Ausgewählte Projekte und Forschungsarbeiten

Sekundärrohstoffe im Kunststoffbereich kommen bislang kaum in hochwertigen Funktionsbauteilen zur Anwendung, da hier hohe Qualitätsansprüche herrschen. Das FFG COIN Projekt „Rec²TecPart“ will den Einsatz von Sekundärware auch in diesem komplexen Bereich für KMUs ermöglichen. Mit Hilfe eines neuen Wertschöpfungsprozesses soll dabei Neuware durch Qualitätsrezyklate, sogenanntes RecHQ, technisch und wirtschaftlich sinnvoll ersetzt werden. Das bedeutet hohe Ressourceneffizienz und geringere CO2-Emissionen. Zu diesem Zweck wird aus Kunststoffabfall maßgeschneidertes Ausgangsmaterial für technisch anspruchsvolle Anwendungen hergestellt. Dies geschieht mit einem durchgehenden Prozess vom Sammelsystem über den Kunststoffrecycler bis zum Kunststoffverarbeiter.

Durch die Prozessumstellung kann eine Verringerung der CO2-Emissionen um mindestens 25 % sowie eine wesentliche Kostenersparnis im Vergleich zum Einsatz von Neuware erreicht werden. Kunststoffabfall wird so Wertstoff und Werkstoff zugleich. Eine Anwendung des Rec²TecPart-Prozesses Richtung großindustrielles Upcycling, zum Beispiel in der Automobilindustrie, ist das nächste Ziel.

Weitere Informationen im Zweijahresbericht 2013 - 2014 (S. 45)
Artikel in KC-aktuell 3/2017, S.20f: Upcycling im Serienbetrieb. Länderübergreifendes FFG Projekt „Rec2TecPart“ lieferte den Prozess dafür.

Hochofen- und Stahlschlacken fallen bei der Stahlerzeugung zwangsweise an und werden normalerweise deponiert. Durch ihre einzigartige, auf Multiphasen beruhende Beschaffenheit könnten - eingemischt in Polymermatrizen - völlig neue Werkstoffe erzeugt werden.

Im laufenden FFG-BRIDGE Forschungsprojekt „PolySlag“ wird das Potenzial von Hochofenschlacke (blast furnace slag – BFS) als funktioneller Füllstoff für Polypropylen (PP) und Polystyrol (PS) als nachhaltige Alternative zu mineralischen Füllstoffen untersucht. Die ersten Ergebnisse sind vielversprechend: Die rheologischen Eigenschaften des neuen BFS-gefüllten Polymers waren vergleichbar mit dem ungefüllten Polymer, wodurch mit keinen Verarbeitungsschwierigkeiten zu rechnen ist. Bei den anwendungsbezogenen Eigenschaften wurde eine höhere Wärmeleitfähigkeit sowie größere Steifigkeit gegenüber dem Basispolymer erzielt. 

Partner: Polymer Competence Center Leoben GmbH (PCCL), voestalpine Stahl GmbH
Weitere Informationen im Zweijahresbericht 2015 - 2016 (S. 23)

In der Ökobilanzierung von r²PET sollte am Lehrstuhl für ­Kunststoffverarbeitung ermittelt werden, wieviel in Österreich im Jahr 2017 an CO2 eq. eingespart werden können, wenn im Non-Food-Bereich anstelle von PET-Neuware, r²PET  eingesetzt wird.

Unter Ökobilanzierung wird die systematische Analyse der Umweltwirkung von Produkten und Dienstleistungen entlang ihres gesamten Lebenszyklus verstanden. Zu dieser Analyse gehören sämtliche Umweltwirkungen während der Produktion, der Nutzungsphase und der Entsorgung des Produktes sowie die damit verbundenen vor- und nachgeschalteten ­Prozesse. Außerdem werden hierzu alle relevanten Entnahmen aus der Umwelt (z. B. Erze, Rohöl) sowie die Emissionen in die Umwelt (z. B. Abfälle, Kohlenstoffdioxidemissionen) gerechnet.

Die Forschungsarbeit des Lehrstuhls für Kunststoffverarbeitung fokussiert dabei auf zweimal rezykliertes PET von der Firma TPKL GmbH, hergestellt nach dem internen r²PET -Prozess. Die funktionelle Einheit ist 1 t r²PET , die mit 1 t PET-Granulat-Neuware (PET NW) verglichen wurde.  

Weitere Informationen im Zweijahresbericht 2015 - 2016 (S. 43)

Folgend auf das Projekt Tex2Mat wurden intensive Recherchen und Untersuchungen durchgeführt, um neue Technologien zur Trennung, Analyse und Aufbereitung von textilen Abfällen zu entwickeln.

Ein wesentlicher Input kam dabei von der Fa. Circulyzer, einem Spin Off der Montanuniversität, die die Zyklonabscheidetechnologie wesentlich weiter entwickelte und es damit ermöglicht, auch sehr feinteilige Gemenge zu trennen. Abbildung 1 zeigt, welche Fasergemenge getrennt werden sollen. Es handelt sich hierbei um ein Gemenge aus PA- und PET- Fasern in wechselnden Anteilen.

Das übergeordnete Ziel ist Trennung und Aufbereiten des Fasergemenges aus PET und PA und ein Wiederrückführen der Materialien zum ursprünglichen Einsatzzweck als Siebe und Vliese für die Papierindustrie oder andere technologisch anspruchsvolle Anwendungsgebiete.

Davon abgeleitet ergeben sich folgende Unterziele bzw. Aufgabenstellungen:

• Untersuchung und Analyse der einzelnen Schritte der Wertschöpfungskette
• Erstellung eines Logistikkonzeptes für die Abfall- und Wertstoffströme
• Abwasseranalyse
• Trennung des Gemenges in Reinfraktione
• Untersuchung verschiedener Trennverfahren
• Charakterisierung der getrennten Fraktionen
• Beschreibung der Morphologie des Recyclingmaterials
• Verarbeitungsversuche in verschiedenen Technologien (Extrusion, Spritzgießen, Spinnen, Weben)
• LCA über gesamte Wertschöpfungskette

Neben den Industriepartnern Andritz Fabrics& Rolls, Art Center und Circulyzer sind an dem Projekt 5 Lehrstühle der Montanuniversität beteiligt, die alle entsprechend ihren Kompetenzen Aufgaben übernehmen. Dadurch können alle für eine Kreislaufwirtschaft erforderlichen Teilaspekte bearbeitet werden, um einen Übergang weg von der Linearwirtschaft zu erreichen. Abbildung 2 zeigt das Modell der Kreislaufwirtschaft und an welchen Segmenten sich die Montanuniversität und die Industriepartner einbringen.

Die Laufzeit des Projektes beträgt zwei Jahre. Das Projekt ReFibreValue wird von der FFG im Rahmen von Bridge 1 gefördert, das Gesamtbudget beträgt ca 470.000€