MKV GmbH. Kunststoffgranulate. Produktionsintegrierter Umweltschutz in der Kunststoffverarbeitenden nden Industrie

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1 MKV GmbH Kunststoffgranulate Effizienz steigern Kosten senken Produktionsintegrierter Umweltschutz in der Kunststoffverarbeitenden nden Industrie Aus sortenreinen Produktionsabfällen und Produzentenvorlaufware lassen sich hochwertige Rezyklate und Compounds herstellen

2 MKV GmbH Kunststoffgranulate Dipl. Ing. Rainer Zies Geschäftsführer Hauptsitz Niederlassung MKV GmbH MKV GmbH Siemensstrasse 5 Niedertiefenbacherstrasse Kelkheim Beselich Compoundierung und Regranulierung Mechanische Aufbereitung Mahlen, Entstauben,Entmetallisieren

3 Tätigkeitsfeld MKV GmbH Werkstoffliches Recycling von sortenreinen Industrieabfällen Herstellung von Granulaten im Bereich der Rezyklate nach Formmassennorm Compoundierung von Rohpolymeren Lohnverarbeitung Mahlen / Entstauben / Entmetallisieren Granulieren und Compoundieren nach Kundenvorgabe

4 MKV Daten und Fakten Gründungsjahr : 1960 Zertifiziert nach : DIN ISO 9001:2000 : DIN ISO14001:2005 Kapazität : ca to / Jahr Produktbereiche : alle technischen Kunststoffe PA 6 / PA 6.6 / POM / PC / ABS / PP / PSU (ca. 70% PA 6 / PA 6.6)

5 MKV GmbH TecPart Verband Technische Kunststoffe Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie Produkte e.v. Fachgruppe Compoundierer & Recycler Mitglied im Technischen Ausschuss

6 Einführung Die Firma MKV beschäftigt sich seit fast 50 Jahren mit dem werkstofflichen Recycling von sortenreinen Produktionsabfällen aus der Kunststoffverarbeitenden Industrie und fertigt hieraus qualitativ hochwertige Kunststoffcompounds, die gem. Formmassennorm spezifiziert wieder als Rohstoff dem Werkstoffkreislauf zur Verfügung gestellt werden. Die werkstoffliche Verwertung von sortenreinen Produktionsabfällen ist nicht neu, ist aber in den letzten Jahren zu einem festen Bestanteil der Rohstofflieferkette geworden und hat Einzug in alle Bereiche der Kunststoffverarbeitung gefunden. Die allen bekannte Regranulierung von Kunststoffabfällen ist ein Teil, die Compoundierung der andere.

7 Hochwertige Kunststoffcompounds aus Kunststoffabfällen. Für die weitere Diskussion möchte ich Ihnen eine Vorlage an die Hand geben, die von der Arbeitsgruppe Managementsysteme in Zusammenarbeit mit der Fachgruppe Compoundierer & Recycler im Fachverband Tecpart erarbeitet wurde und als Grundlage für die weitere Terminologie dient (Anlage 1). Den Begriff Compoundierung verwendet man nicht nur bei der Modifizierung von Neuware, sondern auch bei der Herstellung von Rezyklaten in Form von Granulat.

8 Compounds auf Basis von Rezyklat Compounds sind Kunststoffgranulate, die aus Mahlgut, Agglomerat und nicht typengerechtem Granulat unter Zugabe von Additiven zu einer Formmasse verarbeitet werden, die spezifizierte Eigenschaften besitzen. Abfälle / Mahlgut: Fehlteile / Angüsse / Reststoffe = Abfälle Abfälle Mechanische Aufbereitung = Mahlgut

9 Compounds auf Basis von Rezyklat (Abfälle) In dem Moment, wo wir von Angüssen und Fehlteilen sprechen kommen wir automatisch in den Bereich der Kreislauf- und Abfallwirtschaft und haben es mit dem Abfallbegriff zutun und im speziellen mit nichtgefährlichen Abfällen zur Verwertung. Definitionen, wie Wertstoff, charakterisieren die Stoffe besser, sind in diesem Fall aber nicht richtig, da es sich auch bei sortenreinen Produktionsabfällen um Abfälle gem. Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz handelt. Beim Mahlgut sieht es wieder anders aus, da man in diesem Fall keinen Abfall mehr vorliegen hat, sondern ein Produkt oder einen Rohstoff, der zur Herstellung eines Erzeugnisses verwendet werden kann.

10 Compounds aus Kunststoffabfällen Der erste Schritt zur Herstellung hochwertiger Compounds aus Kunststoffabfällen, ist die Frage nach den Anforderungen, die an die Formmasse gestellt werden: soll eine Neuware 1:1 ersetzt, d.h. die charakteristischen mechanischen und rheologischen Kennwerte dürfen nur gering abweichen kann ich ein Compound auf Rezyklat Basis für eine Anwendung einsetzen, die von der Anforderung her nicht unbedingt Neuware erfordert Festlegung einer Spezifikation mit bestimmten Materialkennwerten Welche Mengen werden benötigt Sind ausreichend Rohstoffe vorhanden

11 Compounds aus Kunststoffabfällen Welche gesetzlichen Richtlinien sind einzuhalten, wie z.bsp. die Europäische Altautorichtlinie kein Einsatz von Schwermetallen (Anlage 2) RoHS bei Elektrogeräten (Anlage 3) Störungsfreie Produktion Lieferzuverlässigkeit Preisvorteil

12 Compounds aus Kunststoffabfällen Der zweite Schritt auf dem Weg zum Compound aus Kunststoffabfällen ist die Rohstoffbeschaffung Entsorgung von Kunststoffabfällen bei den Verarbeitern in Form von Fehlteilen, Angüssen Mengenverfügbarkeit in kg / Monat Materialreinheit (Metallfrei, keine Aufkleber oder andere Anhaftungen) Materialdatenblatt mit Kennwerten und Angaben zu den Inhaltsstoffen gem. EU - Direktive (keine Verbotsstoffe) Restposten in Form von Teilen oder Granulat Mahlgut aus der Vermahlung beim Verarbeiter

13 Rohstoff der Schlüssel zur Qualität Mahlgutzukauf / Granulat aus Produzentenvorlauf Materialtyp und Hersteller ( Sicherheitsdatenblatt) Verbotene und gefährliche Inhaltsstoffe ausschließen Angabe zur Beschaffenheit (Korngröße 6 mm - 8 mm) frei von Fremd- und Störstoffen (Vermischung mit anderen Materialien) Farbe Menge und Lieferkonstanz Verpackung

14 Qualitätskontrolle und Arbeitsschritte Arbeitsschritte getrennte Vermahlung oder Agglomerierung einzelner Teilpartien bzw. Lieferanten Mahlguterfassung aus der Aufbereitung (Vermahlung) oder Mahlgutzukauf 1-2 to Einheiten homogenisieren Probegranulieren und Mahlgutrückstellmuster DSC / MVR Ermittlung mechanischer Werte ist bei zugekauftem Mahlgut (fast immer notwendig) bei Mahlgut aus eigener Vermahlung ist die Überprüfung nur notwendig, wenn ein neuer Lieferant dazu kommt oder bekannt ist, dass Schwankungen auftreten und der Eingangsrohstoff stichprobenartig überprüft werden muss

15 Qualitätskontrolle und Arbeitsschritte Arbeitsschritte Compoundierung Zusammenstellung einzelner Teilpartien zu Produktionseinheiten homogenisieren Zugabe von Additiven Kontinuierliche Produktionskontrolle Aschegehalt MVR Entnahme von Rückstellmuster

16 Materialprüfung ist Qualitätskontrolle Materialprüfung nach Formmassennorm DSC Prüfkörperherstellung nach Campus (großer Normzugstab) Zugfestigkeit und E-Modul Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit Glührückstand MVR oder Rheotester (Schmelzviskosität) Feuchtebestimmung weitergehende Messungen werden von einem externen Prüflabor ausgeführt

17 Thermische Analysen Mechanische Analysen Rheologische Analysen Allgemeine - Analysen

18 Dokumentation der Fertigungsschritte Mustererfassung Musterfreigabe Einkaufserfassung Materialverfolgung mittels eigenem Nummernkreis und Laufzettel Produktionsauftrag führt einzelne Nummernkreise zusammen und führt diese unter einer Chargennummer zusammen Mit der Chargennummer ist eine Rückverfolgbarkeit der Produktionsparameter und Rückstellmuster sowie Materialprüfwerte gegeben

19 Störstoffe und Ihr Qualitätseinfluss Der Einsatz von Rohstoffen mit nicht definierter Herkunft und Inhaltsstoffen nicht bekannter Herkunft, können sich nachteilig auf die Materialeigenschaften, wie z. B. Festigkeit, Schlagzähigkeit und Oberflächenstruktur auswirken und von der Lieferspezifikation abweichen. Mineral oder andere Füllstoffe, die zu veränderten Schwundmaßen führen oder die Festigkeitswerte beeinflussen. Störstoffe können sein Mineral PE-Anteile Elastomer Komponenten Artverwandte Polymere Was bei dem einem Rohstoff gewollt ist, wirkt sich beim anderen Rohstoff negativ aus

20 Energiemengen und Abfallmengen - Die Betriebsstätten der MKV sind an das öffentliche Ver- und Entsorgungsnetz angeschlossen - Strom, Gas ; Wasser und Abwasser, Hausmüllabfuhr - Die Produktionsprozesse werden ausschließlich über elektrische Energie betrieben - Erdgas dient ausschließlich für die Beheizung der Büro und Verwaltungsgebäude - Wasser wird zu Kühlzwecken eingesetzt, Abwasserbefreiung ab einem Verbrauch von 60 m³ - Stromverbrauch ca. 2.2 Mill. kwh - Gasverbrauch ca kwh - Wasserverbrauch ca m³

21 Produktionsprozess Ablaufschema

22 Einsparpotenziale im Produktionsprozess und Abfallströmen Gesamtkosten Entsorgung

23 Entsorgungspreise für Abfälle Restabfall 150,- /t Kunststoffe zur Entsorgung 60,- /t + Transport 20,- /t Kunststoffe zur Verwertung - Kostenneutral ( Stand 2008 ) zur Zeit kein Markt PE Folie - Kostenneutral Altholz ( Paletten ) - Kostenneutral Vakuumrückstände - gefährliche Abfälle zur Beseitigung ( Andienungspflicht ) Grünschnitt - 40,- / t + Transport ( Überprüfung der Kosten )

24 Optimierungsvorschlag Restabfall

25 Effizienzsteigerungs- und Einsparpotenziale

26 Effizienzsteigerungs- und Einsparpotenziale

27 Effizienzsteigerungs- und Einsparpotenziale

28 FAZIT: Einige Punkte der PIUS Studie haben wir als MKV bereit im Rahmen unserer Zertifizierung nach DIN EN ISO betrachtet und sind nicht neu. Die Zusammenlegung der Betriebsstätten ist eines unserer obersten Unternehmensziele, wobei die Investitionen in Höhe von 2.5 Mill. nur mit dem Verkauf des Standortes Kelkheim darzustellen sind. Die Einsparungen in Höhe von ,- / Jahr erscheinen beträchtlich, wobei eine Überprüfung noch durchgeführt werden muss. Das angesetzte Einsparpotenzial in Höhe / Jahr lässt sich nicht halten, da die angenommenen Entsorgungskosten in Höhe von 85 / t. gegenüber 150,- / t sich nicht verwirklichen lassen. Eine Einsparung lässt sich nur im Bereich der Transportkosten für den Grünabfall erzielen

29 Anlage 1 Vorwort Im Bereich des Recyclings werden dieselben Begriffe oft sehr unterschiedlich verwendet. Um zu einheitlichen Begriffen zu kommen, hat die Arbeitsgruppe Abnahmerichtlinien und Normen des Fachverbandes Technische Teile im GKV versucht, zusammen mit der Arbeitsgruppe Werkstoffkreislauf entsprechende Begriffe sinnvoll und praxisbezogen zu ordnen. Die nachstehenden Begriffe und Definitionen stellen einen Beitrag für eine spätere einheitliche Regelung dar.

30 1. Zweck und Notwendigkeit Die Wiederverwertung von Formteilen und Angüssen ist notwendig aus ökologischen Gründen (Umweltschutz), aus Gründen der Rohstoff- und Energieeinsparung durch gesetzliche Forderungen. Die Wiederverwertung thermoplastischer Kunststoffe setzt voraus, dass ein genaues Anforderungsprofil an die Formmasse bekannt ist. Die Wiederverwertung thermoplastischer Kunststoffe beschränkt sich in diesem Zusammenhang auf Angüsse und Formteile aus der Produktion, d.h. im allgemeinen auf sortenund/oder typenreine Kunststoffe. Besondere Aufmerksamkeit bedarf die Wiederverwertung von Kunststoffen aus gebrauchten Produkten. Bei der Wiederaufarbeitung von gebrauchten Kunststoff- Formteilen, wie z. B. Stoßfängersysteme, Kühlergrills, Batteriekästen usw., haben die nachstehenden Begriffe ebenfalls Gültigkeit.

31 2. Zusammenstellung und Erklärung der Begriffe 2.0 Formmasse Für den Begriff Formmasse gilt nach DIN 7708 Teil 1: "Formmassen sind flüssige, pastöse oder feste Stoffe in verarbeitungsfertigem Zustand, die spanlos zu Halbzeugen oder Formteilen geformt werden können". Nach DIN gilt: "Formmassen sind ungeformte Erzeugnisse, die unter Einwirkung mechanischer Kräfte innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs durch spanlose Formgebung bleibend zu Formteilen oder Halbzeug geformt werden können. Formmassen liegen für die Spritzgießverarbeitung meist in Form von Granulat vor. 2.1 Neuware Neuware ist Kunststoffgranulat, aus dem noch keine Kunststoffwaren hergestellt wurden.

32 2.1.1 Originalware, 1a-Ware Originalware oder 1a-Ware ist spezifiziert (z.b. nach Datenblatt), bestimmte Eigenschaften werden gewährleistet Sekundaware (nicht spezifizierte Formmasse), 1b-Ware Bei Sekundaware oder 1b-Ware*) handelt es sich um Chargen von Originalware, bei denen einzelne Eigenschaftswerte außerhalb der Spezifikation der 1a-Ware liegen. *) früher auch NT-Ware oder Offgrade genannt

33 2.2 Rezyklat Rezyklate sind Formmassen, die vollständig oder teilweise Bestandteile enthalten, die bereits einem Verarbeitungsprozess zum Endprodukt (z.b. Halbzeug, Fertigteile) unterworfen waren Mahlgut Sortenreine Angüsse und/oder Fertigteile werden in geeigneten Mühlen zu Mahlgut zerkleinert. Sie besitzen einen bestimmten Staubanteil, der die Verarbeitung erschweren kann Granulat Aus Mahlgut wird ohne weitere Zusätze oder durch Compoundieren unter Zugabe von Zusätzen über einen Extruder und eine Granulieranlage staubfreies Granulat hergestellt. Beim Compoundieren erreicht man durch die Zusätze definierte Eigenschaften, die gegebenenfalls durch Zertifikate bestätigt werden können.

34 3. Verwendung von Rezyklaten aus thermoplastischen Kunststoffen Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass bei der Verwendung von Rezyklaten aus gebrauchten Kunststoffprodukten oder gar Angüssen und Produktionsabfällen keine minderwertigen Rohstoffe eingesetzt werden. Der Einsatz von Rezyklaten muss sich analog dem Einsatz von Neuware grundsätzlich an dem Anforderungsprofil orientieren, das von dem herzustellenden Produkt vorgegeben ist. Dies bedeutet, das Rezyklat muss so beschaffen sein, daß über den gesamten Verarbeitungsprozess und Produktionszeitraum gleichmäßige Eigenschaftswerte sichergestellt sind. Prüfverfahren für Rezyklate unterscheiden sich im allgemeinen nicht von denen für Neuware. Aus Qualitätsgründen können für Rezyklate weitergehende Prüfungen notwendig sein.

35 4. Kommentar Entgegen der UL 746 D "Standard for Polymeric Materials - Fabricated Parts" 1990 wurde der Begriff Rezyklat bewusst umfassender festgelegt, indem ein Rezyklat unabhängig von seiner Herkunft definiert wird. Kunden/Abnehmer lassen sich z.t. auch heute noch schwer davon überzeugen, dass zur Herstellung bestimmter Formteile die Verwendung von Rezyklaten aus ökologischen und ökonomischen Gründen sinnvoll und aus technologischer Sicht vertretbar ist. Bei den Kunden muss ein Umdenken erfolgen, teilweise sind auch staatliche Anforderungen zu reduzieren. Wegen der Produzentenhaftung wird vielfach aus Sicherheitsgründen Neuware vorgeschrieben, ohne dass dies unbedingt erforderlich wäre.

36 Für den Einsatz von Rezyklaten ist notwendig Qualitätsgesicherte Herstellung von Rezyklaten (s. beigefügtes Schema) Enge Zusammenarbeit zwischen Rezyklatlieferant, Verarbeiter und Abnehmer Akzeptanz für Formteile aus Rezyklaten erhöhen (psychologisches Problem) Aufklärung von Kunden und öffentlicher Hand über die Qualität von Formteilen, die aus Rezyklaten hergestellt werden.

37 Norm DIN ISO DIN Teil 1 DIN UL 746 D Kunststoffe - Sortenspezifische Identifizierung und Kennzeichnung von Kunststoff-Formteilen (ISO 11469: 1993) Kunststoff-Formmassen Kunststofferzeugnisse; Begriffe Maschinen zum Verarbeiten von Kunststoffen und Kautschuk; Begriffe Polymerwerkstoffe; fabrikfertige Teile

38 Stoffliche Verwertung von Kunststoffabfällen Rohstoffherstellung Verarbeitung Gebr. Erzeugnisse gemischt sortenrein Nachbearbeiten sortiert unsortiert z.b. bedrucken, lackieren, metallisieren Reinigen ungereinigt Aufbereiten Umschmelzprozess mit Zusätzen granuliert Umschmelzprozess ohne Zusätze granuliert = Rezyklat verarbeitungsfähiger Kunststoff mit definierten Eigenschaften