Projekt 03654/01

Verwertung von Kunststoffmischungen aus Altgeräten

Projektträger

Technische Universit√§t KaiserslauternLehrstuhl f√ľr Konstruktion im Maschinen-und Apparatebau
Gottlieb-Daimler-Str., Geb. 42
67663 KaiserslauternZielsetzung und Anlass des Vorhabens Anl√§√ülich der geplanten Elektronikschrottverordnung r√ľckten in den vergangenen Jahren Fragen eines sinnvollen √∂konomisch tragf√§higen Kunststoffrecyclings f√ľr Materialien aus diesem Herkunftsbereich st√§rker in den Mittelpunkt des Interesses. M√∂glichkeiten hierzu waren zun√§chst nur f√ľr sortenreine Altkunststoffe definierter Qualit√§t und Herkunft zu sehen. Die bei der Verwertung entstehenden vermischten Kunststoff-Fraktionen entziehen sich oft einem hochwertigen Wiedereinsatz und k√∂nnen √ľberwiegend nur energetisch oder rohstofflich genutzt werden. Das Vorhaben zielt auf die Verwertung einer vermischten Kunststoff-Fraktion zu neuen Produkten z. B. als Geh√§use oder Zubeh√∂rteile. Das Einsatzmaterial aus Altstaubsaugern besteht weitgehend nur aus PA und ABS und ist frei von Flammschutzzus√§tzen. Hieraus wurden nach einer trockenen Vorreinigung Pr√ľfk√∂rper und d√ľnnwandige hochwertige Spritzgu√üartikel gefertigt. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1. Sammeln und Erfassen der Kunststoffteile bei der Fa. Vorwerk Elektro Stiftung & Co. KG, Wuppertal 2. Reinigung der demontierten Kunststoffteile mit Hilfe trockenmechani-scher Verfahren sowie die Weiterentwicklung von Trockenreinigungsverfahren bei Firma Pallmann Maschinenfabrik GmbH & Co. KG, Zweibr√ľcken 3. Untersuchungen an Modellmischungen aus PA und ABS aus Polymerneuware mit Hilfe kommerziell erh√§ltlicher Vertr√§glichkeitsvermittler 4. Anwendungsversuche an Mischungen der Altkunststoffe sowie Wirtschaftlichkeitsabsch√§tzung des entwickelten Verfahrens Ergebnisse und Diskussion Die an den Neukunststoffen durchgef√ľhrten Untersuchungen decken sich mit den Resultaten anderer Autoren. Bemerkenswert sind die √ľberraschend guten Resultate, die sich bei Dry-Blends erzielen lassen. Hier w√§re eine Abkl√§rung der Gr√ľnde interessant. Lie√üen sich n√§mlich mit Dry-Blends bei einzelnen Polymermischungen oder bestimmten Verarbeitungsbedingungen √§hnlich gute Eigenschaften erzielen wie mit einem Compoundierschritt, w√§re dies wirtschaftlich interessant. Es ist zu ber√ľcksichtigen, da√ü sich dieses Verhalten vielleicht auch nur aufgrund des spezifischen Flie√übildes beim Spritzen der Pr√ľfk√∂rpern ergibt, weshalb bei einer umfassenden Analyse auch Formteile aus Produktionsbetrieben zu ber√ľcksichtigen w√§ren. Altkunststoffe unterliegen gegen√ľber der Neuware verschiedenen Besonderheiten, die sich z. B. in deren Zusammensetzung niederschl√§gt. Die Eigenschaftsver√§nderungen bei Schwankungen im Verh√§ltnis PA/ABS bleiben begrenzt. Die Untersuchungen wurden an Mahlg√ľtern einer Charge von insgesamt ca. 350 kg vorgenommen, indem Ger√§te gesammelt, demontiert und die Kunststoffgeh√§use anschlie√üend zerkleinert und windgesichtet wurden. Die Zusammensetzung innerhalb des so gewonnenen Mahlgutes kann als homogen angesehen werden. Wie weit dieses auch f√ľr eine gro√ütechnische Umsetzung des beschriebenen Verwertungsverfahrens gelten kann, w√§re Gegenstand eines breiter angelegten Pilotprojektes. Vor allem der Glasfaseranteil, der schlie√ülich nur aus einzelnen Bauteilen herr√ľhrt, k√∂nnte die Eigenschaften verbessern. Bei Chargen mit einem hohen Anteil glasfaserhaltiger PA-Teile w√§re mit einer deutlichen Erh√∂hung der Festigkeit und des E-Moduls zu rechnen, w√§hrend die Rei√üdehnung eher abnimmt. Daher sollten weitere Untersuchungen darauf abzielen, zus√§tzliche Anwendungsm√∂glichkeiten zu erschlie√üen. Denkbar sind hier in erster Linie Anwendungsfelder f√ľr PA, in denen die Glasfasern spezielle Aufgaben zur Beherrschung des Materialverzuges oder von Ma√ü√§nderungen aufgrund Feuchtigkeitsaufnahme erf√ľllen, da die Feuchtigkeitsaufnahme der untersuchten Mischungen deutlich niedriger als bei reinem PA ist. Die Dry-Blend-Mischungen bei den Altkunststoffen erreichen nicht ganz die Ergebnisse der Neuware-Kunststoffen, dennoch sollte auch in diesem Fall gepr√ľft werden, ob f√ľr eines der oben genannten potentiellen Anwendungsfelder die direkte Verarbeitung sinnvoll ist. Es besteht das Problem, die Fasern homogen in der Schmelze zu verteilen. Dies ist in einfachen Spritzgu√ümaschinen nicht gegeben. Gleichwohl bleibt die Frage bestehen, ob nicht durch geeignete Ma√ünahmen w√§hrend des Spritzgie√üprozesses Dry-Blends zur Herstellung von hochwertigen Spritzgie√üteilen geeignet sind. √Ėffentlichkeitsarbeit und Pr√§sentation - 2 Ver√∂ffentlichungen in der Zeitschrift: Gummi Fasern Kunststoffe - Posterpr√§sentation anl√§√ülich des Besuches des Umweltministeriums des Landes Rheinland-Pfalz, Frau Claudia Martini, Universit√§t Kaiserslautern im Sommer 1995. Fazit Das Vorhaben wurde erfolgreich durchgef√ľhrt. Entsprechend den Antragszielen wurden Mischkunststoffe aus Altger√§ten spezieller Herkunft, vom Projektpartner Vorwerk von Kunden zur√ľckgenommene Staubsauger, zu neuen Spritzgu√üprodukten aufgearbeitet. Erg√§nzend zu Versuchen mit Vertr√§glichmachern und Additiven wurden auch Dry-Blends ohne Zus√§tze untersucht. Deren √ľberraschende Qualit√§tsergebnisse verweisen auf weitere Einsparpotentiale in den Aufbereitungskosten. Dar√ľber hinaus wurden auch Kunststoffgemische aus alten Telefongeh√§usen untersucht, um die Materialbasis zu verbreitern, die sich f√ľr Altstaubsauger nach der Beendigung einer Altger√§te-R√ľckgabepr√§mierung durch Vorwerk deutlich verschlechterte. Mengen- und qualit√§tsm√§√üig interessante Altkunststoffquellen, wie sie sich in der Projektplanungsphase (erwartete R√ľcknahmepflicht f√ľr Hersteller) bei Vorwerk darstellten, konnten nicht neu erschlossen werden. Es wurden aus Altkunststoffgemischen sowohl Probek√∂rper f√ľr Material-untersuchungen als auch einige technische Artikel als Demonstrationsob-jekte hergestellt. Damit wurde die prinzipielle Machbarkeit des Verfahrens gezeigt. Wichtige Eigenschaften wurden umfassend untersucht. Es wurden auch Hinweise f√ľr gezielte m√∂gliche Eigenschaftsverbesserungen f√ľr eine sp√§tere praktische Umsetzung benannt. Hervorzuheben sind die Ergebnisse einer trockenmechanischen Friktionsreinigung. Windgesichtete Mahlg√ľter aus diesem Verfahren sind nahezu staubfrei (Staubgehalt unter 0,1 %) sowie frei von mineralischen Anhaftungen (Gl√ľhr√ľckstand nur 4 %, mikroskopisch identifiziert als Glasfasern aus Kunststoff). Eine zus√§tzliche Na√ü-Nachreinigung ergab hier keine Qualit√§tssteigerungen mehr. Weiteres wichtiges Ergebnis ist die Bewertung der im Altkunststoff enthaltenen F√ľllstoffe. Insbesondere Mineralfasern, die aus Kostengr√ľnden bei Neuware nur f√ľr bestimmte, mechanisch belastete Bauteile eingesetzt werden, k√∂nnten bei Herkunft aus Altbauteilen ohne Zusatzkosten in einer breiteren Produktpalette eingesetzt werden. Damit entst√ľnden Bauteile und Gegenst√§nde, die nicht nur fast das Niveau von Neuware erreichen, sondern dieses in wichtigen Bereichen deutlich √ľbertreffen. Dies wird nicht nur durch die Me√üwerte im Vorhaben belegt, sondern ist auch an √ľberreichten Materialmustern, z. B. einer d√ľnnwandigen Schublade f√ľr Kleinteilemagazine nachvollziehbar demonstriert worden.

√úbersicht

Telefon

0631/205-3031

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Bundesland

Rheinland-Pfalz

Fördersumme

188.922,35 ‚ā¨

Förderzeitraum

02.09.1994 - 01.10.1999