Definierte Compounds aus Kunststoff-Abfall

Verschiedene Recyclingkonzepte für sortenreine oder gemischte Kunststoffabfälle, die mit unterschiedlichen Verfahrensvarianten arbeiten, haben sich heute im Markt etabliert. Häufig werden dabei in einem ersten Verfahrensschritt zunächst aus Abfallstoffen Agglomerate oder auf Einschnecken-Recyclingextrudern Regranulate erzeugt, die dann in einem nachgeschaltetem Aufbereitungsschritt unter Verwendung von Zweischneckenextrudern zu Compounds weiterverarbeitet werden.

Um Wirtschaftlichkeit und Qualität zu erhöhen, ist es von Vorteil die zwei separaten Extrusionsschritte zu einem zu verbinden. Dieses sogenannte Inline-Verfahren arbeitet materialschonender und kosteneffizienter. Die Besonderheit des vom Recyclingspezialisten Artec, Kematen, Österreich und dem Compoundierspezialisten Krauss Maffei Berstorff, Hannover, vorgestellten Inline-Prozess namens Edelweiss ist, dass der Schwerpunkt auf der Herstellung hochwertiger Compounds aus Kunststoffabfällen liegt. Mit der Technologie lassen sich in einem Verfahrensschritt individuelle Compounds aus nahezu allen thermoplastischen Rohstoffen herstellen.

Für saubere Inhouse-Abfälle mit ausreichend hoher Schüttdichte reicht in der Regel ein gleichlaufender Zweischneckenextruder aus, um aus Kunststoffmahlgut wieder ein Compound herzustellen. Hierfür findet der Anwender bei den Zweischneckenextrudern der Serien ZE UT und ZE UTX mit einer großen Bandbreite von Zusatz­equipment passende Lösungen. Für die Beschickung mit nicht optimal fließenden Produkten haben die Hannoveraner 6-D-Einzugszonen, Stopfwerke oder das Ultra-Feed-System als Einzugshilfen entwickelt.

Wenn jedoch kontaminierte Post-Consumer- oder Post-Industrial-Abfälle mit einem Verschmutzungsgrad größer zwei Prozent vorliegen, dann reicht dies nicht mehr aus. Hier setzt die Edelweiss-Anlage an. Sie übernimmt vor dem eigentlichen Compoundieren die Prozessschritte des Materialverdichtens, Entgasens, Dekontaminierens und Filtrierens.

Schmelzeaufbereitung in einer Verfahrensstufe

Eingangsware für den kombinierten Prozess sind gewaschene und sortierte Kunststoffreststoffe. Diese werden zunächst über ein breites Förderband mit Metalldetektor in einen Schneidverdichter oder Cutter-Compactor geführt. Die meist großvolumigen Kunststoffreste – beispielsweise Faser- oder Folienabfälle, aber auch diverse Mahlgüter – werden mit einem rotierenden Messersatz zerkleinert, kompaktiert und dank der dabei entstehenden Reibungswärme getrocknet. Anfangsfeuchten von bis zu 12 Prozent sind unproblematisch.

Die Zentrifugalkräfte fördern das Material in den tangential angeschlossenen Einschneckenextruder, wo sie plastifiziert und homogenisiert werden. An den Extruder angeschlossen sind Vakuum­entgasungen, über die sowohl Feuchte als auch andere flüchtige Bestandteile zur Dekontamination entzogen werden.
Hochleistungs-Filtersysteme mit Feinheiten von 80 bis 300 µm – je nach Verschmutzungsart und -grad – befreien die Schmelze von Verunreinigungen bevor sie in den Zweischneckenextruder gefördert wird. Wichtig für den Gesamtprozess ist die druck- und volumenkonstante Arbeitsweise des Filters, da ein gleichmäßiger, exakter Materialfluss gewährleistet sein muss.

Essenziell: Schmelzefilter und Dosierung

Besonders eignen sich Filter der Firmen Ettlinger, Königsbrunn, und Nordson Kreyenborg, Münster. Der ERF-Filter ist ein geschlossener Filter, in dem die Störstoffe an einer rotierenden Trommel zurückgehalten werden und mit der Drehung zu einem Abstreifer und von dort über eine Austragsschnecke heraus transportiert werden. Die Filterfläche reinigt sich kontinuierlich selbst und so steht immer die gleiche Filterfläche zur Verfügung. Der V-Type-Siebwechsler mit Power-Backflush-Technologie basiert auf dem Grundkonzept eines kontinuierlichen Bolzensiebwechslers, jedoch mit besonderer prozesskonstanter Rückspülfunktion. Von den vier Siebkavitäten, von denen je zwei in einem Siebbolzen angeordnet sind, wird immer eine Siebkavität gereinigt, sodass stets drei Kavitäten im Einsatz sind.

Im Anschluss an die Filtration sorgt eine Schmelzepumpe für die gleichmäßige und rezepturtreue Dosierung der Schmelze in den Zweischneckenextruder – das Herzstück einer jeden Compoundierlinie. Dank der Modularität von Schnecke und Zylinder ist der Zweischneckenextruder individuell an die verschiedenen Verfahrens­aufgaben anzupassen: Füllen, Verstärken, Blenden oder Einfärben lassen sich auch bei hohen Ausstoßleistungen realisieren. Gravimetrische Dosierungen für die Zuschlagstoffe, Seitenfütterer mit oder ohne Ultra Feed System für Split-Feed-Verfahren oder Einspritzventile für Flüssigkeiten sorgen das sichere Beschicken des Extruders. Letzter Prozessschritt der Anlage ist je nach Anwendung eine Strang- oder Unterwassergranulierung.

Geeignet für Recycler und Compoundeure

Die Kombi-Anlage eignet sich sowohl für Recycler, die ihre aufbereiteten Kunststoffreststoffe selbst compoun-dieren möchten, als auch für Compoundeure, die ihre Eingangsware nicht mehr zukaufen, sondern selbst herstellen möchten. Erhältlich ist die Komplettanlage derzeit für Durchsatzleistungen von 500 kg/h bis über 3 t/h Compound.

In der Anlage können beispielsweise hochvolumige Verpackungsfolien-Reste aus LDPE verarbeitet werden, aus denen ein mit bis zu 80 Prozent Calciumcarbonat hochgefülltes und mit Titandioxid aufgeweißtes Masterbatch entsteht. Dieses kann direkt wieder in die Blasfolienherstellung zurückgeführt werden. Genauso gut können PP- oder PA-Faserreste zu glasfaserverstärkten oder verstärkten und gefüllten Hybridcompounds aufbereitet werden, die für technische Spritzgussteile verwendet werden. Auch die Schwerfraktion eines Recyclingprozesses, wie PP- und HDPE-Abfälle – beispielsweise aus Flaschenverschlüssen – können zu hochwertigen Compounds verarbeitet werden, die für Blasform- und Spritzgießanwendungen gefragt sind.

Eine sorgfältige Rezepturentwicklung ist die Basis

Ohne passende Rezeptur lässt sich aus keiner Eingangsware ein hochwertiges Compound erzeugen. Die Anlagenhersteller vermitteln daher auf Anfrage Berater, die gemeinsam mit einem Recycler Rezepturen entwickeln. Wichtig für einen funktionierenden Prozess sind sortenreine sowie gewaschene Kunststoffreststoffe. Ein Aspekt, auf den bei der Wahl der Eingangsware zu achten ist. Eine Herausforderung kann der Geruch der hergestellten Compounds aus Post-Consumer Rezyklat darstellen, wodurch sie nicht in jeder Anwendung universell einsetzbar sind. Vorbereitende Schritte wie Heiß-, und Laugenwäsche oder spezielle Extruder-Entgasungen (stripping) können hier zu einer deutlichen Geruchsreduzierung beitragen.