Faser-zu-Faser-Recycling: Einzigartige OMNImax Recycling-Technologie ermöglicht Faserrecycling in einem kurzen, effizienten Extrusionsschritt 

Mit zunehmendem Fokus auf Nachhaltigkeit suchen immer mehr Faserhersteller nach Möglichkeiten, Recyclingmaterial für die Faserproduktion einzusetzen, sei es das Recycling von PET-Flaschenmahlgut zu hochwertigen Garnen oder das Recycling von PET-Faserabfällen aus der Faserproduktion.

Die Verwendung von PET-Flaschenmahlgut ist heute Stand der Technik und ermöglicht die direkte Herstellung von Stapelfasern, Teppichfasern oder sogar POY/DTY. Die Quelle für Flaschenmahlgut wird jedoch immer knapper, da Flaschenhersteller, die ihren Kreislauf schließen wollen, Flaschenmahlgut aufnehmen, so dass das verbleibende Flaschenmahlgut relativ teuer oder von sehr schlechter Qualität ist.

Ein Problem von Polyester als Rohstoff ist die hohe Affinität der Moleküle zu Feuchtigkeit, die bei der Verarbeitung im Extruder zu einer Verkürzung der Moleküle (Hydrolyse) führt und die mechanischen Eigenschaften des Polymers deutlich reduziert. Für die Verarbeitung von Bottle Flakes hat sich der Multi-Rotationsextruder MRS von Gneuß bewährt. Durch die Verwendung sehr großer Polymeroberflächen und die Erzeugung eines einfachen Vakuums wird die während des Extrusionsprozesses angesammelte Feuchtigkeit abgeführt und der Abbau rückgängig gemacht.

Bei der Herstellung von Fasern aus PET ist das Problem des Recyclings von Produktionsabfällen wesentlich schwieriger zu lösen. Ein Problem ist die sehr geringe „Schüttdichte“ der Abfälle, die oft unter 100 g/l liegt. Dadurch ist die Rückführung in den Extruder sehr schwierig. Ein weiteres Problem ist der hohe Restfeuchtegehalt und die Beschichtung der postindustriellen Faserabfälle mit Spinnereiölen. Diese Faserabfälle sind bekanntermaßen schwer zu recyceln.

OMNImax Recycling System für die Aufbereitung von Industrie- und Post-Consumer-Fasern

Mit den leistungsstarken OMNImax-Recyclinganlagen bietet Gneuß ein komplettes, kompaktes Recyclingsystem für die Aufbereitung von Faserabfällen. Ein OMNImax-Recycling-System besteht aus einer Kombination verschiedener Gneuß-Produkte und -Technologien, die für eine bestimmte Endanwendung optimiert sind. Das System besteht typischerweise aus einem 3C Rotary Feeder, einem MRS-Extruder mit verlängertem Mehrwellenbereich, einem speziell optimierten Vakuumsystem, einem vollautomatischen RSFgenius-Schmelzefiltrationssystem und einem Online-Viskosimeter.

Der 3C Rotary Feeder ermöglicht die Verarbeitung von Materialien mit geringer Dichte ohne externe Aufbereitung. Ein Förderband transportiert das zerkleinerte Mahlgut in den Trichter, wo eine schnell rotierende Scheibe mit Messern das Material schneidet, verdichtet und vorkonditioniert. Die Messer führen dem Material Energie zu und starten den Erhitzungs- und Entgasungsprozess, bevor das Material automatisch in den MRS-Extruder geleitet wird.

Dieser MRS-Extruder bietet eine modifizierte, längere Version der Multi-Rotations-Sektion (MRS), die sowohl eine längere Verweilzeit des Materials als auch einen größeren Oberflächenaustausch unter Vakuum ermöglicht. In Kombination mit einem leistungsstarken Vakuumsystem, das bei 1 mbar arbeitet, kann dieser längere Mehrwellenbereich verwendet werden, um die Viskosität von R-PET zu erhöhen und sie trotz Schwankungen im Eingangsmaterial stabil zu halten. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer Flüssigphasenpolymerisation (LSP) oder Festphasenpolymerisation (SSP). Durch die Stabilisierung bzw. Erhöhung der intrinsischen Viskosität während des Extrusionsprozesses eignet sich das MRS besonders für das Recycling, z.B. von PET-Faser-Mahlgut, für das bisher aufgrund der niedrigen intrinsischen Viskosität oder der schwankenden Eingangsviskosität ein direktes Recycling mit nur einem Extrusionsschritt nicht möglich war. In Kombination mit der Gneuß-Rotary-Filtration wird eine hohe Schmelzereinheit erreicht. Zur Qualitätssicherung kann die Schmelzeviskosität online mit einem VIS-Viskosimeter gemessen werden.

Die kompakte OMNImax Recyclinganlage hat einen sehr geringen Platzbedarf und kann problemlos in bestehende Produktionslinien integriert oder direkt an eine Faserproduktionslinie ohne Zwischenschritt der Granulierung adaptiert werden.

Die kompakte Bauweise führt auch zu einem sehr geringen Energieverbrauch. Die bei der Extrusion verbrauchte Energie ist so ausgelegt, dass sie im nächsten Prozessschritt genutzt werden kann. Dies wirkt sich nicht nur spürbar auf den Strom- und Gasverbrauch aus, sondern reduziert auch den CO2-Fußabdruck des Recyclingprozesses erheblich.

Die Reinigungseffizienz des MRS-Extrusionsprozesses und des Rotary Filtration Systems ist weltweit einzigartig. In einem einzigen, einfachen Extrusionsschritt können schädliche Verunreinigungen so gründlich entfernt werden, dass die entstehenden Rezyklate sicher für den Einsatz in anspruchsvollen Anwendungen sind. Durch die kurze Verweilzeit im System ist eine thermische Schädigung weitgehend ausgeschlossen, so dass die chemischen Eigenschaften des Rezyklats nahezu identisch mit denen der Neuware sind.

Bereits 2011 leistete Mogilev Khimvolokno in Weißrussland Pionierarbeit beim Einsatz des MRS-Extruders zur Verarbeitung von nassen, agglomerierten und mit Spinnöl behandelten PET-Faserabfällen aus der Industrie. Diese äußerst erfolgreiche Anwendung des MRS-Extruders zeigte, wie sowohl die Feuchtigkeit als auch die Spinnöle effizient und zuverlässig unter Vakuum in der Multirotations-Entgasungssektion des Extruders extrahiert werden können.

Seitdem wird die MRS-Technologie weltweit erfolgreich im Faserrecycling eingesetzt.

Mit dem OMNImax steht nun ein kompaktes Recyclingsystem zur Verfügung, das Fasern direkt recycelt. Es lässt sich einfach in bestehende Fasersysteme integrieren und reduziert den Arbeits- und Energieaufwand erheblich.