Einem im vergangenen Jahr veröffentlichten OECD-Bericht zufolge wird sich die Menge der Kunststoffabfälle weltweit binnen 40 Jahren fast verdreifachen.

Es sind Zahlen, die mindestens nachdenklich machen. Einem im vergangenen Jahr veröffentlichten OECD-Bericht zufolge wird sich die Menge der Kunststoffabfälle weltweit binnen 40 Jahren fast verdreifachen.

In „Global Plastics Outlook: Policy Scenarios to 2060“ wird auf Basis umfangreicher Computersimulationen ein Anstieg des Müllaufkommens von 353 Millionen Tonnen (Mt) im Jahr 2019 auf 1014 Mt im Jahr 2060 prognostiziert. Davon würden den Berechnungen zufolge 20 bzw. 50 Prozent verbrannt und deponiert, aber nur 17 Prozent recycelt. Im selben Zeitraum soll der weltweite Kunststoffverbrauch von 460 Mt auf fast unvorstellbare 1231 Mt anschwellen. Die Folge wären weiter stark steigende Kunststoffeinträge in Umwelt und Gewässern und eine verheerende Klimabilanz  – wenn keine weitreichenden Gegenmaßnahmen ergriffen werden.

Dieses Szenario – die Datenbasis mit zukünftigen Wachstumsschüben vor allem in den Entwicklungs- und Schwellenländern Afrikas und Asiens darf man als seriös betrachten – ist eine Bedrohung, da muss man nicht drum herumreden. Aber so weit muss es nicht kommen, denn: Der OECD-Bericht skizziert eine internationale konzertierte Aktion, flankiert im Wesentlichen von ordnungspolitischen und steuerlichen Maßnahmen, die den Kunststoffverbrauch eindämmt, die globale Recyclingrate auf 60 Prozent treibt und der Vermüllung der Umwelt ein Ende setzt. Aber auch die Industrie steht in der Pflicht: Wenn der Plan gelingen soll, muss sie sich auf ein eher qualitatives Wachstum besinnen, das langlebige, ressourcenschonende Produkte zum Ziel hat. Für die unvermeidlichen kurzlebigen braucht es eine funktionierende Kreislaufwirtschaft.

Die Umsetzung dieses ambitionierten Maßnahmenpakets soll das globale BIP (Bruttoweltprodukt) im Vergleich zum Basiswert nur um 0,8 Prozent bremsen. Das klingt lösbar. Der Haken an der Sache: Den Großteil der Kosten müssten die Nicht-OECD-Länder stemmen, weil zuallererst ihnen erhebliche Investitionen in eine leistungsfähige Abfallwirtschaft bevorstehen. Gesucht sind also, im Dienste der guten Sache: Regierungen aus OECD-Ländern mit Sozialgewissen oder andere Geldgeber mit Hang zur Philanthropie.

Dr. Clemens Doriat [<a href="mailto:clemens.doriat@hanser.de">clemens.doriat@hanser.de</a>]

Editorial Doriat

Doriat, Clemens, Dr.

„Das mobile Spritzgießen braucht Zeit zum Reifen“

Mithilfe von Leichtbautechnologien das Spritzgießequipment so kompakt und leicht bauen, dass es mit Roboterunterstützung abhebt – das ist die Vision von Anybrid. Das Start-up aus Dresden weiß dabei nicht nur mit Worten zu überzeugen, sondern auch mit seinem Technologieverständnis.

Anybrid aus Dresden macht Spritzgießmaschinen leicht, mobil und flexibel. Das Start-up kombiniert dafür die Disziplinen der Kunststofftechnik und des Leichtbaus auf einer laut eigenen Aussage bislang nie erdachte Weise.

Michael Stegelmann ist einer der Geschäftsführer von Anybrid. Das Start-up aus Dresden macht Spritzgießmaschinen leicht, mobil und flexibel. Stegelmann und seine drei Mitgründer kombinieren dafür die Disziplinen der Kunststofftechnik und des Leichtbaus auf eine laut eigener Aussage bislang nie erdachte Weise. Wir haben mit Stegelmann im Rahmen unserer Start-up-Reihe „New Plastic Heroes“ über das Unternehmen, dessen Erfolge und Herausforderungen sowie die Zukunft des Leichtbaus gesprochen.

Kunststoffe: Wie sind Sie auf die Idee zu dieser Art des nicht-stationären Spritzgießens gekommen?

Michael Stegelmann: Wir haben in einer Vielzahl von öffentlich geförderten Projekten diverse Prozesse in Zusammenarbeit mit der Automobilindustrie aufgebaut, bei denen wir verschiedene Strukturkomponenten wie Heckklappen, Sitze oder komplette Unterböden unter Verwendung von thermoplastischen Kunststoffen, Metallen und/oder Verbundwerkstoffen entwickelt haben. Dabei haben wir häufig auf das Spritzgießen in Kombination mit Umformprozessen zurückgegriffen. Die entwickelten Prozesse sind nach wie vor beeindruckend und einige davon haben es mittlerweile auch in die Serie geschafft. Wenn Bauteile allerdings nur lokal mit Kunststoff funktionalisiert werden sollen, ist eine Übertragbarkeit der bestehenden Lösungen in Branchen abseits der Automobilindustrie nicht immer leicht.

 Stegelmann: Das ist unter anderem auf sehr hohe Investitionen in die Anlagen- und Werkzeugtechnik zurückzuführen, die sich nur bei sehr hohen Stückzahlen rechnen. Dieses Dilemma haben wir zum Anlass genommen, einen komplett neuartigen Lösungsansatz zu entwickeln. Dabei wollen wir die vielfältigen Vorteile der Spritzgießtechnik zur Erzeugung von Komponenten im Multimaterial-Design auch für weitere Branchen nutzbar machen. Die Möglichkeit, eine Spritzgießmaschine frei im Raum bewegen zu können, eröffnet Potenziale zur Umsetzung flexibler Produktions- und Montagelinien.

Kunststoffe: Auf der K 2022 präsentierten Sie bereits die zweite Generation Ihrer mobilen Spritzgießmaschinen. Was hat sich seit Ihrem ersten Messeauftritt 2019 verändert?

 Stegelmann: Kurz nach der K 2019 haben wir den Zuschlag für eine Exist-Förderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz erhalten. Die haben wir genutzt, um unsere erste Pilotanlage umfangreich zu testen und die Einsatzfähigkeit in ersten Kundenprojekten zu bewerten. Hierbei müssen wir berücksichtigen, dass durch die Mobilität zusätzliche Anforderungen an die Mechanik gestellt werden, die bei klassischen Spritzgießmaschinen deutlich einfacher sind. Mithilfe der gewonnenen Erkenntnisse konnten wir das System verbessern.

Stegelmann: Es ist noch einmal um zehn Prozent leichter geworden. Zudem hat sich die Position der Roboteranbindung verändert, wodurch wir den Schwerpunkt des Systems optimieren und seine Reichweite vergrößern konnten.

Kunststoffe: Für welche Branchen und Bauteile könnte das System interessant sein?

Stegelmann: Wir haben einige Projekte, bei denen unsere Anlagentechnik im Automobilbau eingesetzt werden soll. Was uns aber ganz wichtig ist: Das ist nicht der einzige Anwendungsfall. Wir haben auch Anfragen aus dem Bau- und Industriesektor, der Möbelindustrie oder auch der Elektronikindustrie mit teilweise komplett anderen Motivationen. Hinzu kommen Unternehmen aus der klassischen Profilextrusion. Dort gibt es schon sehr konkrete Projekte, wie unser System in verschiedenen Szenarien eingesetzt werden soll.

Kunststoffe: Wo liegen die Grenzen Ihrer Technologie – oder konkreter: Für welche Anwendungen lässt sich dieses System nicht einsetzen?

Stegelmann: Einerseits liegen die Grenzen in den Beschränkungen des Schussvolumens und der Schließkraft. Andererseits wird unsere Anlagentechnik nicht funktionieren, wenn sie so verwendet wird wie klassische stationäre Spritzgießanlagen. Wir sehen unser System als Add-on-Modul für andere Prozesse, um Werkstücke, Profile oder Bauteile lokal zu überspritzen.

Kunststoffe: Was war in der Anlaufphase bis hierher der größte Erfolg für Anybrid?

Stegelmann: Neben diversen Innovationspreisen, die wir in den letzten drei Jahren gewinnen konnten, sind die beiden größten Erfolge die Unterzeichnung von zwei Kooperationsverträgen. Die Partner sehen das Potenzial unserer Anlagentechnik und wollen sie in einer Vielzahl von Produktionsszenarien einsetzen. Das ist einerseits die enge Kooperation mit der Rehau Industries und andererseits die Kooperation mit einem südkoreanischen Elektronikkonzern.

Stegelmann: Ja, natürlich gab es auch Rückschläge. Gerade in der aktuellen Situation merken wir häufig, dass das Interesse schnell da ist, jedoch das Risiko dann doch vermieden wird, hier noch weitere Schritte zu gehen. Dies liegt häufig auch daran, dass ein Umdenken bei der Produktion erforderlich ist. Das ist in der ersten Zeit mit Aufwand verbunden und rechnet sich erst zu einem späteren Zeitpunkt. Glücklicherweise merken wir aktuell jedoch auch, dass viele, mit denen wir in den letzten drei Jahren gesprochen haben, jetzt mit neuen und häufig sehr konkreten Anfragen auf uns zukommen. Dies zeigt uns, dass die Idee des mobilen Spritzgießens in dieser doch recht konservativen Industrie nur Zeit zum Reifen benötigt.

Kunststoffe: Welche Branchen treiben Entwicklungen im Leichtbau heute voran? Sind das noch immer die Luftfahrt und der Automobilbau?

Stegelmann: Sicherlich sind viele klassische Leichtbauthemen heute nach wie vor stark von der Luftfahrt und dem Automobilbau getrieben. Anwendungen im Bau- und Industriesektor sind jedoch ebenfalls stark steigend. Darüber hinaus ist Leichtbau in einer Vielzahl von Anwendungen im Bereich der Kunststofftechnik schon viele Jahrzehnte präsent und wird angewendet, ohne dass es jetzt zwingend mit Leichtbau in Verbindung gebracht wird. Schaumstoffe sind vom Prinzip her der einfachste und beste Weg: Leichtbau durch Weglassen.

Kunststoffe: Wo sehen Sie derzeit die größten Herausforderungen für den Leichtbau?

Stegelmann: Neben der Tatsache, dass Leichtbautechnologien keine zusätzlichen Kosten verursachen dürfen, ist es enorm wichtig, schon frühzeitig während der Entwicklung die notwendige Zirkularität der Bauteile mit zu bedenken. Insbesondere gilt dies dann, wenn wenn mehrere Werkstoffe kombiniert werden. Die gute Trennbarkeit der Materialien muss noch deutlich verbessert werden, um ein effizientes Recycling zu ermöglichen.

Kunststoffe: Zum Schluss: Wo sehen Sie Anybrid beziehungsweise Ihre Technologie in fünf Jahren?

Stegelmann: Wir gehen fest davon aus, dass wir in den nächsten fünf Jahren unsere Technologie des mobilen Spritzgießens in mehreren Serienanwendungen positioniert haben. Ziel der nächsten Jahre ist es zudem, auch auf dem internationalen Markt den Bekanntheitsgrad zu erhöhen und dort weitere Kunden zu gewinnen. Darüber hinaus möchten wir die Anlagentechnik natürlich weiterentwickeln. Zudem sehen wir insbesondere in der Kopplung mehrerer Systeme, die parallel in Produktionsprozesse integriert sind, ein enormes Potenzial.

Die Anybrid-Gründer (v. l. n. r.): Michael Stegelmann, Michael Krahl, Tony Weber und Jan Luft.

Das mobile Spritzgießsystem des Start-ups: Das junge Unternehmen vertreibt jedoch nicht nur Anlagentechnik, sondern entwickelt gemeinsam mit Kunden Produkte und Prozesse rund um die mobile Spritzgießtechnik.

Anybrid - Start-up des Monats

Anybrid macht Spritzgießmaschinen leicht, mobil und flexibel. Das Start-up aus Dresden kombiniert dafür die Disziplinen der Kunststofftechnik und des Leichtbaus auf einer laut eigenen Aussage bislang nie erdachte Weise.

Leichtbau: Start-up setzt Spritzgießmaschinen auf Diät

<ul><li>Name: Anybrid GmbH</li><li> Gründung: Dezember 2020 in Dresden</li><li>Anzahl der Kunden: 15</li><li>Anzahl der Mitarbeiter: 4</li><li>Homepage: <a href="https://anybrid.de/" target="_blank">anybrid.de</a></li></ul>

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Leichtbau

Start up

Wirtschaft

Unternehmen und Unternehmer

Ehrhardt, Melanie

Der VDI-Fachausschuss Medizintechnik hat sich zum Ziel gesetzt, die Weichen für die Zukunft gemeinsam zu stellen. Herausforderungen gibt es genug.

Der VDI-Fachausschuss Medizintechnik hat sich zum Ziel gesetzt, die Weichen für die Zukunft gemeinsam  zu stellen. Herausforderungen gibt es genug: Angefangen von der Umsetzung der neuen Verordnung über Medizinprodukte über den Einsatz von KI bis hin zur Nachhaltigkeit, die immer mehr im Fokus steht.

Nachhaltigkeit, KI in der Prozesskette vom Werkzeug bis zur Verarbeitung, und die Auswirkungen der neuen Medizinprodukteverordnung der EU: Die Themen der VDI-Tagung für Akteure auf dem Gebiet der Kunststoffanwendungen in der Medizintechnik waren breit gefächert. Entsprechend groß war die Resonanz. Über 90 Teilnehmerinnen und Teilnehmer haben sich auf der 11. VDI-Fachtagung am 20. und 21. September 2022 erstmals in Wiesbaden getroffen.

Den Auftakt machte Dr. Arno Rogalla von Rogalla Consulting, der zum Dinnertalk das Thema „Erfolgreich aus der Krise“ fokussierte. Für Rogalla ist bei seiner Arbeit als Interimsmanager in der Kunststoffbranche „Kommunikation = King“, um Unternehmen aus Krisensituationen in die Gewinnzone zurückführen. Den Zuhörern hat’s gefallen und in lockerer Atmosphäre wurde der Austausch dazu fortgesetzt.

Dr. Jörn Schulz von der Stevanato Group, Leiter des Programmkomitees, eröffnete am nächsten Tag die Tagung. „Unsere Fachtagung gibt es seit über 20 Jahren. Die gute Resonanz zeigt, dass Kunststoffe in der Medizintechnik ein topaktuelles Thema sind“, so Schulz.

Kunststoffe in der Krise? Krise kommt aus dem griechischen krísis und bedeutet Entscheidung, Loslösung und Wendung. So interpretiert es der Vorsitzende des VDI-Fachausschusses, zugleich Autor dieses Beitrags. Und weist auf das Zitat des Zukunftsforschers Matthias Horx hin: „Krisen können etwas freisetzen, was uns in die Zukunft führt“. Deshalb sollten die Zukunftsthemen wie KI oder Nachhaltigkeitsmanagement auch im Mittelpunkt der Diskussionen stehen.

Den Auftakt der Vortragsreihe bildete mit der Medizinprodukteverordnung ein topaktuelles Thema. Julia Steckeler von medical mountains zog nach einem Jahr MDR (Medical Device Regulation) eine ernüchternde Bilanz: Viele Unternehmen stecken noch tief in der Re-Zertifizierung ihrer Medizinprodukte, die Frist dafür bis Mai 2024 rennt. Dr. Rebecca Völske von der B. Braun Melsungen AG zeigte auf, welche Anstrengungen der Inverkehrbringer unternimmt, um die Anforderungen an die Materialien, insbesondere den (Nicht-)Nachweis von CMR- und ED-Stoffen für seine Produkte, zu dokumentieren. Fabio Cirillo von der Avanti Europe AG ging in seinem Vortrag auf die Auswirkungen des jetzt fehlenden Rahmenabkommens für Medizinprodukte zwischen der Schweiz und der EU ein.

Patientenindividualisierung durch die additive Fertigung

Welche Möglichkeiten die additive Fertigung für patientenindividualisierte Produkte eröffnet und wie diese regulatorisch bewertet werden können, zeigte Dr. Özlem Weiß von Expertants auf. Die Qualität des Spritzgießprozesses durch KI-basierte Prognosemodelle zu erhöhen, war Thema des Vortrags von Michael Werner von der Hochschule Schmalkalden. Dabei demonstrierte er, wie für das Anlernen des KI-Modells die Zahl der Sensoren und der erforderlichen Datenpunkte signifikant reduziert werden kann. Im Ergebnis steht ein intelligenter Überwachungsprozess, der die durch den zunehmenden Fachkräftemangel sich öffnende Lücke des Prozessverständnisses schließen soll.

Die Keynote „Managing Safety Risks of Medical Devices“ von Bijan Elahi von MedTech Safety stellte das Risikomanagement in den Mittelpunkt.

Das Thema Nachhaltigkeit brennt aktuell der gesamten Branche unter den Nägeln. Anja Gottschalk von Borealis stellte nachhaltige, non-fossile Lösungen für zukünftige Polyolefine vor, die auch den hohen Ansprüchen an Medizin-Anwendungen genügen. Dr. Gernord Dittel von Dittel Engineering wagte einen visionären, aber gleichzeitig zuversichtlichen Ausblick, wie die Wende zu erneuerbaren Energiequellen gelingen kann. Das sich der Energieverbrauch in der Produktion signifikant reduzieren lässt, zeigte Michael Grewing-Blankefort am Beispiel des Unternehmens Pöppelmann auf.

Valide Prozesse sind das A und O für sichere Medizinprodukte. Den Weg von der Qualifizierung anhand validierter Prozessparameter in eine stabile Produktion stellten Joachim Köbelin vor. Fabian Kenzler von der Barnes Group zeigte, welche Möglichkeiten die Parametric Control, also die Freigabe und Überwachung von Spritzgießprozessen anhand von standardisierten Parametern gewonnen aus Werkzeuginnendruckkurven zukünftig eröffnet. Matthias Schöll vom IKV in Aachen berichtete aus dem Forschungsprojekt „Validata“, wie statistische Versuchsplanung effizient zur Validierung von Spritzgießprozessen eingesetzt werden kann. Das Thema wird auch durch die VDI-Richtlinie 2023 „ProValiMed“ aufgegriffen. Prof. Dr. Thomas Seul stellte den aktuellen Stand der Arbeitsgruppe dazu vor. In Kürze wird zudem die VDI-Richtlinie 2021 „Thermoplastisches Schaumspritzgießen“ erscheinen, die erstmals Handlungsempfehlungen zur Produkt- und Prozessgestaltung geben wird und anhand von Beispielen erläutert.

Die Vortragsthemen stießen auf positive Resonanz. Die Fachausstellung und ein abendliches Get-together boten reichlich Gelegenheit zum Vertiefen der Themen und Netzwerken untereinander.

 Die 12. VDI-Fachtagung im September 2024 wird wieder zeigen, wie die Akteure die Weichen für die Herausforderungen der Zukunft stellen.

Hauptartikel VDI

11. VDI-Fachtagung Kunststoffe in der Medizintechnik

Prof. Stefan Roth ist Vorsitzender des VDI-Fachausschusses Medizintechnik.

Infos unter <a href="http://vdi-wissensforum.de">vdi-wissensforum.de</a>

Medizintechnik (KU)

Kunststoffverarbeitung

In diesem Jahr findet das renommierte Stuttgarter Kunststoffkolloquium in zwei Varianten statt: einmal in Präsenz und einmal virtuell. Mit dem neuen Format reagieren die Veranstalter auf die guten Erfahrungen von vor zwei Jahren. Die Präsenzveranstaltung widmet sich ganz der großen Herausforderung der Kunststoffbranche: der Klimaneutralität. Und versammelt dabei einige hochkarätige Sprecher.

In diesem Jahr findet das renommierte Stuttgarter Kunststoffkolloquium in zwei Varianten statt: einmal in Präsenz und einmal virtuell.

Zum 28. Mal findet in diesem Jahr das Stuttgarter Kunststoffkolloquium statt. Die Veranstalter vom Institut für Kunststofftechnik der Universität Stuttgart (IKT) haben sich dabei eine spannende Neuerung einfallen lassen: Das Kolloquium findet zweimal statt – einmal als rein virtuelle und einmal als Präsenzveranstaltung. Professor Christian Bonten, Leiter des IKT, erklärte das gegenüber Kunststoffe mit den sehr positiven Erfahrungen der letzten Ausgabe 2021. Coronabedingt fand das Kolloquium damals als reine Onlineveranstaltung statt. Die Resonanz und die Teilnehmeranzahl, insgesamt loggten sich mehr als 600 Interessierte ein, waren Bonten zufolge so positiv, dass man beschlossen habe, das virtuelle Format beizubehalten und zusätzlich noch eine Präsenzveranstaltung auf die Beine zu stellen.

„Es scheint attraktiv zu sein, sich ohne Reiseaufwand einfach themenspezifisch hinzuzuschalten. Aus diesem Grund haben wir entschieden, an diesem Format festzuhalten. Da wir auf den persönlichen Kontakt jedoch nicht verzichten wollen, bieten wir eine Präsenzveranstaltung mit aktuellem Themenschwerpunkt an. In diesem Jahr ist dies ‚Klimaneutrales Europa 2050 – Aufgaben der Kunststoffbranche‘“, sagte Bonten auf Nachfrage. Die beiden Veranstaltungen finden um eine Woche versetzt statt. Vom 28. Februar bis 2. März lädt zunächst das virtuelle Kolloquium zu drei Vortragstagen ein. An allen Tagen finden jeweils zwei parallele Vortragsreihen statt. Dabei stehen am ersten Tag die Themen Werkstoffe und Verarbeitung im Mittelpunkt. Am zweiten Tag dreht sich dann alles um Faserverbund- und Biokunststoffe sowie die Rheologie. Den Abschluss bilden am dritten Tag die Schwerpunkte additive Fertigung und zerstörungsfreie Prüfung. Insgesamt können die Teilnehmer aus 44 Vorträgen auswählen.

Am 9. und 10. März findet dann das Präsenzkolloquium an der Universität Stuttgart statt. Wie der Titel der Veranstaltung bereits verrät, liegt der inhaltliche Schwerpunkt auf Möglichkeiten zur Reduzierung von CO2-Emissionen und dem Ausbau der Kreislaufwirtschaft. Unter anderem wird Dr. Alexander Kronimus von Plastics Europe Deutschland am ersten Tag erläutern, wie die Kunststoffbranche klimaneutral werden kann. Dr. Norbert Niessner von Ineos Styrolution, Prof. Bonten und Prof. Bernhard Rieger von der Technischen Universität München erklären in ihren Vorträgen, wie sich durch Recycling, Biokunststoffe und CO2-Nutzung die Emissionen der Industrie verringern lassen. Eine Podiumsdiskussion mit allen Rednern rundet den ersten Tag ab. Auf der anschließenden Abendveranstaltung wird der Wilfried-Ensinger-Preis verliehen. Damit zeichnet die gleichnamige Stiftung Bachelor- und Masterarbeiten sowie Dissertationen im Fach Kunststofftechnik aus. Am zweiten Tag zeigen dann unter anderem Unternehmensvertreter, wie sie in ihren Firmen CO2-Emissionen reduzieren und Kunststoffe wiederaufbereiten. Zum Abschluss besteht außerdem noch die Möglichkeit eines Standortbesuchs bei dem Extruderhersteller Coperion. Dabei kann unter anderem die Produktion der Zweischneckenkneter besichtigt werden.

Das virtuelle Stuttgarter Kunststoffkolloquium 2021 war so erfolgreich, dass die Veranstalter daran festhalten. Innerhalb von zwei Wochen stellen sie diesmal zwei Veranstaltungen auf die Beine: eine in Präsenz und eine virtuell. 

KU 1-23_M&M_IKT - Hauptartikel

Weitere Informationen zum Kolloquium erhalten Sie unter <a href="https://www.ikt.uni-stuttgart.de/28.-stuttgarter-kunststoffkolloquium" target="_blank">https://www.ikt.uni-stuttgart.de/28.-stuttgarter-kunststoffkolloquium</a>

Dort ist auch die Anmeldung zu beiden Veranstaltungen möglich.

Recycling

Umweltmanagement

Biokunststoffe

Kunststoff Werkstoffe

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Kreislaufwirtschaft

Die Plasmatreat Academy übernimmt den Brückenschlag zwischen Forschung und Industrie

Auf viele ungelöste Fragen bei der Werkstoffwahl und ihre Auswirkungen auf die Oberflächeneigenschaften kann die atmosphärische Plasmatechnologie, auf die sich das Technologieunternehmen Plasmatreat spezialisiert hat, die Antwort sein. Da ist es gut zu wissen, was Plasma überhaupt leisten kann. Die Plasmatreat Academy gibt einen Überblick über zuverlässige und nachhaltige Fertigungslösungen – von den Grundlagen bis hin zu tiefgehenden Informationen zu Sonderfällen.

Die Oberflächenbehandlung mit Plasma ermöglicht heute mehr umweltfreundliche und effiziente Fertigungslösungen, als vielen Anwendern bewusst ist. Die Plasmatreat Academy des gleichnamigen Technologieunternehmens schließt diese Wissenslücke.

Die Oberflächenbehandlung mit Plasma, seit 1995 als Openair-Plasma-Verfahren der Plasmatreat GmbH auf dem Markt, ist eine verhältnismäßig junge Technologie. Daher verwundert es nicht, dass die weitreichenden Möglichkeiten zur Lösung unterschiedlichster Materialfragen in industriellen Prozessen noch lange nicht ausgeschöpft sind. Plasmatreat will das ändern. Der Weltmarktführer für atmosphärische Plasmatechnologie hat 2019 am Stammsitz in Steinhagen sein Technology Center eröffnet und betreibt seit 2020 die Plasmatreat Academy, die sich als Mittler von Wissen zwischen Forschung und Industrie versteht.

Die Oberflächenbehandlung mit Openair-Plasma wird zur Feinstreinigung, Aktivierung und Funktionalisierung von Oberflächen eingesetzt, zum Beispiel für unpolare Kunststoffe. Sie erhöht die Oberflächenenergie und vereinfacht dadurch Folgeprozesse, wie etwa das Verkleben, Bedrucken, Lackieren und Abdichten. Mit der Nanobeschichtung PlasmaPlus lassen sich darüber hinaus funktionelle Oberflächeneigenschaften mit maßgeschneiderten Eigenschaften erzeugen, beispielsweise um einen Klebe- oder Lackierprozess zu verbessern. In der industriellen Nutzung sorgt die saubere Technologie, die zum Betrieb nur Druckluft und Strom benötigt, für effiziente Prozesse. Sie ist gut reproduzierbar, lässt sich ortsselektiv einsetzen und problemlos in bestehende Produktionslinien  integrieren. „Die nahezu unerschöpflichen Einsatzmöglichkeiten machen uns zum universellen Problemlöser. Um den Wissenstransfer zwischen Forschung und Industrie weiter voranzutreiben, haben wir 2020 die Plasmatreat Academy gegründet“, erzählt Christian Buske, Gründer und Geschäftsführer von Plasmatreat.

Universeller Problemlöser nutzt Luft als Prozessgas

Die Plasmatreat Academy, angesiedelt im Technology Center in Steinhagen, vereint Theorie und Praxis unter einem Dach. Hier sorgen Seminare, Schulungen und Workshops, Fachvorträge, hochkarätig besetzte Kongresse, Veranstaltungen zu Schwerpunktthemen und mehr – als Präsenzveranstaltung oder digital – für einen professionellen Wissenstransfer und gewinnbringenden Austausch von Know-how zwischen Forschung und Industrie. Um ein möglichst breites Publikum zu erreichen, werden Veranstaltungen in unterschiedlichen Sprachen wie Englisch, Deutsch, Spanisch und Japanisch organisiert. Plasmatreat spricht mit dem Angebot bestehende und potenzielle Kunden, deren Lieferanten sowie Konstrukteure, Projekteure, Einkäufer oder Anlagenbediener an – also alle, die sich in irgendeiner Weise mit der Oberflächenbehandlung (Reinigen, Aktivieren, Beschichten) beschäftigen.

Schulungen in der Lieferkette für alle Hierarchieebenen

Darüber hinaus werden hier eigene Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie die Belegschaft von Unternehmen geschult, die diese Technologie einsetzen. Das Themenangebot ist breit gefächert: Es reicht von Grundlagen, die einen Überblick über die Oberflächenbehandlung mit Plasma geben, bis hin zu speziellen, teilweise aufeinander aufbauenden branchen- oder anwendungsspezifischen Schwerpunkten.

Umweltfreundliche Technologie – große Nachfrage nach Fachwissen

Aus den Erkenntnissen der Wissenschaft, gewonnen aus Forschungsprojekten mit Universitäten und Instituten, und dem Bedarf der Kunden entstehen neue Themen für die Akademie und Innovationen für die praktische Anwendung. Das Interesse der Wirtschaft gilt in jüngster Zeit besonders der Tatsache, mit Plasma-Anwendungen unterschiedliche Prozessschritte der Oberflächenvorbehandlung umweltfreundlicher und klimaschonender gestalten zu können.

Wie die Plasmatechnologie Anwender dabei unterstützt, umweltfreundliche Prozesse zu implementieren, mit denen sich VOC- (Volatile Organic Compounds, flüchtige organische Verbindungen) und CO2 -Emissionen reduzieren lassen, erfahren Interessierte beispielsweise im Seminar „Umweltfreundliche Prozesse durch Reduzierung von VOC und CO2 mittels Openair-Plasma“ von Dr. Alexander Knospe, Head of Innovations & Patents. Anhand von Praxisbeispielen wird hier detailliert erläutert, wie die Plasmatechnologie elementare Vorteile vereint:

<ul><li>mehr Effizienz in der Produktion</li><li>geringere Umweltbelastung durch CO2 - und Energieeinsparungen</li><li>den Verzicht auf Chemikalien bei gleichzeitig mehr Möglichkeiten beziehungsweise höherer Leistungsfähigkeit.</li></ul>

Die von Knospe präsentierten Beispiele sind vielfältig: So gewährleistet die seit zwei Jahrzehnten etablierte qualitätssteigernde Vorbehandlung von Scheinwerfer-Gehäusen für die Automobilindustrie eine sichere Abdichtung der Bauteile, ohne dabei auf chemische Haftvermittler wie lösemittelhaltige Primer zurückgreifen zu müssen, bei deren (Nach-) Verbrennung CO2 entsteht. Auch die Herstellung von Hybridbauteilen, zum Beispiel aus Holz und Kunststoff, oder die langzeitstabile Verbindung von eigentlich nicht kompatiblen Kunststoffen wird durch eine Vorbehandlung mit Openair-Plasma ermöglicht, ebenfalls ohne Zuhilfenahme eines Primers und ohne den Ausstoß von VOC-Emissionen.

Ebenso wird die Technologie für die Vorbehandlung von Kunststoffbauteilen mit anspruchsvollen 3D-Geometrien eingesetzt, wie bei Instrumententafeln für renommierte Automobilhersteller. Hier ersetzt die Plasmabehandlung das herkömmliche Verfahren der Beflammung und reduziert damit im Vergleich erhebliche CO2 -Emissionen, da keine organischen Gase verbrannt werden. Kommt bei der Plasmabehandlung grüne Energie zum Einsatz, so entstehen erst gar keine CO2 -Emissionen.

Erhard Krampe, Manager for Technology Transfer and Knowledge Exchange bei Plasmatreat

Herr Krampe, Sie sind Leiter der Plasmatreat Academy. Die aktuellen Entwicklungen, der Druck auf Unternehmen, nachhaltiger werden zu müssen, spielen Ihnen vermutlich in die Karten, oder?

Und ob! Mit Openair-Plasma-Anwendungen lässt sich die Vorbehandlung unterschiedlichster Prozessschritte umweltfreundlicher und klimaschonender gestalten – da ist das Interesse der Wirtschaft in Zeiten knapper Ressourcen, rasant steigender Energiepreise und des drohenden Klimakollapses größer denn je.

Wo nützt diese Technologie besonders?

Die Plasmavorbehandlung wird eingesetzt, um Prozesse wie das Verkleben, Lackieren, Bedrucken oder Abdichten unterschiedlicher Werkstoffe zu verbessern. Gleichzeitig macht die Technologie es möglich, in vielen industriellen Anwendungen auf eine Vorbehandlung mit Chemikalien zu verzichten. Zusätzlich unterstützt sie dabei, Prozesse effizienter zu gestalten und den CO2 -Ausstoß zu reduzieren.

Da könnte man zu dem Schluss kommen: Die Leute müssen Ihnen gerade die Bude einrennen …

Ja, aktuell ist wirklich eine Sternstunde der Plasmatechnologie: Wer die Leistungsfähigkeit der Oberflächenbehandlung mit Plasma kennt, für den ist die Technologie auf jeden Fall gesetzt. Andererseits haben sich Möglichkeiten dieser noch jungen Technologie längst nicht überall herumgesprochen. Für so manche Werkstofffragestellung haben wir hier in Steinhagen längst eine Lösung, die noch nicht alle Unternehmen kennen. Genau hier setzt unsere Plasmatreat Academy an, indem wir theoretisches Vortragswissen mit Hands-on-Training in unseren Laboren verknüpfen.

Geht der Wissenstransfer nur in eine Richtung?

Nein, wir müssen die Fertigungsprozesse unserer Kunden und die dabei entstehenden Herausforderungen genau kennen, daher ist ein Austausch enorm wichtig. Wir wollen die Entwicklung vorantreiben und arbeiten deshalb mit Partnern an zahlreichen Forschungsprojekten. Aus den daraus gewonnenen Erkenntnissen und dem Wissen um den Bedarf der Kunden entstehen ständig neue Themen für die Akademie und Innovationen für die praktische Anwendung.

Wo spielt die Technologie rund um Ressourcenschonung, Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft eine Rolle?

Alles, was man für die Plasmatechnologie braucht, ist saubere, trockene Druckluft und Strom – am besten grünen. Openair-Plasma funktioniert ohne brennbares Gas und ohne CO2 -Emissionen. Durch die Plasmavorbehandlung lassen sich zudem teure und in der Herstellung energieintensive Kunststoffe gegen günstigeres und besser recycelbares Material austauschen. Und ein einfaches Beispiel, das wir auf der K 2022 gezeigt haben: Produkte aus Recycling-Kunststoff ließen sich nach der Behandlung prozesssicher bedrucken.

Die Fragen stellte Clemens Doriat, Redaktion

Theorie trifft Praxis: Aus Bedarf entstehen neue technische Lösungen

Mit der Nanobeschichtung PlasmaPlus lassen sich indes viele Herstellungsprozesse optimieren und weiterentwickeln. Der Verzicht auf Nass-Chemikalien, silikonhaltige Trennmittel oder Primer zur Vorbehandlung wird durch verschiedene PlasmaPlus-Anwendungen vorangetrieben: PT-Bond als Haftvermittler, AntiCorr für den Korrosionsschutz, PT-Print für makellose Druckergebnisse oder PT-Release zur trennmittelfreien Verarbeitung von PUR-Kunststoffen in Spritzgießprozessen. Welche beeindruckenden Einsparungen an CO2 mit den verschiedenen Beispielen erreicht werden, erfahren die Teilnehmer ebenfalls in der Plasmatreat Academy.

Bei diesen Vorteilen liegt es auf der Hand, dass das Interesse der Industrie an dem Angebot der Plasmatreat Academy groß ist. Der Gewinn ist gegenseitig, denn aus dem ermittelten Bedarf seiner Kunden entwickelt Plasmatreat neue technische Lösungen. So brachte der Plasmaspezialist unter anderem kürzlich mit der PFW10LT (low temperature) eine Niedrigtemperaturdüse auf den Markt, die auch thermisch sensible Materialien und Oberflächen mit hoher Intensität aktiviert, wie zum Beispiel Gewebe aus PE oder PP. Sie reduziert den Temperatureintrag gegenüber den Standarddüsen und gewährleistet eine besonders schonende und gleichzeitig intensive Behandlung vor Folgeprozessen wie etwa dem Verkleben. Sie eignet sich vor allem für kleine Behandlungsbereiche und Konturen wie Bohrungen oder Nutbereiche, für tiefliegende Anwendungen in 3D-Bauteilen oder für medizinische Komponenten und Produkte.

Denkanstöße für neue Forschungs- und Einsatzfelder

Getreu dem Unternehmensmotto „Every Surface a Plasmatreat(ed) Surface“ zeigt die Plasmatreat Academy, wie vielseitig die Möglichkeiten der Unterstützung durch die Plasmatechnologie für zuverlässige, ressourcenschonende, energiesparende und saubere industrielle Prozesse sind. Das gibt Denkanstöße für neue Forschungs- und Einsatzfelder, in die Geschäftsführer Christian Buske abschließend einen Einblick gewährt: „In engem Austausch mit unseren bestehenden und potenziellen Anwendern und der Wissenschaft ergeben sich ganz neue Möglichkeiten, zum Beispiel für die bessere Verarbeitung von Recyclingwerkstoffen oder das Zusammenfügen von Hybridbauteilen sowie von Komponenten aus eigentlich nicht kompatiblen Materialien. Auch zukünftige PlasmaPlus-Nanobeschichtungen sind vielversprechend: Die AntiIce-Beschichtung ist unter anderem interessant für die Luftfahrt, mit AntiFlame wollen wir neue Maßstäbe in Sachen Brandschutz setzen.“ Das sind große Pläne, die viel Raum für Forschung und den Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie benötigen.

Beim Einsatz von Openair-Plasma (links) arbeitet der Plasmastrahl ortsselektiv und folgt der Bauteilgeometrie. Es entsteht nur sehr wenig Wärme, sodass die behandelten Bauteile formstabil bleiben. Bei der PlasmaPlus-Beschichtung (rechts) werden dem Plasma über einen speziellen Düsenkopf spezifische Zusatzstoffe zugeführt. Diese werden durch das Plasma angeregt und ihre Reaktivität dabei signifikant erhöht.

Im Plasmatreat Technology Center  befinden sich Labore und Seminarräume in direkter Nachbarschaft, um Live-Vorführungen in die praxisnahen Fortbildungen einzubinden.

Die Openair-Plasmabehandlung erhöht die Benetzbarkeit. So können umweltverträgliche, lösungsmittelfreie und wässrige Farbsysteme zum Einsatz kommen.

Erklärtes Ziel des Leichtbaus ist es, Ressourcen bei der Herstellung und Nutzung eines Produkts einzusparen. Die Plasmabehandlung ermöglicht hierbei oftmals neue Materialkombinationen.

Die Plasmadüse PFW10LT wird hauptsächlich eingesetzt, um sehr kleine Flächen oder schwer erreichbare Bereiche bei thermisch sensiblen Kunststoffen zu aktivieren.

Erhard Krampe: „Aktuell ist wirklich eine Sternstunde der Plasmatechnologie.“

Hauptartikel

Plasmatreat Academy transferiert Plasmatechnik-Know-how in die Kunststoffindustrie

Anne-Laureen Lauven ist Leiterin Marketing der Plasmatreat GmbH, Steinhagen; <a href="mailto:al.lauven@plasmatreat.de">al.lauven@plasmatreat.de</a>

Plasmabehandlung in industriellen Prozessen

Tritt Plasma mit seinem hohen Energieniveau in Kontakt mit Materialien, so verändert es die Oberflächeneigenschaften, zum Beispiel von hydrophob zu hydrophil. Die Plasmatechnologie benötigt zum Betrieb nur Druckluft und Strom. Bei der Feinreinigung mit Openair-Plasma werden die Oberflächen schonend und zuverlässig von Staub, Trennmitteln, Additiven, Weichmachern und Kohlenwasserstoffen befreit. Insbesondere die Oberflächen unpolarer Kunststoffe lassen sich auf diese Weise aktivieren. Die Plasmabehandlung erhöht die Oberflächenenergie vor allem durch die Einführung von Hydroxylgruppen  und verbessert so die Haftung bei Folgeprozessen wie dem Verkleben, Bedrucken, Lackieren und Abdichten. Mit der PlasmaPlus-Technologie von Plasmatreat lassen sich durch das Aufbringen (Abscheiden) von Nanobeschichtungen zusätzlich gezielt funktionalisierte Oberflächen mit definierten Eigenschaften erzeugen.

<a href="http://www.plasmatreat.de" target="_blank">www.plasmatreat.de</a>

Beschichten von Kunststoffen

Oberflächentechnik

Chemisches Bearbeiten (Auftragen)

Plasmabehandlung

Reinigen und Vorbehandeln

Weiterbildung, allgemeine

Dienstleistungen

Seminare, Schulungen, Kongresse

Anspruchsvolle Agenda für  die Recyclingindustrie

Die EU-Kommission will weg von der Wegwerfgesellschaft. Nahezu alle Produkte sollen künftig während ihres gesamten Lebenszyklus haltbarer werden beziehungsweise repariert oder wiederverwendet werden können. Für die Recyclingindustrie ist der sogenannte European Green Deal Chance und Herausforderung zugleich – eine Bestandsaufnahme.

Für die Recyclingindustrie ist der sogenannte European Green Deal Chance und Herausforderung zugleich – eine Bestandsaufnahme.

Seit Jahrhunderten versuchen Erfinder, eine Maschine zu bauen, die sich immerfort selbst bewegt. Dabei kann es so ein „Perpetuum mobile“ eigentlich nicht geben – zumindest nach den Gesetzen der Physik. Gut, dass die Europäische Union (EU) gerne ihre eigenen formuliert, zum Beispiel in Sachen Kreislaufwirtschaft. Anstatt immer weiter fossile Rohstoffe zu fördern, sollen wir zukünftig diejenigen nutzen, die bereits da sind – immer und immer wieder. Dieses Konzept steht im Zentrum des Green Deals der EU-Kommission.

Um jedoch aus politischem Willen gelebte Praxis zu machen, braucht es praktikable Lösungen. Einfach ist dieser Weg nicht. Denn Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft bedeuten weit mehr als Recycling. Die Themen erstrecken sich entlang des gesamten Lebenszyklus eines Produkts; beginnend bei den Rohstoffen über das Design und seine Herstellung bis hin zur Nutzung sowie Aufbereitung der entstandenen Abfälle.

Der erstmals im Dezember 2019 vorgestellte EU Green Deal zielt darauf ab, Europa bis 2050 zum ersten klimaneutralen Kontinent zu machen. Der europäische Textilkonsum steht, was die Auswirkungen auf die Umwelt und den Klimawandel anbelangt, nach Lebensmitteln, Wohnraum und Mobilität an vierter Stelle. Gemäß den Plänen der EU sollen in Verkehr gebrachte Textilprodukte spätestens ab 2030 haltbarer sein und recycelt werden können, so weit wie möglich aus recycelten Fasern bestehen sowie frei von gefährlichen Stoffen sein.

Für den Verbraucher – sofern er das denn überhaupt möchte – heißt das: hochwertige, langlebige Textilien statt „Fast Fashion“. Das hat allerdings einen kleinen Schönheitsfehler. Denn bisher wird weniger als ein Prozent des für die Herstellung von Kleidung verwendeten Materials recycelt, zeigte ein Bericht der Ellen MacArthur Foundation aus dem Jahr 2017. Woran liegt das? „Wie auch bei der Verpackungsindustrie ist die Vielzahl der Kunststoffe und dabei besonders die Kombination unterschiedlicher Polymere ein Knackpunkt“, erklärt Matthias Schmitz, Head of Engineering Recycling Technology bei BB Engineering (BBE). Zudem habe jedes Kleidungsstück auch eine eigene Historie, seien es hunderte Waschgänge oder jahrelange Degradation durch Sonnenstrahlen. „Hier allerdings kann ein guter Recyclingprozess entgegenwirken“, so Schmitz.

Auf der K 2022 präsentierte BBE unter anderem seine Recyclingtechnologie VacuFil Visco+. Die Anlage ermöglicht der Textilindustrie das Inline-Recycling von Post-Consumer-Textilabfällen in einem geschlossenen Kreislauf. „Unsere Technologie wurde vornehmlich für das Recycling von PET konzipiert“, sagt Schmitz. Bei Form und Farbe mache das Unternehmen wenig Einschränkungen. Für seine Kunden bietet BBE zudem stets eine Vielzahl an Analysen an, um frühestmöglich eine Aussage über die Eignung des Materials zu treffen.

Bei der Technologie handelt es sich um ein für die Industrie optimiertes thermomechanisches Recyclingverfahren. Es umfasst das Schreddern von Polyestergeweben, den Extrusionsprozess einschließlich Schmelzefiltration bis zu 20 µm sowie einen Liquid-State-Polykondensationsrektor, bekannt als Visco+ – die Kernkomponente. „Sie übernimmt dabei einen Großteil der Aufgaben: Entgasung, Homogenisierung und Viskositätssteigerung, wodurch die Schmelze eine Qualität auf Virgin-Niveau erhält“, erklärt Schmitz. Negative Einflüsse durch starke Scherung, hohe Schmelzetemperaturen und lange Verweilzeit könne man mit dem Prozess minimieren.

„Für uns als Hersteller von Recyclinganlagen bietet der Green Deal sicherlich gute Chancen, da die Nachfrage nach Recyclingmaschinen steigt“, so Schmitz. Es sei gleichzeitig jedoch eine große Herausforderung, die Produktionskapazität bei den aktuell immer noch akuten Lieferengpässen von Maschinenkomponenten zu steigern.

Doch auch in krisenfreien Zeiten werden Angebot und Nachfrage – wenn es so weitergeht – im Ungleichgewicht stehen. Hier eine Balance zu finden, wird sich nicht mit einer einzigen Technik realisieren lassen. Daher rückt bereits jetzt ein breites Spektrum alternativer Technologien zunehmend in den Fokus. Nicht zuletzt, weil mechanisches Recycling allein nur begrenzte Möglichkeiten bietet. Seine Weiterentwicklung und die Entwicklung neuer Technologien schreiten stetig voran und unterstreichen auf diese Weise die Notwendigkeit, verschiedene Verfahren, die sich gegenseitig ergänzen, zu etablieren.

Technologien: Booster für das chemische Recycling

Die chemische Industrie bietet in vielen Lebensphasen praktische Lösungen. Ihre größte Wirkung könnte sich aber wohl beim chemischen Recycling entfalten. Dabei werden – einfach gesprochen – Materialien in ihre grundlegenden Ausgangsstoffe zerlegt. Anschließend stehen sie dann zur erneuten Verwendung zur Verfügung.

Eines dieses Verfahren stammt von Carboliq. Das Unternehmen hat einen einstufigen Prozess zur Verflüssigung fester Kohlenwasserstoffe entwickelt. „Das heißt, wir stecken nur einmal Energie rein. Das Material geht fest und kalt in den Prozess, wird erwärmt und mit einem Katalysator verrührt. Alles, was abdampft, kondensieren wir als Öl – fertig“, erklärt Christian Haupts, Geschäftsführer von Carboliq. Das Verfahren zeichne sich durch die kombinierte Anwendung thermischer, katalytischer und mechanochemischer (tribochemischer) Mechanismen sowie durch seine Anwendbarkeit auf eine große Bandbreite von Einsatzstoffen aus. Die Prozessenergie wird nur durch Reibung in das System eingebracht. Carboliq läuft unter Atmosphärendruck und Prozesstemperaturen unter 400 °C ab. Bei der Verarbeitung von Kunststoffabfällen entstehen nur geringe Mengen an Gasen; feste Prozessrückstände werden entweder weiter verwertet oder sachgerecht entsorgt.

Nachteilig sei beim chemischen Recycling, so Haupts, der oft absolut höhere Energieeinsatz. Hinzu kommt, die Anlagentechnik steckt noch in den Kinderschuhen. Dabei sind einige Verfahren bereits mehrere Jahrzehnte alt. Es stellt sich daher die Frage: Warum konnte sich das chemische Recycling bisher nicht wirklich durchsetzen? „Weil frisches Öl und damit auch frischer Kunststoff aus fossilen Ressourcen bislang zu billig war“, sagt Haupts. Es habe schlichtweg keine Notwendigkeit bestanden, alternative Verfahren zu entwickeln. Dank des Green Deals könnte sich das ändern. „Die Idee der Kreislaufwirtschaft macht Müll zur Ressource. Die Märkte fragen heute nachhaltige Ressourcen nach“, sagt Haupts. Müll bekomme Wert und zwar einen umso größeren, je höher die daraus die daraus gewinnbare Ressource gehandelt wird. Diese Entwicklung ist nach Ansicht des Carboliq-Geschäftsführers disruptiv.

Produktdesign: Das Ende von Anfang an mitgedacht

„Nachhaltige Produkte zur Norm machen“, so steht es explizit in der offiziellen Mitteilung zum Green Deal. Für Produktdesigner heißt das: Im Idealfall bedenken sie die Wiederverwertbarkeit ihrer Entwicklungen direkt mit. „Design for Recycling“ nennt sich das Konzept dahinter. Die Regeln hören sich vergleichsweise einfach an:

<ul><li> Gute Trennbarkeit aller Komponenten</li><li>Verwendung heller Farben</li><li>Monomaterial statt Materialmix</li><li>Leicht ablösbare Etiketten</li><li>Leicht entfernbare Verschlüsse</li></ul>

Doch nicht immer wollen oder können Markenhersteller auf bestimmte Eigenschaften ihrer Produkte verzichten. Etwa bei der Farbe – sie ist maßgeblich an der Kaufentscheidung beteiligt. Das Problem: Automatische Kunststoffsortiersysteme beispielsweise arbeiten im Nahinfrarot-(NIR)-Bereich. Die NIR-Strahlung hilft den Anlagen, spezifische Kunststoffe zu erkennen, automatisch zu sortieren und sortenrein zuzuordnen. „NIR-Sensoren sind in der Regel jedoch für bestimmte Farbmittel wie herkömmliche Silbertöne blind“, erklärt Dr. Dietmar Mäder, Global Head of Plastics bei Eckart. Um das zu ändern, hat das Unternehmen NIR Silver entwickelt. Dahinter verbergen sich maßgeschneiderte Pigmente, um NIR-detektierbare Silbertöne zu erzeugen. Sie sollen es ermöglichen, Kunststoffprodukte leicht für das Recycling zu identifizieren.

Mithilfe von Zusatzstoffen können Kunststoffprodukte aber auch langlebiger gemacht werden, zum Beispiel mit Pigmenten, die Strahlungsabsorption reduzieren. „Grundsätzlich gilt“, so Mäder, „Oberflächen von Kunststoffen, die ein hohes Reflexionsvermögen aufweisen, bleiben bei direkter Sonneneinstrahlung wesentlich kühler.“ Diese „Cool Plastics“ neigen weniger zur Verformung – und leben dadurch länger. Die Effektpigmente von Eckart (Energysafe) eignen sich unter anderem für Außenanwendungen, zum Beispiel Fassadenverkleidungen oder Dachziegel aus Kunststoff, aber auch für WPC-Terrassenbeläge.

Die Beispiele zeigen, es gibt bereits jetzt Lösungen, um den Green Deal der EU zu erfüllen. Darauf ausruhen sollten sich Kunststoff- und Recyclingindustrie allerdings nicht. Denn bereits jetzt zeichnet sich ab, dass weitere Anforderungen und damit auch neue Herausforderungen bevorstehen.

Technik hilft Natur: Um die Ziele des EU Green Deals zu erfüllen, braucht es auch moderne Recyclingtechnologien sowie ein neues Produktdesign.

Maschinenkombination VacuFil Visco+: Die Anlage ermöglicht das Inline-Recycling von Post-Consumer-Polyester-Textilabfällen in einem geschlossenen Kreislauf.

Hohe Ölausbeute: Carboliq läuft unter Atmosphärendruck und Prozesstemperaturen unter 400 °C ab.

Nachhaltiges Finish: Effektpigmente verleihen Kunststoffprodukten nicht nur eine ansprechende Optik, sondern können auch dabei helfen, dass diese nachhaltiger gestaltet werden.

Green Deal: Anspruchsvolle Agenda für das Recycling

Nachgefragt: Wie bewerten Sie den Green Deal der EU?

Matthias Schmitz, BB Engineering: Der Green Deal ist sinnvoll und richtig. Er gibt der Industrie die nötigen Vorgaben, um für die Zukunft planen zu können. Für große Investitionen, die zweifelsohne für die Umsetzung notwendig sind, gibt er Sicherheit, dass recycelter Kunststoff auch bei niedrigen Rohölpreisen einen sicheren Absatz findet.

Ein ausführliches Interview mit Matthias Schmitz zum Thema finden Sie unter:

<a href="https://www.kunststoffe.de/a/interview/die-ganze-industrie-ist-gefragt-3182054" target="_blank">https://bit.ly/3UU2QGa</a>

Dr. Dietmar Mäder, Eckart: Mit dem Green Deal wollen die 27 EU-Mitgliedstaaten bis 2050 klimaneutral werden. In einem ersten Schritt sollen die Treibhausgasemissionen bis 2030 um mindestens 55 % gegenüber dem Stand von 1990 sinken. Das stellt einen herausfordernden sowie notwendigen Wandel der gesamten Industrie dar.

Ein ausführliches Interview mit Dr. Dietmar Mäder zum Thema finden Sie unter:

<a href="https://www.kunststoffe.de/a/interview/mit-pigmenten-emissionen-einsparen-3204512" target="_blank">https://bit.ly/3UOtdNF</a>

Christian Haupts, Carboliq: Ein mutiger Schritt – leider zu spät und leider in der Umsetzung mit erheblichem bürokratischen Aufwand verbunden. Aber der Green Deal schafft dennoch einen Rahmen, mit dem Europa als Gemeinschaft globale Maßstäbe für die Kreislaufwirtschaft setzen kann.

Ein ausführliches Interview mit Christian Haupts zum Thema finden Sie unter:

<a href="https://www.kunststoffe.de/a/interview/das-ist-rechtlich-ein-drahtseilakt-3219255" target="_blank">https://bit.ly/3hizPGH</a>

Recycling-Anlagen sind eine essenzielle Grundlage der Kreislaufwirtschaft – und leisten als solche einen wesentlichen Beitrag zum Umwelt- und Ressourcenschutz. Gleichzeitig verbrauchen sie natürlich auch selbst Ressourcen, zum Beispiel Wasser. Doch auch hier lassen sich Kreisläufe schließen.

Recycling-Anlagen leisten einen wesentlichen Beitrag zum Umwelt- und Ressourcenschutz. Gleichzeitig verbrauchen sie natürlich auch selbst Ressourcen, zum Beispiel Wasser. Doch auch hier lassen sich Kreisläufe schließen.

Das Recycling von Kunststoffen gewinnt weltweit immer mehr an Bedeutung, das ist nicht erst seit dem Green Deal oder anderen, nationalen Regularien bekannt. Die Branche erfährt einen Boom, angetrieben von Gesetzen und Verordnungen, welche meist auf nationaler Ebene gelten. Aus diesem Grund planen bestehende Recyclingunternehmen, ihre Kapazitäten zu erweitern, aber auch Unternehmen anderer Branchen entdecken das Recycling als weiteres Standbein für sich.

Ein wesentlicher Bestandteil des Recyclingprozesses ist der Einsatz von Waschwasser. Dieses fällt hauptsächlich in zwei Phasen an: Oft waschen Recycler das ankommende Material, bevor sie es weiterverarbeiten. Zerkleinert der Recycler den Kunststoff zu Flakes, um selbst oder durch ein weiteres Unternehmen Granulat zu erzeugen, ist ein weiterer Waschvorgang unerlässlich. Je nach Sorte des zu recycelnden Kunststoffs, Anlagengröße oder Waschverfahren fallen dabei unterschiedliche Mengen Abwasser an – bis zu zwei Kubikmeter pro recycelter Tonne Kunststoff.

In das Abwasser können sich die folgenden Bestandteile mischen:

<ul><li>Fette und Eiweiße durch organische Verschmutzungen</li><li>Kunststoffabriebe</li><li>Salze und Zucker aus Restflüssigkeiten</li><li>Druckerfarben</li><li>Waschchemikalien</li><li>Zellstofffasern</li><li>Kleber von Etiketten.</li></ul>

Das hat Auswirkungen auf die Summenparameter CSB (chemischer Sauerstoffbedarf) und BSB5 (biochemischer Sauerstoffbedarf). Während der BSB5 bis zu 12 000 mg/l betragen kann, steigt der CSB zumeist auf 20 000 mg/l. Ähnlich variabel ist der pH-Wert, der meist zwischen 6 und 14 liegt. Ausschlaggebend für die hohe Abwasserbelastung und die damit verbundenen, effektiven Reinigungsleistung ist das Natronlaugen-Heißwasch-Verfahren. Dieses dient meist dem Nachwaschen bereits zerkleinerter Flakes durch mindestens 80 °C heißes Waschwasser, welches – unter Zugabe von Natronlauge – die Flakes von ihren Verschmutzungen befreit. Der übliche Verbrauch beträgt rund 30 Liter Natronlauge pro Tonne Recyclingmaterial. Verbliebene Zellstofffasern quellen durch die Natronlauge an und lösen sich dadurch vom Rezyklat ab.

Das heißt, zu den Herausforderungen für die Betreiber gehören die ökologische Nachhaltigkeit sowie die variable Beschaffenheit des anfallenden Abwassers. Zudem ist die Wirtschaftlichkeit der Unternehmen wichtig, da Wasser eine wertvolle und endliche Ressource ist. Ein geringerer Wasserbedarf macht den gesamten Recyclingprozess umweltfreundlicher, was ein wichtiger Faktor ist, da zahlreiche Betreiber auf die soziale Verantwortung ihres Unternehmens bedacht sind. Die Wiederverwendung und das Recycling von Waschwasser und anderen Prozesswässern sind nicht nur finanziell sinnvoll, sondern ermöglichen ein nachhaltiges Geschäftsmodell.

Indirekte Einleitung: Die kommunale Kläranlage reinigt das anfallende Abwasser und leitet es anschließend in einen Vorfluter (stehendes oder fließendes öffentliches Gewässer) ein. Eine Wiederverwendung des Abwassers im eigenen Kreislauf ist dadurch ausgeschlossen. Auch eine Kapazitätserweiterung ist dabei nicht immer möglich. Zwar sind einige Kommunalanlagen großzügig ausgelegt und können daher einen größeren Abwasserzustrom aufnehmen, der Großteil ist jedoch bereits jetzt an den jeweiligen Belastungsgrenzen, weswegen den Recyclingunternehmen zum Teil ein Verbot vorliegt, mehr Abwasser indirekt einzuleiten.

Direkte Einleitung: Hierbei leitet das Recyclingunternehmen das selbstständig gereinigte Abwasser in einen Vorfluter ein. Die Einleitparameter legen dabei die verschiedenen Behörden oder Kommunen regional auf Basis der erforderlichen Abwasserreinheit fest. Hierbei erfährt der Recycler eine Ersparnis laufender Kosten, da die Gebühren für die indirekte Einleitung entfallen.

Wiederverwendung im Recyclingprozess: Trotz modernster Behandlungslösungen ist eine 100-prozentige Wiederverwendung des Abwassers bis dato unmöglich. Hauptgrund dafür ist die Konzentration der gelösten und nicht gelösten Stoffe. Ebenso verdunstet ein Teil des Wassers – rund fünf Prozent – beim Waschprozess. Daher ist eine Frischwasserzufuhr von mindestens zehn Prozent nötig, um den reibungslosen Waschprozess aufrecht zu erhalten.

Der Green Deal der Europäischen Kommission brachte einen Entwurf für Einleitwerte auf den Weg, wenn Recyclingunternehmen ihr Abwasser in einen Vorfluter einleiten wollen. In Zusammenarbeit mit der unteren Wasserbehörde sind diese anpassbar, für die Recycler jedoch bindend. Damit erhalten sie Anhaltspunkte, auf welchem Niveau die Abwasserbehandlung stattfinden muss. Mittels Laboranalysen lassen sich die relevanten Parameter des Abwassers bestimmen und daraufhin die Behandlungslösung ermitteln, welche zum Erreichen der Einleitwerte am besten geeignet ist.

Erweitert das Recyclingunternehmen seine Kapazitäten, fällt mehr Abwasser an. Ist die kommunale Kläranlage jedoch ausgelastet, ist die Behandlung im eigenen Unternehmen notwendig. Das behandelte Abwasser kann entweder im eigenen Kreislauf wiederverwendet oder direkt eingeleitet werden. Je nach Kläranlagentyp eignen sich rund 50 bis 90 Prozent des behandelten Abwassers für die Wiederverwendung.

Die hauseigene Stromerzeugung ist auch für Recyclinganlagenbetreiber ein immer präsenteres Thema. Lösungen wie Oxidationsverfahren oder Umkehrosmose nutzen die elektrische Energie, um besonders reines Abwasser zu produzieren. Erzeugen Unternehmen über Photovoltaik oder Windkraft elektrische Energie, können Sie diese für den Betrieb der Verfahren kosteneffizient nutzen. Gerade bei der Oxidation verhält sich die Reinigungsleistung proportional zur Stromzufuhr und Reinigungszeit. Je mehr Spannung anliegt, desto schneller und gründlicher wird das Abwasser gereinigt.