Rezyklate in der Produktion von Wood-Plastic Composites

Dielen aus WPC erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. (Bildquelle: Trex)

Wood-Plastic Composites (WPC) sind Verbundwerkstoffe, die zu unterschiedlichen Anteilen aus (ligno)zellulosehaltigen Materialien, Kunststoffen und Additiven bestehen. Die Verwendung von Rezyklaten in WPC hat ein hohes Potenzial; Recycling-Materialien können sowohl für Kunststoff als auch Holz-Rohstoffe verwendet werden. Auch industrielle Nebenprodukte können sowohl den Kunststoff oder Holz-Neumaterial ersetzen.*

WPC aus Rezyklat

Trex, das weltweit größte WPC-Unternehmen, produziert Terrassendielen und Geländer in Übereinstimmung mit ICC-ES Umweltkriterien und einem Recycling-Anteil ihrer gesamten Materialien von 95,40 % (VAR 2015). Ein Rezyklatanteil in dieser Größenordnung ist durch den Einsatz von Co-Extrusionsverfahren möglich, wobei der Kern aus Rezyklat von einer Beschichtung aus besonderer Polymer-Neuware ummantelt ist. 47,7 % des Verbundmaterials ist eine Holzfraktion aus der Pre-Consumer Stufe (Sägenebenprodukte), die in Europa allerdings nicht als Rezyklat gelten, sondern unter „Industrielle Nebenprodukt-Nutzung“ fallen. 100 % des Polyethylens (47,7 % des gesamten Verbundwerkstoffs) wird aus Post-Consumer-Recycling gewonnen. Gemäß dem ICC-ES Zertifikat beträgt der biobasierte Anteil von Trex damit bis zu 40 %.

Rezyklate in der Produktion von Wood-Plastic Composites

Produktion von Bioverbundwerkstoffen in der Europäischen Union in 2012
Bildquelle: nova 2015

Technologien und Recycling-Strategien, die dabei helfen können die weltweite Kunststoff-Recyclingrate (derzeit 36 %) zu steigern, waren Thema von Peter Kotiadis, Forschungsleiter des führenden WPC-Herstellers Fiberon, in seinem Vortrag auf der Wood-Plastic Composites (WPC) und Naturfaserverbunde (NFC) im Dezember 2015. Die Recyclingrate von Kunststoff variiert je nach Region, führend sind Japan (77 %) und Europa (62 %).

Kosten sparen mit Rezyklat

Kotiadis fragte in seinem Vortrag, ob das Jahrhundert der Beginn des „Recycling Age“ sein wird. Er zeigte, wie ein erfolgreiches Recycling-System von wiederverwertbarem Abfall funktionieren kann. Über 50.000 Tonnen Abfall werden von Fibron jährlich zur Herstellung wertvoller Bauprodukte eingesetzt, gleichzeitig werden die Kunststoffe aus Deponien und Verbrennungsanlagen ferngehalten. Recycelte Polyethylen-Produkte umfassen Milch, Shampoo und Waschmittel-Flaschen sowie Kapseln. Holz-Nebenprodukte werden aus der Verarbeitung von Bodenbelägen, Fensterverkleidung, Türzargen erworben.

Peter Kotiadis wies in seinem Vortrag darauf hin, dass durch das Verwenden von im eigenen Haus sortierten und gereinigten Post-Consumer-Kunststoff-Rezyklaten sich für Fiberon mindestens 50 % der Kosten für Polymere reduzieren lassen. Der Prozess besteht aus neun verschiedenen Schritten, angefangen bei der Entwirrung der Ballen bis zur Lagerung der extrudierten Granulate. Besonders wichtig ist bei diesem Prozess ausreichend Platz für die Lagerung der Post-Consumer Abfälle und eine schnelle Aussortierung ungewollter Kontaminationen sowie die Rücksendung an den Anbieter. Auch den kontinuierlichen Einkauf sah Kotiadis als einen der wichtigsten Erfolgsfaktoren beim Recycling. Die Rezyklate werden in Nordamerika zum Teil direkt bei den Supermärkten eingekauft, wo die Abfälle entstehen. Die WPC-Dielen von Fiberon bestehen in der Summe aus 93 % aus Rezyklaten, Neuware wird nur für die Ummantelung der Dielen eingesetzt.

Das Kostenvorteil bei Verwendung von Rezyklaten bei der WPC-Herstellung liegt auf der Hand, denn etwa 70 % Prozent der Produktionskosten entfallen auf die Rohmaterialien*. Den Rezyklateinsatz für sowie das Rezyklieren von WPC haben fünf Unternehmen in einem österreichischen Clusterprojekt untersucht. In einem gemeinsamen Projekt mit Transfercenter für Kunststofftechnik (TCKT), Wels, Österreich, Rehau Polymer Industrie, Höhenkirchen-Siegertsbrunn, Thermoplastkreislauf, Traiskirchen, Österreich, Theurl Leimholzbau, Assling, Österreich und Erema Engineering und Recycling Maschinen und Anlagen, Ansfelden, Österreich, wurden Potenziale zur Kostenreduzierung in der Produktion ausgelotet.

Bei WPC-Dielen lassen sich die Materialkosten durch Verwendung von 50 % Rücklaufmaterial und 50 % Neuware um beachtliche 37 % verringern. Abgesehen von der Holzkomponente, die oft aus Sekundärrohstoffen – wie anfallenden Sägespänen – gewonnen wird, ist, im Gegensatz zu Nordamerika, der Einsatz von Rezyklaten in der WPC-Produktion in Europa nicht verbreitet. Das Ergebnis des oben genannten Projektes: Richtiges Recycling von und für WPC bietet deutliche Kostenvorteile, ohne dass die Qualität der aus Recyclingware hergestellten Produkte leidet.

Deklaration von Rezyklat

Der Verband der Deutschen Holzwerkstoffindustrie e.V. (VHI) hat vor kurzem in Kooperation mit dem Institut Bauen und Umwelt e.V. eine Umwelt-Produktdeklaration (EPD) für die WPC-Industrie ins Leben gerufen, sowohl für WPC-Terrassendielen** als auch für Fassadenelemente. Diese besagt, dass der in das Produkt eingearbeitete Kunststoff oder das Kunststoffgemisch zu 100 % entweder aus Neuware oder aus sortenreinem Kunststoff, der als Reststoff bei der einmaligen industriellen Produktion angefallen ist, bestehen muss. Allerdings dürfen auch sortenreine und schadstofffreie Rezyklate eingesetzt werden. Das EPD zeigt auch, dass nach Ende des Lebeszyklus WPC-Dielen zur anderen Produkten rezykliert werden können.

Zum Holzrecycling besteht folgende Regelung: Naturbelassenes Altholz (Altholzkategorie AI gemäß Altholzverordnung) kann eingesetzt werden, Altholz der Kategorien AII bis AIV hingegen nicht. Das bedeutet, dass naturbelassenes oder mechanisch bearbeitetes Altholz, praktisch nicht verunreinigt, eingesetzt werden kann. Falls Leim oder Beschichtung ohne Holzschutzmittel vorhanden sind, darf das Altholz nicht eingesetzt werden. Weitere Naturfasern dürfen Bestandteil des Produktes sein **, was auch der bestehenden WPC-Norm CEN-15534 entspricht.

Die DIN-Zertifizierung für Rezyklate steht für Produkte aus recyceltem Material etwa von Dincerto zur Verfügung, bei deren Herstellung zum Beispiel Kunststoffabfälle vor oder nach Gebrauch eingesetzt werden. Dies schließt industrielle Abfälle im Sinne der DIN EN ISO 14021 explizit mit ein.

Post-Consumer-Abfälle recyclen

Der Rücklauf von Verlegeabfällen von WPC in Europa ist derzeit noch gering. Die nächsten Jahre könnten aber einen deutlichen Mengenanstieg von Post-Consumer-WPC-Recycling bringen. Für WPC-Produkte bestehen zwei Entsorgungswege, die stoffliche und die thermische Verwertung. Bei der stofflichen Verwertung wird das Produkt sortiert, aufgemahlen und beispielsweise für die Produktion von WPC-Unterkonstruktionen verwendet **. Bei der thermischen Entsorgung werden die WPC-Abfälle etwa in einer kommunalen Müllverbrennungsanlage entsorgt. Die Organisation der Post-Consumer-Recycling für Stoffliche Nutzung von WPC-Materialien ist ebenfalls in der EPD dargestellt: Alle mit PE oder PP gebundenen WPC-Produkte sind der Altholzkategorie A II zuzuordnen, mit PVC gebundene WPC-Produkte sollten in A III einsortiert werden.

 

Literatur

*Nova, 2015

** EPD, 2015

KC Aktuell (KCA) 2016: Geld Sparen mit Recycling,1, 16, http://www.kunststoff-cluster.at/fileadmin//user_upload/AllgemeineDaten/CRMImport/Kooperationsprojekte/2537_WPC-Recycling.pdf (16-04-25)

Environmental product declaration (EPD) 2015: WPC decking profiles: www.bau-umwelt.com / https://epd-online.com (16-02-02)

ICC-ES VAR Environmental Report (VAR) 2015: Environmental Report ICC-ES VAR-1011 : http://www.icc-es.org/ep/(16-03-09)

Carus M., Eder A., Dammer L., , Scholz L., Essel R., Breitmayer E., Barth M., Korte H. (2015): „Wood-Plastic Composites (WPC) and Natural Fibre Composites (NFC): European and Global Mar-kets 2012 and Future Trends in Automotive and Construction“; nova-Institut (Hrsg.)

TÜV Rheinland (2016): csProdukte aus recyceltem Material: http://www.dincertco.de/de/dincertco/produkte_leistungen/zertifizierung_produkte/umwelt_1/produkte_recyceltes_material/produkte_recyceltes_material.html (16-05-30)

Über den Autor

Dr. rer.nat. Asta Partanen

ist Expertin für Wood & Bio-based Materials Labeling beim nova-Institut im Chemiepark Knapsack in Hürth.