Recyclability by Design – In Kunststoff integrierte Elektronik wird nachhaltiger

Der Nachhaltigkeitsgedanke hat inzwischen Einzug in Entwicklung und Fertigung innovativer Produkte gehalten. Innovation bedeutet nicht mehr nur schneller, besser, günstiger, sondern auch sauberer, energieeffizienter und umweltfreundlicher, bis hin zum Ermöglichen von effizienterem Recycling. Im EU-geförderten Projekt ReIn-E, das im Januar 2022 in die zweite Halbzeit geht entwickelt das INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM)  Industrie Materialien und Methoden, um in Kunststoff eingebettete Elektronik wiederverwertbar zu machen.

Moderne Anwendungen von Elektronik erfordern eine immer weitere Miniaturisierung. Dies betrifft nicht nur die Elektronik selbst, sondern auch ihre Kombination mit den Materialien, die sie halten und schützen. Konventionelle Bauteile sind oftmals zu sperrig und zu unflexibel. So ist es nicht verwunderlich, dass die Industrie immer mehr auf platzsparende Lösungen setzt. Der Gedanke, die Elektronikelemente direkt in ein Trägermaterial zu integrieren oder darauf zu drucken, liegt da auf der Hand. Sogenannte In-Mould- und Printed-Electronics-Technologien sind wirtschaftlich, ermöglichen neue Designs und sparen Platz, Gewicht und Material. Allerdings sind bei herkömmlichen Metall-Kunststoff-Bauteilen Materialtrennung und anschließendes Recycling schwierig, bei polymerintegrierter Elektronik ist sie nahezu unmöglich.

"Auf diese Weise lassen sich die verschiedenen Materialien von In-Mould- und Printed Electronics erst über die PVA-Schicht verbinden und dann wieder voneinander trennen. Werden die Bauteile nicht mehr genutzt, können ihre Bestandteile also separat recycelt werden", so Kraus. Neben der Entwicklung der Trennschicht widmet sich das INM im Projekt der Synthese spezieller Pasten und Tinten zum Druck elektronischer Schaltungen und ergänzt damit die Projekt-Aufgaben der Partner aus Belgien und Deutschland: Das Centre Terre et Pierre ist spezialisiert auf Recyclingverfahren für feste Abfälle und Elektronikschrott und entwickelt Verfahren zur Rückgewinnung der Metalle und Polymere, die Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung druckt Elektronik und testet Leistung und Stabilität der gedruckten und integrierten Materialien und Strukturen und schließlich wird das Technologieforschungszentrum Sirris die integrierten Bauteile auf der Grundlage der entwickelten Designs und Materialien herstellen.