Kreislauf der Kunststoffe

Drei Kunststoffe spielen heute die Hauptrolle bei Ver­packungen: Polypropylen (PP), verschiedene Arten von Polyethylen (PE) und Polyethylenterephthalat (PET) machen zusammen mit Abstand den größten Anteil des gesamten Materials für Tüten, Schalen, Folien, Flaschen und andere Verpackungen sowie Alltagsgegenstände aus. Jeder der drei Kunststoffe lässt sich nach Gebrauch bestens aufschmelzen und mehrfach neu verarbeiten.

Nur mischen sollte man die Materialien nicht. Schon wenige Prozent PP in einer PE-Folie sorgen dafür, dass sich Verpackungen nicht mehr dicht verschweißen lassen. Unternehmen wie Hündgen setzen deshalb modernste Technik ein, um die drei Kunststoffe sortenrein zu trennen. Roboter ergänzen neuerdings Sortiermaschinen, deren Kameras im Nah-Infrarot- und im UV-Licht die jeweiligen Kunststoffmoleküle unterscheiden können und dann die entsprechenden Teile mit gezielten Luftstößen aus dem Abfallstrom pusten.

Jeder Schnipsel Kunststoff, den Hündgen nicht identifizieren, herausziehen und als Wertstoff vermarkten kann, wird verbrannt – sei es in Müllverbrennungs­anlagen oder als „Ersatzbrennstoff“ zum Beispiel in Zementwerken. Diese Restmengen, für deren Verwertung Hündgen zahlen muss, machen gut 40 Prozent des Inhalts eines gelben Sackes aus. Mit einigem technischen Aufwand holt das Unternehmen deshalb seit Neuestem noch einmal zwei Prozent mehr gemischte Kunststoffreste aus dem Abfallstrom. Aus dem grauen Agglomerat werden Parkbänke, Spielplatzgeräte oder Terrassen-­Unterkonstruktionen hergestellt. Das ist zwar gut für die Recyclingquote, aber noch kein Beitrag zu einer echten Kreislaufwirtschaft.

Bessere Chancen auf ein neues Leben als Verpackung haben die großen Ballen aus PP, PE oder PET, die Hündgens Hof verlassen. Sie werden weiterverarbeitet von Firmen wie RE Plano in Lünen bei Dortmund. Das Unter­nehmen gehört zu der Remondis-Gruppe, einem Gigan­ten der Recycling- und Abfallwirtschaft mit 36.000 Mit­arbeitern an 900 Standorten. Das 230 Hektar große Lippewerk in Lünen gilt als Europas größtes Recyclingzentrum. Vom Bioabfall über Elektronik bis zur Metallschlacke werden hier jedes Jahr eine Million Tonnen Abfall verwertet. RE Plano kümmert sich vor allem um PE und PP, ein Schwesterunternehmen bereitet PET auf.

Um aus den vorsortierten Packungen möglichst reines Recycling-Granulat zu gewinnen, das wie neues Plastik verarbeitet werden kann, werden die Ballen zunächst geschreddert und gewaschen. „Wie genau, das ist Betriebsgeheimnis“, sagt Monica Harting Pfeifer. Die Verfahrenstechnikerin ist Projektmanagerin bei RE Plano. So viel gibt sie preis: „Wir stellen eine Lauge her, in der wir zum Beispiel aufgeklebte Etiketten und Aufdrucke ablösen.“ Die gewaschenen und getrockneten Flocken werden danach erneut sortiert, um zum Beispiel zerkleinerte Flaschen aus PE von mitgeschredderten Etiketten zu trennen. Das geschieht etwa mittels Windsichtung. Dabei macht man sich die unterschiedlichen Partikelformen und Flugeigenschaften zunutze.

„Was sich praktisch gar nicht trennen lässt, sind Mehrschichtfolien aus verschiedenen Kunststoffen“, erklärt Harting Pfeifer. Ausgerechnet diese Folien sind jedoch der Renner im Verpackungsmarkt. Ob Kaffee oder Hundefutter – wenn Feuchtes oder Fettiges verpackt werden soll, kommen Beutel mit teilweise mehr als einem Dutzend verklebter oder bedampfter Kunststoffschichten zum Einsatz. Sie sind lichtdicht, geruchsdicht, sehr robust und brauchen in Summe nur wenig Material. Bloß trennen und stofflich recyceln lassen sie sich kaum.

Bei Evonik in Essen kennt man diese Sorgen sehr genau. Am Standort Goldschmidtstraße hat der Spezialchemiekonzern vor drei Jahren sein Anwendungslabor mit angeschlossenem Technikum ausgebaut, um den Pro­ble­men der Recycler auf den Grund zu gehen. „Diese Unternehmen waren bis vor ein paar Jahren für uns praktisch kein Markt“, sagt Kathrin Lehmann, Technical Director Polymer Specialties. „Das ändert sich gerade gewaltig.“

Evonik liefert seit Jahrzehnten Additive und Hilfsstoffe in die Kunststoffindustrie. Vom Flammschutz bis zur Fließfähigkeit, von der Kratzfestigkeit bis zur Haptik verbessern sie die Eigenschaften der Endprodukte. Dass vieles davon auch für das Verarbeiten von Rezyklat gefragt wäre, liegt nahe. „Im Detail sind die Anforde­rungen aber anders, und wir stellen fest, dass wir im Re­cyc­ling noch viel mehr Know-how einbringen können“, sagt Lehmann.

Etwa beim Waschen und Trennen: Lehmanns Team untersucht regelmäßig eingesendete Proben von Waschlaugen, wie auch RE Plano sie verwendet. Sie entwickeln maßgeschneiderte Tensid-Rezepturen, die beim sogenannten De-Inking und De-Labelling Tinten und Etiketten schnell und rückstandsfrei ablösen. Entschäumer vereinfachen den Waschprozess, weil kein Schaum mehr überquillt. Netzmittel bringen die Lauge besser zwischen die Oberflächen, Trockenmittel helfen Energie beim anschließenden Trocknen sparen. „Dieses Prozesswissen, das wir für andere verarbeitende Industrien über Jahrzehnte aufgebaut haben, kommt jetzt im Recycling kombiniert zum Einsatz“, sagt Lehmann.

Nebenan testet ein Team um Sebastian Heßner derweil an Extrudern und Folienmaschinen, was Evonik-Additive beim Aufbereiten und Verarbeiten der Recyc­ling­kunststoffe leisten können. „Das sind zum Teil die gleichen Anforderungen wie beim Virgin Plastic, also bei neuem Material“, erklärt der Leiter der Pilotanlage. „Aber es kommen weitere hinzu.“ Weil das Ausgangsmaterial stärker variiere, müssten zum Beispiel Fließ- und Schmelzeigenschaften öfter feinjustiert werden.

Ein typisches Problem ist auch der Geruch. „Wenn organische Verbindungen oder Klebereste im Rezyklat enthalten sind und beim Extrudieren erhitzt werden, entstehen flüchtige, stark riechende Abbauprodukte, die danach lange ausdünsten“, erklärt Heßner. Billige Recyclingprodukte wie Eimer oder Gartenmöbel findet man im Baumarkt deshalb manchmal einfach der Nase nach. „Manche Recycler behelfen sich mit der Zugabe von Duftstoffen“, sagt Heßner. „Unsere Geruchsabsorber dagegen überdecken nicht einfach den Geruch kurzzeitig, sondern halten dauerhaft die flüchtigen Moleküle buchstäblich im Material fest.“

Selbst für die Mehrschichtfolien, an denen Recycler verzweifeln, hat Evonik womöglich schon zwei Lösungen parat. Kathrin Lehmann zieht eine aufgerollte Folie aus dem Schrank, die ihr ein asiatischer Verpackungshersteller kürzlich geschickt hat. Die beiden waren vor der Coronapandemie auf einer Fachmesse ins Gespräch gekommen. Sichtlich zufrieden zeigt Lehmann nun ein Becherglas, in dem zwei hauchdünne Folien umeinander wabern – einmal Plastik, einmal Alu. „Mit den richtigen Tensiden können wir auch so etwas zu 100 Prozent sauber trennen. Kein Problem!“

Wo diese Trennung nicht möglich ist, kommt ­Sebastian Babik ins Spiel: „Manchmal lassen sich chemisch verschiedene Materialien miteinander verheiraten und gemeinsam verwerten“, sagt er. Sein Titel bei Evonik lautet Director Technology Platform Polyolefins, und seine Lösung heißt Vestoplast. Das Polyolefin von Evonik steckt in Heißklebern, die heute zum Beispiel Windeln, Damenbinden und Kartons zusammenhalten. Als chemischer Verwandter von PE und PP könne es aber die beiden Stoffe miteinander kompatibel machen, wie Babik erklärt. „In Tests mit der TU Wien konnten wir neue Recyclingmaterialien aus zwei Dritteln PE und einem Drittel PP erzeugen, die deutlich verbesserte physikalische Eigenschaften aufweisen.“ Das sind gute Nachrichten für alle Unternehmen, die künftig selbst mehr Rezyklat einsetzen wollen und heute noch Schwierigkeiten haben, genügend hochwertiges Material zu bekommen.

Der Henkel-Konzern etwa setzte 2019 insgesamt 769.000 Tonnen Verpackungsmaterial für seine Konsumgüter ein – von Pattex bis Persil, von Schwarzkopf bis Sidolin. Rund die Hälfte davon bestand aus Plastik. Bis 2025 will Henkel alle Verpackungen wiederverwendbar oder recycelbar machen. Zu mindestens 30 Prozent sollen sie aus Rezyklat bestehen. Eine Herausforderung für die Produktdesigner. „Die Anforderungen der Konsumenten sind hoch“, sagt Thorsten Leopold, bei Henkel Director Global Packaging Innovation für den Bereich Home Care. „Sie wollen nachhal­tige Produkte und Verpackungen, aber keine Kompromisse bei Farbe, Geruch oder Haptik oder Funktionalität der Verpackung.“

Mit seiner Klebstoffsparte steht der Konzern derweil auch auf der Seite der Zulieferer: Etiketten, Kartons und auch viele Mehrschichtverpackungen halten erst dank Henkel-Klebern. „Da hat zuletzt ein echter Sinnes­wandel bei den Kunden stattgefunden“, sagt ­Dennis Bankmann, der bei Henkel Adhesive Technologies den Titel des Senior Manager Circular Economy trägt. „Bis vor ein paar Jahren musste alles immer noch fester, noch temperaturbeständiger, noch länger halten. Heute fragen die Kunden auch, wie sich das alles wieder lösen lässt.“ Statt vollflächig verklebter Papier­etiketten kommen deshalb beispielsweise punktuell fixierte Kunststoffbanderolen zum Einsatz. Für Umverpackungen hat Henkel einen Klebstoff entwickelt, der es ermöglicht, dass Kartons nicht mehr mit Folie umwickelt werden müssen und trotzdem nicht von der Palette purzeln.

Als Zulieferer weiter vorn in der Wertschöpfungskette ist dann auch wieder Evonik gefragt. Der Konzern liefert neben Vestoplast noch unzählige weitere Zutaten für Kleber, die vom Joghurtbecher bis zum Pappkarton alles Mögliche zusammenhalten. „Längst zählt nicht nur das Verkleben und das Lösen“, sagt Babik. „Die Frage ist auch, wie verhält sich der Kleber selbst im Recycling? Die Kunden gucken heute einfach viel genauer hin.“

Es sind dieses Umdenken und die Summe unzäh­liger kleiner Problemlösungen, die Hoffnung machen. Gesetzgeber in aller Welt machen Druck, erhöhen Sammel- und Recyclingquoten, nehmen Industrie, Handel und Verbraucher in die Pflicht. Sortierer, Recycler, Verpackungs­hersteller, Konsumgüterunternehmen und die Chemie reagieren, indem sie neue Wege aus der Sackgasse finden. Die Umrisse einer Kreislaufwirtschaft für Verpackungskunststoffe sind noch vage, aber doch erkennbar. Den globalen Kreis endgültig zu schließen wird eine Jahrhundertaufgabe. Es bleibt noch viel zu lernen. Nicht nur für den emsigen Roboter am Förderband.

Fotos: Robert Eikelpoth

Infografiken: Maximilian Nertinger

Illustration: Oriana Fenwick / Kombinatrotweiss mit Fotovorlage von Stefan Eisenburger