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Praktiziertes Design

mit und für Recycling von

erdöl- und biobasierten

KunststoffenDr. Kurt Stark 01.03.2013

Entsorgungsfreundliche Kunststoffverpackungen -Stoffströme, Ressourcenwirtschaft und Nachhaltigkeit

28.02. bis 01.03.2013Festung Marienberg, Würzburg

Inhalt

1. BUERGO.FOL

Unternehmen, Produktportfolio

2. Müllvermeidung durch Folien-verpackungen an sich

Wiederverwerten anstelle von Verbrennen

Reduzierung des Verpackungsgewichts

Mehrwert und verlängerte Haltbarkeit durchBarrierefolien

3. Wiederverwertbare Folienverpackungen -gibt es sie?

Statistiken

Welche Polymere für Folien eignen sich?

Praxisbeispiel: geschäumte APET-Folie

4. Ideen für die Zukunft

LCA-Daten für Recycling

Biopolymere und Recycling?

1. BUERGO.FOL

www.buergofol.deBUERGOFOL GmbH � · Jahnstraße 10 · 14 � D-93354 Siegenburg

UNTERNEHMEN / KURZPROFIL

KERNKOMPETENZ

BESONDERHEIT

SCHWERPUNKT

STANDORTE

MITARBEITER

ZERTIFIZIERUNG

Über 40 Jahre Erfahrung in der Coextrusion von Verbundfolien

Entwicklung von Folienrezepturen nach Anwendungsbereichen bzw. Kundenanforderungen

Hochbarrierefolien auf Basis EVOH, bedruckt und unbedruckt sowie Hartfolien, Skin-, Schrumpf-, Spezialfolien

Siegenburg, Ingolstadt, Neutraubling

Ca. 300

DIN EN ISO 9001:2008, HACCP, BRC/IoP Global Standard Version 4, ISO 50001


SIEGENBURGVerwaltungFlexible Folien

INGOLSTADTHartfolienwerk

NEUTRAUBLINGKompetenzzentrumDruck und Kaschierung

UNTERNEHMEN / STANDORTE

www.buergofol.de

• BLASEXTRUSION

- Kapazität: 15.000 jato

· 1 x 3-Schicht· 3 x 5-Schicht· 3 x 7-Schicht· 2 x 7-Schicht Schrumpffolienanlagen

• CAST-FOLIEN

- Kapazität: 25.000 jato auf 3 Anlagen

• VEREDLUNG:

- Druck, Kaschierung, Schneiden, Beutelkonfektion

UNTERNEHMEN

TECHNIK / EXTRUSIONSANLAGEN / VEREDLUNG

BUERGOFOL GmbH � · Jahnstraße 10 · 14 � D-93354 Siegenburg

www.buergofol.de

• LEBENSMITTEL

• TECHNISCHE ANWENDUNGEN

• MEDIZIN

• TIERNAHRUNG

• CHEMISCHE INDUSTRIE

• SPEZIALANWENDUNGEN

ANWENDUNGEN


www.buergofol.de

• SCHLAUCHBEUTEL- UND OBERFOLIEN• BUERGO.FLEX FLOW/TOP

• UNTERFOLIEN• BUERGO.FLEX BOTTOM

• OBERFOLIEN• BUERGO.FLEX TOP

• KASCHIERVERBUNDE / WIEDERVERSCHLUSS• BUERGO.FLEX SPEZIAL

• HARTFOLIEN / HARTFOLIEN GESCHÄUMT• BUERGO.PET / BUERGO.PET EXPANDED

• SKINFOLIEN• BUERGO.SKIN

• SCHRUMPFFOLIEN• BUERGO.SHRINK

• SPEZIALFOLIEN• BFCR

PRODUKTE



2. Müllvermeidung durch Folienverpackungen an sich

Menschheit im Wandel der Zeit….

Quelle: scienceblogs.de

…. und Verpackung im Wandel der Zeit



Quelle: www.svi-verpackung.ch



Was Verpackungen heute alles leisten müssen:

SchutzfunktionDichtheit (Barriere), UV, Transport, Diebstahl,Fälschungssicherheit, Migrationsfrei

Lade- und TransportfunktionVerstauung, Bewegbarkeit, Anordnung auf Paletten, Festigkeit

LagerfunktionPlatzsparend lagerfähig

Garantiefunktionunbeschädigte Verpackung, MHD, Produkthaftung, Verbraucherschutz

DienstleistungsfunktionInformation, Verwendung als Vorratsgefäß etc.

VerkaufsfunktionVerbraucher muss zugreifen

WerbungAttraktivität am PoS, Marken

ZusatzfunktionenRecycelfähigkeit, Entsorgung, Trennung

VerbraucherfreundlichÖffnungsverhalten: Festverschluss, Peel,Wiederverschliessbar, Safety Peel

VerarbeitungThermoformbar, siegelbar, reißfest,bedruckbar, sterilisationsfähig

NachhaltigkeitMaterialsparend, preiswert, biobasierend,LCA Daten, Carbon Footprint



Was wird mit modernen Verpackungen erreicht?

Quelle: PlasticsEurope

- In Europa werden über 50 % der Waren mitKunststoff verpackt

- Kunststoffe machen nur ca. 16 % des Gewichtsaller Verpackungsmaterialien aus

- Mit wenig kann also viel verpackt werden

- Verpackungen werden immer besser:Im Zeitraum 1997 bis 2007 nahm das durch-schnittliche Verpackungsgewicht um 28 % ab:Das sind 1,8 Mio to Gewichtsersparnis pro Jahr!

- Die Schutzfunktion der Verpackung leistetden größten Beitrag zur Energieeinsparung:An der gesamten Energiebilanz eines Produktshat der Inhalt den größten Anteil, während sichdie Verpackung nur mit einigen Prozent auswirkt .



Was wird mit modernen Verpackungen erreicht?

Quelle: PlasticsEurope“Verpackung - bestens schützen mit immerweniger Materialeinsatz”, 2007

Ein Ersatz der Kunststoffverpackungen durch Alternativen würde bedeuten: Gewicht mal 4, Energieverbrauch mal 1.5, Produktionskosten mal 2 !!



Möglichkeiten zur Materialeinsparung und Reduzierung des Verpackungsgewichts:

Neue Materialien und verbesserte Polymere

z.B. Metallocen-Typen (mLLDPE, mMDPE, mHDPE)

Quelle: Total Petrochemicals, “Second generation metallocene”

Ermöglichen die Reduzierungder Foliendicke um ca. 10 %

(bei gleich bleibenden mechanischenEigenschaften)



Neue Materialien und verbesserte Polymere

z.B. EVOH

Niedriger Ethylengehalt: Ermöglicht die Reduzierung der Barriereschicht bei gleichbleibender Barriere um ca. 10 bis 20 %. Besser zu recyceln!

Quelle: Kuraray





Folienherstellung

Coextrudierte Folien

7-Schicht

PE/PA/EVOH/PA/PE

10-Schicht

14-Schicht

Bessere mechanischeEigenschaften und Barrieredurch Polyamid

Schäumung

3-Schicht

z.B. APET

Verringerung des Gewichts -

bei gleicher Dicke -

um bis zu 30 %.


Mehrwert und verlängerte Haltbarkeit durch Folien: Maßge schneiderte Barriere!

Festverschluss APET; RCHochbarriere40 bis 150T 678

PP homo, random, CopoHochbarriere35 bis 100T 713

Safety peelHochbarriere25 bis 140 KF 08

High hot tack

Flowpack

Hochbarriere25 bis 140 KF 02

KF 03

Kaschierfolien

Transparent und farbig

antistatisch

UV-Blocker

antifog

Kombinationen

PE, PP

Multipeel APET, PP, PS (mono)

Safety peel, Easy peel

Wiederverschluss (RC)

Hochbarriere25 bis 140 T 900

AusführungenSiegelmedien

Besonderheiten

EigenschaftDicke µProdukt



Einige Statistiken:

3. Wiederverwertbare Folienverpackungen

Davon Deutschland ca. 12 Mio to/a


Einige Statistiken:



Einige Statistiken:


Fast 60 % der in Europa verbrauchten Kunststoffe wurden 2011 wiederverwertet!



Dabei sind Deutschland, Niederlande, Schweden und Norwegen im Recycling führend:



(In Deutschland wurden im Jahr 2011 etwa 11,86 Mio. to Kunststoffe verarbeitet.)



Um einem ständigen Anstieg der Verpackungsmengen entgegen zu wirken, hat die Bundesregierung 1991 die Verpackungsverordnung (VerpackV) erlassen.

Sie legte folgende abfallwirtschaftliche Grundprinzipien fest:

- Verpackungen sind in erster Linie zu vermeiden

- Sofern Verpackungsabfälle nicht vermieden werden können, ist derWiederverwendung und der stofflichen Verwertung Vorrang zu geben vor der

- energetischen Verwertung und der

- gemeinwohlverträglichen Beseitigung

Verpackungen: Die Situation in Deutschland und gesetzlicher Hintergrund

Quelle:


Quelle:



Verpackungen: Seit der Verpackungsverordnung hat sich in Deutschland viel getan

6,1 Mio to

13,1 Mio to



Verpackungen: Seit der Verpackungsverordnung hat sich in Deutschland viel getan

Quelle:

April 2011

In Deutschland 2007: Verwertungsquote ca. 62 %



...und es geht noch weiter:

Quelle: http://www.n-tv.de/ratgeber/Bundestag-beschliesst-Trennzwang-article4640081.html



Recyclingsysteme für thermoplastische Kunststoffe

Quelle:



Was ist beim Recycling von Thermoplasten zur Folienherst ellung zu beachten?

- Wenn möglich, sortenreines Material einsetzen (z.B. PE, PP, PET, PS): Trennen!

- Gehalt an Fremdpolymer sollte so gering wie möglich sein

- Möglichst sauberes Material verwenden, Störstoffe weitgehend beseitigen

- Durch die Rezyklierung erfahren Polymere einen Kettenabbau, der sich z.B.in schlechteren mechanischen Eigenschaften (wie Versprödung) äußern kann

- Erhaltene Regenerate/Rezyklate/Agglomerate in einem geeigneten Verhältnis mit“Virgin”-Material einsetzen

- Es empfiehlt sich der Einsatz des Regenerats in Mittelschichten von Folien



Compatibilizer für Kunststoffmischungen

- Verträglichkeitsmacher erhöhen die Qualität von recycelten Kunststoffmischungen

- Sie verringern die Grenzflächenenergie zweier Polymere und verbessern die Haftung

- Positiver Einfluß auf die Morphologie der Mischung, z.B. feinere “Dispergierung”

- Funktionelle Polymere, z.B. Polyolefine mit einem hohen Gehalt an Maleinsäureanhydrid

- Von DuPont gibt es dazu:

Quelle: http://www2.dupont.com/Polymer_Modifiers/en_US/functions/polymer-compatibilizer.html


Praxisbeispiel: Geschäumtes APET

� Ressourcenschonung und Recycling sind erklärte Ziele von BUERGO.FOL

� Vorreiter in Deutschland bei geschäumten APET-Folien im Dickenbereich 250 bis 900 µ

� BUERGO.PET expanded

� Produziert auf hochmodernen Anlagen am Standort Ingolstadt

� Gegenüber herkömmlichen APET-Folien ist das Gewicht der geschäumten Folie um bis zu ca. 30 % reduziert

� Das bedeutet eine deutliche Einsparung an Material und damit einen schonenden Umgang mit den natürlichen Ressourcen

� Nachhaltigkeit kann auch mit den bewährten petrochemischen Rohstoffen erfolgreich umgesetzt werden!



Praxisbeispiel: Geschäumtes APET



Praxisbeispiel: Geschäumtes APET - Vorteile

Neben der Einsparung an Gewicht haben geschäumte APET-Folien diese Vorteile:

� Sehr hohe mechanische Festigkeit und Robustheit

� Hervorragend als Tiefziehfolie auf allen gängigen Thermoform-Anlagen geeignet

� Verformbarkeit wird durch Schäumung verbessert: auch ohne Stempel

� Auf das Tiefziehwerkzeug aufgebrachte Strukturen werden exakt und mit detaillierten Konturen auf der geschäumten Folie abgebildet

� Verschleiß der Schneidmesser wird minimiert

� Isolierende Wirkung durch Schaumstruktur � Verlängerung der Mindesthaltbarkeit

� Optisch ansprechend und attraktiv � Anreiz für Verbraucher am Point of Sale

� Haptik: weich und griffig

� Ausführungen in verschiedenen Farben möglich



Geschäumtes APET



Praxisbeispiel: Geschäumtes APET - Verwendung

Die innovative Schaumfolie auf Polyester-Basis eignet sich für:

� Herstellung von Schalen (Trays), Tabletts, Wannen, Platten, Tellern und Bechern

� Sowohl für den Food, als auch für den Non Food-Bereich

� Verpacken von Lebensmitteln wie Fleisch- und Wurstwaren, Käse, Snack-Artikeln, Fisch und Meeresfrüchte, Geflügel, Backwaren und Fertiggerichte

� Verpacken von Konsum- und Industriegütern wie Hygieneprodukten, Haushaltswaren, Bürobedarf, Elektronikartikeln



Praxisbeispiel: Geschäumtes APET - Einsparungen



Praxisbeispiel: Geschäumtes APET - Verbundfolien

Vorteile von Verbundfolien mit geschäumten APET-Folien:

� Kaschierung führt zu untrennbarem Verbund; keine Delamination

� Barriereeigenschaften können maßgeschneidert eingestellt werden gegenüber:

� Sauerstoff� Wasser� Kohlendioxid� Aggressive Stoffe und Chemikalien

� Variation der Öffnungscharakterisitk der Verpackung:

� Easy Peel� Peel� Safety Peel� Festverschluss� Wiederverschluss

� Maßgeschneiderte Lösungen!



DER EFFEKT VON

REZYKLIERTEN MATERIALIEN

AUF DEN CARBON FOOTPRINT



Beispiel HDPE

Dramatische Abnahme der CO2 Emission, wenn recycelte Materialien verwendet werden!

Quelle: http://www.pvc.org/upload/documents/ACRRReport.pdf



Recycling

Remark: LCA data may differ (slightly) due to different assumptions made



Recycelte Materialien - Datum: 29.02.2012

NUR: 1.01 MT CO2 E/Short ton

Quelle: United States Environmental Protection Agency –http://www.epa.gov/

http://www.epa.gov/climatechange/wycd/waste/downloads/Plastics.pdf



Recycelte Materialien vs. Biomaterialien – Scenario: Verbrennung mit Wärmegewinnung

http://www.natureworksllc.com/the-ingeo-journey/Eco-Profile-and-LCA/Life-Cycle-Analysis/Clamshells_rPET.aspx

Vorsicht: Studie wurde von NatureWorksbezahlt!

SOGAR NatureWorks erkennt an: „ We agree that the use of rPET is a better way of doing business as usual“!

FAZIT: rPET ist ebenso gut wie PLA!!



Anmerkungen:

� Vorsicht bei LCA Daten: Je nach gemachten Annahmen können unterschiedliche Werteerhalten werden!

� BUERGO.FOL verwendet für geschäumte APET-Folien hauptsächlich recycelte Materialien aus eigener Herstellung (Verwendung eigener Produktionsreste).

� 100 % Kreislauf bei der Herstellung der Folien.

� Materialien aus Randbeschnitten oder Stanzgittern werden zu 100 % wiederverwendet

� Darüber hinaus führt das SCHÄUMEN zu bis zu 30 % Gewichtseinsparung und ist damit nochmals nachhaltiger!



Übersicht der Vor- und Nachteile von Biopolymeren in 2013

++-Barrierewirkung Sauerstoff/Wasser

+++- / +Siegelfähigkeit

Eigenschaft Biopolymere Erdölbasierte Kunststoffe

Ökologie / Nachhaltigkeit ++ -

Entsorgung - / + +(+)

Mechanische Eigenschaften - +Additivierung - / + ++

Vielfalt - ++

Verarbeitung - +++Thermische Stabilität - / + +

Wasserempfindlichkeit - +

Verformbarkeit - / + ++

Geruch - / + +



Biopolymere und Recycling


- Es gibt für Biopolymere in Bezug auf das klassisch thermomechanische Recyclingkaum Erfahrungen.

- Die geringe Menge an Biopolymeren rechtfertigt noch kein Recycling (mind. 20.000 to/a).

- Der Downcyclingeffekt wird bei Biopolymeren stärker ausgeprägt sein.

- Thermisch zu instabil, Hydrolyse und Depolymerisation. Unbedingt trocknen!

- Biopolymere (wie PLA) können die etablierten Recycling-Prozesse (wie z.B.für PET)erheblich stören

- Chemisches Recycling (Feedstock-Recycling) könnte für Biopolymere vorteilhaft sein!

- Weg von der Kompostierung!

und


Fazit und Ausblick – Der Blick hinter den “grünen Vorhang”

� Biopolymere auf Basis nachwachsender Ressourcen werden in Zukunft sicherlich immer wichtiger werden

� Die Kompostierbarkeit verliert zunehmend an Bedeutung. Es geht (endlich) in Richtung nachwachsend!

� In 2013 besitzen die Biokunststoffe jedoch noch erhebliche Nachteile

� Materialeigenschaften müssen besser werden, Preise müssen niedriger werden

� Die Vielfalt muss sich deutlich erhöhen

� Die Voraussetzungen für Recycling von Biopolymeren müssen geschaffen werden!

� Ab 2013 sind Biopolymere nicht mehr von den DSD-Gebühren befreit!

� Es ist noch sehr viel Aufwand erforderlich, um Verbraucher aufzuklären

� Ausbau der werkstofflichen Verwertung (Recycling) für erdöl- und biobasierte Kunststoffe!

� Sehr gute Energiebilanz sowie exzellenter Carbon Footprint durch Verwendung von recycelten (erdölbasierten) Materialien




Wir sollten aus Erdöl zunächst Kunststoffe machen....

......wenn diese nicht mehr wiederverwertet werden können...

.....kann man diese immer noch....

.....als Treibstoffe und Heizöl verwenden.

Siehe auch FOCUS Magazin | Nr. 41 (2011):

Verfahren verwandelt Abfall in Kraftstoff: Biodiesel aus Schlamm und Müll

Schau'n mer mal

BUERGOFOL GmbH

Jahnstraße 10-1493354 Siegenburg Germany

Fon +49 (0) 94 44 / 97 91-110Fax +49 (0) 94 44 / 97 91-55

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