Der Fraunhofer-Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE und das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht haben ein neuartiges Recyclingverfahren für Altkunststoffe entwickelt. In einem Pilotprojekt, an dem auch Sabic und Procter & Gamble (P&G) beteiligt sind, zeigen sie, wie sich damit Einweg-Gesichtsmasken im sogenannten Closed-Loop-Recycling halten lassen.
Entgegenwirken wollen die Partner vor allem der Umweltbelastung durch weggeworfene Masken: Gerade bei Open-Air-Veranstaltungen oder an Stränden landen diese oft in der Umwelt. Doch auch die Entsorgung auf Mülldeponien oder in Verbrennungsanlagen stellt einen Verlust von wertvollem Rohstoff dar, aus dem sich neue Materialien herstellen ließen.
„Vor diesem Hintergrund haben wir untersucht, wie gebrauchte Gesichtsmasken wieder zurück in die Wertschöpfungskette der Maskenproduktion gelangen könnten“, erklärt Dr. Peter Dziezok, Director R&D Open Innovation bei P&G. „Doch für eine echte Kreislauflösung, die sowohl nachhaltige als auch wirtschaftliche Kriterien erfüllt, braucht es Partner. Deshalb haben wir uns mit den Experten vom Fraunhofer CCPE und Fraunhofer Umsicht sowie den Technologie- und Innovationsfachleuten von Sabic zusammengetan, um Lösungen zu finden.“
Schadstoffe und Krankheitserreger zerstören
Für das Pilotprojekt sammelte P&G an seinen Produktions- und Forschungsstandorten in Deutschland gebrauchte Gesichtsmasken von Mitarbeitern und Besuchern ein. Auch wenn diese Masken ordnungsgemäß entsorgt wurden, fehlte es trotzdem an Möglichkeiten, sie effizient zu recyceln. P&G stellte deshalb extra Sammelbehälter auf, um die Altmasken zur Weiterverarbeitung in einer Forschungspyrolyseanlage an Fraunhofer zu schicken.
„Einmal-Medizinprodukte wie Gesichtsmasken haben hohe Hygieneanforderungen, sowohl in Bezug auf die Entsorgung als auch hinsichtlich der Produktion“, sagt Dr. Alexander Hofmann, Abteilungsleiter Kreislaufwirtschaft am Fraunhofer Umsicht. „Mechanisches Recycling wäre hier keine Lösung.“
Das neue Konzept sieht deshalb zunächst eine automatische Zerkleinerung und anschließend eine thermochemische Umwandlung in Pyrolyseöl vor. „Unter Druck und Hitze wird der Kunststoff bei der Pyrolyse in molekulare Fragmente zerlegt“, erklärt Hofmann weiter, „wodurch unter anderem Rückstände von Schadstoffen oder Krankheitserregern wie dem Coronavirus zerstört werden. Im Anschluss können daraus neuwertige Rohstoffe für die Kunststoffproduktion gewonnen werden, die zudem die Anforderungen an Medizinprodukte erfüllen.“
Neuwertiges Polypropylen herstellen
Das Pyrolyseöl wird im nächsten Schritt an Sabic weitergereicht, wo es als Ausgangsmaterial für die Herstellung von neuwertigem Polypropylen (PP) zum Einsatz kommt. Das Polymer wird nach dem allgemein anerkannten Massenbilanz-Prinzip hergestellt, bei dem das alternative Ausgangsmaterial im Produktionsprozess mit fossilen Rohstoffen kombiniert wird.
„Das in diesem Pilotprojekt gewonnene, hochwertige zirkuläre PP-Polymer zeigt deutlich, dass Closed-Loop-Recycling durch die aktive Zusammenarbeit von Akteuren aus der gesamten Wertschöpfungskette erreicht werden kann“, betont Mark Vester, Global Circular Economy Leader bei Sabic. „Das Kreislaufmaterial ist Teil unseres ,Trucircle‘-Portfolios, mit dem wertvolle Altkunststoffe wiederverwertet und fossile Ressourcen eingespart werden sollen.“
In sieben Monaten abgewickelt
Mit der abschließenden Lieferung des PP-Polymers an P&G, das dort zu Faservliesstoffen verarbeitet wird, schließt sich der Kreis. Das gesamte Kreislaufprojekt, von der Einsammlung der Gesichtsmasken bis hin zur Produktion, setzten die Partner innerhalb von sieben Monaten um.
„Durch dieses Pilotprojekt konnten wir besser beurteilen, ob der Kreislaufansatz auch für Kunststoffe, die bei der Herstellung von Hygiene- und Medizinprodukten zum Einsatz kommen, geeignet wäre“, berichtet Hansjörg Reick, Senior Director Open Innovation bei P&G. Natürlich müsse das Verfahren noch verbessert werden. Die bisherigen Ergebnisse seien jedoch „durchaus vielversprechend“.
