Vom Abfall zum Rohstoff der Zukunft

Im slowenischen Lenart nahe Maribor untersucht Dr. Manica Ulcnik-Krump mit ihrem Team, was gebrauchte Kunststoffe leisten können. Das Kompetenzzentrum für Recyclingkunststoffe von Interzero verbindet chemische, physikalische und verfahrenstechnische Forschung mit konkreten Anwendungen. Damit geht es um eine zentrale Frage der Kreislaufwirtschaft: Wie wird aus Verpackungsabfall wieder ein hochwertiger Werkstoff?

Eine Kunststoffverpackung ist für den Konsumenten meist dann interessant, wenn sie ihren Inhalt schützt, leicht zu öffnen ist und sich möglichst einfach entsorgen lässt. Danach endet ihre Geschichte scheinbar. Im slowenischen Lenart dagegen beginnt für gebrauchte Kunststoffe ein neues Leben. Dort wird untersucht, welche Eigenschaften der gebrauchte Kunststoff besitzt, welche Stoffe er enthält, wie er sich unter unterschiedlichen Bedingungen verhält und vor allem: Was lässt sich daraus wieder machen? Interzero arbeitet hier nicht nur wissenschaftlich, sondern berät auch Kunden aus aller Welt, wie sie mit Kunststoff-Verpackungen in Zukunft umgehen können. „Wir haben uns von einer klassischen internen Entwicklungsabteilung zu einem europäischen Kompetenzzentrum entwickelt, das wissenschaftliche Expertise mit Innovation und der Entwicklung konkreter Recyclinglösungen verbindet“, so Dr. Ulcnik-Krump.

Eine wichtige Schnittstelle

Im Kompetenzzentrum von Interzero Plastics Innovations arbeiten Wissenschaftler und Spezialisten genau an dieser Schnittstelle zwischen Abfall, Materialwissenschaft und industrieller Anwendung. Im Mittelpunkt steht Dr. Manica Ulcnik-Krump, Geschäftsführerin von Interzero Plastics Innovations und Leiterin der Forschung und Entwicklung. Die promovierte Chemikerin beschäftigt sich seit Jahren mit der Frage, wie aus gebrauchten Kunststoffen neue, hochwertige Materialien entstehen können. Das Labor in Lenart ist dabei weit mehr als eine Prüfstelle. Es ist Forschungsstätte, Entwicklungszentrum und Bindeglied zur kunststoffverarbeitenden Industrie.

Forschung, die beim Material beginnt

„Das Kompetenzzentrum verfügt über nach ISO/IEC 17025 akkreditierte Laborbereiche.“ Analysiert werden die chemischen, thermischen, physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen. Das Leistungsspektrum umfasst die umfassende Charakterisierung chemischer, physikalischer und mechanischer Eigenschaften von Kunststoffen und Recyclingmaterialien sowie die Entwicklung und Erprobung von Verarbeitungs- und Recyclingprozessen auf Pilotanlagenebene. Die Fragestellung ist jedoch nicht allein, welche Stoffe in einem Rezyklat enthalten sind. Entscheidend ist, welche Eigenschaften das Material für eine spätere Anwendung besitzt. „Wir benötigen zunächst 3 kg des Rohstoffs, den der Kunde für sein Produkt einsetzt, und 3 kg seines produzierten Kunststoffteils“, erläutert Ulcnik-Krump. Anhand verschiedener Tests wird untersucht, wie sich das Polymer während des Verarbeitungsprozesses verändert. Auf dieser Basis kann das Team die Zusammensetzung des Recyclingkunststoffs gezielt an das benötigte Eigenschaftsprofil anpassen.

Genau darin liegt eine wesentliche Veränderung des bisherigen Recyclingverständnisses. Rezyklat ist nicht einfach ein Kunststoff, der einmal mehr eingeschmolzen wird. Die Forschung versucht vielmehr, aus unterschiedlichen Ausgangsmaterialien einen Werkstoff mit definierten Eigenschaften zu entwickeln. Je nach Zusammensetzung können Kunststoffe sehr unterschiedliche Eigenschaften annehmen. Durch gezielte Modifikation lassen sich diese Eigenschaften beeinflussen und damit auch die Einsatzmöglichkeiten des Rezyklats erweitern.
Rund 40 individuelle Rezyklatrezepturen entstehen nach Angaben von Interzero jährlich im Kompetenzzentrum. Sie werden auf die Anforderungen der kunststoffverarbeitenden Industrie zugeschnitten.

Wenn aus Analyse Innovation wird

Die Arbeit in Lenart endet deshalb nicht mit einem Analysebericht. Die Forschung soll in konkrete industrielle Anwendungen führen. Ein Beispiel dafür ist ein patentiertes mechanisches Recyclingverfahren für HDPE. Dabei wird aus gebrauchten Leichtverpackungen mit einem HDPE-Anteil von mindestens 80 Prozent ein Material für Blasformprodukte hergestellt. Das Verfahren arbeitet mit einer speziellen Kombination von Additiven und soll eine Fließfähigkeit des recycelten HDPE ermöglichen, die mit jener von Neuware vergleichbar ist.

Besonders bemerkenswert ist der Ausgangspunkt: Das Material besteht laut Interzero zu 100 Prozent aus gebrauchten Verpackungen aus dem Gelben Sack in Österreich/Deutschland. Bei dem Verfahren ist weder die Zugabe von neu produziertem Kunststoff noch eine zusätzliche Nachsortierung der gebrauchten Verpackungen erforderlich. Daraus können beispielsweise Flaschen für Wasch-, Putz- und Reinigungsmittel hergestellt werden.

Damit wird deutlich, wohin die Entwicklung gehen kann. Die entscheidende Frage lautet nicht mehr ausschließlich, ob ein Kunststoff recycelt werden kann. Sie lautet zunehmend, welche Qualität aus einem bestimmten Kunststoffstrom gewonnen werden kann und für welche Anwendung er anschließend geeignet ist.
Das verändert auch den Blick auf Kunststoffverpackungen. Was heute als Abfallstrom betrachtet wird, kann morgen ein definierter Rohstoff sein.

Die Verpackung wird zum Teil des Recyclingprozesses

Für den Lebensmittelhandel, Drogeriefachhandel und die Markenartikelindustrie gewinnt diese Perspektive zunehmend an Bedeutung. Denn Recycling beginnt nicht erst dort, wo eine gebrauchte Verpackung in der Sortieranlage ankommt. Die spätere Verwertbarkeit wird bereits bei ihrer Konstruktion mitbestimmt. Materialverbunde, Farben, Etiketten, Klebstoffe, Verschlüsse und Additive können Einfluss darauf haben, wie eine Verpackung erkannt, sortiert und verarbeitet wird. Deshalb ist die Bewertung der Recyclingfähigkeit bereits während der Verpackungsentwicklung ein wichtiger Ansatzpunkt.

Interzero untersucht nach eigenen Angaben jährlich mehrere hundert Verpackungen auf ihre Recyclingfähigkeit. Die Analyse soll zeigen, welche Eigenschaften einer Verpackung den Recyclingprozess unterstützen oder behindern und wo sich Verbesserungen erzielen lassen.

Für Hersteller und Händler gewinnt diese Arbeit mit der PPWR zusätzlich an Bedeutung. Die Verordnung stellt unter anderem Anforderungen an die Zusammensetzung von Verpackungen und bestimmte enthaltene Stoffe; weitere Vorgaben zu Recyclingfähigkeit und Rezyklatanteilen greifen stufenweise in den kommenden Jahren. Damit werden Materialwahl, Produktsicherheit, Recyclingfähigkeit und Verpackungsdesign noch stärker miteinander verknüpft – mit Auswirkungen auf die gesamte Wertschöpfungskette von der Produktentwicklung und dem Einkauf bis zu Recycling und Entsorgung.

Mechanisch oder chemisch – die Frage ist das Material

Auch die Diskussion über die Zukunft des Kunststoffrecyclings lässt sich aus Sicht der Forschung differenzierter betrachten. Mechanisches und chemisches Recycling sollten nicht als konkurrierende Ideologien verstanden werden. Entscheidend ist, welches Verfahren für welchen Materialstrom geeignet ist.

Mechanisches Recycling kann dort besonders leistungsfähig sein, wo Kunststoffströme ausreichend geeignet sind und die Materialeigenschaften erhalten beziehungsweise gezielt verbessert werden können. Mechanisches Recycling kann dort besonders leistungsfähig sein, wo Kunststoffströme ausreichend geeignet sind und sich die Materialeigenschaften erhalten oder gezielt verbessern lassen. Bei komplexeren oder chemisch heterogenen Materialströmen können ergänzende Verfahren sinnvoll sein. Entscheidend ist daher, unterschiedliche Technologien material- und anwendungsbezogen zu bewerten und ihre jeweiligen Stärken gezielt zu nutzen.

Dr. Ulcnik-Krump beschäftigt sich unter anderem mit den Herausforderungen und Chancen des Post-Consumer-Recyclings von HDPE und PP sowie weiteren wichtigen Polymeren, die im Verpackungsbereich eingesetzt werden. Gerade bei diesen Kunststoffen zeigt sich, wie anspruchsvoll es ist, aus gebrauchten Verpackungen wieder Materialien mit definierten Eigenschaften zu erzeugen.

Slowenien als Standort für Kunststoffforschung

Dass diese Arbeit heute in Lenart nahe Maribor stattfindet, ist dabei mehr als eine geografische Randnotiz. Die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten im Bereich Recyclingkunststoffe begannen bereits 2016; mit dem Umzug nach Lenart und der Eröffnung der neuen Labor- und Büroräume im September 2024 wurde das Kompetenzzentrum räumlich deutlich modernisiert und als Forschungs- und Entwicklungsstandort für Recyclingkunststoffe weiter ausgebaut. Das Team untersucht nicht nur Materialien, sondern entwickelt gemeinsam mit Kunden und Partnern Lösungen für konkrete Rezepturen und Anwendungen. Das Spektrum reicht von Verpackungen über Haushalts-, Sport- und Freizeitprodukte bis hin zu weiteren Kunststoffanwendungen.

Die Bedeutung dieses Ansatzes dürfte weiterwachsen. Denn je höher die Anforderungen an Recyclingfähigkeit und Rezyklateinsatz werden, desto wichtiger wird die Fähigkeit, Materialströme genau zu verstehen und ihre Eigenschaften gezielt zu steuern. Die vielleicht wichtigste Erkenntnis aus Lenart ist deshalb ein Perspektivwechsel. Recyclingkunststoff muss kein Kompromiss gegenüber Primärkunststoff sein. Forschung kann dazu beitragen, aus gebrauchten Materialien Werkstoffe mit einem klar definierten Anforderungsprofil zu entwickeln.