Das Zirk-Tex-Projekt bündelt die Kompetenzen von sechs Fraunhofer-Instituten zur Schließung von Stoffkreisläufen für PP und PET. Chemische Glykolyse spaltet PET zu BHET, lösungsmittelbasiertes Recycling sortiert PP-Anteile nahezu rein, und Pyrolyse wandelt Prozessrückstände in wertvolle Gas- und Ölfraktionen um. Die erzeugten rPP- und rPET-Rezyklate dienen als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Dachbahnen, Folien und Vliesen. Parallel entsteht ein zielgerichtet abbaubares PLA-PBS-Geotextil. Pilotversuche erproben Additiveffekte auf Garnstabilität und detaillierte ökobilanzorientierte umfassende Analysen.
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Pilotmaßstabstest sichert Homogenität und Verarbeitungsstabilität von rPP und rPET
Im Zirk-Tex-Projekt des Fraunhofer CCPE rekultivieren Forschungsteams ungenutzte Post-Consumer-Abfallströme und wandeln sie in hochwertige Rezyklate um, die sich für die Produktion von Dachbahnen, Folien und Vliesen eignen. Im Pilotmaßstab verbinden die Ingenieure mechanische Aufbereitungsschritte mit chemischen Innovationsverfahren, darunter Glykolyse, lösungsmittelbasiertes Recycling und Pyrolyse. Anschließend überprüfen sie systematisch die Reinheit, mechanische Festigkeit und thermische Verarbeitungsstabilität von rPP und rPET für industrielle Anwendungen. Diese Validierungsergebnisse tragen zur Skalierung und Brancheneinführung nachhaltiger Recyclinglösungen bei.
Zirk-Tex-Projekt erhöht signifikant Homogenität und Reinheit recycelter PP PET-Rezyklate
Der globale Markt für rezyklierte Kunststoffe, insbesondere PP und PET, zeigt aufgrund regulatorischer Anforderungen und der steigenden Nachfrage nach zirkulären Materialien erhebliches Wachstumspotenzial. Bislang schränkt die Restverschmutzung in den Sortier- und Aufbereitungsstufen die Leistungsfähigkeit vieler Rezyklate ein. Das Zirk-Tex-Konsortium, bestehend aus sechs Fraunhofer-Instituten, verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz: Chemisches und lösungsmittelbasiertes Recycling, Pyrolyse sowie optimierte Additivstrategien sollen gleichbleibend hohe Qualität und Reinheit sicherstellen. Alle Schritte werden pilothaft validiert, um Skalierbarkeit zu gewährleisten.
Sortierung und lösungsmittelbasierte Recyclingverfahren im Pilotmaßstab für PP PET
Im Pilotmaßstab simulieren die sechs Fraunhofer-Institute intensiv im Rahmen eines Pilotbetriebs die vollständige Recyclingkette für PP und PET: Das IOSB leitet die Sortierung der gesammelten Kunststoffgemische ein. Anschließend veredeln ICT und IVV die Fraktionen mittels chemischer Glykolyse und lösungsmittelbasierter Trennverfahren. Das LBF ergänzt die Polymere um eigens entwickelte Additivmischungen. Am IAP erfolgt die Extrusion zu Filamenten und das textile Verspinnen. Parallel erstellen UMSICHT und IML umfassende Life-Cycle-Assessments und genaue Stoffstromanalysen.
IAP verspinnet sortenreines rPP mit optimierten Additiven zu Garn
Im Pilotverfahren des Fraunhofer IVV wurden gemischte Kunststoffabfälle einer selektiven Waschstufe unterzogen, um eine PP-Fraktion von 33 Prozent zu gewinnen und 67 Prozent nicht gewünschter Polymere abzutrennen. Das resultierende rPP wies einen Polyethylenanteil von unter zwei Prozent auf. Am IAP erfolgte anschließend die Schmelzspinnaufbereitung: Durch den Einsatz abgestimmter Additive und kontrollierter Spinnparameter entstanden stabile Multifilamentgarne, die sich insbesondere durch konstante Fadendurchmesser und hohe Verarbeitungsqualität auszeichnen. Sie überzeugen durch exzellente Reißfestigkeit und thermische Beständigkeit.
Alternativ lösungsmittelbasiertes Recycling bereitet identische PET-Fraktion vollständig wieder auf
Die Glykolyse von PET im Fraunhofer ICT erzeugt BHET, das als Monomerbasis für die Entwicklung von rPET dient. Im IAP erfolgt die Repolymerisation und anschließende Verarbeitung auf Pilot-Schmelzspinnanlagen, wobei ein 48-filamentiges Multifilamentgarn hergestellt wird. Ergänzende Untersuchungen demonstrierten, dass dieselbe PET-Fraktion über ein lösungsmittelbasiertes Recycling aufbereitet werden kann, um hochwertige rPET-Pellets zu gewinnen, die ebenfalls für die Garneerzeugung geeignet sind. Dieses Vorgehen verbessert die Materialrückgewinnung und leistet einen Beitrag zur CO2-Reduktion im Vergleich zur Neumaterialproduktion.
Geringer Koksanteil bei PP und PET Pyrolyse verbessert Gesamtwirkungsgrad
Im Rahmen der Forschung am Fraunhofer UMSICHT wurden Rückstände aus PP-Lösungsmittelrecycling und PET-Solvolysen einer pyrolytischen Behandlung zugeführt. Die so erzielten Produktströme gliedern sich in gasreiche Komponenten und ölhaltige Fraktionen mit niedrigem Koksrückstand. Diese können als Sekundärrohstoffe in chemischen Prozessen, als Brennstoffzusatz oder als Feedstock für nachfolgende Syntheseverfahren eingesetzt werden. Dadurch erhöht sich der Gesamtwirkungsgrad der einzelnen Recyclingstufen maßgeblich und der Ressourcenverbrauch sinkt. Zudem unterstützen sie eine dauerhaft effiziente, emissionsarme Prozessintegration.
Ökotoxizitätstests bestätigen Unbedenklichkeit Geotextilfasern bei 40°C und 90% Luftfeuchte
Im Rahmen des zweiten Use Cases werden fortschrittliche Geotextilfasern aus biobasierten Polymeren Polylactid (PLA) und Polybutylensuccinat (PBS) erzeugt, die keiner Schadstoffbelastung unterliegen. In 25-wöchigen Temperaturlagerungen bei 40 °C und 90 Prozent Luftfeuchte konnten die Additive des Fraunhofer LBF wirkungsvoll den Abbaustart und die Fortschrittskinetik steuern. Umfassende Ökotoxizitätstests am IME ergaben, dass weder während noch nach dem Abbau umweltschädliche Substanzen auftreten. Dieses Konzept ermöglicht gleichzeitig eine passgenaue Auslegung biologisch abbaubarer Textilprodukte.
Fraunhofer Zirk-Tex erzielt bemerkliche Klimavorteile gegenüber Neuware dank Recycling
Aus den konsolidierten LCA-Daten des Fraunhofer-UMSICHT ergibt sich eindeutig, dass die klimarelevanten Emissionen der Zirk-Tex-Prozesse zur Verarbeitung von rPP, rPET und Biopolymeren geringer ausfallen als bei konventioneller Neuproduktion. Parallel zeigen die Stoffstromanalysen des Fraunhofer IML, dass ausreichend sortierfähiges Alt-PP und Alt-PET vorhanden ist. Dennoch müssen Logistiknetzwerke und automatisierte Sortierverfahren weiter ausgebaut werden, um Materialverluste zu verringern und Durchsatzkapazitäten zu erhöhen. Nur so kann die Wertschöpfung zirkulär und nachhaltig realisiert werden.
Lösungsbasierte Verfahren und Additive erzeugen sortenreine rPP und rPET-Fasern
Innerhalb des Zirk-Tex-Projekts kombinieren sechs Institutsverbünde mechanische und chemische Methoden, um die Homogenität und Reinheit von rPP sowie rPET in Pilotanlagen zu optimieren. Glykolyse und lösungsmittelbasiertes Recycling erzeugen hochwertige Rezyklate, während optimierte Additive Verarbeitungsstabilität sicherstellen. Pyrolyse verarbeitet Prozessrückstände zu öl-, gas- und kokssparenden Fraktionen. Eine begleitende Life-Cycle-Assessment belegt den geringeren CO2-Fußabdruck, Stoffstromanalysen definieren verfügbare Abfallmengen. Bioabbaubare PLA/PBS-Geotextilien runden die ganzheitliche Prozesskette ab und eröffnen Anwendungsfelder für nachhaltige Dachbahnen und Geokunststoffe.
