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Jun 09, 2023

Kunststoffrecycling in der Automobilindustrie

Claudia Hagn | 09.02.2015 Der Einsatz von Kunststoffen in Automobilen hat in den letzten 20 Jahren kontinuierlich zugenommen. Der Hauptgrund dafür ist, dass sie dazu beitragen, die Fahrzeugmasse zu reduzieren. Ein leichteres Auto

Claudia Hagn | 09. Februar 2015

Der Einsatz von Kunststoffen in Automobilen hat in den letzten 20 Jahren kontinuierlich zugenommen. Der Hauptgrund dafür ist, dass sie dazu beitragen, die Fahrzeugmasse zu reduzieren. Ein leichteres Auto verbraucht weniger Kraftstoff, was sich auch in geringeren Abgasemissionen niederschlägt. Darüber hinaus sind Kunststoffteile nicht anfällig für Korrosion, bieten Flexibilität und Belastbarkeit für ein Plus an Sicherheit, verfügen über eine sehr gute Wärmedämmung, reduzieren Geräusche und ermöglichen eine optimale Raumausnutzung. Ein durchschnittliches Fahrzeug besteht heute zu 12-15 % aus Kunststoffteilen1). Geht man davon aus, dass ein durchschnittliches Auto 1300 kg wiegt, sind das 150-200 kg Kunststoff pro Fahrzeug.

Rückgewinnung von Kunststoffen aus Altfahrzeugen

Die obigen Zahlen zeigen deutlich, welches enorme Potenzial für die Kunststoffverwertung im Automobilsektor steckt. Die Altfahrzeugrichtlinie 2000/53/EG der Europäischen Union fungiert als wichtiger Treiber für das Recycling in der Automobilindustrie, indem sie angemessene Systeme für die Sammlung von Altfahrzeugen einführt und die Umweltbehandlungsstandards verschärft. Es legt Ziele für die Rückgewinnung und das Recycling von Fahrzeugkomponenten fest und ermutigt Hersteller, ihre Fahrzeuge unter Berücksichtigung der Wiederverwendung und des Recyclings von Teilen zu entwerfen. Gemäß der Richtlinie sollten derzeit mindestens 85 % des Durchschnittsgewichts eines Altfahrzeugs wiederverwendet oder verwertet werden, einschließlich 5 % Energierückgewinnung. Ab Januar 2015 sollte die Wiederverwendungs- und Verwertungsquote bei einem durchschnittlichen Gewicht pro Fahrzeug und Jahr mindestens 95 % und mindestens 85 % Recycling erreichen2).

Die in der Automobilindustrie verwendeten Kunststoffteile werden größtenteils im Spritzgussverfahren hergestellt, beispielsweise Armaturenbretter, Stoßstangen, Flüssigkeitstanks, Griffe, Knöpfe, Gehäuse, Behälter, Klemmen und Steckdosen. Die Recycling-Herausforderung besteht darin, dass sehr häufig verstärkte Kunststoffe (mit Füllstoffen wie Glasfasern, Kohlefasern und Glasperlen) oder Kunststoffmischungen (z. B. PP gemischt mit EPDM oder TPE) sowie Zwei- oder Mehrkomponenten-Spritzgussteile verwendet werden werden verwendet.

Kernthemen: Entfernung von Gerüchen und Verunreinigungen, Upcycling und Flexibilität

Kunststoffteile aus der Automobilindustrie stellen besondere Anforderungen an das Recycling, die berücksichtigt werden müssen, um ein für die weitere Verwendung geeignetes Produkt zu erhalten. Die Entfernung von Geruchs- und Schadstoffen durch Hochvakuumextraktion und Schmelzefiltration sowie die Einbringung von Additiven für das Upcycling sind die Hauptthemen, die berücksichtigt werden müssen. Prozessflexibilität für einen schnellen und effizienten Materialwechsel und ein verschleißfestes Maschinendesign – zum Beispiel für das Recycling von glasfaserhaltigen verstärkten Kunststoffteilen – ermöglichen Recyclern die Verarbeitung vielfältiger Inputmaterialien.

Um ein qualitativ hochwertiges und wiederverwendbares Regranulat herzustellen, müssen flüchtige und feste Verunreinigungen gründlich extrahiert werden. Spezielle Vakuumentgasungs-Extrudermodule ermöglichen die Wiederaufbereitung von farbigen und verunreinigten Teilen. Je nach Art der Verschmutzung kommen unterschiedliche Filtersysteme und -größen zum Einsatz, die ebenfalls dazu beitragen, den Schmelzeverlust zu reduzieren.

1) PlasticsEurope AISBL, Automotive – Die Welt bewegt sich mit Kunststoffen. 2013. S. 3

2) Richtlinie 2000/53/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 18. September 2000 über Altfahrzeuge, Artikel 7. Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften. Oktober 2000. L 269/38

Technologie für das Recycling von Automobil-Kunststoffabfällen – Fallstudien

Starlinger recycling technology, ein Geschäftsbereich des österreichischen Maschinenbauunternehmens Starlinger & Co. GmbH, liefert für das Automobil-Kunststoffrecycling ausgestattete Recyclinglinien und hat für diesen speziellen Anwendungsfall verschiedene Linien installiert.

Die Maschinenmodelle recoSTAR direct, recoSTAR basic und recoSTAR universal nutzen den gleichen Prozessablauf und unterscheiden sich hauptsächlich im Aufbau der Vorbehandlungssektion, die vom zu verarbeitenden Inputmaterial abhängt. Jede Maschine kann mit Entgasungs- und Hochvakuumeinheiten, Schmelzefiltern und einem von vier Granuliersystemen ausgestattet werden.

Fallstudie 1: Schwerer Mahlgutschrott

Schwere Mahlgutabfälle (> 300 g/l), zum Beispiel Spritzgussteile wie Autostoßstangen, können in der Direktrecyclinglinie recoSTAR ohne Vorschneiden oder Verdichten verarbeitet werden. Aus einem Einfülltrichter wird das Material über eine Förderschnecke direkt in den Extruder transportiert. Der besondere Vorteil des recoSTAR direct besteht darin, dass vor der Extrusion keine Erwärmung oder sonstige Behandlung des Materials erforderlich ist.

Fallstudie 1:

Inputmaterial: Mahlgutmischung bestehend aus PP, POM und ABS

Zielsetzung:

Ausrüstung:

recoSTAR direct 85 mit Wasserringgranulator

Besondere Merkmale:

Regranulat wird verwendet für: Herstellung von nicht sichtbaren Innenverkleidungen für Autos. Regranulat wird zu 100 % im eigenen Haus verwendet, Anteil bis zu 40 %

Recyclinglinien werden individuell auf die jeweilige Aufgabe zugeschnitten. In diesem Fall kam ein Starlinger recoSTAR direct 85 zum Einsatz.

©Starlinger & Co. GmbH

Fallbeispiele 2 und 3: Nasser und vorgemahlener Schrott

Vorgemahlene, leichte, verunreinigte, nasse oder hygroskopische Materialien, beispielsweise aus alten Autobatterien, werden im Agglomerator der Recyclinglinie Starlinger recoSTAR basic mittels Messern auf einer rotierenden Scheibe am Boden vorbehandelt. Dieser Reibungsprozess erhitzt und trocknet das gemischte Material, verdichtet es und bringt es nahe an den Schmelzpunkt. Anschließend wird das Material durch Zentrifugalkraft kontinuierlich in den Extruder gefördert; Die Zufuhrgeschwindigkeit wird automatisch durch die Belastung des Agglomeratormotors gesteuert. Die optionale Agglomerator-Luftspülfunktion entfernt Feuchtigkeit und mögliche starke Gerüche bereits in der Vorbehandlungsphase effektiv.

Fallstudie 2:

Input: HDPE-Kraftstofftanks

Zielsetzung:

Ausrüstung:

recoSTAR basic 85 D-VAC

Besondere Merkmale:

Regranulat verwendet für: Wiederverwendung in der Kraftstofftankproduktion.

Fallstudie 3:

Input: Post-Consumer-PP-Autobatterien

Zielsetzung:

Ausrüstung:

Zwei recoSTAR basic 165 VAC

Besondere Merkmale:

Regranulat verwendet für: Wiederverwendung in der Autobatterieproduktion.

Alte Autobatterien

© American Spirit/Shutterstock.com

Mahlgut aus Autobatterien.

©Starlinger & Co. GmbH

Regranulat aus Autobatterien

©Starlinger & Co. GmbH

Fallstudie 4: Schwer mahlbare und vermischte Materialien

Ausgestattet mit einem parallel zum Extruder angeordneten Hochleistungs-Einwellenschneider kann der recoSTAR universal schwer mahlbare Materialien wie Spritzgussteile ohne Vorzerkleinerung sowie Mischmaterialien mit unterschiedlichen Schüttdichten verarbeiten. Der Einwellenbrecher zerkleinert das Material, das dann kalt dem Extruder zugeführt wird. Die drehzahlgeregelte Dosierschnecke sorgt für eine stabile und konstante Zuführung und die Drei-Antriebs-Konstruktion ermöglicht eine exakte Dosierung des Materials sowie eine Steuerung der Fördermenge. Für die Verarbeitung feuchter und/oder hygroskopischer Materialien kann bei Bedarf eine optionale Rotortemperierung hinzugefügt werden.

Input: Zusammengemischte Spritzgussteile

Zielsetzung:

Ausrüstung:

recoSTAR universal 65 H-VAC

Besondere Merkmale:

Eingesetztes Regranulat: Ein Teil des Regranulats wird in der Produktion wiederverwendet; ein kleiner Teil wird extern verkauft.

recoSTAR universal mit CaCO3-Dosiereinheit

©Starlinger & Co. GmbH

Über den Autor:

Claudia Hagn ist Produktkoordinatorin des Geschäftsbereichs Recyclingtechnik der Starlinger & Co. Gesellschaft mbH

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