Mehrschichtfolien werden für verschiedenste Verpackungsmaterialien eingesetzt, besonders im Lebensmittelbereich. Nach Vorgaben des Europäischen Green Deal müssen Verpackungen bis zum Jahr 2030 zu einem großen Anteil recycelt werden. Geregelt werden die Details dazu zukünftig in der Packaging and Packaging Waste Regulation (PPWR), deren Entwurf im November 2022 vorgestellt wurde. Das Recycling von Mehrschichtfolien gestaltet sich aufgrund des Einsatzes unterschiedlicher Materialien bisher jedoch schwierig.
Im Rahmen eines Kooperationsprojekts haben die Unternehmen BASF, Krones, SÜDPACK und TOMRA nun gezeigt, dass sich PET/PE-Mehrschichtverpackungen in Einzelstoffe trennen lassen und als Rohstoffe erneut in den Stoffkreislauf eingespeist werden können. Bereits beim ersten industriellen Versuch gelang es den Partnern in einer Technikumsanlage bei Krones in Flensburg, 69 Prozent der PET/PE-Komponenten komplett und zwölf Prozent teilweise zu trennen. Das Besondere an dem Ansatz ist, dass ein Recycling der Mehrschichtverpackungen in der bestehenden Infrastruktur möglich ist.
Basis des Erfolgs: Partnerschaft aller an der Wertschöpfungskette Beteiligter
Entscheidend für den Erfolg des Projektteams war das Zusammenwirken der Partner BASF, Krones, SÜDPACK und TOMRA, die ihr Know-how bündelten, um den Kreislauf zu schließen.
Das Projekt startete Anfang 2021, als TOMRA erste Sortierversuche an PET/PE-Trays durchführte. Diese Trays wurden zuvor von SÜDPACK unter Verarbeitung des „Debonding-Klebstoffs“ von BASF hergestellt. Ziel von SÜDPACK als führendem Hersteller von Hightech-Verpackungsfolien für die Lebensmittel-, Non-Food- und Medizingüterindustrie ist es, ein Zero-Waste-Unternehmen zu werden. „Im Rahmen des Gemeinschaftsprojekts bringen wir unsere langjährige Expertise im Bereich der Kaschierung ein. Dank unseres speziellen Know-hows in der wasserbasierten Kaschierung sind wir in der Lage, Mehrschichtfolien zu produzieren, die durch basisches Heißwaschverfahren getrennt werden können“, sagt Carolin Grimbacher, die als geschäftsführende Gesellschafterin unter anderem für den Bereich R&D bei SÜDPACK verantwortlich zeichnet.
Um einen geschlossenen Stoffkreislauf zu ermöglichen, mussten die zu recycelnden Mehrschichtfolien zuvor aus dem restlichen Abfallstrom aussortiert werden. Zentraler Erfolgsfaktor hierfür ist die Fähigkeit der AUTOSORTTM-Technologie von TOMRA, die recycelbaren PET/PE-Trays von nicht recycelbaren Trays zu separieren. „Dies gelang uns mithilfe unserer NIR-Technologie. Damit lassen sich PET-Mehrschichtschalen, die den BASF-Klebstoff enthalten, erkennen, sodass wir diese im Anschluss aus dem Abfallstrom ziehen und dem Recycling zuführen können“, sagt David Rüßmann, Manager Special Projects.
Im Juli 2022 kam Krones, als Anbieter unter anderem von Kunststoffrecyclinganlagen, mit an Bord des Projektteams. Auf einer Technikumsanlage des Unternehmens wurden Versuche gefahren, um im industriellen Maßstab PET und PE aus den Verbundfolien zu trennen. Zum Einsatz kam ein für das PET-Recycling gängiger Heißwäscheprozess. Dabei konnten die Materialien erfolgreich separiert werden. Somit können PET und PE wieder einer sortenreinen Wiederverwertung zugeführt werden. „In unserer Anlage haben wir nachgewiesen, dass die Delamination von Mehrschichtfolien funktioniert, wobei sich die Trennung der Folien durch die Optimierung einzelner Prozessparameter und beispielsweise auch der Partikelgröße der Flakes noch steigern lässt“, erläutert Thore Lucks, Head of Technology Recycling Solutions bei Krones.
Basis für die Trennbarkeit der Folienkomponenten PET/PE sind speziell dafür entwickelte Klebstoffe, die beim Kaschieren von Mehrschichtfolien eingesetzt werden, um verschiedene funktionelle Materialien zu vereinen. Wichtig ist, dass der Kaschierklebstoff im Bedarfsfall sehr gut haftet, beim Recycling aber ein möglichst einfaches Trennen der beiden Folien erlaubt. „Mit unseren wasserbasierten Epotal®-Klebstoffen haben wir im Labor beim Auftrennen von Mehrschichtverpackungen bereits sehr gute Resultate erzielt. Dass wir gleich beim ersten industriellen Versuch 69 Prozent der Verpackungen vollständig trennen konnten, werten wir als großen Erfolg. Dieser lässt sich durch die Optimierung unseres Debonding-Klebstoffsystems sicher noch weiter ausbauen“, erklärt Kresimir Cule, Commercial Marketing Industrial Adhesives, BASF SE.
Ausblick: Weiterentwicklung des eingesetzten Kaschierklebstoffs
Das Projekt wird aktuell fortgeführt. Durch die Anpassung diverser Verfahrensparameter im Recyclingprozess und durch die Weiterentwicklung des eingesetzten Kaschierklebstoffs sehen die Projektbeteiligten Möglichkeiten, die Recyclingquote von Kunststoffen noch weiter zu erhöhen. Zudem liegt ein besonderer Fokus auf der Qualität des Rezyklats. Ziel ist es, das PET abermals zur Herstellung von Lebensmittelverpackungen zu verwenden. Die PE-Fraktion soll ebenfalls als Rohstoff für neue Verpackungen im Nichtlebensmittelbereich eingesetzt werden. Untersuchungen hierzu folgen in Kürze.
www.basf.com
Kooperationsprojekt erbringt Proof of Concept für geschlossenen Recyclingkreislauf PET-basierter Mehrschichtverpackungen