Nachhaltigkeit
Doppelt CO2 sparen
| Hannah Bösselmann
Thermoplastisches Schaumspritzgießen mit Post-Consumer-Rezyklat
Das Schaumspritzgießen spart von Haus aus Material. Und es geht noch besser: Wie wäre es, wenn man dabei Post-Consumer-Rezyklat statt Neuware verwenden würde, um den CO2-Abdruck noch weiter zu verringern? KraussMaffei hat diese Frage zusammen mit der Hochschule Schmalkalden besonders im Hinblick darauf untersucht, was dieses Vorgehen für die mechanischen Bauteileigenschaften bedeutet.
Analysen von KraussMaffei und der Hochschule Schmalkalden zeigen, welche Effekte sich daraus ergeben, das thermoplastische Schaumspritzgießen - im speziellen das MuCell-Verfahren - mit dem Einsatz von Post-Consumer-Rezyklat (PCR) zu kombinieren.
Die Versuchsanordnung bringt verschiedene Schwierigkeiten mit sich, denn: Das geschäumte Bauteil soll im Vergleich zur kompakten Variante bis zu 12 % weniger Gewicht auf die Waage bringen und aus 100 % Recyclinggranulat hergestellt werden. Dieses stammt aus aufbereitetem Post-Consumer-Abfall (PCR) und ist somit deutlich stärker verunreinigt und weniger homogen in Bezug auf die Werkstoffcharakteristik als sortenreine Rezyklate aus Industrieabfällen (PIR).
Addieren sich die Negativeinflüsse auf?
Recyceltes Material aus Post-Consumer-Abfällen hat oft einen stressigen Aufbereitungsprozess hinter sich, bei dem es im Extruder aufgeschmolzen wurde; dabei wird der Kunststoff durch Scherkräfte und thermische Belastung immer beeinträchtigt. Für die Verwendung von derartigem Recyclingmaterial beim MuCell-Verfahren galt es also zu klären, ob sich die beiden Effekte aufaddieren. Zusätzlich wurden in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner die elektrischen Eigenschaften analysiert.
Ermittlung der Zugeigenschaften, Biegefestigkeit und Schlagzähigkeit
Alle drei Analysen (Zugeigenschaften, Biegeeigenschaften und Schlagzähigkeit) ergaben, dass der MuCell-Prozess Post-Consumer-Rezyklate nicht stärker beeinflusst als Neuware. Die ursprüngliche Befürchtung, dass sich beide Faktoren kumulieren und die mechanischen Eigenschaften dadurch exponentiell schlechter würden, hat sich nicht bestätigt. Was ebenfalls keine Auswirkung hatte, war die Beladung der Schmelze mit 50 % mehr Treibgas als nötig. Das bedeutet, dass es im Prozess weder zu einem überdimensionalen Abfall der mechanischen Eigenschaften, noch zu einer Einschränkung der Prozessführung kommt.
Untersuchung der elektrischen Eigenschaften
Wie zuvor erläutert, wurden in Form der Kriechstromfestigkeit (CTI) und des Oberflächenwiderstands auch die elektrischen Eigenschaften der Testkörper untersucht. Ein Unterschied zwischen Neu- oder Recyclingware sowie kompakten und geschäumten Bauteilen konnte dabei nicht nachgewiesen werden.
Fazit
Wie lautet nun das Fazit für die Kombination aus MuCell-Verfahren und Post-Consumer-Rezyklat? Wie so oft: Die Anwendung entscheidet. Durch die meist schlechteren mechanischen Eigenschaften der PCR-Compounds bilden die kundenseitigen Festigkeitsvorgaben das wichtigste Kriterium für das jeweilige Projekt. Zusammen mit schäumgerechtem Artikeldesign ergeben sich dabei durchaus Möglichkeiten, Rezyklate gezielt und sinnvoll beim physikalischen Schaumspritzgießen einzusetzen, um den CO2-Abdruck von Bauteilen doppelt zu senken. KraussMaffei kann Sie hierbei kompetent beraten, welcher Weg für Sie und Ihre Anforderungen am sinnvollsten ist.
Die genauen Versuchsparameter, Ergebnisse und Antworten auf die Frage, für wen sich ein Umstieg lohnt, können Sie hier im Fachartikel in der September-Ausgabe der Kunststoffe nachlesen.
Doppelter Nutzen: Bauteilgewicht verringern und Rezyklat verarbeiten mit dem MuCell-Verfahren.
Kontakt
andreas.handschke@kraussmaffei.com
