Stoffliche Verwertung von Verbund-Kunststoffen

Bei Verbundmaterialien, beispielsweise vielen Folienverpackungen, ist die mechanische Trennung durch Sortiermaschinen oder notfalls von Hand nicht möglich: Sie bestehen aus mehreren Schichten unterschiedlicher Kunststoffe. Jede Schicht steuert verschiedene Eigenschaften bei, bei Lebensmittelverpackungen etwa eine Schicht für Reissfestigkeit, eine gasdichten Barriereschicht und eine für Lebensmittelkontakt geeignete Innenseite. Hinzu kommen unter Umständen noch Zusätze wie Weichmacher oder Farbstoffe.

Diese untrennbaren Materialien lassen sich bislang kaum sinnvoll verwerten, die einzigen Optionen sind Verbrennen oder Einschmelzen zu einem eigenschaftslosen Kunststoffgemisch. Wissenschaftler des Fraunhofer Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) wollen dieses Recyclingproblem im wahrsten Sinne auflösen. Sie haben einen Prozess entwickelt, mit dem sich Kunststoffgemische – sowohl gemischte Chargen als auch Verbundmaterialien – chemisch voneinander trennen lassen.

Rückgewonnenes Material mit Neuware-Qualität

Dieser Creasolv-Prozess besteht aus drei Schritten: Entscheidend ist zunächst die Auswahl eines geeigneten Lösungsmittels, das nach Möglichkeit nur den Kunststoff aus dem geschredderten Gemisch auflöst, der wiederverwertet werden soll. Da dies nur selten hundertprozentig sauber möglich ist, wird die erhaltene Lösung weiter aufgereinigt. Aus der gereinigten Lösung lässt sich der isolierte Kunststoff anschließend ausfällen und zu Granulat oder ähnlichen Transportformen verarbeiten.

Im Labor haben die Entwickler bereits gezeigt, dass sich Zusätze und Fremdstoffe zuverlässig entfernen lassen. Der zurückgewonnene Kunststoff entspricht in seiner Qualität und Reinheit neu hergestellem Material – ein entscheidendes Kriterium beim Einsatz von Recycling-Material. Für eine tatsächliche Kreislaufwirtschaft von Kunststoffen muss das Verfahren aber auch im industriellen Maßstab wirtschaftlich sein. Um dies zu zeigen, entsteht im Rahmen des Ende 2018 gestarteten Projekts „Circular Packaging“ eine Demonstrationsanlage. Sie soll Polyethylen- und Polypropylen-Anteile getrennt voneinander aus Folienabfällen zurückgewinnen. Die geplante Kapazität liegt vorerst bei etwa einer LKW-Ladung Verpackungsmüll am Tag.

Der Prozess ist auch ein Element im Forschungsprojekt „Circular Plastics Network for Training“ (C-PlaNeT). Forschungsgruppen von acht europäischen Universitäten sowie 23 außeruniversitären Partnern – darunter Unternehmen wie Dow und Adidas – wollen darin das komplexe Thema Kreislaufwirtschaft von Kunststoffen ganzheitlich betrachten. Schlüssel sind Verfahren, um Kontaminationen im Kunststoff zu erkennen und zuverlässig zu entfernen und Material mit der geforderten Qualität zu liefern. Das Einsatzgebiet geht dabei möglicherweise bald über gesammelten Hausmüll hinaus. Dr. Martin Schlummer, der leitende Wissenschaftler für das Fraunhofer IVV im C-PlaNeT-Konsortium erläutert: „Die Herausforderung ist nun, die Technologie auch auf andere Einsatzgebiete anzupassen, beispielsweise für Plastikmüll aus dem Meer.“[ak]