LOOPCYCLING – Verbesserung von industriell verfügbaren LDPE-Rezyklatqualitäten aus Haushalts-PCR

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Industriefinanziertes Konsortialprojekt

LOOPCYCLING bildet die gesamte Prozesskette des mechanischen Recyclings ab und optimiert industriell etablierte Verfahren, sodass sie optimal ineinandergreifen und jeder Schritt das bestmögliche Ergebnis liefert. Dazu arbeitet das IKV mit einem Konsortium als Industriepartnern zusammen.

Die Verfügbarkeit hochwertiger Rezyklate ist eine wichtige Voraussetzung zur Erfüllung der Vorgaben, die die EU-Verpackungsverordnung (Packaging and Packaging Waste Regulation, PPWR) bezüglich Recyclingfähigkeit und Rezyklateinsatz macht. Am Beispiel Verpackungsfolien untersucht das IKV deshalb im Anfang 2025 gestarteten Projekt LOOPCYCLING, wie sich das mechanische Recyling als das energie- und materialeffizientestes Kunststoffrecyclingverfahren optimieren lässt.

mechanische-recylingprozess — Erste Ergebnisse von LOOPCYCLING zeigen, dass der klassische mechanische Recyclingprozess durch weitere Schritte wie De-Inking und zusätzliche Maßnahmen bei der Compoundierung ergänzt werden muss. Für kontaktsensitive Anwendungen empfiehlt sich außerdem eine recyclingfähige PECVD-Beschichtung, die in einem separaten Projekt erforscht wird und nicht Teil von LOOPCYCLING ist.

Ziel von LOOPCYCLING ist es, die Qualität industriell verfügbarer LDPE-Rezyklate aus der haushaltsnahen Sammlung zu optimieren und so die erforderlichen Mengen wirtschaftlich verfügbar zu machen. Dazu arbeitet das IKV mit einem Konsortium als Industriepartnern zusammen, das die gesamte Prozesskette des mechanischen Recyclings abbildet. Ausgangspunkt sind industriell etablierte Verfahren, die im Sinne eines Advanced Mechanical Recycling so optimiert werden sollen, dass sie optimal ineinandergreifen und jeder Schritt das bestmögliche Ergebnis liefert. So soll unter anderem der Rezyklateinsatz in kontaktsensitiven Verpackungen für Lebensmittel oder Kosmetik ermöglicht werden. Außerdem sollen aus den Ergebnissen Design-for-Recycling-Standards für Verpackungsfolien abgeleitet werden.

LOOPCYCLING nimmt zunächst die Prozessschritte Sortierung und Zerkleinerung, De-Inking sowie Compoundierung und Dekontamination unter Lupe. Genutzt werden modernste Verfahren zur Sortierung von LDPE-Haushaltsabfällen. Gesammelte Folien werden bereits im Sortierschritt auf eine genaue Zielgröße geschnitten, um die De-Inking Effektivität zu maximieren. Beim De-Inking geht es um die Optimierung der Friktionswäsche und die Identifizierung der effektivsten Waschadditive zur vollständigen Entfernung von Druckfarben und Kontaminanten. Außerdem wird untersucht, wie das Foliendesign ein späteres De-Inking wirkungsvoll unterstützen kann.

Stabilisierung der Polymere gegen den Abbau während der Aufarbeitung und effiziente Dekonamintamination sind Optimierungsziele in der Compoundierung. Auf modernsten Extrusions- und Dekontaminationsanlagen wird daran gearbeitet, die Entgasung z. B. durch den Einsatz von Schleppmitteln zu verbessern und durch Filtration und Wärmebehandlung sowohl Desodorierung als auch Dekontamination maximieren. Eine wichtige Rolle im Compoundierschritt spielt die Additivierung, die dazu dient, gezielt Materialeigenschaften einzustellen und Degradation zu minimieren. Im Projekt werden deshalb verschiedene Kompatibilisatoren und Verarbeitungsadditive sowie Möglichkeiten zur Funktionalisierung untersucht.

Erste Ergebnisse von LOOPCYCLING zeigen, dass der klassische mechanische Recyclingprozess aus Sortierung und Aufbereitung, Kaltwäsche und Compoundierung zur Herstellung optimierter Folienrezyklate durch weitere Prozesse ergänzt werden muss: ein De-Inking, also die Entfernung von Druckfarben, im Anschluss an die Kaltwäsche, sowie Entgasung, Filtration und Additivierung als zusätzliche Schritte der Compoundierung. Ist die aus dem Rezyklat-Compound hergestellte Folie für eine kontaktsensitive Anwendung bestimmt, empfiehlt sich außerdem eine recyclingfähige PECVD-Beschichtung. Derartige Beschichtungen untersucht das IKV u.a. im Projekt RezyPlas, sie sind jedoch nicht Teil von LOOPCYCLING.