23.12.2015

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Kunststoff-Cluster: Rezyklateinsatz für WPC und Rezyklieren von WPC

Den Rezyklateinsatz für Wood Plastic Composites (WPC) sowie das Rezyklieren von WPC haben fünf österreichische Unternehmen des Kunststoff-Clusters in einer eineinhalbjährigen Kooperation untersucht. Das Ergebnis: Richtiges Recycling von und für WPC biete deutliche Kostenvorteile, ohne dass die Qualität der aus Recyclingware hergestellten Produkte leide. Eine Voraussetzung für einen industriellen Einsatz seien aber ausreichend verfügbare Rohstoffe.

Projektgruppe erarbeitet vielfältiges Wissen
In verschiedenen Arbeitsgruppen haben die fünf Unternehmen die Rezyklatströme für Kunststoffe, für Holz-Reststoffe und auch für WPC-Dielen genau betrachtet und die Qualitäten, Mengen, Kosten und Verfügbarkeiten ermittelt.

WPC-Profile und WPC-Prüfkörper wurden in unterschiedlichen Zusammensetzungen mit wechselnden Anteilen an Rezyklaten und Neuware hergestellt und deren Eigenschaften ermittelt. Die mechanische Charakterisierung erfolgte mittels Zug-, Biege-, Schlagbiege- und Kerbschlagbiegeversuch. Die physikalischen Eigenschaften wie Dichte, Oberflächenbeschaffenheit und Profilausbildung wurden ebenfalls ermittelt. Auch die Langzeitstabiliät mittels künstlicher Bewitterung im Weather-o-Meter, Wasseraufnahme und Lagerung bei unterschiedlichen Klimata oder Temperaturwechselbelastung wurde eingehend untersucht.

Die Ergebnisse wurden in gemeinsamen Meetings analysiert und diskutiert. So gelang es, geeignete Materialqualitäten auszuwählen und die Einsatzgrenzen von Rezyklaten festzulegen.

Konkrete Ergebnisse
Die Projektpartner verfügen nun über eine einzigartige Material-Datenbank. Diese zeigt auf, welche Rezyklate bzw. Sekundärrohstoffe von Holz, Polymer oder WPC, zu welchen Preisen (relativ zur Neuware) und in welchen Mengen verfügbar sind.

Die Teilnehmer wissen nun, wie mit geeigneten Analysemethoden der Rezyklateinfluss bestimmt werden kann. Als einfache Möglichkeit die grundsätzliche Eignung eines Polymer-Rezyklats ohne Verarbeitung des Materials zu Prüfkörpern festzustellen, stellte sich beispielsweise die Ermittlung der OIT (Oxidation Induction Temperature) heraus. Liegt diese über 210°C, ist das Material prinzipiell gebrauchsfähig, gut stabilisierte Rezepturen weisen eine OIT um die 250°C auf.

Beim In-House-Recycling von WPC zeigte sich, dass unabhängig von der Verarbeitung in Spritzguss oder Extrusion die Mechanik bei mehrfacher Verarbeitung erhalten bleibt - und dies ohne Zugabe zusätzlicher Stabilisatoren. Einzig kam es zu einer Verdunklung des Materials, abhängig von Schmelzindex und Holzgehalt. Das Material kann also problemfrei und ohne merklichen Qualitätsverlust wiederum zu neuen Produkten verarbeitet werden. Auch in der Bewitterungsstabilität wurden keine negativen Effekte festgestellt. Dies war auch zu erwarten gewesen, denn die UV-Stabilisatoren des ursprünglichen Materials werden bei den üblichen Verarbeitungstemperaturen nicht abgebaut.

Beim Post-Consumer-Recycling von verlegten Dielen (nach 4 Jahren Bewitterung) zeigten sich selbst bei 100% Rezyklatanteil noch mit der Grundrezeptur vergleichbare mechanische Eigenschaften. Einzig die OIT zeigte den Einfluss der Wiederverarbeitung bzw. der eingebrachten Verunreinigungen. Sie verringerte sich um 14% auf 219°C. Bei Variation von 50% bis 90% Neuware-Anteil zeigten sich kaum Unterschiede. Bedingt ist dies, so sind die Projektpartner überzeugt, durch die ausreichende Stabilisierung der Neuware aufgrund der oft langen Gewährleistungszeiten.

Bei der Herstellung extrudierter Hohlkammerprofile aus Rezyklaten zeigten sich teilweise leichte Einfallstellen an der Oberseite der Profile. Diese konnten aber durch eine Optimierung der Prozessführung bzw. eine geringe Anpassung des Werkzeugs an das zu verarbeitende Polymer ausgeglichen werden.

Bei WPC-Dielen lassen sich durch den Einsatz von Recycling-WPC deutlich Kosten sparen. So berechnete die Projektgruppe, dass bei einer Verwendung von 50% Rücklaufmaterial und 50% Neuware sich die Materialkosten um beachtliche 37% reduzieren. Der Rücklauf von Verlegeabfällen ist derzeit noch gering. Die nächsten Jahre könnten aber einer deutlichen Mengenanstieg von Post-Consumer-WPC bringen.
Die Projektpartner sind:

Erema Engineering und Recycling Maschinen und Anlagen GmbH, www.erema.at
Rehau Polymer Industrie GmbH, www.rehau.com
Thermoplastkreislauf GmbH, www.thermoplastkreislauf.at
Theurl Leimholzbau GmbH, www.theurl.com
Transfercenter für Kunststofftechnik GmbH (TCKT), www.tckt.at
Dr. Christoph Burgstaller, Transfercenter für Kunststofftechnik GmbH: "Die Ergebnisse zeigen uns, dass solche Reststoffströme wieder sinnvoll verwertet werden können, wenn man die Qualität überprüfen und gegebenenfalls durch Additive wieder verbessern kann."

Michael Heitzinger, Erema-Engineering Recycling Maschinen und Anlagen Ges.m.b.H.: "Bei den Versuchen auf unseren Kunststoff-Recyclinganlagen hat sich gezeigt, dass nicht das technische Recycling das Problem darstellt, sondern dass die konstante Quelle der Inputmaterialien der limitierende Faktor ist."

Alexander Weiß, Rehau Polymer Industrie GmbH: "Wichtig für uns war: Was passiert nach jahrelanger Nutzung der von uns produzierten WPC-Dielen? Unser Ziel ist die stoffliche Nutzung statt thermischer Verwertung. Und dazu haben wir wertvolle Erkenntnisse erlangt."

Mag. Michael Theurl, Theurl Leimholzbau GmbH: "Einen besonderen Nutzen im Projekt zogen wir als Holzreststofflieferant aus dem Benchmark unserer Produkte im Vergleich zu etablierten Lieferanten im Bereich WPC-Holzkomponenten. Wir wissen nun, welche Altholzfraktionen und Sägenebenprodukte für WPC eingesetzt werden können und kennen deren Einfluss auf die Qualität."

Christian Wind, Thermoplastkreislauf GmbH: "Wir als Kunststoffrezyklat-Anbieter haben erfahren, dass einzelne Reststoffe aufgrund der sehr hohen Mengenanforderungen für WPC nur bedingt nutzbar sind. Von großen Nutzen für uns war die Auslotung der Möglichkeiten der vorhandenen Doppelschnecken-Extruder für WPC."

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