Kunststoffverwertung 01.06.2015, 00:00 Uhr

Kunststoffrecycling in der Autoindustrie

Der Einsatz von Kunststoffen im Automobilbau steigt seit 20 Jahren kontinuierlich. Hauptgrund dafür ist die Reduzierung des Fahrzeuggewichtes: Ein leichteres Auto verbraucht weniger Treibstoff; dies bedeutet wiederum weniger Abgase und geringerer Ölverbrauch. Kunststoffe sind außerdem korrosionsbeständig, bieten durch Elastizität und Nachgiebigkeit zusätzliche Sicherheit, haben sehr gute Wärmedämmeigenschaften, senken den Geräuschpegel und ermöglichen eine optimale Raumnutzung. Der Artikel stellt vier Fallstudien vor.

recoSTAR universal mit CaCO3-Dosiereinhei.
Bild: Starlinger & Co. GmbH

recoSTAR universal mit CaCO3-Dosiereinhei. Bild: Starlinger & Co. GmbH

Heute haben Fahrzeuge in der Regel einen Kunststoffanteil von 12 bis 15 Prozent. Bei einem durchschnittlichen Eigengewicht von 1 300 kg wären dies 150 bis 200 kg Kunststoff pro Auto.

Verwertung von Kunststoffen aus Altfahrzeugen

Diese Zahlen zeigen deutlich das große Verwertungspotenzial für Kunststoffe aus dem Automobilbereich. Die EU-Richtlinie 2000/53/EG über Altfahrzeuge wurde durch die Umsetzung passender Sammelsysteme für Altfahrzeuge und durch strengere Umweltauflagen zum Triebmotor für das Recycling in der Autoindustrie. Sie legt Ziele für die Rückgewinnung und das Recycling von Fahrzeugkomponenten fest und bietet Herstellern einen Anreiz, bereits bei der Konstruktion ihrer Fahrzeuge die Wiederverwendung und das Recycling der Komponenten zu berücksichtigen. Die Richtlinie sieht derzeit die Wiederverwendung und Verwertung von mindestens 85 Prozent des durchschnittlichen Fahrzeuggewichts pro Jahr bei allen Altfahrzeugen vor, wobei 5 Prozent Energierückgewinnung eingerechnet sind. Seit Januar 2015 soll die Wiederverwendungs- beziehungsweise Verwertungsquote mindestens 95 Prozent des durchschnittlichen Fahrzeuggewichts pro Jahr betragen.

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Starlinger recoSTAR direct 85. Bild: Starlinger & Co. GmbH

 

Bei den Kunststoffkomponenten im Automobilbau handelt es sich meist um Spritzgussteile, zum Beispiel Armaturenbretter, Stoßstangen, Tanks für diverse Flüssigkeiten, Griffe, Knöpfe, Gehäuse, Behälter, Klemmen, Buchsen und andere. Die Herausforderung beim Recycling besteht darin, dass sehr oft verstärkte Kunststoffe (etwa mit Glasperlen- oder Glas- beziehungsweise Carbonfaseranteil) oder Kunststoffgemische (zum Beispiel PP mit EPDM oder TPE) eingesetzt werden beziehungsweise mit Zwei- oder Mehrkomponentenspritzguss gearbeitet wird.

Geruchs- und Fremdstoffbeseitigung, Upcycling, Flexibilität

Kunststoffteile aus der Automobilindustrie stellen besondere Ansprüche an das Recyclingverfahren, damit das recycelte Produkt zur weiteren Verwendung geeignet ist. Die Beseitigung von Gerüchen und Fremdstoffen durch Hochvakuum-Absaugung und Schmelzefiltrierung sowie der Einsatz von Additiven für Upcycling sind Schlüsselfaktoren, die miteinbezogen werden müssen. Ein flexibles Verfahren, das schnellen und effizienten Materialwechsel ermöglicht, und eine verschleißfest konstruierte Anlage – für die Verarbeitung verstärkter Kunststoffe mit zum Beispiel Glasfaseranteil – geben Recyclern die Möglichkeit, eine Reihe unterschiedlicher Eingangsmaterialien zu verarbeiten.

Polypropylenmahlgut aus Autobatterien. Bild: Starlinger & Co. GmbH

Polypropylenmahlgut aus Autobatterien. Bild: Starlinger & Co. GmbH

 

Um hochwertiges Regranulat herzustellen, das problemlos wiederverwendet werden kann, müssen flüchtige und feste Fremdstoffe gründlich beseitigt werden. Spezielle Vakuumentgasungs-Extrudermodule ermöglichen die Aufbereitung gefärbter und verunreinigter Teile. Je nach Art der Verunreinigung kommen verschiedene Filtersysteme und -formate zum Einsatz, die den Schmelzeverlust möglichst gering halten.

Recyceln von Altkunststoffen aus der Autoindustrie

Starlinger recycling technology, eine Geschäftssparte des österreichischen Maschinenbauunternehmens Starlinger & Co. GmbH, liefert Anlagen für das Recyceln von Kunststoffen aus Altfahrzeugen. Das Unternehmen hat bereits mehrere Anlagen für diesen Spezialbereich installiert.

Die Maschinentypen recoSTAR direct, recoSTAR basic und recoSTAR universal verwenden grundsätzlich den gleichen Prozessablauf und unterscheiden sich je nach zu verarbeitendem Eingangsmaterial hauptsächlich in der Gestaltung des Vorbehandlungsbereiches. Jede Maschine kann mit Entgasungs- und Hochvakuumeinheit, Schmelzefiltrierung und mit einem der vier zur Auswahl stehenden Granuliersysteme ausgestattet werden.

Fallstudie 1: schweres Mahlgut

Schweres Mahlgut (> 300 g/l), zum Beispiel aus Spritzgussteilen wie Autostoßstangen, kann in der Recyclinganlage recoSTAR direct ohne zusätzliche Vorzerkleinerung oder Verdichtung verarbeitet werden. Aus einem Materialtrichter wird das Mahlgut über eine Förderschnecke direkt in den Extruder beschickt. Der besondere Vorteil der recoSTAR direct besteht darin, dass vor der Extrusion keine Erwärmung oder andere Materialvorbehandlung erforderlich ist.

> Eingangsmaterial: Mahlgutgemisch aus PP, POM und ABS; Produktionsabfall: PP (teilweise mit bis zu 20 Prozent CaCO3), POM, ABS; Bisherige Lösung: Lohn-Recycling

> Ziel: Compoundieren von Additiven: Upcycling durch Beimischung von Kalziumkarbonat und Talkum (beides in Pulverform) bis zu einem Anteil von 20 Prozent

> Anlage: recoSTAR direct 85 mit Wasserring-Granulierung

> Besondere technische Merkmale: automatische Beschickung aus dem Mischsilo gesteuert über die Extruderauslastung; inklusive Big-Bag-Entladestation für Pulver sowie Dosiereinheit für Additive; verschleißfeste Zylinder- und Schneckenkonstruktion

> Verwendung des Regranulats: Zur Herstellung nicht sichtbarer Innenverkleidungen für Autos. 100 Prozent des Regranulats werden im eigenen Betrieb verwendet, im Produktionsprozess werden bis zu 40 Prozent beigemengt.

Granulat aus Autobatterien. Bild: Starlinger & Co. GmbH

Granulat aus Autobatterien. Bild: Starlinger & Co. GmbH

Fallstudien 2 und 3: Feuchte und vorzerkleinerte Abfälle

Vorzerkleinertes, leichtes, verschmutztes, feuchtes oder hygroskopisches Abfallmaterial, zum Beispiel aus alten Autobatterien, wird im Agglomerator der Recyclinganlage recoSTAR basic vorbehandelt, der am Boden mit einer messerbestückten rotierenden Scheibe ausgestattet ist. Der Reibungsprozess erwärmt und trocknet das Gemisch, verdichtet es und bringt es nahe an den Schmelzpunkt. Das Material wird mittels Fliehkraft kontinuierlich in den Extruder befördert, wobei die Beschickung automatisch über die Auslastung des Agglomeratormotors gesteuert wird. Die optionale Luftspülungsfunktion am Agglomerator beseitigt Feuchtigkeit und eventuelle intensive Gerüche bereits bei der Vorbehandlung.

Fallstudie 2:

> Eingangsmaterial: HDPE-Mahlgut aus Treibstofftanks; gewaschener Altkunststoff. Verunreinigt durch: Metalle, Holz, Gummi, sonstige Stoffe

> Ziel: Geruchsbeseitigung zwecks späterer Wiederverwendung

> Anlage: recoSTAR basic 85 D-VAC (Doppelvakuum)

> Besondere technische Merkmale: Agglomerator-Luftspülung (wegen hoher Feuchtigkeit, Geruchsbeseitigung); doppelte Extruder-Entgasung mit Hochvakuum; der kontinuierliche Rotationsfilter filtert die Schmelze mit minimalem Verlust

> Verwendung des Regranulats: Wiederverwendet in der Herstellung neuer Treibstofftanks

Fallstudie 3:

> Eingangsmaterial: Mahlgut aus alten Autobatterien (Polypropylen); Verunreinigung: Schwefelsäure (bei ungenügender Vorwaschung)

> Ziel: Gründliche Beseitigung aller Verunreinigungen

> Anlage: 2 x recoSTAR basic 165 VAC

> Besondere technische Merkmale: geliefert als schlüsselfertige Anlage; Dosiereinheit zur Beimischung von Masterbatch (Upcycling durch Beimischung zweier Komponenten); Teile mit Material-, Gas- oder Wasserkontakt aus Edelstahl; keine Verschleißteile im Agglomerator

> Verwendung des Regranulats: zur Herstellung neuer Autobatterien

Alte Autobatterien vor dem Recycling. Bild: Starlinger & Co. GmbH

Alte Autobatterien vor dem Recycling. Bild: Starlinger & Co. GmbH

Fallstudie 4: schwer zu zerkleinernde Materialien und Gemische

Ausgestattet mit einem parallel zum Extruder angeordneten Hochleistungs-Einwellenzerkleinerer kann die recoSTAR universal auch schwer zu zerkleinernde Materialien wie nicht vorzerkleinerte Spritzgussteile verarbeiten, ebenso Materialgemische mit unterschiedlichen Schüttdichten. Der Einwellenzerkleinerer zerkleinert das Material, das dann kalt in den Extruder beschickt wird. Die drehzahlgeregelte Dosierschnecke gewährleistet eine gleichmäßige und kontinuierliche Beschickung, während die Konstruktion mit Dreifachantrieb eine exakte Materialdosierung und Ausstoßregelung ermöglicht. Bei Bedarf kann eine optionale Rotor-Temperaturregelung für die Verarbeitung feuchter und/oder hygroskopischer Materialien eingesetzt werden.

> Eingangsmaterial: gemischte Spritzgussteile; PA 6,6 + bis zu 30 Prozent Glasfaser, Gemische aus PC & ABS, POM, PP; Spritzgussteile, sauberer Produktionsabfall

> Ziel: Verarbeitung von Polyoxymethylen (POM): Sonderbehandlung, effizienter Materialwechsel; verbesserte Verschleißfestigkeit für Glasfaserverarbeitung; Beimischung von CaCO3-Pulver (Upcycling)

> Anlage: recoSTAR universal 65 H-VAC

> Besondere technische Merkmale: Hochvakuum für bessere Entgasung; hydraulische Rückspülung für Filtriereinheit < 200 µm, weniger Rückspülverlust und längere Lebensdauer der Filtersiebe; automatische Stranggranulierung

> Verwendung des Regranulats: Wird zum Teil in der Produktion wiederverwendet, ein kleiner Teil wird weiterverkauft.

Über Starlinger

Starlinger recycling technology ist ein Geschäftsbereich der österreichischen Starlinger & Co Ges.m.b.H., dem Weltmarktführer bei Maschinen und Komplettanlagen zur Herstellung gewebter Verpackungen aus Kunststoff. Seit mehr als 25 Jahren liefert Starlinger recycling technology Maschinenlösungen für das Recyceln und Veredeln einer Vielzahl von Kunststoffen wie PE, PP, PA, PS, BOPP und PET. PET-Recyclingsysteme von Starlinger erzeugen lebensmittelechtes rPET in einem Prozess, den zahlreiche Markeninhaber sowie nationale und internationale Behörden bereits für Lebensmittelanwendungen zertifiziert haben. Ein weltweites Verkaufs- und Servicenetz und umfassende technische Fachberatung unterstützen Kunden bei der Erzielung optimaler Produktionsergebnisse.

Von Sigrid Eder

Sigrid Eder, Starlinger & Co. Gesellschaft m.b.H., Wien/Österreich, sales.ed@starlinger.com

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