Schütz auf der JEC World 2023

Nachhaltigkeit entlang der Wertschöpfung

Biotechnologie für nachhaltige Kunststoffe

Jörg Westphal im Interview

Mit einem neuen zweistufigen Verfahren von Engel soll es möglich werden, Kunststoffabfälle direkt nach dem Vermahlen als Flakes im Spritzguss zu verarbeiten. Das steigert die Energie- und Kosteneffizienz im Kunststoffrecycling, da die Granulierung als separater Prozessschritt entfällt.

Um Flakes im Spritzguss verarbeiten zu können, teilt der Zwei-Stufen-Prozess das Plastifizieren und das Einspritzen in zwei voneinander unabhängige, aufeinander abgestimmte Prozessschritte auf. In der ersten Stufe wird das Rohmaterial, zum Beispiel Kunststoff-Flakes, die aus einer Post-Consumer- oder Post-Industrial-Sammlung stammen, aufgeschmolzen. Die Schmelze wird an eine zweite Schnecke übergeben, um sie in die Kavität einzuspritzen. Je nach Material und Anwendung lassen sich zwischen Plastifizier- und Einspritzaggregat ein Schmelzefilter und eine Entgasungseinheit in den Prozess integrieren. Damit werden auch aus verunreinigten Kunststoffabfällen hochwertige Produkte erhalten. Das direkte Verarbeiten von Kunststoff-Flakes verbessert gegenüber dem Verarbeiten von Regranulat deutlich die Energie- und CO2-Bilanz.

Üblicherweise werden Kunststoffe aus Post-Consumer- und Post-Industrial-Sammlungen nach dem Sortieren und Reinigen gemahlen, compoundiert, filtriert und granuliert und als Regranulat in die Spritzgießverarbeitung gegeben. Der Kunststoff muss also zwei Mal aufgeschmolzen werden. Das Granulieren des Recycling-Mahlguts ist ein energieintensiver Prozess, der zudem in der Regel einen logistischen Aufwand erfordert. Im Zwei-Stufen-Verfahren wird dieser Arbeitsschritt komplett eingespart. Nach Berechnungen von Engel sinkt der Energiebedarf für die Herstellung des Produkts dadurch um rund 30 %. Ein Fokus des neuen Verfahrens liegt auf großvolumigen Formteilen, die bereits heute vielfach aus Recyclingmaterialien hergestellt werden, wie Paletten, Transportboxen und Müllcontainern. Die integrierte Entgasung erweitert das Einsatzspektrum auf Anwendungen in der Packaging- und Automobilindustrie.

Dünnwandbehälter in einem Verarbeitungsschritt

Die Engel-Entwickler heben vor allem die Entgasungseinheit hervor. Das Entgasen ist wichtig, um eine durchgehend hohe Produktqualität zu erhalten. Restfeuchtigkeit sowie volatile Stoffe, die aus Materialabbau oder Druckfarbenrückständen stammen, können den Schmelzefilter passieren. Werden diese Verbindungen vor dem Einspritzen der Schmelze nicht entfernt, kann dies zu Poren im Inneren und Defekten an der Oberfläche des Bauteils führen. Dies ist nicht nur optisch störend, sondern kann auch die mechanische Belastbarkeit des Bauteils reduzieren.

Eine weitere Besonderheit sei, dass das erste Plastifizieraggregat im Zwei-Stufen-Prozess zudem die Aufgabe hat, Rohmaterial zu puffern. Auf diese Weise werde ein kontinuierlicher Verarbeitungsprozess erreicht, was den Einsatz kleinerer Schnecken und damit weitere Kosteneinsparungen erlaube, so das Unternehmen.

Die Leistungsstärke des neuen Zwei-Stufen-Prozesses will Engel während der K mit der Herstellung von Dolly-Paletten demonstrieren. Auf einer Engel-duo-12060H/80Z/900-Spritzgießmaschine wird eine Mischung aus Polyolefinen aus einer Post-Industrial-Sammlung verarbeitet.

Produktionsanlagen für die Verarbeitung von Recycling-Flakes im neuen Zwei-Stufen-Prozess basieren auf herkömmlichen Spritzgießmaschinen. Auch das leiste einen Beitrag, die Recyclingkosten zu senken und den Aufbau einer Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe zu beschleunigen.

Projektpartner für die Messepräsentation sind das Unternehmen AVK Plastics, das in Balk in den Niederlanden auf duo-Spritzgießmaschinen – zum Teil bereits im neuen Zwei-Stufen-Prozess – Paletten produziert, sowie IPP mit Stammsitz in Ennepetal, Deutschland, einem Spezialisten für Logistiklösungen für Lieferketten. Das Werkzeug kommt bei diesem Exponat von Haidlmair (Nußbach, Österreich) und der Hochleistungsschmelzefilter zum effektiven Entfernen von festen und elastomeren Verunreinigungen von Ettlinger (Königsbrunn, Deutschland). Ein weiterer Partner ist R-Cycle.

Die Paletten sind mit einem RFID-Chip sowie einem QR-Code, der mittels In-Mould-Labeling aufgebracht wird, versehen. Über den QR-Code kann der Messebesucher Informationen zum Material und zum Recyclingprozess aus der Datenbank von R-Cycle live abrufen.

Engel ist im Frühjahr 2022 der R-Cycle Community beigetreten. Ziel der unternehmensübergreifenden Initiative ist es, digitale Produktpässe für Kunststoffprodukte einzuführen. Schon bei der Produktherstellung werden alle recyclingrelevanten Informationen automatisch erfasst, damit zum Beispiel Abfallsortieranlagen wiederverwertbare Kunststoffe präziser identifizieren und sortenreine Fraktionen für das Recycling bereitstellen können. Auf diese Weise soll es möglich werden, das bisher vorherrschende Downcycling zu stoppen und Kunststoffe gleich- oder sogar höherwertig wiederzuverwerten.

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