Recycling metallbeschichteter Kunststoffteile
Wir stellen auf der Hannover Messe in der Zeit vom 20. bis 25. März 2000 in Halle 18, 1. OG, Stand M16 aus.
Galvanisierter und teilweise entschichteter Mercedes-Stern
Metallisierte Kunststoffteile werden dort eingesetzt, wo metallische Oberflächen aus technischen oder optischen Gründen erforderlich sind. Daher werden in Deutschland gegenwärtig mehrere hunderttausend Tonnen metallisierter Kunststoffteile mit einem Marktwert in Milliardenhöhe hergestellt. Die Einsatzgebiete für metallisierte Kunststoffe sind breit gefächert. Beispiele sind die Elektronikbranche, die Automobilbranche, der Haushalts- und Sanitärbereich, technische Anwendungen und die Verpackungsindustrie. Beschichtet wird hauptsächlich mit Kupfer, Nickel, Aluminium und Chrom.
Metallische Schichten auf Kunststoffteilen lassen sich mit Hilfe verschiedener Applikationstechniken erzeugen. Technisch von Bedeutung sind:
- Galvanisieren
- Bedampfen
- Bekleben zuvor bedampfter Folien.
Ein werkstoffliches Recycling metallbeschichteter Kunststoffteile auf hohem Niveau gelingt nur, wenn ein geeignetes Entschichtungsverfahren zur Verfügung steht. Dieses Verfahren sollte gewährleisten, dass eine vollständige Entfernung der aufgebrachten Metallschicht erreicht wird.
Ein Mercedes-Stern soll beispielhaft betrachtet werden. Das unbeschichtete Kunststoffteil wiegt 6,5 Gramm, das beschichtete 12,0 Gramm. Insgesamt beträgt die aufgebrachte Metallmenge 5,5 Gramm oder 46 %. Davon sind 2,14 g Nickel, 3,25 g Kupfer und 0,1 g Chrom.
In der ersten Stufe des Recyclingprozesses wird eine Zerkleinerung durchgeführt, die ohnehin für alle Recyclingprozesse obligatorisch ist. Durch Variation der Zerkleinerungsparameter gelingt bereits eine weitgehende Abtrennung der Metallschicht. Da aber geringe Mengen Restmetall in einem hochwertigen Rezyklat nicht enthalten sein sollen, wird in dem zweiten Verfahrensschritt eine nasschemische Wäsche durchgeführt, mit der das Restmetall vollständig entfernt wird. Das Ergebnis ist ein "technisch reines" Kunststoffmahlgut. Dieses hochwertige Rezyklat ist schon vermarktungsfähig. Es sollte in einem weiteren Verfahrensschritt (Compoundierung) zu einem Granulat verarbeitet werden. Dieses Rezyklat hat quasi Neuware-Eigenschaften und ist als vollwertiges Granulat einsetzbar.
Die Ergebnisse zeigen, dass der vorgeschlagene Weg, ein hochwertiges Kunststoffrezyklat aus metallisierten Kunststoffbauteilen zu erzeugen, der richtige Weg ist. Der Recyclingprozess muss dafür die folgenden zwei Kriterien erfüllen:
1. Das Metall muss vollständig entfernt werden.
2. Der Gesamtprozess muss kostengünstig sein.
Beide Kriterien werden durch den oben beschriebenen Prozess erfüllt. Der Prozess ist im Technikumsmassstab eingerichtet. Eine "upscaling" in einen Poduktionsprozess wird derzeit durchgeführt.
Das rückgewonnene ABS und die abgelösten Metalle werden als Rezyklate vermarktet. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, die Materialien wieder in eine Beschichtungsanwendung zu bringen.
Summary
Metallized plastics are of particular interest in a broad field of application, such as circuit boards, shielding, decoration and packaging. In our study we investigated the recycling of electroplated plastics. The substrate is in that case ABS or PC/ABS-Blend, covered with copper, nickel and chrome. The metal content is as high as 46 % by weight.
In the first step of the recycling the material was grinded under variing different parameters. As a result, a high rate of ablation was observed. For the complete ablation of the metals a second step was necessary. The regrind was treated with a chemical washing-solution. The result was a completely demetalized plastic with the same performance as prime material.
We are now upscaling the processes from a technical scale to industrial dimensions. The recovered plastics and metals from our laboratory plant are commercialized successfully.
Prof. Dr.-Ing. Achim Schmiemann (Projektleiter)
Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel
Institut für Recycling
Robert-Koch-Platz 10-14
38440 Wolfsburg
Telefon: 05361 / 83-1411
Telefax: 05361 / 83-1402
E-Mail: a.schmiemann@fh-wolfenbuettel.de
Dr. U. Neuhoff (Projektpartner)
GIB GmbH
Widdeshover Weg 28
50769 Köln
