Werkstoffe 04/2002

Neue Wege des Kunststoff-Recycling
Dr. Gerald G. Altnau

Der CreaSolv® Prozeß der CreaCycle GmbH bietet eine neue Technologie des Kunststoff-Recycling für ausgewählte Polymere zur Produktion von Rezyklaten hoher Reinheit. Das Recyclingverfahren bedient sich einfacher Reinigungs- und Trennungsmethoden, basierend auf speziellen CreaSolv® Formulierungen aus möglichst sicheren und umweltschonenden Lösemitteln.

Lösemittelbasierende Recyclingverfahren sind nicht als Konkurrenz zu begreifen, sondern ein nötiger Schritt zur Qualitätsverbesserung zu den heute praktizierten Sortieverfahren, denn sie sind dann sinnvoll einzusetzen, wenn vorher sortiert wurde.Ein ökonomischer Kunststoff-Recycling-Kreislauf ist nur erfolgreich, wenn der Kunststoff in möglichst reiner Form wiedergewonnen werden kann. Dies ist die Barriere an der die meisten der heute praktizierten Verfahren scheitern.

Bei einigen Massenkunststoffen kann man mit einfachster Verfahrenstechnik arbeiten:
Lösen –> Filtern –> Fällen –> Trocknen
Im CreaSolv® Prozeß verbindet sich die vom Fraunhofer Institut in Freising (Kooperationspartner der Creacycle GmbH) entwickelte und zum Patent angemeldete „Selektive Extraktion“ mit möglichst sicheren alternativen Lösemittel-Formulierungen, die mittels eines Computer-Programms dem Kunststoff auf den Leib geschneidert werden.
Expandiertes Polystyrol (EPS), allgemein unter dem Namen Styropor® (reg. Marke der BASF AG) bekannt, und sogenannter Elektroschrott sind eine ideale Herausforderung für dieses Verfahren.

Expandiertes Polystyrol (EPS) und der CreaSolv®-Prozeß
werkstoffe-1.jpgExpandiertes Polystyrol (EPS) besteht zu 98% aus Luft. Die EPS-Verpackungshersteller setzen von zirka 20.000 Tonnen, die pro Jahr in Deutschland für Verpackungen verbraucht werden, nur zirka 20% wieder bei der Neuproduktion ein.
In einem aufwendigen Logistikprozess wird der Rest mit geringer Effizienz gesammelt und unverpresst in sogenannten Jumbo-Trucks (Spezial-Lkws mit einer Ladekapazität von 90 m3 und mehr) zum „Recycling“ durch Deutschland transportiert. Am Ende seines Weges wird EPS zu kleinen Kügelchen zerkleinert, die dann als Beimischung zu Blumenerde oder Ziegelbaustoff quasi „entsorgt“ werden.
Daß mit dem CreaSolv® Verfahren ein sehr hochreines Polystyrol-Rezyklat erzeugt werden kann, das als Rohstoff für die gleichen Erstanwendungen einsetztbar ist, konnte durch eine Machbarkeitsstudie bewiesen werden,.
Als besondere Herausforderung wurde EPS aus gepreßten Fisch-Boxen eingesetzt, als hochreines, völlig geruchsneutrales Polystyrol-Rezyklat isoliert und durch spektroskopische Methoden charakterisiert. Mit diesem Verfahren lassen sich viele Schritte der heutigen Verfahren vereinfachen und Kosten, die allein für den Transport und das Sammeln verwandt werden, sinnvoller in ein effektives Recycling-Verfahren umlenken.
werkstoffe-2.jpgDie nicht einstufungspflichtige und leicht biologisch abbaubare CreaSolv® PS Formulierung für EPS gilt zu mehr als 80% als non-VOC und lösemittelfrei, was bedeutet, es kann an allen Orten auch zum Sammeln eingesetzt werden. Außerdem kann man es durch Destillation immer wieder recyceln.

Der CreaSolv® Prozeß isoliert Dioxin-Bildner aus dem Elektroschrott
werkstoffe-3.jpgDer Verbrauch von Kunststoffen in unserer Gesellschaft steigt permanent und die meisten traditionellen Recyclingverfahren scheitern bisher allerdings an den Brandschutzforderungen für die Gehäusekunststoffe der Elektroindustrie, die durch Zusatz von Flammschutzadditiven erfüllt werden. Dies sind in der Regel bromierte organische Verbindungen, die bei thermischer Belastung (also auch beim Extrudieren) zu hochtoxischen Spaltverbindungen reagieren können. Das klassische Kunststoffrecycling mittels Umschmelzen (Regranulieren) würde diese Reaktionen noch fördern.

Zirka 50.000 Tonnen Kunststoffabfälle müßten in Deutschland darum jährlich aufwendig rückstandsfrei verbrannt werden - nur weil sie 250 Gramm toxische Abbauprodukte enthalten. Trotz ihrer ökologischen Bedenklichkeit werden sie heute immer noch in Deponien entsorgt.
Auch hier schafft das CreaSolv® Verfahren Abhilfe. Man kann verschiedene Kunststoff-Typen (ABS – Acrylnitrilbutadienstyrol und HIPS-Hochschlagzähes Polystyrol) in CreaSolv® Formulierungen lösen und die Kunststoffe wieder ausfällen. Die Flammschutzadditive und deren toxische Spaltprodukte verbleiben in der Lösung, werden dann isoliert und getrennt entsorgt. Die eventuell noch im Kunststoffrezyklat verbleibenden Restadditive oder toxischen Spaltstoffe liegen deutlich unter den zulässigen Grenzwerten. 
Wenn man ökonomisch und ökologisch (Verbrennen->CO2->Treibhaus-Effekt) sinnvoll handeln möchte, ist dies der richtige Weg, da die hergestellen Rezyklate mit ihren mechanischen Kennwerten durchaus mit dem Referenz-Ausgangsmaterial mithalten können1).
Bei Verbrennungskosten von zirka Euro/t 400,- und bei konservativer Rechnung mit einem erzielbaren Rezyklatpreis von Euro/kg 0,50  (was weniger als die Hälfte des Verkaufspreises für Neuware entspricht) offerieren 50.000 Tonnen Elektroschrott-Kunststoffe ein Geschäftspotential von 45 Millionen Euro, das durch den CreaSolv®-Prozeß erschließbar ist.

Die Zukunft hat schon längst begonnen!
Wie lange können und wollen wir es uns in Deutschland noch leisten, dass z.B. mit finanzieller Unterstützung des DSD 1 Million m3 EPS und damit also 980.000 m3 Luft über
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EPS Sammlung (Foto Interseroh) und PS-Rezyklat aus dem CreaSolv® Prozeß

Deutschlands Autobahnen transportiert werden, anstatt alternativ in ein zukunftsträchtiges EPS-Recyclingverfahren wie den CreaSolv® Prozeß zu investieren? Mit diesem würden die Transportkosten pro Jahr automatisch um 90%, also 4,5 Millionen Euro, sinken und mit der Hälfte dieser Einsparungen könnte ein chemischer Recycler die Investitionen für eine 10.000 Tonnen EPS Recycling-Anlage abdecken. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass ein Umdenkprozess in Gang gesetzt wird, der etablierte Strukturen zu Gunsten unserer Gesellschaft, unserer Umwelt und einer verbesserten ökonomischen Effizienz in Frage stellt und zu Veränderungen führt.
Während wir in Deutschland immer noch unseren Weg durch den „Subventions-Dschungel“ suchen, sind uns andere Länder schon einige Schritte voraus. In Japan wird EPS schon seit mehreren Jahren von Firmen wie Styrochem oder Sony recycelt und die Mengen an Rezyklat steigen beständig! Langfristig kann uns dies in eine Position bringen, in der andere Wirtschaftregionen durch die Entwicklung viel fortschrittlicherer Recycling-Systeme für ausgewählte Kunststoffe einen Wettbewerbsvorsprung erzielen, während wir am aufwendigsten sammeln, ohne dadurch hohe Rezyklat-Qualitäten zu erreichen.

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Elektroschrott und Rezyklate aus dem CreaSolv® Prozeß
Das Löseverfahren auch in Europa funktionieren können wird gerade in Italien beweisen. Dort haben die Firmen Solvay und BASF gerade ihr erstes gemeinsames 10.000 Tonnen VINYLOOP® Recyclingwerk für PVC, das ebenfalls auf Lösetechnik beruht (Investition: 10 Millionen Euro) fertigestellt und aufgestartet.

CreaCycle sucht darum in Deutschland
1. Unternehmen, die große Mengen an verschmutztem EPS zu entsorgen haben und daraus wieder Polystyrol oder EPS produzieren möchten – vielleicht mit dem werbewirksamen Aufdruck „Diese EPS Verpackung besteht komplett aus hochreinem EPS Rezyklat!“.
2. Unternehmen der chemischen Industrie, für die das „Lösen-Filtern-Fällen-Trocknen“ keine technische Herausforderung ist und die sich im Kunststoff-Recycling erfolgreiche neue Geschäftsfelder erschließen wollen.
3. Unternehmen, die Kunststoffe im Spritzguß verarbeiteten und/oder expandierbares Polystyrol herstellen und mit den oben angeführten Firmen, an der Spezifikationen für breit einsetzbare Rezyklate arbeiten möchten.

werkstoffe-6.jpgMit dem gebündelten Know how einer solchen Kooperation sollte es möglich sein, hochqualitatitive Kunststoff-Rezyklate zu produziert. Angesichts der Mengen an Polystyrol-Abfall, die in Deutschland ex- und importiert werden, ist ein Recycling-Werk mit der beschriebenen Kapazität sicher auszulasten. Und diese oder eine ähnliche Interessengemeinschaft könnte auch im Bereich des Elektroschrotts sinnvolle Methoden für nachhaltige, ökologische und okönomische Stoffkreisläufe entwickeln, und damit ein Geschäftspotential von 45 Millionen Euro erschließen.
Letztendlich kann der Standort Deutschland nur davon profitieren, wenn sich innovative Unternehmen aus der Chemie, der Recyclingbranche, Kunststoffverarbeiter und Verfahrenstechniker/Anlagenbauer zusammenschließen.

Literatur
1 Dr. A. Mäurer – Fraunhofer Institut IVV- Gefahrstoffelimination beim Recycling von
  Kunststoffabfällen aus E-Schrott – Vortrag Unternehmerforum 25.10.2001

CreaSolv® ist ein eingetragenes Warenzeichen der Creacycle GmbH

Autor:  Dr. Gerald G. Altnau
Gesellschafter der Creacycle GmbH
Orkener Str. 33, D-41515 Grevenbroich
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Homepage:www.creacycle.de
Markting & Business Manager Nylon Zwischenprodukte
DuPont De Nemours (Deutschland) GmbH

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