Kunststoffe wiederverwerten – Ökosysteme schonen
Ein individuell entwickeltes Recyclingverfahren für galvanisierte Kunststoffe
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Einsparung neuwertiger Kunststoff
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Reinheit des Kunststoff Rezyklats
Die Hansgrohe Group mit Sitz in Schiltach ist mit ihren Marken AXOR und hansgrohe ein in Innovation, Design und Qualität führendes Unternehmen der Bad- und Küchenbranche. Mit seinen Armaturen, Brausen und Duschsystemen gibt Hansgrohe dem Wasser Form und Funktion. Ihre hohen Qualitätsstandards gewährleistet die Hansgrohe Group durch die Produktion an sieben eigenen Produktionsstandorten.
Bei der Hansgrohe Group stellen galvanisierte Kunststoffe aus dem Sanitärbereich einen schwierig aufzubereitenden Abfall dar. Gemeinsam mit der Firma ImpulsTec GmbH konnte eine innovative Lösung für das Recycling des Abfalls gefunden werden. Der Prozess kommt komplett ohne den Einsatz von Chemikalien aus, und generiert ein Rezyklat mit einer Reinheit von 99,8%.
Ausgangssituation
In der eigenen Kunststoff Galvanik fallen durch den komplexen und fehleranfälligen Prozess des Beschichten von Kunststoffen häufig schon während der Produktion größere Mengen an Ausschussteilen an. Bei der Hansgrohe Group beläuft sich der Ausschuss von galvanisierten Kunststoffen pro Jahr auf ca. 100 t.
Herausforderung
Galvanisierte Kunststoffe aus dem Sanitär- aber auch Automobilbereich stellen einen schwierig aufzubereitenden Abfall dar. Die technische Herausforderung ist hier der sehr starke Haftverbund zwischen Kunststoff und Metall. Das Thermische Recycling zur Rückgewinnung der Metallkomponenten, aber dem Verlust des Kunststoffs, stellt keine zufriedenstellende Lösung dar. Leider ist dies jedoch noch häufig Stand der Technik. In einem Gemeinschaftsprojekt zwischen der Hansgrohe Group als Anwender mit einer eigenen großen Kunststoffgalvanik, sowie der Firma ImpulsTec GmbH als Anlagenspezialist konnte eine sehr innovative Lösung für den schwer aufzubereitenden Abfall gefunden werden.
Lösung
Lösungsansatz
Das Ziel der Gemeinschaftsentwicklung war es neben den wertvollen Metallen auch den Kunststoff sortenrein zurückzugewinnen. Eine gute Haftfestigkeit zwischen der Metallschicht und dem Kunststoff stellt ein wesentliches Qualitätsmerkmal der Sanitärprodukte dar, erschwert jedoch den Recyclingprozess. Die wesentliche Innovation der Maschine sollte die sortenreine Trennung der Kunststoffe vom Metall ermöglichen und somit eine Lösung darstellen.
Umsetzung
Während des Recyclings Prozesses in der entwickelten Maschine werden zuerst die Bauteile in einer Schneidmühle zerkleinert, was die spezifische Oberfläche erhöht und ein verarbeitungsfähiges sowie spritzgießbares Mahlgut erzeugt. In der weiteren Prozesskette wird dieses Mahlgut im Wasserbad mit niederenergetischen Schockwellen behandelt. Mithilfe dieser innovativen Technologie der Firma ImpulsTec GmbH wird durch elektrische Entladung zwischen zwei Elektroden zyklisch ein Plasmakanal gebildet, welcher zur Ausbildung von Schockwellen führt. Diese intensiven Druckwellen breiten sich im Zerkleinerungsmedium Wasser aus. Treffen diese auf die Materialgrenzflächen führt dies zum Abplatzen der Metallschicht vom Kunststoff. Da der Energieeintrag homogen über die Oberfläche des zu zerkleinernden Materials erfolgt, wird der Kunststoff nicht beschädigt. Die magnetische Trennung im letzten Prozessschritt schließt den Prozess ab.
Das getrennte Metall wird in den gängigen Metallkreislauf eingespeist, während die Kunststoffe aufgrund der hohen Reinheit von über 99,8% direkt wiederverwendet werden können. Hierbei sind abhängig von der Bauteilkomplexität problemlos Zumischraten von über 90% bis hin zu 100% zur Herstellung neuer Bauteile möglich. Neue Bauteile sind im konkreten Falle der Hansgrohe Group zum Beispiel Hand- und Kopfbrausen oder Abdeckungen für sonstige Sanitärprodukte.
Ergebnis
Der Prozess generiert ein Rezyklat mit einer Reinheit von 99,8%. Dieses ist problemlos für anspruchsvolle dekorative Anwendungen aus dem Sanitärbereich einsetzbar. Die mechanischen Eigenschaften wie Elastizitätsmodul oder Zugfestigkeit des Rezyklats sind mit jenen der Neuware vergleichbar. Im Falle des ABS nimmt die Zähigkeit sogar geringfügig zu.
Die Anlage ist direkt in die Kunststoffgalvanik der Hansgrohe Group eingebunden, sodass Ausschussteile direkt aufbereitet werden können und dem Spritzgussprozess ein verarbeitungsfähiges Rezyklat zur Verfügung steht. Der Kreislauf wird hier also nachhaltig geschlossen. Dadurch können ca. 70 Tonnen neuwertiger Kunststoff pro Jahr eingespart werden.
Die innovative Technologie der niederenergetischen Impulsbehandlung von der Firma ImpulsTec GmbH erlaubt eine Trennung des Metalls vom Kunststoff ohne jeglichen Einsatz von Chemikalien. Die in Kooperation entwickelte Kombination aus Schneidmühle, Schockwellenbehandlung und magnetischer Separation sowie innovativer Klassierung und Wasseraufbereitung als Gesamtprozesskette, stellt eine inkrementelle Neuerung auf dem Gebiet des Kunststoffrecyclings dar. Weiterhin ist der Anlagenverschleiß der skalierbaren Aufbereitungslösung im Vergleich zu anderen Trennmethoden erheblich reduziert, was ebenfalls einen Beitrag zur Ressourceneffizienz leistet.
Die gesamte Maschinentechnik für die Wiederaufbereitung von galvanisierten Kunststoffen erreicht, bezogen auf den Kunststoff, eine Effizienz von weit über 90%.
Die Lösung erzielte einen 3. Platz beim Umwelttechnikpreis Baden Württemberg 2023 in der Kategorie Emissionsminderung, Aufbereitung und Abtrennung.
Ansprechpartner:in
Hansgrohe Group
Auestr. 5-9
77761 Schiltach
Deutschland
