ABS-Kunststoffe inhouse recyceln und wiederverwenden

Recycling vor der eigenen Haustür, das klingt fast zu schön um wahr zu sein. Geht aber, wie die Hansgrohe Group in Offenburg zeigt. Der besondere Clou ist, dass es Hansgrohe in Partnerschaft mit der ImpulsTec GmbH gelungen ist, galvanisierte Kunststoffe zu recyceln. So kann der entschichtete ABS-Kunststoff direkt in der Firma wiederverwertet werden.

David Zapf, Spezialist für Oberflächentechnologie bei Hansgrohe, erläutert im Interview mit dem K-Mag, was die Herausforderungen bei der Entwicklung der Technologie waren und welchen Vorteil sein Unternehmen daraus ziehen kann.

Wie entstand die Partnerschaft zwischen Hansgrohe und ImpulsTec GmbH?

David Zapf: Die Armaturen und Brausen der Hansgrohe Group, einem Hersteller von Premium- und Designprodukten für Bad und Küche, werden unter hohen Qualitätsstandards gefertigt. Wir setzen auf die Langlebigkeit unserer Produkte, da die Kundinnen und Kunden sie jahrelang tagtäglich zigmal benutzen und reinigen. Dies erfordert bei der Herstellung von ABS-Komponenten, die im galvanischen Prozess veredelt werden, einen besonders stabilen Verbund zwischen Kunststoff und Metall.

Trotz ausgefeilter Produktionsprozesse werden nach dem Galvanisieren in der Qualitätsprüfung immer Teile aussortiert, auch wenn der Ausschuss nur im einstelligen Prozentbereich liegt. Durch die großen Stückzahlen, die wir produzieren, ergeben sich jedoch entsprechende Mengen. Daher suchte Hansgrohe schon seit Jahren Möglichkeiten, um Ausschussteile aus der Kunststoffgalvanik wieder sinnvoll in den Produktionskreislauf zurückzuführen. Bis zum Projektstart wurde alles an externe Partner veräußert.

2019 bin ich durch die Recherchen im Rahmen meiner Masterarbeit zum Thema "Entwicklung und Verifizierung von Recycling-Verfahren für galvanisierte Kunststoffe" auf die Technologie des Anlagenbauers ImpulsTec aufmerksam geworden. So entstand die Kooperation zwischen Hansgrohe und dem Spezialisten für die elektrohydraulische Zerkleinerung von Galvanik-Abfällen.

Können Sie uns das neu entwickelte Recyclingverfahren für verchromte Kunststoffbauteile näher erläutern? Welche Technologien kommen dabei zum Einsatz?

Zapf: Von 2021 bis Anfang 2023 entwickelten wir gemeinsam mit unserem Partner ImpulsTec ein Verfahren zur Entschichtung der galvanisierten Kunststoffbauteile. ImpulsTec setzt den Fokus auf die Entwicklung und Realisierung von industriellen Schockwellen-Zerkleinerungsanlagen. Die Idee war eine Kombination von Schockwellenbehandlung mit einer Vorzerkleinerung sowie einer anschließenden magnetischen Separation.

Da die zu recycelnden galvanisierten Bauteile unterschiedlich groß und komplex ausfallen, befindet sich im ersten Container der Anlage die Vorzerkleinerung inklusive Siebturm. Das daraus gewonnene homogene Granulat wird im zweiten Abschnitt der eigentlichen Schockwellenbehandlung unterzogen. Hierzu wird das vorbehandelte Rohmaterial in ein Wasserbad gegeben. Indem innerhalb des Mediums zwischen zwei Elektroden kurzzeitig ein Lichtbogen gezündet wird, entstehen mechanische Schockwellen, welche die einzelnen Materialfraktionen nach und nach voneinander trennen. Das verbrauchte Wasser wird anschließend gefiltert und in einem geschlossenen Kreislauf wieder in den Schockwellenprozess zurückgeführt.

Das behandelte Material gelangt in den dritten Container und wird dort getrocknet. Anschließend werden die einzelnen Stofffraktionen mittels Magnetabscheidung voneinander getrennt. Mit 70 bis 80 Prozent handelt es sich beim größeren Teil davon um Kunststoff. Damit daraus hochwertige neue Produkte hergestellt werden können, muss dieser eine stabile Reinheit von mindestens 99,8 Prozent aufweisen. Die restliche Materialfraktion setzt sich aus den Metallen Kupfer, Nickel und Chrom aus der Galvanikbeschichtung zusammen und wird an metallverarbeitende Unternehmen abgegeben.

Welche Vorteile bietet dieses Verfahren gegenüber herkömmlichen Verwertungsmethoden?

Zapf: Das Qualitätsmerkmal der galvanisierten ABS-Teile – der besonders stabile Verbund zwischen Kunststoff und Metall – war für den Recycling-Prozess eine besondere Herausforderung. Da es uns intern bisher nicht möglich war, die dünne Galvanikschicht unter Erhaltung beider Stofffraktionen wieder vom ABS zu trennen, gaben wir die verchromten Bauteile an externe Recyclingpartner. Dies war aufgrund der Transportwege für uns nur eine suboptimale Lösung. Das neue, gemeinsam mit ImpulsTec entwickelte Verfahren erlaubt uns nun, neben dem Verkauf der entstehenden Metallfraktion (Kupfer und Nickel) den zerkleinerten Kunststoff wieder zu 100 Prozent dem Rohstoffkreislauf unserer Produktion zurückzuführen.

Wie trägt das neue Recyclingverfahren zur Nachhaltigkeitsstrategie von Hansgrohe bei und welche ökologischen und ökonomischen Vorteile ergeben sich daraus?

Zapf: Teil der Kreislaufwirtschaft zu werden, ist für die Hansgrohe Group eines der zentralen Handlungsfelder ihrer Nachhaltigkeitsstrategie. Es ist uns ein dringendes Anliegen, die Produktion auf Nachhaltigkeit auszurichten. Durch das lange Nutzen oder Wiederverwerten von Produkten und Materialien reduzieren wir sowohl unseren Ressourceneinsatz als auch Transportwege. Daher bietet die neue Aufbereitungsanlage nicht nur ökologische, sondern auch ökonomische Vorteile für Hansgrohe. Die Anlage wurde für einen jährlichen Durchsatz von 100 Tonnen verchromtem Kunststoff konzipiert. Mit dieser Menge wiedergewonnenem ABS können rein rechnerisch eine Million neue Handbrausen gefertigt werden.

Welche Herausforderungen gab es bei der Entwicklung und Implementierung des Recyclingverfahrens und wie wurden diese überwunden?

Zapf: Durch die allgemeine Materialknappheit während der Corona Pandemie sowie die Steigerung der Komponentenpreise hat sich der Liefertermin mehrmals verzögert. Wir konnten diese Herausforderungen aber gemeinsam mit unserem Partner ImpulsTec meistern.

Was passiert mit den getrennten Materialien nach dem Recyclingprozess, insbesondere mit der hochkonzentrierten Metallfraktion und dem entschichteten ABS Kunststoff?

Zapf: Unsere neue Anlage liefert zum einen eine hochkonzentrierte Metallfraktion, die im wesentlichen Kupfer und Nickel enthält. Diese geht zur Verhüttung in den Verkauf. Die wertvollen Metalle werden so wieder zu 100 Prozent dem Rohstoffkreislauf zugeführt. Zum anderen erhalten wir den entschichteten ABS-Kunststoff, den wir zur Herstellung von Neuteilen verwenden. Hier nutzen wir das Material direkt vor Ort in unserer Kunststoffspritzerei und können so den Wertstoffkreislauf am Standort schließen.

Welche weiteren Schritte plant Hansgrohe, um den Recyclingprozess und die Nachhaltigkeit in der Produktion weiter zu optimieren?

Zapf: Unser Team "Green Company" hat gemeinsam mit dem Hansgrohe Vorstand drei Handlungsfelder definiert: "Hansgrohe schont Wasserkreisläufe", "Hansgrohe schützt das Klima" und "Hansgrohe wird Teil der Kreislaufwirtschaft". Daraus leiten sich unterschiedlichste Initiativen ab – vom Produktportfolio mit wassersparenden Armaturen und Brausen über die Entwicklung umweltfreundlicher, plastikfreier Verpackungen bis hin zur Nutzung von Solar- und Windenergie oder dem Recycling in der Produktion. Mit viel Engagement arbeiten wir alle permanent an unserem nachhaltigen Wirtschaften – nahezu täglich kommen neue Ideen hinzu, ständig ergeben sich Projektfortschritte. So überlegen wir beispielsweise, ob es langfristig möglich sein wird, auch gebrauchte Produkte wieder in den Wertstoffkreislauf einzubinden. Diese Aufgabe ist jedoch äußerst komplex, da in einem kompletten Produkt verschiedenste Materialien Verwendung finden. Doch Herausforderungen sind da, um angegangen zu werden. Zu Beginn unseres Projekts mit der Kunststoffrecycling-Anlage war auch nicht sicher, ob wir unser Ziel erreichen. Aber die erfolgreiche Kooperation mit ImpulsTec stimmt uns natürlich zuversichtlich für weitere Projekte dieser Art.