Plastikrezyklat

Plastikrezyklat wird in der Produktion von Wellpappe zunehmend relevant. Treiber sind wachsende Anforderungen an Ressourceneffizienz, die Reduktion von CO2-Emissionen und eine steigende Nachfrage nach kreislauffähigen Materialien. Als alternative Rohstoffkomponente eignet es sich insbesondere für funktionsgebende Elemente wie Beschichtungen, Griffsysteme oder Folienanteile in und an Wellpappe-Verpackungen, um spezifische Eigenschaften wie Feuchtigkeitsschutz, Abriebresistenz oder Handhabungssicherheit zu erreichen. Parallel verschärfen gesetzliche Rahmenbedingungen und Erwartungen entlang der Lieferkette die Anforderungen an nachweisbare Recyclinganteile, Rückverfolgbarkeit und die Recyclingfähigkeit der Gesamtsysteme. Dadurch rückt die gezielte Auslegung von Rezyklatqualitäten und die prozesssichere Integration in Wellpappe-Verbunde in den Vordergrund.

Definition: Was versteht man unter Plastikrezyklat?

Wenn von Plastikrezyklat die Rede ist, bezieht sich dies auf wiederverwendeten Kunststoff, der aus Abfällen gewonnen und für eine erneute Nutzung als Rohstoff aufbereitet wird. Die Ausgangsmaterialien stammen aus Konsum- (Post-Consumer) oder Produktionsabfällen (Post-Industrial), werden erfasst, sortiert und so verarbeitet, dass sie erneut in Produkten eingesetzt werden können. Unter dem Oberbegriff werden auch Synonyme wie Recyclingkunststoff, Sekundärkunststoff oder Kreislaufmaterial verwendet. Man unterscheidet zudem offene und geschlossene Stoffkreisläufe: Bei Open-Loop-Anwendungen wird das Material in andere Produktgruppen überführt, während beim Closed-Loop das Material möglichst wieder in eine ähnliche Anwendung zurückgeführt wird.

Im technischen Sprachgebrauch werden teils differenzierte Begriffe verwendet: Rezyklat bezeichnet den wiedergewonnenen Rohstoff, Regranulat die granulierte Form nach der Extrusion, und Recompounds sind Regranulate, die mit Additiven oder Neuware gezielt eingestellt werden. Übliche Polymerarten für Rezyklate in der Verpackungsumgebung sind PE, PP und PET. Zusätzlich ist die Massenbilanz-Zuordnung in einigen Märkten ein Instrument, um bilanziell Anteile aus chemischem Recycling zuzuweisen; ihre Eignung hängt von Normen, Auditierbarkeit und regulatorischen Anforderungen ab.

Unterarten des Plastikrezyklats

• Post-Consumer-Rezyklat (PCR): stammt aus Endverbraucher-Abfällen (z. B. Sammlungen aus Haushalten); bietet hohes Kreislaufpotenzial, kann jedoch stärkere Schwankungen bei Farbe, Geruch und Reinheit aufweisen.
• Post-Industrial-Rezyklat (PIR): fällt als sortenreiner Produktionsabfall an; meist besser definierte Qualität und Konstanz, jedoch geringerer Beitrag zur Abfallreduktion entlang der Wertschöpfungskette.
• Closed-Loop- und Open-Loop-Recycling: Closed-Loop strebt eine Rückführung in gleichartige Anwendungen an (z. B. Verpackung zu Verpackung), Open-Loop führt zu funktionsfähigen, jedoch anwendungsfremden Einsatzgebieten (Downcycling ist möglich, aber nicht zwingend).

Der Rezyklatanteil wird häufig prozentual ausgewiesen und kann je nach Anwendung variieren. Eine präzise Dokumentation und Rückverfolgbarkeit sind für die Qualitätssicherung wesentlich. In Spezifikationen werden zusätzlich Farbfenster, Geruchsgrenzen, MFI-Bereiche, Dichte und erlaubte Additivpakete vereinbart, um eine belastbare Verarbeitung zu gewährleisten.

Das Herstellungsverfahren von Plastikrezyklat

Der Prozess zur Herstellung von Plastikrezyklat beginnt mit dem Sammeln und Sortieren von Kunststoffabfällen. Spezielle Aufbereitungsanlagen reinigen und zerkleinern dann das Material. Anschließend wird es eingeschmolzen und durch ein Sieb gepresst; so entsteht das Kunststoffgranulat. Ergänzend kommen heute verfeinerte Qualitätskontrollen und Konditionierungsprozesse hinzu, um eine konstante Verarbeitbarkeit sicherzustellen. Für die Verpackungsanwendung sind stabile Schmelzeflüsse, niedrige Restfeuchten sowie ein definiertes Partikelspektrum der Schmelzefiltration von zentraler Bedeutung.

Mechanisches Recycling: typische Prozessschritte

1. Erfassung und Vortrennung: Sammlung nach Materialfraktionen; Entfernung von Fehlwürfen.
2. Sortierung: z. B. mittels NIR- oder Dichtetrennung, um PE, PP, PET und andere Kunststoffe zu separieren.
3. Zerkleinerung und Waschen: Shreddern, Heiß-/Kaltwaschschritte, Trocknung; Abtrennung von Fremdstoffen.
4. Extrusion und Filtration: Aufschmelzen, Sieb-/Schmelzefiltration zur Partikelentfernung; Entgasung zur Reduktion flüchtiger Bestandteile.
5. Granulierung und Konditionierung: Erzeugung von Regranulat; optional Additivierung (Stabilisatoren, Gleitmittel, Kompatibilisatoren) für definierte Eigenschaften.

Chemische Verfahren (ergänzend)

Neben dem mechanischen Recycling gewinnen chemische Verfahren (z. B. Depolymerisation bei PET oder Pyrolyse-Öle als Rohstoffersatz) an Bedeutung, insbesondere wenn hohe Reinheit oder bestimmte regulatorische Anforderungen gefordert sind. Ihr Einsatz ist jedoch anwendungs- und materialabhängig. Aufgrund energie- und prozessbedingter Faktoren empfiehlt sich eine sorgfältige Ökobilanzbetrachtung je Einsatzzweck.

Qualitätskriterien für Rezyklate

• Reinheit und Sortenreinheit: geringer Fremdstoffanteil für stabile Verarbeitung.
• Schmelzflussindex (MFI): gibt Fließverhalten und Verarbeitungsfenster an.
• Dichte, Feuchtegehalt, Farbe und Geruch: kritische Parameter für optische und funktionale Anforderungen.
• Mechanische Eigenschaften: Steifigkeit, Zähigkeit, Weiterreiß- und Durchstoßwiderstand je nach Anwendung.
• Kontaminantenprofil und Geruchsmanagement: Reduktion flüchtiger Bestandteile, Aromastoffe und Störstoffe durch Entgasung, Heißwäsche oder Additive.
• Thermische Stabilität: Stabilisierung gegen thermische Alterung in Extrusion und Beschichtung.

Relevante Prüf- und Normverfahren

Für die Charakterisierung von Plastikrezyklaten werden standardisierte Prüfungen eingesetzt, u. a. zur Bestimmung des Schmelzflusses, der Dichte, der mechanischen Kennwerte und der optischen Parameter. Ergänzend kommen Geruchsprüfungen, Restfeuchtebestimmungen und Filterfeinheitsnachweise zum Einsatz. In der Anwendung auf Wellpappe sind außerdem Haftfestigkeit, Gleitreibungskoeffizient und Repulpierbarkeit relevante Kenngrößen.

Die Anwendung von Plastikrezyklat in der Wellpappe-Produktion

Der Einsatz von Plastikrezyklat in der Produktion von Wellpappe gewinnt an Bedeutung. Das Material eignet sich zur Fertigung von Tragegriffen, als Folienbestandteil, für Sichtfenster sowie für Beschichtungen, die die Oberfläche wasserabweisend und widerstandsfähig machen. In der Praxis kommen vor allem PE- und PP-Rezyklate in folgenden Bereichen zum Einsatz:

• Extrusionsbeschichtungen und Kaschierungen: Feuchtigkeitssperre, definierte Gleitreibung, Abrieb- und Schmutzschutz.
• Funktionskomponenten: integrierte Grifföffnungen mit Kunststoffeinleger, Verstärkungsstreifen, Aufreiß- und Verschlussstreifen mit Rezyklatanteil.
• Folie und Linereinsatz: Innenbeutel, Inlays oder Sichtfenster zur Produktsicherung und Präsentation.

Bei der Gestaltung ist Design for Recycling zentral: Materialverbünde sollten möglichst dünne Beschichtungen, leicht ablösbare Schichten oder Monomaterial-Lösungen aufweisen, um die Faserstoffrückgewinnung in der Papieraufbereitung nicht zu behindern. Vertiefende Hintergründe zu grundlegenden Karton- und Wellpappe-Komponenten bieten etwa Aufbau und Eigenschaften von Pappkartons im Überblick.

Auswirkungen auf Verarbeitung und Recycling

• Prozessstabilität: Schwankende Rezyklatchargen erfordern angepasste Temperatur- und Zugabekurven in der Beschichtung oder Kaschierung.
• Recyclingfähigkeit des Verbunds: Höhere Schichtdicken und inkompatible Polymere erschweren die Wiederaufbereitung; repulpierbare Systeme sind vorteilhaft.
• Konformität: Für Lebensmittelkontakt gelten erhöhte Anforderungen; PCR ist hier je nach Polymer und Verfahren nur eingeschränkt geeignet.

Gestaltungsprinzipien für Wellpappe-Verbunde mit Rezyklat

• Monomaterial bevorzugen: kompatible Polymere und reduzierte Schichtanzahl erleichtern Recycling und Repulping.
• Schichtdicke optimieren: so dünn wie möglich, so dick wie nötig, um Funktionalität und Recyclingfähigkeit auszubalancieren.
• Trennbarkeit sicherstellen: lösbare Kaschierklebstoffe oder mechanisch ablösbare Lagen unterstützen die Faserstoffrückgewinnung.
• Druck- und Veredelungsprozesse abstimmen: Primer, Farben und Lacke müssen mit der Beschichtung kompatibel sein.

Typische Anwendungsbeispiele

Beispiele umfassen feuchtebelastete Transportverpackungen für Frischewaren, Versandverpackungen mit erhöhtem Abriebschutz im E‑Commerce, Sichtfensterlösungen für Produktpräsentationen sowie Innenbeutel und Inlays als zusätzliche Barriere gegen Feuchtigkeit oder Schmutz. In temperatur- und feuchtevariablen Lieferketten erweisen sich rezyklatbasierte Beschichtungen als nützlich, wenn definierte Gleitreibungswerte und Kantenstabilität gefordert sind.

Vor- und Nachteile von Plastikrezyklat

Ein großer Vorteil von Plastikrezyklat ist der Aspekt der Nachhaltigkeit. Durch dessen Verwendung wird weniger Abfall produziert und Ressourcenschonung gefördert. Jedoch bringt der Einsatz in der Herstellung von Wellpappe auch einige Herausforderungen mit sich. So besitzt Rezyklat häufig geringere und schwankendere Materialwerte als Neuware, was sich auf die Konstanz der Endprodukte auswirken kann. Zusätzlich beeinflussen Verfügbarkeit, Preisvolatilität und Farbkonstanz die Planbarkeit in Einkauf und Produktion; eine klare Spezifikation der Qualitätsparameter ist daher zweckmäßig.

Vorteile

• Ressourcenschonung und Kreislaufwirtschaft: Nutzung vorhandener Stoffströme, Reduktion von Primärrohstoffen.
• Ökobilanz: Potenziell geringere CO2-Belastung über den Lebenszyklus, abhängig von Quelle und Prozess.
• Verfügbarkeit: Zugang zu definierten Rezyklatqualitäten ermöglicht funktionale Beschichtungen mit reduziertem Primäranteil.
• Designspielräume: Kombinationen aus Rezyklat und Additivpaketen erlauben anwendungsnahe Einstellungen von Gleit- und Barriereeigenschaften.

Herausforderungen

• Qualitätskonstanz: Farbe, Geruch, MFI und Reinheit können chargenabhängig variieren.
• Mechanische Eigenschaften: teils geringere Steifigkeit oder Zähigkeit; Anpassungen in Schichtdicke oder Additivierung können nötig sein.
• Recyclingfähigkeit von Verbunden: Kunststoffbeschichtungen können die Faserstoffrückgewinnung beeinträchtigen; repulpierbare Systeme sind zu bevorzugen.
• Regulatorische Eignung: Einschränkungen bei sensiblen Anwendungen (z. B. direkter Lebensmittelkontakt) je nach Rezyklatquelle und -verfahren.
• Beschaffungsrisiken: Schwankende Verfügbarkeit und Preise erfordern flexible Rezepturen und Mehrquellenstrategien.

Zukunft von Plastikrezyklat in der Wellpappe-Produktion

Mit der Weiterentwicklung nachhaltiger Produktionsprozesse wächst die Relevanz von Plastikrezyklat in der Wellpappe-Herstellung. Verbesserte Sortier- und Aufbereitungstechnologien, optimierte Rezepturen (z. B. Kompatibilisierung, Geruchsreduzierung) und neue, repulpierbare Beschichtungssysteme unterstützen eine breitere Anwendung. Die Nachfrage nach umweltverträglichen Verpackungslösungen wird voraussichtlich anhalten. Es bleibt jedoch entscheidend, die Qualität über die gesamte Lieferkette abzusichern, den Rezyklatanteil technisch sinnvoll zu dosieren und die Recyclingfähigkeit der resultierenden Materialverbünde konsequent zu berücksichtigen. Perspektivisch erhöhen digitale Erkennungsmerkmale und verbesserte Detektionssysteme die Sortierqualität, während erweiterte Produzentenverantwortung und harmonisierte Vorgaben den Einsatz von Rezyklaten weiter strukturieren.

Praxisempfehlungen

• Qualitätssicherung: Wareneingangsprüfungen (MFI, Dichte, Feuchte, Geruch) und Chargendokumentation.
• Material- und Prozessdesign: möglichst dünne, trennbare oder repulpierbare Schichten; Monomaterial-Strategien, wenn möglich.
• Anwendungsabgleich: Rezyklatanteile an Funktionsanforderungen (Feuchte, Abrieb, Optik) und regulatorische Rahmenbedingungen anpassen.
• Lieferkette: eindeutige Spezifikationen, Audits und Rückverfolgbarkeit entlang der Prozesskette etablieren.
• Prozessfenster: Temperaturprofile, Liniengeschwindigkeit und Abkühlbedingungen auf Rezyklatschwankungen auslegen.

Zusammenfassung:

• Plastikrezyklat bezeichnet das Produkt, das aus recyceltem Kunststoff gewonnen wird. Es kann als hochwertiger Ersatzstoff für neuen Kunststoff dienen und so die Ökobilanz von Unternehmen verbessern. In der Verpackungsanwendung ist eine konsistente Qualitätssicherung maßgeblich.
• Insbesondere in der Verpackungsindustrie, auch in der Herstellung von Wellpappe, kann der Einsatz von Plastikrezyklat eine sinnvolle Alternative sein. So wird nicht nur Abfall vermieden, sondern auch die Ressourcenschonung gefördert.
• Die Nutzung von Plastikrezyklat unterstützt zudem das Prinzip der Kreislaufwirtschaft, verbessert das Image des Unternehmens und kann einen positiven Einfluss auf die Kundenwahrnehmung haben.
• Einsatzfelder in der Wellpappe: Beschichtungen, Funktionsstreifen, Griff- und Folienelemente zur Erreichung von Feuchte- und Handlingsanforderungen. Ergänzend sind Sichtfenster- und Inlay-Lösungen möglich.
• Wesentliche Abwägungen: Qualitätskonstanz, Recyclingfähigkeit der Verbunde und regulatorische Eignung je nach Anwendung. Beschaffung und Preisstabilität sind zusätzlich zu berücksichtigen.
• Ausblick: Fortschritte bei Sortierung, Aufbereitung und Rezepturdesign lassen eine zunehmend stabile Integration von Rezyklaten erwarten. Harmonisierte Vorgaben und verbesserte Detektion fördern konsistentere Qualitäten.