Kunststoffrecycling neu gedacht

Bei der morgendlichen Dusche, im Auto auf dem Weg zur Arbeit, beim Telefonieren: Überall begegnen uns galvanisierte Kunststoffe, häufig mit einer nach außen sichtbaren Verchromung. Ein hochwertiges Recycling dieser Verbundmaterialien ist bisher sehr aufwendig. Mit einem neuen Verfahren gelingt die notwendige Trennung von Kunststoff und Metallschicht auf einfache und effektive Weise.

Galvanisierte Thermoplaste wie z. B. verchromtes ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), ABS-PC (Polycarbonat)oder PA (Polyamid) verbinden die Vorteile von Kunststoffen (geringe Dichte, endkonturnahe Fertigung durch Spritzgießen, niedriger Preis etc.) mit denen von Metallen (Optik, Haptik, elektrische Leitfähigkeit, Verschleißfestigkeit etc.). Sie finden breite Anwendung im Automobilbereich aber auch in anderen Branchen wie Elektrotechnik, Haushalt und Sanitär. Der typische Aufbau einer dekorativen Verchromung auf einem thermoplastischen Bauteilbeginnt mit einer Kupferschicht (20-25 μm), gefolgt von einer Nickelschicht (5-10 μm) und schließlich der eigentlichen Chromschicht mit einer Dicke von lediglich etwa 0,5 μm. Sollen Produktions- oder auch Konsumabfälle einem hochwertigen Recyclingzugeführt werden, müssen diese Metallschichten möglichst vollständig von dem Grundwerkstoff abgetrennt werden. Für eine direkte Wiederverwendung im Spritzguss und eine erneute Galvanisierung ist eine Reinheit der Thermoplaste von mehr als 99 % erforderlich.

Die Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie wendet das Verfahrender elektrohydraulischen Zerkleinerung (EHZ) für die mechanische Aufbereitung solcher und anderer Verbundmaterialien an und betreibt in Alzenau eine Pilotanlage für Versuche im halbautomatischen Batchbetrieb.

Das Verfahren basiert auf Schockwellen, die durchgepulste Funkenentladungen entstehen und überein flüssiges Trägermedium auf das Materialübertragen werden. Durch diese kurzen, aber heftigen mechanischen Stöße werden gezielt Schwachstellen im Material angegriffen: Die Trennung erfolgt an makroskopischen Verbindungsstellen (geklemmt, geklebt, geschraubt) oder an mikroskopischen Grenzflächen (Korn- oder Phasengrenzen).

Der Effekt wurde exemplarisch an Stücken von verchromten Zierleisten aus dem Automobilbereich demonstriert. Es konnte gezeigt werden, dass sich das Verfahren der EHZ für eine schnelle und gründliche Entschichtung von galvanisierten Thermoplasten sehr gut eignet. Bereits nach kurzer Zeit beginnt die Ablösung der Metallschichten, der Restmetallgehalt liegt nach einer Versuchsdauer von weniger als10min bei deutlich unter 1 %. Damit eignet sich das Material bereits für eine Regranulierung, bei der die restlichen Verunreinigungen durch Schmelzefiltration entfernt werden. Der Einsatz von teuren und umweltschädlichen Säuren oder Lösemitteln wird vollständig vermieden, es kommt lediglich Wasser zum Einsatz, das nach einer einfachen Abtrennung von Schwebstoffen problemlos entsorgt werden kann. Darüber hinaus kann das abgelöste Schichtmaterialdirekt als hochwertige Metallfraktion vermarktet werden.

Dr. Katrin Bokelmann
Abteilungsleitung Trenn- und Sortiertechnologien
Fraunhofer-Projektgruppe IWKS
06023 32039-809
katrin.bokelmann@isc.fraunhofer.de
www.iwks.fraunhofer.de

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