In Deutschland stehen bis zu 5.000 Kunstrasensportplätze zur Erneuerung an. Die Anlagentechnik des österreichischen Extrusions- und Recyclingtechnikunternehmens MAS führt alten Kunstrasen kosteneffizient in hochwertiges Kunststoffgranulat zurück.
Abgetragene und vorgereinigte Kunstrasenbahnen (Bild: FIFA/Re-Match)
Wenn Rasensportplätze ganzjährig bespielt werden und dabei unabhängig von Umgebungseinflüssen gleichmäßige Nutzungseigenschaften und optisch ansprechende Qualitäten haben sollen, führt kein Weg am Kunststoffrasen vorbei. Insbesondere, wenn zusätzlich zu einer hohen Nutzungsintensität zunehmende Klimaextreme, wie lang andauernde Trockenperioden oder Starkregenereignisse einem Naturrasen zusetzen.
Seine Premiere hatte der Kunstrasen 1966 auf dem Spielfeld des Astro-Domes in Houston. Es war ein teppichbodenähnlicher Belag, hergestellt aus Polyamidgarnen, der ohne dämpfenden Unterbau beziehungsweise ohne Füllmaterial verlegt wurde und daher ein Verletzungsrisiko mit sich brachte. In den 1980er-Jahren wurde auf Polypropylen-Bändchen als Halmmaterial umgestellt und die Rasenflächen mit Sandverfüllungen verlegt. Dies reduziert das Verletzungsrisiko, doch es mangelte noch immer an Dämpfungseigenschaften. Die nächste Evolutionsstufe in den 1990er-Jahren kombinierte PP und HDPE-Grashalmmatte mit Sand und Gummigranulatverfüllungen, was die gewünschten Dämpfungseigenschaften bot und zur Zulassung der UEFA und der FIFA für Fußballstadien führte.
Zu Beginn der 2.000er-Jahre kam die 4. Kunstrasengeneration auf den Markt. Deren Kennzeichen ist die Kombination aus steifen, aufrecht stehenden und weichen, gekräuselten PE-Halmen auf einem PP-Grundgewebe. Zusammengefügt werden Halme und Trägergewebe auf einer sogenannten Tuftingmaschine. Dort werden die Halme als Garn von Rollen zugeführt, in das Trägergewebe eingestochen und danach üblicherweise auf 42 mm Länge geschnitten. Dauerhaft fixiert werden die Halme durch Beschichten der Geweberückseite mit einem Latex/PU-Kleber.
Nach dem Verlegen wird die Kunstrasenfläche bis auf eine Höhe von 30 mm mit Sand und stoßdämpfendem Gummigranulat aufgefüllt. Diese Kombination kommt einem Naturrasen sehr nahe, ohne dessen Empfindlichkeit gegen mechanische und klimatische Beanspruchungen aufzuweisen.
Erfahrungsgemäß kann ein Kunstrasensystem 12 bis 15 Jahre intensiv genutzt werden, bevor eine Erneuerung ansteht. Dann stellt sich die Frage nach der bestmöglichen Entsorgung. Das Deponieren oder die thermische Entsorgung in der Müllverbrennung sind durch die stark gewachsenen Mengen keine akzeptierten Optionen mehr. Deshalb führt am Recycling kein Weg mehr vorbei, vor allem, weil dafür laufend bessere und kostengünstigere Methoden zur Verfügung stehen, die es möglich machen, nahezu 100 % des anfallenden Kunststoffanteils der Wiederverwendung zuzuführen.
Um die Attraktivität des Kunstrasenrecyclings weiter zu erhöhen, wird aktuell an der Verbesserung der Recyclingfähigkeit durch die Entwicklung von Einstoff-Systemen gearbeitet. Angestrebt wird, Halme und Grundgewebe aus gleichem Material (PE) zu fertigen und die Halme an der Basis nicht mehr durch Kleben zu fixieren, sondern durch Thermofixierung zu verankern. Dies wird den notwendigen technischen Aufwand zum Recycling deutlich vereinfachen, allerdings frühestens in 12 bis 15 Jahren, wenn auch die neuen Systeme an das Ende ihrer Ersatzfähigkeit kommen werden. Doch auch bis dahin lässt sich alter Kunstrasen in einen wertvollen Sekundärrohstoff rückführen.
Tesa, Hamburg, entwickelt ein neues Verpackungsklebeband mit Trägermaterial aus recyceltem Post-Consumer-PET (rPET). Der Träger des Klebebandes besteht zu 70 % aus rPET, der verwendete Acrylatklebstoff ist wasserbasiert. Der Produktionsprozess ist komplett lösungsmittelfrei, für die Herstellung werden gebrauchte PET-Produkte, einschließlich Flaschen, recycelt und als Rohstoff für das Trägermaterial verwendet. (Bild: Tesa)
Das Petrochemieunternehmen Sabic hat ein neues Kunstharz entwickelt, dessen Ausgangsmaterial aus dem Meer eingesammelte PET-Flaschen sind. Mittels chemischem Verfahren werden daraus neue PBT-Harze. Das neue Material ergänzt das Portfolio an chemisch recycelten LNP Elcrin IQ-Materialien, die zur Kreislaufwirtschaft beitragen sollen und gleichzeitig als potenzieller Ersatz für PBT-Neukunststoffe dienen. Angewandt werden soll das upcycelte Polymer beispielsweise in der Unterhaltungselektronik, wie etwa bei Lüftergehäusen in Computern und Autositzen, sowie für elektrische Steckverbinder und Gehäuse. (Bild: ktsdesign - fotolia.com)
Als erster Reifenhersteller führt Continental recyceltes Polyestergarn in die Serienproduktion von Pkw-Reifen ein. Das Garn wird mit einem neuen Verfahren aus PET-Kunststoffflaschen gewonnen. Der Werkstoff wird im ersten Schritt in ausgewählten Dimensionen von Sommerreifen sowie in Ganzjahresreifen eingesetzt. So wird das herkömmlich verwendete Polyester in der Karkasse der Reifen vollständig ersetzt. Bei einem Satz Standard-Pkw Reifen kommen rund 40 recycelte PET-Flaschen zum Einsatz. Der Reifenhersteller hatte die eigens entwickelte Contire.Tex-Technologie im September 2021 erstmals vorgestellt. Mit ihr kommt Polyestergarn zum Einsatz, das ohne jegliche chemische Zwischenschritte aus gebrauchten PET-Flaschen gewonnen wird, die nicht anderweitig wiederverwertet werden. (Bild: Continental)
In der vierten Generation des Audi A3 setzt der Automobilhersteller Audi erstmals auf Sitzbezüge aus Sekundärrohstoffen. Bis zu 89 % des verwendeten Textils bestehen dem Hersteller zufolge aus recycelten PET-Flaschen, die zu Garn verarbeitet werden. Die Stoffe sollen dabei sowohl optisch als auch haptisch die gleichen Qualitätsstandards wie klassische Textilbezüge gewährleisten. Insgesamt werden pro Sitzanlage bis zu 45 PET-Flaschen à 1,5 Liter verwertet. Hinzu kommen weitere 62 PET-Flaschen, die für den Teppich im Fahrzeug recycelt wurden. Auch weitere Komponenten des Interieurs bestehen vermehrt aus Sekundärrohstoffen, so zum Beispiel Dämmstoffe und Dämpfungsbauteile, die Seitenverkleidung des Kofferraums, der Ladeboden und die Einlegematten. Die Sitzbezüge sind jedoch noch nicht voll und ganz aus recyclingfähigem Material gefertigt (Bild: Audi)
Die Fristads Green High Visibility-Kollektion wird aus Bio-Baumwolle und Polyester aus recycelten PET-Flaschen hergestellt. Sie besteht aus einer breiten Palette von Kleidungsstücken, die es Berufstätigen in den Bereichen Straßenbau, Bauwesen, Transport und Logistik ermöglichen, sich von Kopf bis Fuß in hoch sichtbarer Kleidung mit geringerer Umweltbelastung zu kleiden - ohne dabei Kompromisse bei Sicherheit und Qualität einzugehen. Mit nachhaltigem 4-Wege-Stretch und Rippstrick-Einsätzen an der Taille bieten diese Kleidungsstücke viel Komfort bei geringerer Umweltbelastung als normale Warnschutzkleidung. (Bild: Fristads)
Bei der Aquis Date Upcycle handelt es sich um eine Version einer bereits erhältlichen Taucheruhr von Oris mit einem farbenfrohen Zifferblatt aus rezyklierten PET-Kunststoff, der aus aus dem Meer gesammelten PET-Flaschen stammt. Jede Uhr der Sonderedition ist ein Unikat, da das Recylingverfahren zufällige Muster erzeugt und darum keine zwei Zifferblätter gleich sind. (Bild: Oris)
Gemeinsam mit Amut hat Erema die erste Extrusionsanlage für lebensmitteltaugliche PET-Folien in Albany, Neuseeland, für Alto Plastic Packaging in Betrieb genommen. Zum Einsatz kommt hier Eremas Vacurema PET-Recyclingtechnologie, kombiniert mit der Amut Inline Sheet Produktionstechnologie. Die Schmelze kommt direkt von der Vacurema 1716 T Basic ohne den Umweg über die Granulierung in die Amut-Anlage. Das Post-Consumer-PET-Material wird or der Extrusion im Vakuumreaktor der Erema-Anlage dekontaminiert und vorgetrocknet, bei einem Durchsatz von bis zu 1.500 kg pro Stunde. Nach der Hochleistungsfiltration durch einen Erema SW-RTF Rückspülfilter und eine Online-IV-Messung gelangt die Schmelze direkt in die Inline Sheet Anlage von Amut. Dort wird sie zu einschichtigen rPET-Tiefziehfolien von 0,15 bis 1,2 mm Dicke verarbeitet. Die Folien sind nicht nur 100 % lebensmittelkonform, sie erfüllen auch die Vorschriften der FDA für Lebensmitteltauglichkeit. Die rPET-Tiefziehfolien werden dann zu Schalen und Lebensmittelbehältern weiterverarbeitet. (Bild: Erema)
Der Türkische Garnproduzent Korteks mit Sitz in Bursa stellt seit Mai 2021 auf einer Starlinger Recyclinganlage Polyesterfilamentgarne aus Recyclingmaterial her. Die Anlage hat eine Produktionskapazität von 7.200 t/a und verarbeitet sauberen Produktionsabfall des Garnherstellers und gewaschene Post-Consumer PET-Flaschenflakes im Verhältnis 1:1. Die hergestellten Garne werden in vielen Bereichen eingesetzt, zum Beispiel für Heimtextilien, Bekleidung, Textilien für den Kraftfahrzeugbereich oder für Gartenmöbel. (Bild: Korteks)
Der Taschen- und Zubehörhersteller Dicota, Schweiz, treibt die Umstellung seiner Produkte auf ein nachhaltiges, umweltfreundliches Herstellen voran. Auch die Notebooktaschen, Sleeves und Rucksäcke der Base-Kollektion werden jetzt als Eco Base aus recycelten Kunststoffflaschen gefertigt. Dabei finden je nach Produkt bis zu 19 PET-Flaschen ein zweites Leben. (Bild: Dicota)
Bereits zum zweiten Mal brachte Kaufland im März 2021 eine exklusive nachhaltige Sportkollektion aus recyceltem Polyester auf den Markt. Die Produkte entstehen aus gebrauchten PET-Flaschen, Fischernetzen und Kunststoffabfällen und sind komplett nach dem Global Recycling Standard (GRS) zertifiziert. (Bild: Kaufland)
Ein Team von mehr als 150 Mitarbeitern arbeitet daran, nachhaltige Lösungen für Lego Produkte zu finden. In den letzten drei Jahren haben Materialwissenschaftler und Ingenieure über 250 Variationen von PET-Materialien und hunderte anderer Kunststoffformulierungen getestet. Das Ergebnis ist ein Prototyp, der mehrere ihrer Qualitäts-, Sicherheits- und Spielanforderungen erfüllt – einschließlich der Kupplungsleistung. (Bild: Lego)
Einen ökologischen Fußabdruck hinterlassen – Lidl nimmt das wörtlich: Im Rahmen der von der Schwarz Gruppe initiierten Plastikstrategie „Reset Plastic“ launcht Lidl Deutschland Schuhe, für deren Obermaterial recycelte PET-Flaschen aus Asien eingesetzt werden. (Bild: Lidl)
Das österreichische Maschinenbauunternehmen MAS-Maschinen- und Anlagenbau Schulz in Linz/Pucking, Österreich ist auf Extrusions- und Recyclinglösungen spezialisiert. Dessen Kernkompetenzen sind Alt-Kunststoff-Aufbereitungsanlagen, insbesondere die DRD (Double Rotor Disc-System)-Trockenreinger zur wasserlosen Abtrennung von körnigen Verunreinigungen von Kunststoff-Flakes. Jedoch die zentrale Position im Angebot nehmen die konischen Doppelschneckenextruder mit gleichrotierenden Schnecken ein, die homogen und schonend plastifizieren. Ergänzend dazu finden sich auch Scheibenfiltersysteme zur effizienten, kontinuierlichen Schmelzefiltrierung im Angebot.
Die Erneuerung beginnt mit dem Ausbau der verschlissenen Rasenbahnen. Doch bevor diese ausgebaut und aufgerollt werden können, ist das Füllmaterial (Gummigranulat und Sand) abzusaugen. Je besser und gründlicher dieser Fremdstoffanteil abgetrennt werden kann, umso vorteilhafter für die weitere Verarbeitung des Altrasens. Der nächste Recyclingschritt ist das Schreddern bis zu Partikeln mit 10 bis 40 mm Länge.
Deren Schüttdichte beträgt unverdichtet circa 50 bis 100 g/l und besteht aus:
Darin enthalten sind bis zu 15 Vol.-% an Verunreinigungen, bestehend aus:
Materialversuche haben gezeigt, dass die Anlagentechnik in der Lage ist, dieses PE/PP-Fasergemisch zu einem qualitativ hochwertigen Kunststoffgranulat aufzubereiten. Deren Basiskomponente ist der DRD-Trockenreiniger.
Das Schreddergut wird dem DRD-Trockenreiniger zugeführt. Dieser trennt den Großteil aller körnigen Verunreinigungen und am Fasermaterial anhaftende Feuchtigkeit effektiv ab. Dessen zentrale Komponente ist ein Zentrifugengehäuse mit darin laufendem Doppelrotorsystem. Doppelt deswegen, weil die Rotorscheibe auf der Unter- und Oberseite unterschiedlich ausgeformte Rotorflügel aufweist.
Die Anlage wird batchweise betrieben. Die Rotorunterseite saugt das Schreddergut aus einem Pufferbehälter und transportiert es in die Prozesskammer. Dabei bewirkt die Schwerkraft, dass größere und schwere Verunreinigungen, wie Metallteile, Steine und so weiter gar nicht in die Prozesskammer befördert werden, sondern in den Schwergutabscheider abgesondert werden. Simultan dazu wird das vorgereinigte Material vom Rotor in einen turbulenten Warmluft-Kreislauf gezwungen.
Die Warmluft nimmt die Feuchtigkeit auf und transportiert sie im Austausch mit der Außenluft ab. Die Warmluft wird über ein zentrales Heizstabregister erzeugt. Zusätzlich bewirkt der sinkende Feuchtigkeits-gehalt und die von der Turbulenz erzeugte Reibung zwischen den Kunststoffpartikeln, dass anhaftender Restschmutz abgetrennt wird und zwar tangential durch die Zentrifugalkraft über seitliche Separationssiebe. Das gereinigte Kunststoffbatch wird anschließend in periodischen Abständen von der Zentrifugalkraft nach Öffnen einer pneumatischen Klappe ausgeleitet und einem Materialsilo zugeführt.
Die vom DRD-Trockenreiniger über den Puffersilo zum Extruder geführte Kunststofffraktion besteht aus den oben erwähnten Komponenten PE (Halme), PP (Basisgewebe) und Latex/PU (Klebeschicht) sowie marginalen Restmenge von Gummigranulat. Zum Weiterverarbeiten dieses Eingangsmaterials ist eine Extrusionskaskade bestehend aus einem MAS-Extruder, einem anschließenden kontinuierlichen Schmelzefilter, einem Einschneckenextruder und einer Granulierstation vorgesehen.
Der Vorteil des konischen Extruders ist der systemspezifisch große Querschnitt der Aufgabeöffnung. Damit eignet er sich besonders für Materialien mit geringer Schüttdichte, wie es die Kunstrasenfaserflakes sind.
Das gleichlaufende Doppelschneckenprinzip zeichnet sich durch eine hohe Gleichmäßigkeit des geförderten Materialstroms und eine Plastifizierung auf einem vergleichsweise niedrigeren mittleren Druck- und Scherungsniveau aus und damit durch größtmögliche Materialschonung und eine hervorragende Homogenisierung. Letzteres ist besonders für Recyclinganwendungen von Bedeutung. Denn sie ist die Voraussetzung für das Freisetzen unerwünschter Kunststofffraktionen in Gasform und anschließendes Absaugen.
Vom Extruder wird die Kunststoffschmelze über eine von Hersteller entwickelte CDF (Continuous Disc Filter)- Schmelzefiltereinheit geführt. Die Kernkomponente aller CDF-Filter ist eine im zulaufenden Schmelzestrom rotierende Filtrationsscheibe. Sie hält die Verunreinigungen zurück, im konkreten Fall zurückgebliebene Gummipartikel oder nicht aufgeschmolzene Kunststoffpartikel. Die Filterscheiben sind aus gehärtetem Stahl und je nach Anwendungsfall für Filtrationsfeinheiten von 90 bis 1.000 µm erhältlich. Die Verunreinigungen werden vom rotierenden Filter durch einen im Filtergehäuse stillstehenden Schaber abgestreift und zusammen mit einer Minimalmenge an Kunststoff einer Förderschnecke zugeleitet, die sie nach außen abführt. Die Schmelzefilter-Baureihe ist auf die Extruder des Herstellers und Durchsatzleistungen bis zu 2 t/h abgestimmt.
Vom CDF-Filter aus fließt die Schmelze über einen speziellen Verteilerblock seitlich in den nachfolgenden Einschneckenextruder. Dieser Schmelze-Verteilerblock bietet eine verfahrenstechnische Neuerung. Es ist die Aufteilung des Schmelzestroms in eine Reihe von Einzelströmen. Diese Aufteilung bewirkt, dass das vorgereinigte Polymergemisch durch die so vergrößerte Schmelzeoberfläche anschließend effizienter entgast werden kann. Vom Einschneckenextruder wird die Schmelze entweder einer Granulierung zugeführt oder inline weiterverarbeitet.
Das Endprodukt ist ein hochwertiges Ausgangsmaterial für eine Vielzahl unterschiedlicher Qualitätsprodukte, zum Beispiel Folien, wie durch eine Reihe von Plastifizierversuchen dokumentiert werden konnte.
Dies eröffnet verschlissenem Kunstrasen das Poten-zial, in sinnvollen Anwendungen und Produkten den Ressourcenverbrauch zu senken.
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