Auf der diesjährigen Fakuma präsentiert Hexpol TPE das erweiterte Portfolio an Dryflex Circular TPE-Materialien, welche Post-Consumer- und / oder Post-Industrial-Rezyklate enthalten.

16:9

Thermoplastische Elastomere

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Messe Fakuma

kunststoffe.de

Recycling

Umweltmanagement

Kunststoff-Recycling

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

Kunststoff-Rezyklat

Neue TPE-Typen mit recycelten Materialien

Die Unternehmen der Otto Krahn Gruppe zeigen auf der Fakuma 2024, dass Nachhaltigkeit, Funktionalität und gutes Design vereinbar sind.

Die Rückseite des Fairphone 5 besteht aus 100 % PCR. Das entsprechende PC dafür stammt von Mocom. Es ermöglicht auch ein transparentes Design, ohne schwarze Stippen.

Compound

Elektronik

kunststoffe-international.com

Compoundeure

Dienstleistungen

Handel

Technische Kunststoffe

Polycarbonat

Ansprechende Designs mit Recyclingmaterialien

Alpla plädiert mit der Kampagne #daskannkunststoff für eine faktenbasierte Betrachtung des Wertstoffs in der Öffentlichkeit. Am 9. Oktober lud das Unternehmen Vertreter aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft zum Dialog nach Berlin ein.

Alpla lud am 9. Oktober rund 100 Gäste aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft zum Dialog über die Kunststoff-Kreislaufwirtschaft nach Berlin.

Alpla plädiert mit der Kampagne #daskannkunststoff für eine faktenbasierte Betrachtung des Wertstoffs in der Öffentlichkeit.

Verpackungsmaterial

Logistik

Kunststoffe

Photonik

Optik

Kunststoff-Verpackungsmaschine

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Sondermaschinen

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Kreislaufwirtschaft

#daskannkunststoff: Dialog zu den Vorteilen von Kunststoff

Audi setzt bei einigen A3-Modellen künftig Rezyklate in den Kühlschutzgittern ein. Die Rezyklate stammen selbst aus lackierten Kühlerschutzgittern.

Das Kühlerschutzgitter ist nicht nur in der Produktion sondern auch beim Recycling ein anspruchsvolles Bauteil.

Lackierte Sichtbauteile mit Rezyklaten serienmäßig im Audi A3

Blend

Polyethylenterephthalat

Kühlerschutzgitter zu Kühlerschutzgittern

Die neue Studie „Stoffstrombild Kunststoffe in Deutschland 2023“ zeigt Rückgänge bei Produktion, Verbrauch und Verarbeitung von Kunststoffen.

Die Studie „Stoffstrombild Kunststoffe in Deutschland 2023“ liefert Daten zu Produktion, Verarbeitung und Verbrauch in verschiedenen Einsatzgebieten, Abfallaufkommen und Wiederverwertung.

Kunststoffverarbeitung

Lohnfertigung

Weniger fossile Kunststoffe, mehr Rezyklateinsatz

Die aktuell in Autos genutzten Materialverbunde lassen sich häufig nicht recyceln. Bei Mercedes setzt man deshalb seit Kurzem auf Monomaterialsandwiche.

Als Vergleichsbauteil für den in Serie genutzten naturfaserbasierten Multimaterialansatz und das kreislauffähige PET-Monomaterialsandwich wurde die biegebelastete Türtasche der Türverkleidung der Mercedes-Benz E-Klasse herangezogen.

Monomaterial ersetzt Multimaterialverbunde im Automobilinnenraum

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Leichtbau

Faserverbundwerkstoffe

Andere Werkstoffe

Nicht nur leicht, sondern auch recycelbar

Alte Autoreifen werden bisher nur in geringem Umfang recycelt. Ein Verfahren von Evonik soll dafür nun einen Durchbruch bringen.

Gummimehl aus Altreifen vor der Prozessierung (links), nach der Prozessierung ohne Devulkanisationshilfsmittel (Mitte) und mit Devulkanisationshilfsmittel (rechts): Ziel des Projekts bei Evonik ist es, Rezyklate aus alten Autoreifen zu höheren Anteilen wieder für neue Reifen nutzen zu können. 

Besseres Verfahren für das Reifenrecycling soll höhere Rezyklatanteile ermöglichen

Kautschuk / Elastomere

On the road again

In diesem Leitfaden wird die thermische Analyse von Polymeren in verständlicher Weise erklärt, vor allem Bedeutung der Analyse und Ergebnisinterpretation.

Silikone

Messtechnik

Biokunststoffe

Standardkunststoffe

Duroplaste

Hochleistungskunststoffe

Leitfaden: Thermische Analyse von Polymeren

Laborextruder und Rheometer helfen im Kleinen zu entwickeln, was die Welt im Großen verbessern soll. Eine umfangreiche Applikationssammlung für nachhaltigen Polymermaterialien.

Giant fish-shaped waste collection wire disposal container at Parnu Beach

Spritzgießen

Additive Fertigung

Extrudieren (KU)

Compoundieren

Besser recycelbare und wiederverwendbare Polymerprodukte

Die von Erema entwickelte Intarema TVEplus DuaFil Compact ermöglicht eine effiziente Verarbeitung von Post-Consumer-Abfällen zu hochwertigen Regranulaten.

Die Intarema TVEplus DuaFil Compact kombiniert das patentierte Extrudersystem für die Aufbereitung von schwer zu verarbeitenden Materialien mit einer zweiten Hochleistungsfiltration und einer vorgelagerten temperaturberuhigten Druckaufbauzone.

Regranulat aus Post-Consumer-Folien für High-End-Produkte

Nachhaltigkeit

Post-Consumer-Recycling mit  Pre-Consumer-Qualität

Die Anwendung thermischer Analyseverfahren wie DSC und TGA ermöglicht die präzise Analyse von Polymermischungen aus Post-Consumer-Abfällen.

Bereit fürs Recycling: gepresste Getränkekartonballen. Mit DSC und TGA lassen sich Polymermischungen aus Post-Consumer-Abfällen präzise analysieren.

DSC und TGA: Einblick in die Methodik und Anwendung auf Polymermischungen

Thermische Mess- und Prüfverfahren

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Kunststoff

Hochwertige Rezyklate und erhöhte Ausbeute durch thermische Analytik

In einem Gemeinschaftsprojekt von Audi, Kunststofftechnik Wiesmayer und RSH wurden erfolgreich die Weichen gestellt, Sichtteile aus Kunststoffrezyklaten für den neuen Audi Q6 e-tron herzustellen.

Früher fast undenkbar, heute bereits Realität – der Einsatz von Kunststoffrezyklaten in Sichtbauteilen für Fahrzeuge der Premiumklasse.

Automotive

Fahrzeugbau

Einsatz von Rezyklaten in Sichtbauteilen

Diskussionsfreudig wie eh und je zeigte sich das Forum der TecPart-Jahrestagung am 19. September 2024 in Herzogenaurach.

Forderungskatalog wie ein Telefonbuch: Der TecPart-Vorsitzende Felix Loose.

Doriat, Clemens, Dr.

Wirtschaftspolitik in Deutschland

Wirtschaft

Runter mit dem Regulierungstempo

Worauf kommt es bei der Sortierung von Mahlgütern an? Mit welchen Technologien lassen sich Qualität und Ausbeute erhöhen?

Podcast Kunststoff DIALOG: In Folge 8 der dritten Staffel geht es um die Sortierung von Mahlgut.

Podcast

Mahlgut-Sortierung ganzheitlich durchdacht

In einem Circular Economy Planspiel entwickelte Fraunhofer UMSICHT im Auftrag des Forum Rezyklat Lösungen für Verpackungen, für die es noch keine zirkulären Stoffströme gibt. Die Ergebnisse wurden nun veröffentlicht.

Abstimmungsprozess während des Planspiels zum Thema nachhaltige Verpackungswirtschaft.

Verpackungskreisläufe unter der Lupe

Mit Rezyklaten den CO2-Fußabdruck von Dichtungen und Interieur-Bauteilen reduzieren

Der Einsatz von TPE-Materialien mit Rezyklatanteil hilft bei der Umsetzung der Nachhaltigkeitsanforderungen der Automobilindustrie. Aufbereitete Kunststoffe werden dabei zunehmend auch für anspruchsvolle Teile im Fahrzeug verwendet. Beispielsweise kommen sie trotz hoher Geruchs- und Emissionsanforderungen immer öfter in sensiblen Innenraumanwendungen zum Einsatz.

Der Einsatz von TPE-Materialien mit Rezyklatanteil erhöht die Nachhaltigkeit von Fahrzeugen. Sie werden verstärkt auch im Innenraum verwendet.

In den letzten Jahren ist die Nachhaltigkeit der verwendeten Materialien verstärkt in den Fokus von Industrie und Verbrauchern gerückt. Besonders deutlich zeigt sich das in der Automobilindustrie. Viele OEM haben sich ehrgeizige Ziele für den Rezyklateinsatz gesetzt. Volvo möchte beispielsweise bis 2025 in jedem neuen Auto mindestens 25 % an Rezyklaten einsetzen [1]. Renault erreicht bereits gegenwärtig eine Rezyklateinsatzquote von 33 % bei in Europa produzierten Fahrzeugen [2]. Ein ähnlicher Wert wird auch von BMW und Mercedes-Benz angestrebt. Bis 2030 soll bei beiden der Anteil an Sekundärrohstoffen in allen Modellen auf durchschnittlich 40 % ansteigen [3, 4].

Eine höhere Quote stellt jedoch viele neue Anforderungen an die Materialien, da auch komplexere Bauteile mit Rezyklaten umgesetzt werden müssen. Gute Beispiele dafür sind Interieur-Sichtteile und Dichtungen. Beide waren bis vor Kurzem mit aufbereiteten Kunststoffen noch nicht produzierbar. Mit neuen thermoplastischen Elastomeren (TPE) können mittlerweile aber sogar solche anspruchsvollen Anwendungen realisiert und damit die Rezyklatquote erhöht sowie der CO2-Fußabdruck gesenkt werden.

Im Allgemeinen gibt es derzeit auf dem Markt zwei verschiedene Arten von recycelten Kunststoffabfällen: Post-Industrial- (PIR), auch Pre-Consumer-Rezyklat genannt, und Post-Consumer-Rezyklat (PCR). Die Unterscheidung erfolgt dabei in aller Regel nach der Norm ISO 14021. Sie definiert die Kategorien folgendermaßen: PIR wird aus dem Abfall gewonnen, der in einem Produktionsprozess anfällt. Dabei dürfen allerdings keine Reste eingesetzt werden, die sich im ursprünglichen Produktionsprozess erneuten hätten nutzen lassen. Möglich sind Spritzgussangüsse und Extrusionsrandbeschnitte, bevorzugt aus hochwertigen Produkten wie beispielsweise Lebensmittel-, Hygiene- und Medizinanwendungen.

Im Gegensatz dazu wird PCR aus den Abfällen von Endverbrauchern gewonnen. Denkbar sind beispielsweise Quellen aus der Altfahrzeugverwertung und aus Wertstoffsammlungen. Bereits aus diesen Definitionen lässt sich leicht erkennen, dass PIR generell einfacher in sortenreiner Qualität und auch hellen Farben zu erhalten ist als PCR (Bild 1). Letzteres ist außerdem meist von geringerer Qualität.

Kunststoffabfälle, beispielsweise aus der Industrie oder Wertstoffsammlungen, werden beim mechanischen Recycling zerkleinert, getrennt und anschließend zu einem Mahlgut oder Regranulat verarbeitet. Dieses wird dann als Rohstoff etwa für TPE-Compounds benutzt, die schlussendlich mittels Spritzgießen oder Extrusion zum jeweiligen Bauteil verarbeitet werden. Aufgrund der unterschiedlichen Qualität der Abfälle ist es sehr wichtig, abhängig von Marktsegment und Herkunft, den richtigen Typ von Rezyklat auszuwählen.

Ergänzend zu solchen mechanischen Rezyklaten wird derzeit auch intensiv daran gearbeitet, Rezyklate auf chemischem Wege zu generieren, beispielsweise durch Pyrolyse oder Depolymerisation. Diese Verfahren sind jedoch größtenteils noch in der Versuchsphase und kommerziell relevante Mengen kaum verfügbar.

Der Automobilbereich ist historisch gesehen eines der wichtigsten Segmente für den Einsatz von Rezyklaten, obwohl die technischen Anforderungen an die Materialien in der Regel hoch sind. Damit ein Material für ein Bauteil eingesetzt werden kann, muss sichergestellt sein, dass die Materialqualität über die komplette Laufzeit konstant bleibt. Außerdem muss unabhängig von der genauen Anwendung gewährleistet sein, dass ausreichend Material über die gesamte Modelllaufzeit geliefert werden kann. Die Rezyklatquelle muss somit ausreichend groß und zuverlässig sein. Trotzdem hat sich die Automobilbranche die erwähnten, hohen Ziele für den Rezyklateinsatz gesetzt. Für jedes Bauteil muss deshalb evaluiert werden, ob und wie es mit Rezyklat umgesetzt werden kann.

Der naheliegendste Fall für den Einsatz von Rezyklaten sind Exterieur-Anwendungen wie Radhausschalen, Trittleisten und Schmutzfänger. Je nach Härte der Anwendung sind dabei auch sehr hohe Rezyklatanteile von > 50 % möglich. Es kann außerdem sogar PCR eingesetzt werden. PCR-Materialien haben meist einen stärkeren Geruch, der bei solchen Anwendungen allerdings weniger relevant ist. Nur solche Bauteile mit Shore-Härte D und geringen Anforderungen sind jedoch nicht ausreichend, um einen hohen Anteil an aufbereiteten Kunststoffen im Fahrzeug zu erreichen. Deshalb werden zunehmend auch weichere Anwendungen auf beispielsweise TPE mit Rezyklatanteil umgestellt.

Zu solchen Anwendungen gehören verschiedene Dichtungen im Bereich der Luft- und Wassertrennung sowie Scheibendichtungen, die meist im Härtebereich von etwa 60 bis 90 Shore A ausgeführt werden. Neben der geringeren Härte müssen solche Materialien auch ein ausreichendes Rückstellverhalten und eine entsprechende Dichtfunktion bieten, um ihre Funktion zu erfüllen. Des Weiteren haben solche Bauteile häufig lange Fließwege und relativ komplexe Geometrien, weshalb sehr fließfähige Materialien benötigt werden. Für Profildichtungen sind stabil extrudierbare Materialien mit einem niedrigen Druckverformungsrest unter 40 % (bei 70 °C und 22 h) notwendig.

Für Anwendungen im Motorraum können ebenfalls TPE mit Rezyklatanteil eingesetzt werden. Dabei ist jedoch zu beachten, mit welchen Medien sie in Kontakt kommen und welchen Temperaturen sie ausgesetzt sind. Bei solchen hohen Anforderungen muss unter Umständen auf vulkanisierte TPE (TPV) ausgewichen werden. Bei diesen lässt sich zwar auch Rezyklat verwenden, aber der prozentuale Anteil ist stärker limitiert.

Ein schwierigeres Anwendungsfeld für TPE mit Rezyklatanteil ist der Automobilinnenraum. In diesem existieren viele Anforderungen an die Materialien, die sich mit mechanische aufbereiteten Kunststoffabfällen nur schwer umsetzen lassen.

TPE mit Rezyklatanteil für das Interieur

Zum Beispiel ist es im Interieur unbedingt erforderlich, dass die eingesetzten Materialien nicht riechen. Das ist besonders wichtig, da der Geruch der Werkstoffe durch den begrenzten Raum im Fahrzeug und erhöhte Temperaturen durch Sonneneinstrahlung um ein Vielfaches verstärkt wird. Aus diesem Grund werden Geruchstests im Automobilsektor bei erhöhter Temperatur, beispielsweise bei 80 °C, durchgeführt.

Neben diesen Anforderungen müssen TPE für den Innenraum gut verarbeitbar sein, um optisch einwandfreie Oberflächen herstellen zu können. Typische Anwendungen sind beispielsweise Matten, Luftsteuerelemente und weiche Elemente zum Klapperschutz etwa in der Mittelkonsole (Bild 2). Die weiteren Anforderungen der OEM für den Innenraum wie Emissionsgrenzwerte, Mechanik, Wärmebeständigkeit sowie Lichtechtheit sind selbstverständlich auch von Materialien mit Rezyklatanteil zu erfüllen. Diese Anforderungen und auch die regulatorische Unbedenklichkeit, beispielweise die Einhaltung der GADSL- und Reach-Vorgaben, müssen auch von Rezyklatmaterialien langfristig gewährleistet sein.

Wie erwähnt, waren insbesondere der Geruch und die Emissionen von Rezyklaten in der Vergangenheit problematisch, weshalb erst jetzt die ersten für den Innenraum einsetzbaren TPE mit Rezyklatanteil verfügbar sind. Ein Beispiel dafür sind Dryflex Circular TPE mit PIR-Rezyklatanteil von Hexpol TPE. Ihre Emissionswerte liegen deutlich unter den üblichen, von OEM geforderten Grenzwerten (Tabelle). Je nach Härte und genauen Anforderungen des Bauteils sind im Innenraum Rezyklatanteile von ca. 20 bis 50 % realisierbar.

Durch den Einsatz von Rezyklaten ist es außerdem möglich, den CO2-Fußabdruck von TPE-Compounds zu reduzieren. Die Höhe der Reduzierung hängt ab von den eingesetzten Rohstoffen und der Art des verwendeten Recyclingtyps. Weiterhin spielt die Kalkulationsmethode und das verwendete Modell mit dessen Systemgrenzen eine wichtige Rolle. Für intermediäre Produkte wird häufig der Cradle-to-Gate Ansatz nach ISO 14040, ISO 14044 und ISO 14067 verwendet.

CO2-Fußabdruck von Rezyklaten

Die wesentlichen Einflussfaktoren auf den CO2-Fußabdruck eines TPE-Compounds sind die eingesetzten Rohstoffe, der Transport der Rohstoffe sowie die Compoundierung und die Verpackungsmittel. Der größte Anteil mit > 85% entfällt dabei auf die verwendeten Rohstoffe. Dieser ergibt sich aus dem hohen, oft noch fossilen Energieaufwand zur Synthese der Monomere und deren Polymerisierung. Im Vergleich dazu ist der Energieaufwand und der damit verbundene CO2-Ausstoß zur Aufbereitung von Rezyklaten meistens geringer.

Nach Berechnung von Hexpol TPE kann das Treibhauspotenzial bei einem 85-Shore-A-Material um 23 % sinken, wenn 30 % PIR eingesetzt wird. Ein ähnliches Resultat ergibt sich durch den Einsatz von 40 % PCR in einem 40-Shore-D-TPE: Das Treibhauspotenzial reduziert sich um 26 % (Bild 3).

Neben Materialien mit Rezyklatanteil ist es auch möglich, TPE mit biobasiertem Anteil für Anwendungen im Automobilbereich einzusetzen. Als Rohstoffe dafür können beispielsweise Polymere, Weichmacher oder Füllstoffe auf Basis von Ölpflanzen, Zuckerrohr oder Faserpflanzen dienen. Hexpol TPE hat zum Beispiel bereits eine biobasierte Einlegematte realisiert (Bild 4), die die üblichen Anforderungen für den Automobilinnenraum etwa hinsichtlich der Lichtbeständigkeit und der niedrigen Emissionswerte erfüllt. Als Biofüllstoff bringt auch Kork diverse Vorteile wie eine niedrige Dichte, interessante Designaspekte und einen geringen CO2-Fußabdruck.

Es ist möglich, mit der richtigen Rohstoffauswahl auch Automotive-Anwendungen im Shore-A- und -D-Härtebereich mit Rezyklatanteilen umzusetzen. Je nach Anwendungen lassen sich auf diese Weise Recyclinganteile bis 50 % umsetzen. Das ermöglicht es Zulieferern und OEM, ihre Zielsetzungen für mehr Nachhaltigkeit zu erreichen. Mit weicheren Rezyklaten und mehr wiederverwerteten Materialien wird es in Zukunft möglich sein, den Recyclinganteil noch mehr zu erhöhen, ohne dabei Kompromisse bei der Materialperformance machen zu müssen.

Durch eine enge Zusammenarbeit von OEM, Zulieferern, Compoundeuren, Recyclern und Rohstoffherstellern lässt sich der Umstieg auf nachhaltigere Materialien im Fahrzeugbau beschleunigen. Neben verschiedenen OEM-Kooperationen ist Hexpol TPE auch Teil des Polestar-0-Projekts, in dem ein klimaneutrales Fahrzeug entwickelt wird [5]. Eine Kooperation mit Almaak ermöglicht außerdem die passgenaue Kombination von TPE und technischen Thermoplasten mit Rezyklatanteil für das 2K-Spritzgießen [6].

[1] <a href="https://www.media.volvocars.com/ch/de-ch/media/pressreleases/230703/ab-2025-stecken-in-jedem-neuen-fahrzeug-von-volvo-cars-25-prozent-recyclingkunststoffe" target="_blank">https://www.media.volvocars.com/ch/de-ch/media/pressreleases/230703/ab-2025-stecken-in-jedem-neuen-fahrzeug-von-volvo-cars-25-prozent-recyclingkunststoffe</a>

[2] <a href="https://www.renaultgroup.com/en/news-on-air/news/circular-economy-moving-up-a-gear/" target="_blank">https://www.renaultgroup.com/en/news-on-air/news/circular-economy-moving-up-a-gear/</a>

[3] <a href="https://group.mercedes-benz.com/nachhaltigkeit/ressourcen/kreislaufwirtschaft.html" target="_blank">https://group.mercedes-benz.com/nachhaltigkeit/ressourcen/kreislaufwirtschaft.html</a>

[4] <a href="https://www.press.bmwgroup.com/deutschland/article/detail/T0403367DE/bmw-group-nachhaltigkeit-durch-innovation-2022" target="_blank">https://www.press.bmwgroup.com/deutschland/article/detail/T0403367DE/bmw-group-nachhaltigkeit-durch-innovation-2022</a>

[5] <a href="https://media.polestar.com/de/de/media/pressreleases/659180" target="_blank">https://media.polestar.com/de/de/media/pressreleases/659180</a>

[6] <a href="https://almaak.de" target="_blank">https://almaak.de</a>/

HEXPOL TPE GmbH  

https://www.hexpoltpe.com

Ausgabenartikel KU03-23

Tabelle. Typische Geruchs- und Emissionswerte von Dryflex Circular TPE mit Rezyklatanteil

Die passende Auswahl an hochwertigen Rezyklaten ermöglicht den Einsatz in anspruchsvollen Automobilanwendungen.  

Bild 1. Beispiel für einen typischen Recyclingprozess aus PIR- und PCR-Quellen: In der Regel ist die Qualität bei PIR höher und sie lassen sich einfacher erneut für Kunststoffprodukte verwenden. 

Bild 2. Der Einsatz von Recyclingkunststoffen bei Luftsteuerelementen erfordert eine sehr hohe Rezyklatqualität. 

Bild 3. Reduzierung des Treibhauspotenzials durch Rezyklate (berechnet in kg CO2e/kg Material): Sowohl mit PIR- als auch PCR-Materialien sind deutliche Einsparungen möglich.

Bild 4. Auch biobasierte TPE lassen sich in Interieur-Anwendungen, etwa für Einlegematten, sehr gut einsetzen.

KU 3-23_Hexpol TPE - Hauptartikel

TPE mit Rezyklatanteil für Interieur-Bauteile

Florian Dresel, M. Sc., ist Central Research Engineer bei Hexpol TPE.

Dr. Thomas Köppl ist Group Product Manager bei Hexpol TPE; <a href="mailto:thomas.koeppl@hexpoltpe.com">thomas.koeppl@hexpoltpe.com</a>

Dipl.-Chem. Michael Walter ist Business Development Manager bei Hexpol TPE.

Hexpol TPE ist eine weltweit operierende Unternehmensgruppe im Bereich des Polymer-Compoundings, die sich auf thermoplastische Elastomere spezialisiert hat. Die hergestellten TPE werden für Anwendungen im Konsumgütermarkt, der Medizinbranche, der Verpackungsindustrie, dem Automobilsektor, der Elektronikindustrie und dem Baugewerbe eingesetzt. Der deutsche Standort befindet sich im oberfränkischen Lichtenfels.

<a href="http://www.hexpol.com" target="_blank">www.hexpol.com</a>