von von Dipl.-Ing Manuel Pfitzner1, BSc und Katrin Detter BA, MA2
PET2Pack (P2P) ist ein FFG gefördertes Forschungsprojekt, an dem die FH Campus Wien in Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen Partnern sowie zahlreichen Industriepartnern die Bedingungen für eine Kreislaufschließung von PET-Rigid-Verpackungen in Österreich erhebt. Ziel ist ein Closed-Loop-System, um die Kunststoffe nach der Entsorgung über stoffliches Recycling wieder ihrer ursprünglichen Nutzung zurückzuführen. Konkret werden Non-Food-Flaschen wie z. B. Reinigungsmittel sowie Food-Trays oder -Becher wie z. B. Aufstrich- und Salatschalen untersucht. Dabei wird die gesamte Wertschöpfungskette vom Produzenten über den Sortierer bis hin zum Recyclingunternehmen betrachtet. Ergänzend werden mechanische und chemische Kenngrößen erhoben und die Umweltauswirkungen analysiert.
Mit Dezember geht das zweite von drei Forschungsjahren von P2P zu Ende. In diesem Jahr waren Recyclingversuche im Labormaßstab, die Überleitung der Ergebnisse in Technikumsversuche (auf der Technikumsanlage eines Industriepartners), die Erhebung der Umsetzung von Design4Recycling-Kriterien am österreichischen Markt und die Erstellung von PET-Recycling-Szenarien für eine Ökobilanzierung die zentralen Themen im Projekt.
Im Arbeitspaket Recycling wurden vom TCKT (Transfercenter für Kunststofftechnik) Versuche mit Non-Food- und Food-Material im Labor durchgeführt. Die gesamte Prozesskette wurde nachgestellt, von der Verpackung aus der Sortieranlage bis zur rPET-Folie. Das Ergebnis des ersten Versuches war ein stark verfärbtes Produkt. Bei den Erhebungen zu den Einflussfaktoren konnte die Verfärbung in erster Linie auf Klebstoff- und Etikettenreste zurückgeführt werden. Mit nachsortiertem Material wurde ein neuer Versuch durchgeführt, wobei Kleber- und Etikettenreste vorab vom Material abgeschnitten wurden. Dieses Produkt war nahezu farblos. Die mechanischen Eigenschaften waren bei Verpackungen mit als auch ohne Rückstände vergleichbar.
Anhand der gewonnenen Erkenntnisse wurden Recyclingversuche im Technikumsmaßstab geplant und Vorversuche durchgeführt. Im Zuge des dritten Forschungsjahres werden jeweils 50 kg der Food- und der Non-Food PET-Fraktion mit verschiedenen Wäschen (variierende Waschtemperatur und Waschlösungszusammensetzung) verarbeitet und verglichen.
Um den Status Quo der am Markt verfügbaren PET-Verpackungen in Bezug auf Design4Recycling zu erheben, wird eine Marktstudie durchgeführt. Hierfür werden vier Lebensmittel- bzw. Drogerie-märkte beprobt, die Verpackungen im Labor der FH Campus Wien analysiert und die Ergebnisse in einer internen Datenbank verarbeitet. Ziel ist es, einen Überblick über das Mengenpotential von recyclingfähigen PET-Rigid-Verpackungen zu gewinnen. Die Analysen reichen hierbei von der Feststellung optischer Eigenschaften wie Farbe und Form von Verpackung und Kennzeichnung (z. B. Etikettierung, Full-Body-Sleeves) über chemisch-physikalische Verfahren wie FT-IR-Bestimmung von Verschlüssen bis hin zu Viskositätsmessungen des Füllguts zur Bewertung der Restentleerbarkeit.
Ein weiterer Teilaspekt des Design4Recyclings sind Etiketten. Bei den klassischen Klebeetiketten ist die Abwaschbarkeit ein wichtiges Merkmal für die Bewertung der Recyclingfähigkeit. Klebstoffreste können, wie unsere Laboruntersuchungen zeigen, zu stark verfärbten Recyclingmaterialen führen. Da es hierbei noch Wissenslücken gibt, ist es wichtig, mehr Kenntnisse über die in der Verpackungsindustrie verwendeten Adhäsive zu gewinnen. Ein Ansatz, den die FH Campus Wien hier verfolgt, sind Ablöseversuche im Labormaßstab. Hierfür werden verschiedene PET-Verpackungen zerkleinert, in verdünnter Natronlauge gewaschen und die Ablösbarkeit des Etiketts analysiert.
Eine Alternative zu Klebeetiketten stellen Full- oder Half-Body-Sleeves dar. Diese finden am Markt verstärkt Anwendung, da für den Shrink- oder Stretch-Prozess kein Klebstoff notwendig ist und in weiterer Folge der Recyclingprozess weniger beeinflusst wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass oft nur der Sleeve eingefärbt wird. Der Hauptkörper bleibt somit transparent und kann dadurch recycelt werden. Allerdings besteht die Möglichkeit, dass Full-Body-Sleeves ein Problem bei der NIR-Detektion in der Sortieranlage darstellen. Daher hat die FH Campus Wien Sortierversuche mit der TOMRA Systems GmbH (D) durchgeführt, wovon weitere Design4Recycling-Empfehlungen abgeleitet werden sollen.
Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Ökobilanzierung ein, wo infolge die Umweltwirkungen des geschlossenen Wertschöpfungskreislaufs für PET-Rigid-Verpackungen berechnet werden. Diesem Szenario wird die Ökobilanz des Status Quo österreichischer Verwertung von PET-Rigid-Verpackungen gegenübergestellt sowie weitere alternative End-of-Life-Behandlungsszenarien. Damit werden die ökologischen Vor- und Nachteile dargestellt und diskutiert.
Ein weiterer Teilaspekt des Design4Recyclings sind Etiketten. Bei den klassischen Klebeetiketten ist die Abwaschbarkeit ein wichtiges Merkmal für die Bewertung der Recyclingfähigkeit. Klebstoffreste können, wie unsere Laboruntersuchungen zeigen, zu stark verfärbten Recyclingmaterialen führen. Da es hierbei noch Wissenslücken gibt, ist es wichtig, mehr Kenntnisse über die in der Verpackungsindustrie verwendeten Adhäsive zu gewinnen. Ein Ansatz, den die FH Campus Wien hier verfolgt, sind Ablöseversuche im Labormaßstab. Hierfür werden verschiedene PET-Verpackungen zerkleinert, in verdünnter Natronlauge gewaschen und die Ablösbarkeit des Etiketts analysiert.
Eine Alternative zu Klebeetiketten stellen Full- oder Half-Body-Sleeves dar. Diese finden am Markt verstärkt Anwendung, da für den Shrink- oder Stretch-Prozess kein Klebstoff notwendig ist und in weiterer Folge der Recyclingprozess weniger beeinflusst wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass oft nur der Sleeve eingefärbt wird. Der Hauptkörper bleibt somit transparent und kann dadurch recycelt werden. Allerdings besteht die Möglichkeit, dass Full-Body-Sleeves ein Problem bei der NIR-Detektion in der Sortieranlage darstellen. Daher hat die FH Campus Wien Sortierversuche mit der TOMRA Systems GmbH (D) durchgeführt, wovon weitere Design4Recycling-Empfehlungen abgeleitet werden sollen.
Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Ökobilanzierung ein, wo infolge die Umweltwirkungen des geschlossenen Wertschöpfungskreislaufs für PET-Rigid-Verpackungen berechnet werden. Diesem Szenario wird die Ökobilanz des Status Quo österreichischer Verwertung von PET-Rigid-Verpackungen gegenübergestellt sowie weitere alternative End-of-Life-Behandlungsszenarien. Damit werden die ökologischen Vor- und Nachteile dargestellt und diskutiert.
- Dipl.-Ing Manuel Pfitzner, BSc leitet unter anderem die Arbeitsgruppe Circular Economy und ist Projektleiter des Projekts PET2Pack. Außerdem unterrichtet er in Bachelor- und Mas-terstudiengängen des Fachbereichs. Manuel Pfitzner ist Absolvent der Universität für Bodenkultur. manuel.pfitzner@fh-campuswien.ac.at
- Katrin Detter BA, MA forscht ebenfalls in der Arbeitsgruppe Circular Economy und ist für den Bereich Ökobilanz im Projekt PET2Pack verantwortlich. Auch sie unterstützt die Lehre des Fachbereichs. Ihren Master absolvierte sie in Umwelt- und Nachhaltigkeitsmanagement. karin.detter@fh-campuswien.ac.at
Der Artikel ist in Pack & Log 10/2022 erschienen.