Innerhalb des Zirk-Tex-Projekts des Fraunhofer CCPE arbeiten sechs Institute interdisziplinär an neuartigen Verfahren, um PP- und PET-Abfälle in hochwertige Rezyklate zu transformieren. Lösungsbasierte Techniken, Glykolyse und Pyrolyse entfernen Verunreinigungen und optimieren Polymerstrukturen. Ergebnis sind rPP- und rPET-Granulate mit verbesserter Materialqualität, die in Pilotanlagen zu Dachbahnen, Folien und Vliesen verarbeitet werden. Parallel entstehen bioabbaubare PLA-PBS-Fasern mit einstellbarer Abbaurate für nachhaltige Geotextil-Anwendungen. Pyrolyseverfahren generieren Energieträger aus Restmaterialien und unterstützen detaillierte ökologische Bilanzierungen.
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Nachhaltige Dachbahnen und Vliese dank innovativer CCPE-Recyclingverfahren aus Kunststoffabfällen
Ziel des Fraunhofer-CCPE-Vorhabens Zirk-Tex ist die Umwandlung bislang ungenutzter Post-Consumer-Polypropylen- und PET-Abfälle in qualitativ hochwertige Rezyklate für die Herstellung von Dachbahnen, Folien und Vliesstoffen. Im Pilotmaßstab integrieren die Wissenschaftler mechanische Sortier- und Reinigungsprozesse mit chemisch-thermischen Verfahren wie Glykolyse, solventbasierter Extraktion und Pyrolyse. Anschließend erfolgt eine detaillierte Prüfung der Materialhomogenität, Oberflächenreinheit und der rheologischen Verarbeitungsstabilität von rPP und rPET. Die gewonnenen Erkenntnisse optimieren Prozessparameter, steigern Rezyklatqualität und unterstützen eine effiziente Markteinführung.
Sechs Fraunhofer-Institute optimieren vollständige PP PET-Recyclingkette für hochwertige Rezyklatqualitäten
Angesichts wachsender Nachhaltigkeitsziele gewinnt der Einsatz recycelter Polypropylen- und PET-Materialien zunehmend an Bedeutung. Dennoch verhindern verbliebene Störstoffe häufig eine gleichwertige Performance im Vergleich zu Neuware. Innerhalb von Zirk-Tex bündeln die Institute IAP, ICT, IVV, IOSB, LBF, UMSICHT und IME ihre Fachkenntnisse entlang der gesamten Prozesskette. Vom präzisen Sortieren über chemische Umwandlungsverfahren bis zur Additivierung und Faserproduktion wird an der Maximierung von Reinheit und Homogenität gearbeitet mit Blick auf industrielle Anwendungsszenarien.
Fraunhofer-Konsortium bildet komplette Pilot-Wertschöpfungskette im Recycling für PP PET
Die pilotierte Anlage bildet die gesamte Prozesskette von der Sortierung bis zum fertigen Multifilamentgarn für PP und PET ab. Zunächst führt das Fraunhofer IOSB eine präzise Sortierung der Inputmaterialien durch. Bei ICT und IVV kommen chemische Glykolyseverfahren und lösungsmittelgestützte Aufarbeitung zum Einsatz. Am LBF erfolgt die gezielte Zugabe innovativer Additive zur Funktionalisierung. Das IAP extrudiert Filamente und spinnt diese zu hochreinem Garn. Unterstützend bewerten UMSICHT und IML Umweltauswirkungen und Materialflüsse.
Verfahren trennt Fremdkunststoffe, erzielt rPP Reinheit unter zwei Prozent
Durch mikrofiltriertes Lösungsmittel hat das Fraunhofer IVV ein innovatives Waschverfahren etabliert, mit dem 33 Prozent Polypropylen aus Abfallgemischen extrahiert und 67 Prozent Fremdkunststoffe abgetrennt werden. Der anschließende RPD-Schritt lieferte rPP mit einem Polyethylengehalt von weniger als zwei Prozent. Das IAP übernahm das reine Granulat und setzte optimierte Additivpakete sowie Pilotanlagen für das Schmelzspinnen ein, um hochstabile Multifilamentgarne mit gesteuerten Fasereigenschaften zu produzieren. Die produzierten Garne zeichnen sich durch gleichbleibende Qualität lange Standzeiten aus.
Pilot-Schmelzspinnanlagen verarbeiten rPET zu 48-filamentigem Garn mit hoher Stabilität
Im Rahmen der Pilotversuche spaltete das Fraunhofer ICT PET durch Glykolyse in das Monomer Bis(2-hydroxyethyl)terephthalat (BHET) auf. Daraufhin repolymerisierte das IAP dieses Zwischenprodukt zu rPET, das in einer Schmelzspinnanlage zu Multifilamentgarn mit 48 Einzelfilamenten verarbeitet wurde. Parallel dazu testeten die Forscher desselben PET-Segments ein lösungsmittelbasiertes Recyclingverfahren, um alternative Rückgewinnungspfade und deren Einfluss auf Garnfestigkeit und Prozessstabilität zu evaluieren. Die gewonnenen Garne zeichnen sich durch hohe Reinheit und Homogenität aus und ermöglichen eine energieeffiziente Weiterverarbeitung.
Fraunhofer UMSICHT erzeugt gas und ölreiche Fraktionen durch Recyclingpyrolyse
Die Pyrolyse von Rückständen aus dem PP-Lösungsmittelrecycling und der PET-Solvolyse am Fraunhofer UMSICHT erzeugt gasförmige und ölhaltige Fraktionen, deren Koksanteil lediglich geringfügig ausfällt. Diese Nebenprodukte sind vielseitig nutzbar, beispielsweise als Ausgangsbasis für Synthesegase, als isolierte Öle für Katalyseprozesse oder als Energieträger in Kraftwerksanlagen. Durch diese Rückgewinnungsstrategie steigt die Energieeffizienz der Gesamtanlage, während gleichzeitig die Abfallmenge minimiert wird und ökologische Vorteile erzielt werden. Zudem lassen sich dadurch wirtschaftliche Nutzenpotentiale besser integrieren.
25-wöchige Tests bei 40°C und 90% zeigen präzisen Faserabbau
Im zweiten Szenario des Projekts werden biobasierte Polymere, namentlich Polylactid (PLA) und Polybutylensuccinat (PBS), zu komplett schadstofffreien Fasern für Geotextilianwendungen verarbeitet. 25-wöchige Lagerungsstudien bei konstanten 40 °C und 90 Prozent relativer Luftfeuchte belegten, dass Additive vom Fraunhofer LBF Abbaubeginn und -verlauf präzise definieren. Begleitende Ökotoxizitätstests am IME zeigten, dass beim Abbau keinerlei toxische oder umweltschädliche Zwischen- oder Endprodukte entstehen. Diese Ergebnisse bestätigen die Umweltverträglichkeit und hohe Leistungsfähigkeit.
Optimierte Logistik und Sortierung steigern wesentlich Effizienz der Zirk-Tex-Kunststoffrecyclingkette
Die Ökobilanzanalysen der Fraunhofer-UMSICHT heben hervor, dass die Treibhausgasbilanzen der Zirk-Tex-Rezyklat- und Biopolymerkette signifikant günstiger sind als bei konventioneller Neuwareerzeugung. Komplementär belegen Stoffstromuntersuchungen des Fraunhofer IML, dass in bestehenden Altkunststoffbeständen hinreichende Mengen an PP und PET gelagert sind, wobei ineffiziente Sortierprozesse und suboptimale Logistikketten derzeit noch Verbesserungsspielräume bieten, um die Recyclingquote weiter zu steigern. Durch gezielte Investitionen in automatisierte Sortiertechnik und optimierte Logistikkonzepte lassen sich Emissionsreduzierungen und Materialeffizienz zusätzlich verbessern.
Biobasierte PLA/PBS-Geotextilien bieten steuerbare Abbaurate und nachhaltigen ökologischen Klimavorteil
Das Zirk-Tex-Projekt zeigt, wie innovative Recyclingverfahren und maßgeschneiderte Additive die Qualität von rPP und rPET steigern. Lösungsmittelbasiertes Recycling liefert sortenreines rPP für technische Faseranwendungen, während Glykolyse und anschließende Repolymerisation Multifilamentgarn aus rPET ermöglichen. Pyrolyse wandelt Reststoffe in wertvolle Öl- und Gasfraktionen um. Parallel entstehen bioabbaubare PLA/PBS-Fasern mit steuerbarer Abbaurate für Geotextilien. Insgesamt belegen Ökobilanzen und Marktanalysen das hohe Potenzial für eine nachhaltige Kunststoffwirtschaft und umweltfreundliche Dachbahnen sowie Geokunststoffe im Bausektor.
