flex4loop – Mengen- und qualitätsoptimierter Kreislauf von Polyolefinfolien

Aus dem Forschungsprojekt "flex4loop" (2022-2025) wurden wesentliche Erkenntnisse zur Optimierung des Recyclingkreislaufs von kleinteiligen (<A4), flexiblen Polyolefinverpackungen gewonnen, die es ermöglichen, die ambitionierten europäischen Recyclingziele der neuen EU-Verpackungsverordnung (PPWR) von 50% (2025) bzw. 55% (2030) zu erreichen.

Design4Recycling

Im Projekt wurden recyclingfähige Verpackungen auf Polypropylen (PP)- und Polyethylen (PE)-Monomaterialbasis entwickelt die Recyclingfähigkeitsbewertungen von >90% erreichen konnten und die Herstellung qualitativ hochwertiger Rezyklate ermöglichen. Dies zeigt, dass bereits in vielen Lebensmittelanwendungen Monomaterialverpackungen mit hoher Recyclingfähigkeitsbewertung umsetzbar sind, diese allerdings auf die Gegebenheiten der Abpackanlagen und Lebensmittel sowie Anforderungen des Einzelhandels oft individuell abzustimmen sind. Die PPWR fordert ab 2030 eine Recyclingfähigkeit von mindestens 70% (Grade C), ab 2038 allerdings mindestens 80% (Grade B). Ansonsten gilt ein Marktverbot.

Sortierung

Im Projekt konnte auch gezeigt werden, dass Sortiertiefen von ≥80% im semiindustriellen Maßstab bei recyclingfähigen flexiblen Monomaterialverpackungen möglich waren. Allerdings wurde auch erkannt, dass die Nahinfrarot (NIR)-Detektion in den Sortieranlagen vor allem durch die Bedruckung (Druckbild als auch eingesetzte Druckfarben) beeinträchtigt werden kann, wodurch die Verpackung nicht in den richtigen Sortierpfad aussortiert und daher als nicht recyclingfähig eingestuft wird. Deshalb ist es wichtig eine technisch basierte Recyclingfähigkeitsbewertung (bspw. nach cyclos-HTP) der Verpackung durchzuführen um die Recyclingfähigkeit der Verpackung individuell zu prüfen.

Rezyklatqualität

Untersuchungen im Projekt zeigten, dass aus Monomaterialverpackungen selbst mit vermeintlichen Störstoffen (Gasbarriere wie EVOH, PVOH oder Metallisierung, Bedruckung, Kaschierklebstoffe) in vielen Fällen hochwertige Rezyklate hergestellt werden können, die in Spritzgussanwendungen (übliche Anwendung für Rezyklate aus der PO-flex Sortierfraktion) im Nichtlebensmittelbereich bis zu 100% Primärrohstoff ersetzen können.

Es wurde jedoch auch erkannt, dass der Einfluss des eingesetzten Klebstoffs auf den auf Polyolefinverpackungen verbleibenden materialidenten Etiketten individuell betrachtet werden muss, da die Klebstoffzusammensetzung auch zu einer Recyclingunverträglichkeit der gesamten Verpackung führen kann. So wurde im Projekt herausgefunden, dass bei einer Polypropylenverpackung mit hoher Recyclingfähigkeitsbemessung durch die eingesetzten Druckfarben, Kaschierklebstoffe oder Barriereschicht keine Beeinträchtigung der mechanischen Kennwert bei einem Rezyklateinsatz von 100% erfasst wurde. Erst als der Einfluss des hier zusätzlich eingesetzten materialidenten Etiketts mit Klebstoff untersucht wurde, zeigte sich auch bei nur 5% Rezyklateinsatz eine deutliche Reduktion mechanischer Kennwerte, die die Rezyklatqualität dadurch beeinträchtigt. Hier besteht in der Zukunft noch Forschungsbedarf um solche Störstoffe zu identifizieren und in hochgradig recyclingfähigen Verpackungen zu vermeiden.

Die Anforderungen für den Einsatz von Rezyklaten aus den untersuchten Verpackungen (vor allem aus PP) für Anwendungen im Extrusionsbereich (Flasche oder Folie im Nichtlebensmittelbereich) liegen weitaus höher als beim Spritzguss, da die Einsatzmöglichkeit und die Rezyklatmenge deutlich stärker von der benötigten Rezyklatqualität abhängt.

Die Forschungsergebnisse bestätigen, dass durch kreislaufübergreifende Entwicklungs-ansätze und die Einbindung aller Akteure entlang der Wertschöpfungskette ein recyclingfähiger Wertstoffstrom aufgebaut werden kann, der den zukünftigen regulatorischen Anforderungen entspricht.

Der gesamte Erkenntnisbericht des Projektes steht unter folgendem Link zum Download zur Verfügung: