Elektrohydraulische Zerkleinerung: Innovative Methode zum Recycling galvanisierter Kunststoffe
Das hochwertige Recycling von galvanisierten Thermoplasten setzt eine
möglichst vollständige Entfernung der Metallschichten voraus, um das Grundmaterial wieder für den Spritzguss aufbereiten zu können. Als innovative Methode wurde hierfür die elektrohydraulische Zerkleinerung (EHZ) eingesetzt, die auf einem rein mechanisch-physikalischem Prinzip beruht. Als Versuchsmaterial wurden Stücke von galvanisch verchromten Zierleisten aus dem Automobilbereich verwendet. In dem durchgeführten Versuch wurde neben dem Ablöseverhalten der Metallschichten auch der Energieverbrauch betrachtet. Als wesentliches Qualitätsmerkmal wurden schließlich die Restmetallgehalte des entschichteten Materials quantitativ analysiert. Es zeigte sich, dass ein sehr gutes Ergebnis bereits nach einer Behandlungsdauer von wenigen Minuten erreicht wird. Am Ende des Versuchs betrug der Restmetallgehalt deutlich unter 1.000 mg/kg bei einem spezifischen Energieverbrauch von ca. 2,5 kWh/kg. Somit eignet sich das entschichtete Material für eine Regranulierung und den Wiedereinsatz im Spritzguss.
Galvanisierte Thermoplaste wie z.B. verchromtes ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), ABS-PC (Polycarbonat) oder PA (Polyamid) verbinden die Vorteile von Kunststoffen (geringe Dichte, endkonturnahe Fertigung durch Spritzgießen, niedriger Preis etc.) mit denen von Metallen (Optik, Haptik, elektrische Leitfähigkeit, Verschleißfestigkeit etc.). Sie finden breite Anwendung im Automobilbereich, aber auch in anderen Branchen wie Elektrotechnik, Haushalt und Sanitär. Der typische Aufbau einer dekorativen Verchromung auf einem thermoplastischen Bauteil beginnt mit einer Kupferschicht (20-25 μm), gefolgt von einer Nickelschicht (5-10 μm) und schließich der eigentlichen Chromschicht mit einer Dicke von lediglich etwa 0,5 μm. Sollen Produktions- oder auch Konsumabfälle einem hochwertigen Recycling zugeführt werden, müssen diese Metallschichten möglichst vollständig von dem Grundwerkstoff abgetrennt werden. Für eine direkte Wiederverwendung im Spritzguss und eine erneute Galvanisierung ist eine Reinheit der Thermoplaste von > 99 % erforderlich. Die hier vorgestellte Methode der elektrohydraulischen Zerkleinerung (EHZ) erlaubt ein großflächiges Ablösen der Metallschichten auf einem rein mechanisch-physikalischen Weg ohne Einsatz von Lösungsmitteln oder Säuren. Das Ergebnis ist ein Thermoplast hoher Reinheit, der regranuliert und spritzgegossen werden kann.
Autor(en)
Dr.-Ing. Thorsten Hartfeil, Dr.-Ing. Sven Grieger, Dr. Katrin Bokelmann, Jens Herdegen, Anna-Lisa Bachmann