Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Systematische Untersuchung der Trennung der Komponenten von Barriere-Verpackungen zur werkstofflichen Verwertung hinsichtlich der Erfüllung der geforderten Recycling-Quoten

Verbundpackstoffe werden i.d.R. aus Mehrschichtlaminaten gefertigt und schützen empfindliche Produkte über optimierte Sauerstoffbarrieren und Wasserdampfdurchlässigkeit. Der Laminataufbau erschwert allerdings die Verwertung der Verbundverpackungen, so dass polymerbasierte Verbundpackstoffe im Recyclingprozess zumeist energetisch verwertet werden.

Ziel des skizzierten Projektes ist die systematische Untersuchung der Trennung der Komponenten von Barriereverpackungen zur werkstofflichen Verwertung nach Nutzungsende. Es wird postuliert, dass es möglich ist, bestehende Verbundfolienaufbauten so zu modifizieren, dass sie die bewährten Schutz- und Barrierekonzepte beibehalten und gleichzeitig Angriffsstellen für eine Delamination bieten. Ferner wird erwartet, dass diese Delamination in angepassten Recyclingverfahren technisch so umgesetzt werden kann, dass die erzeugten Recyclate aufgrund ihrer hohen Reinheit und Qualität hochpreisige und kostendeckende Erlöse erzielen. In einer Laborphase wird die Delamination von gezielt modifizierten Verbunden durch chemisches oder physikalisches Lösen von Zwischenschichten untersucht, aussichtsreiche Verbundtypen werden in der anschließenden kleintechnischen Phase in hochskalierten Recyclingprozessen aufbereitet und bewertet.

Kleine und mittelständische Verpackungs- oder Entsorgungsunternehmen profitieren von dem Projekt, denn sie verfügen nicht über die Ressourcen und Laborkapazitäten, um die Entwicklungen von Verpackungslaminaten und Recyclingverfahren parallel und aufeinander abgestimmt durchzuführen. Da als Projektergebnis Laminataufbauten erwartet werden, die durch Modifikation von Schichtdicken oder Haftvermittlern voraussichtlich mit der bestehenden Anlagentechnik durchführbar sind, ist eine unmittelbare Umsetzung der Ergebnisse sehr aussichtsreich. Auch die anvisierten Recyclinglösungen basieren auf Modifikationen von Anlagen nach dem Stand der Technik, so dass eine industrielle Umsetzung zeitnah nach Projektende möglich ist.

Ergebniszusammenfassung:

Eine Abschätzung der Möglichkeiten und Grenzen des lösemittelbasierten Recyclingverfahrens in Bezug auf EVOH-Verbunde konnte zeigen, dass das Verfahren vor allem für Verbunde mit EVOH-Schichtendicken >3 µm geeignet ist. Bei Verbunden mit besonders dicken EVOH-Schichten von rund 40 µm, die für die Recyclingmethode besonders interessant sind, erhöht sich die Dauer, die für die Verbundtrennung notwendig ist, leicht und kann rund 50 Minuten betragen. Durch die Lösemittelbehandlung des EVOH-Verbundes im Kleintechnikumsmaßstab konnte gezeigt werden, dass durch dieses Verfahren Rezyklatfolien guter Qualität produziert werden können und dass das Verfahren Upscalefähig ist.

Auch bei kaschierten Multilayer-Folien kann unter geeigneten Bedingungen eine Delamination herbeigeführt werden. Ein ausgewählter PET//PE-Verbund konnte im Technikumsmaßstab delaminiert werden. Der durch eine Dichtetrennung abgetrennte PE-Anteil konnte getrocknet und zu einer neuen Folie guter Qualität extrudiert werden. Die Anwendbarkeit für das Post-Industrial Recycling geeigneter kaschierter Verbunde konnte dadurch gezeigt werden.