendig sind.

Herr Dr. Pohl, der gesellschaftliche und politische Druck steigt, Kunststoffprodukte nachhaltiger und ressourcenschonender zu produzieren. So fordert beispielsweise die EU in ihrer Kunststoff-Strategie, den Rezyklatanteil bis 2030 substanziell zu erhöhen. Glauben Sie, dass eine Quote für den Einsatz von Rezyklat in Kunststoffprodukten nötig ist?

Ja. Und dies geschieht ja auch gerade. Alle großen Brands wie Coca-Cola oder Nestlé haben sich verpflichtet, entsprechende Altkunststoffmengen in ihren Verpackungen einzusetzen. Das wird die Nachfrage und die Verfügbarkeit von qualitativ hochwertigem Rezyklat verändern. Sammeln und Sortieren ist aufwendig und damit teuer. Durch Quoten gelingt es hoffentlich, den Rezyklatmarkt vom Markt für Neuware zu entkoppeln.

- 60%

Ein Produkt aus 100 Prozent Altkunststoffen hat einen ca. 60 Prozent niedrigeren Carbon Footprint als eins aus Neuware.

Product Carbon Footprint

Der Carbon Footprint eines Products (PCF) ist eine Methode, um die Klimawirkung eines Produktes über dessen gesamten Lebenszyklus zu ermitteln. Der PCF hilft, diese Auswirkungen zu quantifizieren und zu analysieren. Beim Carbon Footpint geht es nicht nur um Kohlendioxidemissionen, sondern auch um andere Treibhausgase.

Ich erwarte, dass zumindest phasenweise für vergleichbare Qualitäten der Preis für den Rezyklat über dem Neuwarepreis liegen wird. Da sind wir als Ingenieure gefragt, Lösungen zu entwickeln, die eine gute Kreislaufwirtschaft wieder günstiger machen. Und ich bin zuversichtlich, dass uns dies gelingen wird.

Können Sie dafür schon ein Beispiel nennen?

Die Aufbereitung von Altkunststoff durch Waschen, Trocknen und Regranulieren ist kosten- und ressourcenintensiv. Unser Ziel ist es, Altkunststoff mit möglichst wenigen Aufbereitungsschritten einzusetzen, am liebsten nur vorsortiert. Reifenhäuser bietet dementsprechend Anlagelösungen an. Zum Beispiel können wir direkt aus geschredderten PET-Bottelflakes eine Tiefziehfolie extrudieren oder wir extrudieren direkt eine Blasfolie aus gesammelten Folienschnipseln. Letzteres ist verfahrenstechnisch anspruchsvoll, da man bei schwankenden Rohstoffeingangsgrößen eine störungsfreie Blasfolienextrusion ohne Folienabrisse erreichen muss.

Inwiefern?

Das fängt schon damit an, dass sich die Folienschnipsel in Dicke, Form und Steifigkeit voneinander unterscheiden. Außerdem ändert sich auch häufig noch die Eingangsfeuchte des Materials innerhalb eines Batches, ganz zu schwiegen davon, dass normalerweise ein Polymerblumenstrauß verarbeitet wird. Die kontinuierliche Extrusion ist diesbezüglich sehr anspruchsvoll und empfindlich, insbesondere wenn sehr dünne Folien oder feine Vliesstoffe hergestellt werden sollen.

Die Qualität von Rezyklat kann ja bekanntlich sehr unterschiedlich sein...

Genau! Man darf nicht alle Rezyklate in einen Topf werfen. Je höher die Anforderungen an das Produkt und die Rahmenbedingungen sind, umso entscheidender ist die Qualität des Eingangsrohstoffs – also welches Rezyklat ich mit welchem vorherigen Leben bekomme. Kennt man jedoch die Qualität des Rezyklats und legt die Anlage für den geplanten Anwendungsbereich aus, dann ist Rezyklat einfach ein weiterer Rohstoff, den man in die Extrusionsanlage einbringt.

Dr. Tim C. Pohl
Dr. Tim C. Pohl
Dr. Tim C. Pohl, geboren 1974, studiert an der RWTH Aachen Maschinenbau und promovierte an der Universität Paderborn im Bereich Extrusion. Nach verschiedenen leitenden Positionen in einem anderen Unternehmen wechselte er 2010 in die Reifenhäuser Gruppe, in der er heute als Director Business Development Innovationsprojekte vorantreibt und die Entwicklungen zum Thema Nachhaltigkeit strategisch, wie technologisch eng begleitet.

Was ist Rezyklat?

Rezyklate sind Sekundärrohstoffe, die je nach Zustand sortiert, gereinigt und wiederaufbereitet und dann erneut in der Produktion eingesetzt werden können. Unterschieden wird zwischen Rezyklaten aus industriellen Abfällen („Post Industrial Rezyklate“) und aus Abfällen der Endverbraucher („Post Consumer Rezyklate“).
Mehr Informationen: Leitfaden Rezyklat des Forums Rezyklat

Verarbeiter müssen sich dabei aber nicht allein auf Neuland begeben, sondern haben mit Reifenhäuser einen sehr erfahrenen Partner an ihrer Seite. Wir verfügen über das entsprechende Know-how und die entsprechenden Pilotanlagen im Technikum. Zudem ist es natürlich hilfreich, dass auf vielen unserer verkauften Anlagen schon lange industrielle Altkunststoffe verarbeitet werden. Bei Tiefziehfolienanlagen oder Spinnvliesanlagen ist das schon seit mehr als 15 Jahre etabliert. 

Was erfordert die Verarbeitung von Rezyklat vom Anlagebau?

Man muss das System flexibler und robuster auslegen. Das kann bedeuten, dass man einen Extruder verlängert oder den Schneckendurchmesser verändern muss. Oder dass mehr Platz für die Rohstoffzufuhr benötigt wird. Gleichzeitig ist eine stärkere Individualisierung nötig, weil jeder Kunde mit anderen Rohstoffen arbeitet beziehungsweise sie aus anderen Quellen bezieht. Unsere Aufgabe ist es, die Maschinentechnik so auszulegen, dass unsere Kunden ein möglichst breites Materialspektrum verarbeiten können - heute und in den nächsten Monaten.

An welchen Stellschrauben können Sie dabei drehen?

Wer Altkunststoff mit den entsprechenden Verunreinigungen verarbeitet, braucht Schnecken und Zylinder, die stärker gegen abrasiven Verschleiß geschützt sind.  Außerdem lässt sich nicht immer vermeiden, dass korrosive Partikel mit in den Extruder hineinwandern, so dass auch eine höhere Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist. Das ist die Grundanforderung an die schmelzeführenden Komponenten.

Ein weiterer Aspekt ist die Schmelzeaufbereitung. Um verschiedene Kunststoffe miteinander zu verbinden, braucht man ein Plastifiziersystem, also einen Extruder, der unterschiedliche Fraktionen möglichst gut homogenisiert. Und das formgebende Werkzeug sollte möglichst materialunabhängiger ausgelegt sein als es heute üblicherweise der Fall ist, um bei Fraktionen mit unterschiedlichem Strömungsverhalten eine gleichmäßige Verteilung zu erreichen.

Drei Anforderungen an den Anlagebau

  • Komponenten vor Verschleiß und Korrosion schützen
  • Extruder homogenisiert unterschiedliche Polymerfraktionen
  • Formgebendes Werkzeug materialunabhängig auslegen

„Eine gewisse Konstanz in den rheologischen und physikalische Eigenschaften sollte für die Extrusion schon gegeben sein.“

Dr. Tim Pohl
Director Sustainability bei Reifenhäuser

Würden Sie sagen, ungeeignetes Rezyklat gibt es nicht – wenn die Anlage gut genug ist, um es zu verarbeiten?

Nein. Wir können heute zwar bereits stark verunreinigtes Rezyklat verarbeiten, aber zaubern können wir nicht. Eine gewisse Konstanz in den rheologischen und physikalische Eigenschaften sollte schon gegeben sein. Entsprechend der Rohmaterialschwankungsbreite wird dann festgelegt für welche Endprodukte das Rezyklat geeignet ist. Das kann von einer dicken Baufolie bis hin zu einer vergleichsweise anspruchsvollen, dünnen Stretchfolie gehen.

Was bedeutet das für die Verarbeiter?

Verarbeiter brauchen zunächst einmal einen Zugang zum entsprechenden Rezyklat. Um dessen Verfügbarkeit zu steigern, brauchen wir eine funktionierende Kreislaufwirtschaft. Darüber hinaus sollten Verarbeiter meiner Meinung nach künftig intensiver die Eingangsrohstoffqualitäten hinterfragen: Für welche Anforderung reicht welche Rohstoffqualität aus? Eine Shampooflasche mit einer Wanddicke von 1 mm benötigt eine andere Rezyklatqualität als eine dünne 50 µm Folie mit einem dreißigprozentigen Mindestrezyklatanteil. Außerdem denke ich, dass es vermehrt darum gehen wird, sich neue Rohstoffquellen zu erschließen – und das am besten regional mit kurzen Transportwegen.

Reifenhäuser steht Folien- und Vliesherstellern bei der Verarbeitung von Rezyklat als Partner gerne zur Seite. Wir verfügen über Know-how, Erfahrung und Referenzanlagen. Und wir beraten unsere Kunden, damit sie bei der Anlagen- und Verfahrenstechnik nicht zu viel, aber auch nicht zu wenig machen. So bekommt jeder ein maßgeschneidertes System mit etablierter Extrusionstechnologie.