Die Fa. METRAN Rohstoff-Aufbereitungs GmbH ist in Oesterreich Marktfuehrer auf dem Gebiet der grosstechnischen Trennung von Metall-Kunststoff-Gemischen (z.B. Altautos, Elektronikschrott). Dabei werden sortenreine Metallfraktionen erzeugt, die als Sekundaerrohstoff in Huetten und Giessereien zu neuen Produkten veredelt werden. Daneben fallen aber im Ausmass von 40-50 M.-Prozent (vermischte) Gummi-Kunststoffholzfraktionen an, die momentan noch unbehandelt deponiert werden. Aufgrund der gesetzlichen Rahmenbedingungen, die ein weitgehendes Deponierungsverbot fuer unbehandelte Abfaelle ab 2004 vorsehen, hat das vom NOe Wirtschaftsfoerderungs- und Strukturverbesserungsfonds gefoerderte Forschungsprojekt 'Brennstoffaufbereitung METRAN' das Ziel, die vorhanden Aufbereitungsprozesse dahingehend zu optimieren, dass in Zukunft Brennstoffe erzeugt werden koennen, die den Eingangsanforderungen potenzieller Verwerter (z.B. Stahl- und Zementindustrie) entsprechen und somit als Sekundaerenergietraeger eingesetzt werden koennen. Bei erfolgreichem Abschluss des Projektes wird ein bedeutender Beitrag einerseits zur Loesung abfallwirtschaftlicher Probleme in Oesterreich und andererseits zur Erreichung des Kyoto-Zieles geleistet werden.
Im Rahmen der F/E-Projektarbeiten wurden ein neues Verfahren und neue Rezepturen entwickelt, um aus Gummimehl, Kunststoffen und besonderen Zuschlagstoffen dynamisch stabilisierte Compounds herzustellen (sogenannte Elastomerlegierungen - Elastomeric Alloy - EAs). Diese neuartigen EAs vereinen die Vorzüge von Gummi und Kunststoff in sich. Strukturelles Kennzeichen dieser EAs sind homogen verteilte Gummipartikel in einer Kunststoffmatrix. Diese beiden an sich thermodynamisch unverträglichen Phasen werden sowohl physikalisch als auch chemisch miteinander gekoppelt. Nur diese mechano-chemische Kopplung, praktiziert im Schmelzemischprozess mit dynamischer Stabilisation, sichert die gewünschten Eigenschaften der EAs, die damit zu hochwertigen Thermoplastischen Elastomeren (TPEs) werden. Als Phasenkoppler dient ein System aus Radikalbildnern und Radikalakzeptoren. Art und Menge dieser und weiterer Zuschlagsstoffe sowie die Mischbedingungen beeinflussen die Eigenschaften der EAs ganz gezielt. Mit Hilfe von Weichmachern oder Füllstoffen lässt sich die Rezeptur außerdem so verändern, dass hieraus hergestellte technische Formteile höchsten Beanspruchungen standhalten. An spritzgegossenen Probekörpern konnten Reißdehnungen über 250 Prozent und Zugfestigkeiten über 20 Megapascal erreicht werden. Weil der Zugverformungsrest der EAs weniger als 50 Prozent beträgt, gehören diese Werkstoffe eindeutig zur Gruppe der TPEs. Die neuen Werkstoffe lassen sich in vielen technischen Bereichen einsetzen, so zum Beispiel als schlag- und stoßbeanspruchte Teile im Kraftfahrzeug- und Schienenfahrzeugbau. Diese Werkstoffe zeigen eine hohe Wärme- und Kälteschlagfestigkeit im Bereich von -40 bis +100 Grad Celsius. Außerdem lassen sich die EAs kostengünstig herstellen: Ihr Preis beträgt nur die Hälfte bis ein Drittel des Preises von auf dem Markt bereits eingeführten reinen TPEs mit vergleichbaren Eigenschaften. Fernziel der weiteren Forschung ist es, als Mischpartner des Altgummis auch wieder aufbereitete Kunststoffe zu verwenden und vom Chargenmischprozess zur kontinuierlichen Herstellung überzugehen. In Zukunft sollen so Gummigranulat und -mehl in stärkerem Maße wieder verwertet werden, als es nach dem gegenwärtigen wissenschaftlichen-technischen Stand möglich ist. Die Firma FARU GmbH Dresden hat bereits eine Lizenz erworben und will im Jahr 2001 mit der großtechnischen Herstellung der EAs beginnen.
Die Optiservice GmbH aus Höxter, Nordrhein-Westfalen ist ein Unternehmen der Arntz Optibelt Gruppe, die Antriebsriemen herstellt. Es plant die Errichtung einer Recyclinganlage zur stofflichen Verwertung vulkanisierter Gummiabfälle. Das Projekt zeigt beispielhaft, dass Kreislaufwirtschaft auch ein aktiver Beitrag zum Klimaschutz ist. Denn Gummiabfälle werden zurzeit nur zu einem geringen Teil stofflich verwertet. Immer noch gelangt der weitaus größere Teil in die Verbrennung. Das neue Verfahren leistet einen Beitrag zum Aufbau umweltfreundlicherer Entsorgungswege und zur Steigerung des Anteils an einer hochwertigen werkstofflichen Verwertung. Zugleich schont es Ressourcen und reduziert die CO2-Emissionen. Mithilfe dieses neuartigen Verfahrens können bis zu 95 Prozent des Abfalls wieder verwertet werden. Neben der erheblichen Einsparung an Ressourcen werden durch den Verzicht auf die bisher branchenübliche thermische Verwertung der Abfälle jährlich 775 Tonnen CO2 vermieden. Außerdem werden die bisher anfallenden Entsorgungskosten gespart, sodass positive ökologische und wirtschaftliche Effekte eng miteinander verbunden sind. Das Vorhaben wird im Rahmen der Klimaschutzinitiative mit Mitteln aus dem Umweltinnovationsprogramm gefördert. Branche: Chemische und pharmazeutische Erzeugnisse, Gummi- und Kunststoffwaren Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Optiservice GmbH Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: 2008 - 2009 Status: Abgeschlossen
*Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Deutsche Gumtec AG hat ein neues Verfahren entwickelt, um hochwertige Gummiausschussteile in Form von Gummimehlen zu recyceln. Diese Gummimehle werden wieder in Frischmischungen eingearbeitet. Dabei geht es darum, das technologische Regime des Einmischens optimal zu gestalten, um das gewünschte Kennwerteniveau zu erhalten. Bei der Lösung dieser Aufgabe kann es gelingen, TSE Abfälle dem Wirtschaftskreislauf wieder zuzuführen und die Entsorgung auf Deponien und in Müllverbrennungsanlagen zu vermeiden, wodurch eine erhebliche Umweltentlastung durch Einsparung von Rohelastomeren erzielt werden kann. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: In der ersten Phase des Projektes wurde der Separierungsprozess von Gummimehlen näher untersucht. Es konnte bewiesen werden, dass es durch eine Zugabe von Siebhilfen möglich ist, eine Fraktionierung der Teilchen zu erreichen. Danach wurden verschiedene Mischversuche an EPDM Mischungen erfolgreich vorgenommen. Die Mischversuche wurden auf einem Walzwerk und im Innenmischer durchgeführt. Auf dem Walzwerk wurden die Temperatur und die Viskosität der Frischmischung, sowie der Einfluss der Friktion untersucht. In der zweiten Phase des Projektes haben wir sehr hochwertige Kautschukrezepturen verwendet, um möglichst eine Arbeitsvorschrift zu erarbeiten, die eine optimale Dispergierung des PCAP gewährleistet und damit auch ein befriedigendes Verarbeitungsverhalten und mechanisches Kennwerteniveau garantiert. Die Zielsetzung für das zweite Projektstadium bestand darin, die hochwertigen Gummimehle optimal auf dem Walzwerk in Frischkautschukmischungen zu dispergieren, Als Verfahrensparameter wurde die Korngröße, unterschiedliche Lagerzeiten, unterschiedliche Walzzeiten und die Einmischung über Batches untersucht. Fazit: Die in diesem Projekt erhaltenen Ergebnisse versetzen uns in die Lage, den Technologieprozess des Einmischens für Gummimehle auf unterschiedlicher Elastomerbasis auf Walzwerken und Innenmischern optimal zu gestalten. Damit konnten Verfahrensvorschriften zum Einmischen erarbeitet werden, die die Kunden in die Lage versetzen, unsere Gummimehle optimal zu verarbeiten.
Unter den synthetischen Elastomeren ist Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) Kautschuk gegenwärtig das Material mit den höchsten jährlichen Zuwachsraten; mit 7% Anteil an der gesamten Gummierzeugung ist es das am häufigsten verwendete Vulkanisat. EPDM Kautschuk wird in der Bundesrepublik Deutschland in großen Mengen (größer als 100.000 t / Jahr) zu flexiblen Folien, Schläuchen und Dichtungen verarbeitet. Da das stoffliche Recycling von EPDM-Produktionsabfällen bisher impraktikabel ist, werden die Abfälle entweder entsprechend der bestehenden gesetzlichen Vorgaben deponiert oder thermisch verwertet. Das Ziel des Projektes war die Entwicklung eines lösungsmittelfreien Reaktivierungsverfahrens von Mahlgut aus EPDM-Kautschuk durch Anwendung von flüssigen Polymeren (LP), sowie die Untersuchung der Verarbeitung des modifizierten Mahlguts als Rohstoffsubstitut, in hohen Massenanteilen (bis zu 50 wt%) mit EPDM-Kautschuk. Das Vorhaben hat das Ziel mit so einen Verfahren Kosteneinsparungen durch Rohstoffeinsparung und weniger Deponie- und Entsorgungskosten zu erreichen; somit wird ein Beitrag zur Umweltentlastung durch einen geschlossenen Stoffkreislauf geleistet. Die erste primäre Ökobilanz stellt sich positiv dar. Perspektiven nach Ende der Förderung durch die DBU Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass ein neues Verfahren zur Aufarbeitung von ausvulkanisierten Gummiabfällen zu chemisch aktiven Gummimehlen - sogenannte Rohstoffsubstitute - entwickelt wurde. Die aktiven Rohstoffsubstitute können ohne mechanischen Kennwerteverlust der Originalrezeptur in größeren Mengen wieder zugeführt werden. Die erste primäre Ökobilanz stellt sich positiv dar. Die Wirtschaftsbilanz zeigt, dass das Ersetzen des Rohmaterials durch 25% der aktivierten EPDM-P die Gesamtkosten für 1 Tonne des Endprodukts um 12.16% und bei Ersetzen durch 50% aktivierter EPDM-P sogar um 23.93% senkt. Den im Projekt erarbeiteten Kenntnissen und Erfahrungen können künftig auf weitere Kautschuktypen (z.B. SBR oder ABS) oder in Verbindung mit anderen Polymeren wie PP zu neuen Verbundmaterialien erweitert werden. Hierin liegt auch eine ökonomische Chance. Unsere Veröffentlichung in der Fachzeitschrift für polymere Werkstoffe 'KGK', 2014, hat ein positives Echo gefunden. Firmen wie Henkel haben Interesse für solche Rohstoffsubstitute gezeigt. Es gab Nachfrage, ob solche Rohstoffsubstitute kommerziell erhältlich sind. Nach Abschluss der Förderung durch die DBU soll das Projekt weitergeführt werden, dass entweder über eine weitere Förderung oder durch Kooperationen mit anderen Unternehmen Rohstoffsubstitute in Granulat/Schlauch Form als kommerzielle Produkte auf dem Mark gebracht werden können.
Der internationale Automobilzulieferer Continental stellt Reifen sowie technische Komponenten für Fahrzeuge aller Art her. Dem Unternehmen ist es gelungen, für die beim Runderneuerungsprozess anfallenden Gummiabfälle (sogenanntes Raumehl) ein hochinnovatives Recyclingverfahren zu entwickeln: anfallendes Raumehl, das bisher im Downcycling für technisch minderwertigere Einsatzzwecke weiterverwendet wurde, wird nun in einer Recycling-Anlage zu hochinnovativem Reclaim-Material weiterverarbeitet, welches wiederum für Reifenmischungen genutzt wird. Mischungen mit dem neuen Reclaim-Material kommen in einer neuartigen Verarbeitungs- und Verfahrenstechnik für Lkw-Reifen Heißrunderneuerung ( Retread- Anlage ), zur Runderneuerung von Lkw-Reifen zum Einsatz. Abgefahrene Lkw-Reifen durchlaufen zunächst eine mehrstufige Inspektion. Danach wird das Gummi bis auf eine definierte Materialstärke abgetragen, bevor im Reparaturprozess eventuell vorhandene Schäden an der Karkasse behoben werden. Anschließend werden neue Laufstreifen- und Seitenwandmischungen appliziert. Hierfür kommt eine spezielle Fertigungsanlage zum Einsatz, die es ermöglicht, auch Mischungen mit anspruchsvollen Materialeigenschaften aufzubringen. Bei der Vulkanisation der heißrunderneuerten Reifen wird ein intelligenter Heizprozess eingesetzt, der mit einem angepassten Heizprofil die bereits vulkanisierten Bestandteile der Karkasse schont. Im Vergleich zur Neureifenproduktion liegt der Materialverbrauch an nicht regenerierbaren stofflichen Ressourcen bei der Runderneuerung um ca. 60 Prozent niedriger. Mit dem Vorhaben kann der Energieverbrauch um ca. 50 Prozent, der Wasserbedarf um ca. 80 Prozent, der Anfall von nicht überwachungsbedürftigem Abfall um bis zu 80 Prozent und der Anfall von überwachungsbedürftigem Abfall um bis zu 86 Prozent verringert werden. Durch die Verbesserung des Rollwiderstands im Vergleich zu Reifen aus der herkömmlichen Runderneuerung kann der Verbrauch eines Sattelzugs um bis zu einen Liter Diesel pro 100 Kilometer gesenkt werden. Hieraus ergibt sich bei einer Jahresproduktion von 150.000 heißrunderneuerten Lkw- Reifen eine durchschnittliche Vermeidung der CO2-Emissionen von ca. 80.000 Tonnen pro Jahr.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 32 |
| Weitere | 1 |
| Wissenschaft | 2 |
| Zivilgesellschaft | 9 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 33 |
| License | Count |
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| Geschlossen | 1 |
| Offen | 32 |
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| Deutsch | 28 |
| Englisch | 6 |
| Resource type | Count |
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| Dokument | 4 |
| Keine | 25 |
| Webseite | 4 |
| Topic | Count |
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| Boden | 18 |
| Lebewesen und Lebensräume | 23 |
| Luft | 16 |
| Mensch und Umwelt | 33 |
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