Obwohl Getränkeflaschen 85 % der gesammelten PET-Verpackungsprodukte ausmachen, fließen lediglich 47 % des Recyclingoutputs wieder in die Flaschenproduktion zurück. Ein erheblicher Anteil der Flaschenrezyklate verbleibt also nicht im geschlossenen Kreislauf, sondern landet in Open-Loop-Anwendungen wie Schalen, Fasern oder Umreifungsbändern.
Im Projekt „circPLAST-mr“ wurde deshalb in einer Fallstudie im Industriemaßstab das mechanische Recycling von bestehenden PET-Restströmen aus österreichischen Sortieranlagen analysiert. Dafür wurden ca. 150 Tonnen sortierte PET-Ballen aus vier LVP-Sortieranlagen in einer State-of-the-Art-Recyclinganlage aufbereitet. Die zentralen Schritte bestanden darin, die Objekte sensorgestützt aufzutrennen, das Material mittels etablierter Trenn- und Zerkleinerungsverfahren zu waschen sowie anschließend die Flakes neu zu sortieren. Insbesondere das erneute Sortieren auf Objektlevel beeinflusst die Endqualität deutlich. Um die Effizienz dieser Nachsortierung zu bewerten und die Qualität je nach Input zu bestimmen, erfassten die Projektverantwortlichen die Zusammensetzung der Reject- und Eject-Ströme stichprobenartig.
Für das Aufbereiten wurden zwei Inputfraktionen minderer Qualität ausgewählt: eine tray-reiche Fraktion (PET-Tray) mit signifikantem Mehrschichtanteil sowie der Ausschuss (PET-Reject) einer flakesortierten, gemischten PET-Inputfraktion (PET-Mix).
Insbesondere der Mehrschichtanteil erschwert Closed-Loop-Anwendungen. Sowohl die Transparenz als auch das Aufkondensieren (Polykondensation, um im Prozess entstandene Polymerkettenkürzungen zu kompensieren) werden negativ beeinflusst. „Für aus Bändchen gewebte Bigbags sind jedoch keine transparenten Materialien nötig. Bei der Bändchenextrusion kann unter Umständen der störende Mehrschichtanteil zum Vorteil genutzt werden, da er die Verstreckung begünstigt“, erklärt Projektleiter Jörg Fischer vom Institut für Polymeric Materials and Testing der JKU. Für beide Outputfraktionen konnte die Erhöhung der intrinsischen Viskosität (Maß für die mittlere Kettenlänge) positiv simuliert werden – wenngleich aufgrund der Kontaminationen deutlich langsamer als bei Flaschenrezyklaten.
Die Flakes beider Fraktionen wurden vermischt. Der Mehrschichtanteil führte bei den für die Polykondensation erforderlichen Temperaturen zur Agglomeration der Flakes. Daher wurden die Flakes zunächst extrudiert, entgast, filtriert und granuliert. Anschließend wurde der iV-Wert des Granulats im SSP-Reaktor entsprechend erhöht.
Die produzierten Bändchen wurden schließlich verwebt und aus dem Gewebe wurden die Bigbags genäht. „Auch wenn wir die Produkteigenschaften noch nicht abschließend beurteilt haben, erwarten wir, dass sie sich positiv zeigen“, sagt Fischer. In weiterer Folge plant die Forschungsgruppe eine Lebenszyklusanalyse (LCA), um die Umweltaspekte des in der Studie durchgeführten Recyclingprozesses zu beleuchten. Ein spezieller Fokus gilt dabei dem Vergleich zu konventionellen Flaschenrezyklaten und der Produktion aus Neuware.
Das Projekt „circPLAST-mr“ wird im Rahmen der 1. Ausschreibung der FTI-Initiative Kreislaufwirtschaft vom BMK oder BMIMI gefördert und von der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) abgewickelt.
