Proof of Concept aus Kooperationsprojekt Mehrschichtverpackungen in industriellem Maßstab trenn- und recycelbar

Mehrschichtfolien werden für verschiedenste Verpackungsmaterialien eingesetzt, unter anderem im Lebensmittelbereich. Nach Vorgaben des European 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 noch schwierig. In einem Kooperationsprojekt haben die Unternehmen BASF, Krones, Südpack und Tomra nun aber zeigen können, dass sich PET/PE-Mehrschichtverpackungen in Einzelstoffe trennen und als Rohstoffe erneut in den Stoffkreislauf einspeisen lassen. Bereits beim ersten industriellen Versuch gelang es in einer Technikumsanlage bei Krones in Flensburg, 69 Prozent der PET/PE-Komponenten komplett und zwölf Prozent teilweise zu trennen.

Ursprünge des Projekts

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 ist es, ein Zero-Waste-Unternehmen zu werden. „Im Rahmen des Gemeinschaftsprojekts bringen wir unsere langjährige Expertise im Bereich der Kaschierung ein“, sagt Carolin Grimbacher, die sich als geschäftsführende Gesellschafterin unter anderem für den Bereich R&D bei dem Verpackungshersteller verantwortlich zeichnet. „Dank unseres speziellen Know-hows in der wasserbasierten Kaschierung sind wir in der Lage, Mehrschichtfolien zu produzieren, die durch basisches Heißwaschverfahren getrennt werden können.“

Um einen geschlossenen Stoffkreislauf zu ermöglichen, mussten die zu recycelnden Mehrschichtfolien zuvor aus dem restlichen Abfallstrom aussortiert werden. Zentraler Erfolgsfaktor hierfür war die Autosort-Technologie von Tomra, mit der sich recycelbare PET/PE-Trays von nicht recycelbaren separieren lassen. „Dies gelang uns mithilfe unserer NIR-Technologie“, erklärt David Rüßmann, Manager Special Projects. „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.“

Delamination von Mehrschichtfolien

Im Juli 2022 kam Krones als Anbieter von Kunststoffrecyclinganlagen an Bord des Projektteams. Auf einer Technikumsanlage des Unternehmens wurden Versuche gefahren, 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 und 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“, sagt 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“, berichtet Kresimir Cule, Commercial Marketing Industrial Adhesives bei BASF. „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.“

Weiterentwicklung des Kaschierklebstoffs

Das Projekt wird aktuell fortgeführt. Durch die Anpassung diverser Verfahrensparameter im Recyclingprozess und durch die Weiterentwicklung des eingesetzten Kaschierklebstoffs sehen die Beteiligten Möglichkeiten, die Recyclingquote von Kunststoffen noch weiter zu erhöhen.

Zudem liegt ein Fokus auf der Qualität des Rezyklats. Ziel ist es, PET abermals zur Herstellung von Lebensmittelverpackungen zu verwenden. Die PE-Fraktion soll ebenfalls als Rohstoff für neue Verpackungen im Nichtlebensmittelbereich eingesetzt werden. Untersuchungen hierzu sollen in Kürze folgen.