Recycling

In Zeiten von Rohstoffknappheit und Klimawandel wird es immer wichtiger, effektiv und effizient mit vorhandenen Ressourcen umzugehen.

Im Bereich Kunststoffrecycling gab es in den letzten Jahren eine rasante technische "Aufrüstung", da immer mehr gefordert wird, eine Kreislaufwirtschaft zu verwirklichen. Der Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung hat sich dabei auf das Upcycling von (technischen) Thermoplasten und auf die Nachhaltigkeitsanalyse (LCC/LCA) spezialisiert.

Was wir machen:
  • Prozessanalysen
  • Ökobilanzen
  • Upcycling
  • Compoundieren
  • Materialcharakterisierung
Kontakt

Dipl.-Ing. Uta Jenull

+43 3842 402 3542

uta.jenull(at)unileoben.ac.at

Ausgewählte Projekte und Forschungsarbeiten

Wintersportartikel wie Ski, Ski-Schuhe, Stöcke und Helme landen am Ende ihres Lebens leider im Sperrmüll und gehen so als wertvolle Rohstoffe für die Herstellung von neuen Produkten verloren. Im neuen interdisziplinären Projekt WINTRUST soll nun der Grundstein dafür gelegt werden, Wintersportartikel zu recyceln und wieder in den Kreislauf zu bringen.

Nach der Sammlung und Zerlegung der gebrauchten Wintersportartikel bei diversen Projektpartnern werden an der Montanuniversität Leoben Aufbereitungs- und Recyclingversuche an den getrennten Materialien durchgeführt. Eine Lebenszyklusanalyse betrachtet alle Schritte des Prozesses von Beginn an, um ökologische und ökonomische Machbarkeit der Versuche zu evaluieren, und auch die Planbarkeit der Versuche zu verbessern.

Projektname: WINTRUST (Wintersport Resource Efficiency and improved Circular Economy)
Förderangaben: FFG Collective Research
Projektpartner: ecoplus. Niederösterreichs Wirtschaftsagentur GmbH (Projektleitung), Atomic, Head, Fischer, Blizzard – Tecnica, Leki, Komperdell, Isosport, Hexcel, Gabriel Chemie, Asma GmbHSUNPOR Kunststoff GmbH, INTERSPORT Österreich, Bründl SportsGW St. PöltenThermoplastkreislauf GmbHSynCycleNext Generation Elements GmbHZEMKA Gesellschaft m. b. H., Montanuniversität Leoben (Lehrstühle für Kunststoffverarbeitung, Chemie der Kunststoffe sowie Verarbeitung von Verbundwerkstoffen und Design für Recycling), Transfercenter für Kunststofftechnik GmbHFachverband der HolzindustrieVSSÖ – Verband der Sportartikelerzeuger und SportartikelhänderÖsterreichischer Carbon Cycle Circle ÖCC²

WINTRUST Sammelstellenliste

Die gesetzlichen Vorgaben der EU zur Kreislaufwirtschaft stellen die österreichische Textilbranche vor große Herausforderungen, vor allem da Textilien oftmals aus zwei oder mehr Materialien bestehen, was das stoffliche Recycling sehr erschwert.

Im Zuge des Projektes Tex2Mat soll für Baumwoll-PET-Mischgewebe ein Trennverfahren basierend auf einem enzymatischen Prozess entwickelt werden. Das beim Prozess gewonnene, reine PET (aus Handtüchern, Hotel- und Krankenhauswäsche) soll so aufbereitet werden, dass es wieder für den Spinnprozess und letztlich für den ursprünglichen Einsatzzweck verwendbar wird.

Das Projekt Tex2Mat wird von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG im Rahmen von COIN, Kooperation und Netzwerke, COIN Netzwerke 9. Ausschreibung gefördert. 

Konsortium: ecoplus.Niederösterreichs Wirtschaftsagentur GmbH, Montanuniversität Leoben Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung, HERKA GmbH, Technische Universität Wien Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften, DI Monika Renate Daucher, SALESIANER MIETTEX GmbH, Thermoplastkreislauf GmbH., Universität für Bodenkultur Wien Institut für Umweltbiotechnologie, Ing. Gerhard Fildan Gesellschaft m.b.H., Starlinger & Co Gesellschaft m.b.H.HUYCK.WANGNER Austria GmbH

 

Weitere Informationen im Zweijahresbericht 2017 - 2018 (S. 47)

Das Projekt zielt entsprechend der Förderschiene auf die Ausbildung und internationale Vernetzung von 15 Doktoranden*innen, die sich über unterschiedlichste Disziplinen von Chemie, Sozial-, Politik- und Ingenieurswissenschaften bis hin zu Produktdesign und Business Model Development erstrecken und sich gegenseitig ergänzen. Diese Doktoranden sollen in einem holistischen Ansatz ein gegenseitiges Verständnis für die komplexen Einflussfaktoren und Zusammenhänge für eine funktionierende Circular Economy für Kunststoffprodukte aufbauen und als zukünftige Experten*innen dieses Thema in Europa vorantreiben

Projektname: "Circular Plastics Network for Training" (C-PlaNeT)
Förderung: Horizon 2020 MSCA-ITN-EJD (Marie Sklodowska-Curie Actions - Innovative Training Networks - European Joint Doctorates)
Projektlaufzeit: 1.1.2020 bis 31.12.2023

Konsortium: Ghent University (Konsortialführer)Technische Universiteit EindhovenTechnical University of DenmarkTechnische Universität BerlinFriedrich-Alexander-Universität Erlangen NürnbergAristotle University of ThessalonikiKatholieke Universiteit Leuven

Darüber hinaus wird das Projekt unterstützt durch Internships und Beratung von namhaften Unternehmen und Institutionen, unter anderem: Fraunhofer Gesellschaft (D), Dow Benelux (NL), INEOS Styrolution (SUI), Novo Nordisk (DK), Plastics Europe (BE), Ellen McArthur Foundation (UK), Adidas (D), Kruschitz und Saubermacher (A)

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€