Die Software
PolRecyc ermöglicht die Bestimmung zulässiger Regeneratanteile
bei der Verarbeitung von Thermoplasten. Dabei können zwei verschiedene Wege zur
Auswertung genutzt werden.
1. Es wird ein Eigenschaftsgrenzwert vorgegeben, der nicht über- bzw. unterschritten
werden darf. Daraus bestimmt das Programm den zugehörigen zulässigen Regeneratgehalt.
2. Es kann der Einfluß verschiedener Regeneratanteile auf den Eigenschaftsverlauf
betrachtet werden. Hierbei kann der Anwender den gewünschten Regeneratgehalt vorgeben.
Grundlage für die Prognosen ist jeweils eine Meßreihe bzw. Masterkurve. Diese
Meßreihe repräsentiert den Verlauf einer gemessenen Eigenschaft eines bestimmten
Kunststofftypes bei 100%-igem Einsatz von Regenerat, d.h., es wird
Originalmaterial verarbeitet und anschließend an den Erzeugnissen bzw.
Prüfkörpern die bestimmende Eigenschaft gemessen. Danach werden alle Erzeugnisse
bzw. Prüfkörper regeneriert und 100%-ig wieder verarbeitet. Darauf folgend wird
abermals gemessen, regeneriert und wieder zugeführt. Dieser Zyklus sollte ca. 6
bis 10 mal wiederholt werden. In unserer Software sind derzeit ca. 200 dieser
Masterkurven für unterschiedliche Kunststoffe, Eigenschaften und
Fertigungsverfahren verfügbar.
Für weitere Informationen nutzen Sie bitte auch unsere Rubrik
"Hilfe" (Online-Hilfesystem).
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Die Wiederverarbeitung thermoplastischen Rücklaufmaterials (Regenerat, Regranulat)
scheitert i.d.R. an der Unsicherheit über die Auswirkung von Regeneratzusätzen auf
die Qualität der Kunststofferzeugnisse unter Praxisbedingungen. Diese beruht meist
weniger auf sachlich begründbaren Einwänden, als vielmehr auf Vorurteilen, die Abfallzusatz
pauschal als unzulässiges Qualitätsrisiko abstempeln, sowie fehlenden Erfahrungen.
Langjährige systematische Untersuchungen führten zur Entwicklung eines Konzeptes,
das durch eine Kombination von Experiment und Berechnung die zulässigen Regeneratanteile
für meßbare Qualitätskriterien von Kunststofferzeugnissen bestimmt. Dieses Konzept
wurde für die wichtigsten Kunststoffe, Verfahren und Qualitätsanforderungen eingehend
experimentell überprüft und seine rationelle Anwendung als
Software nutzbar gemacht.
Exemplarisch betrachtet wird der kürzeste Recyclingweg (geschlossene Stoffkreisläufe
im Verarbeitungsbetrieb), der die betriebswirtschaftlich und ökologisch größten
Vorteile bietet. Die hinlänglich bekannte Abhängigkeit der Teileeigenschaften von
den Verarbeitungszyklen führt zur Bestimmung des Grenzregeneratgehaltes. Ab einem
bestimmten Grenzregeneratgehalt wird der vorgegebene Eigenschaftsgrenzwert auch
bei beliebig vielen Materialdurchläufen nicht mehr unter- bzw. überschritten. Diese
Grenze ist identisch mit dem maximal zulässigen Rücklaufmaterialanteil. Geringere
Anteile sind für den Gebrauchswert des Erzeugnisses unproblematisch.
Wird dieser Grenzwert durch systematische Versuche bestimmt, so ist damit ein erheblicher
Aufwand (Prüfungen, Messungen, Auswertungen) verbunden. Es bietet sich an, statt
durch aufwendige Versuche die Eigenschaftsänderungen durch ein Rechenmodell zu prognostizieren,
um auf diese Weise den Grenzregeneratgehalt zu bestimmen.
Ein geeignetes mathematisches Modell besteht aus 3 Komponenten: - Die 1. Komponente liegt in Form einer Reihenentwicklung für den bisher betrachteten
Prozeßablauf vor.
- Um als 2. Komponente die Eigenschaftsfunktion experimentell zu ermitteln, muß
das Material mehrmals bei 100%-igem Einsatz von Rücklaufmaterial verarbeitet und
die entsprechende Eigenschaft geprüft werden. 6 bis 8 Materialdurchläufe sind dabei
völlig ausreichend.
- Eigenschaftsadditionsgesetze für weitgehend homogene und isotrope Werkstoffe sind
bekannt und stellen die 3. Komponente dar.
Mit diesem Ansatz läßt sich für Regeneratgehalte und Verarbeitungszyklen die resultierende
Eigenschaft berechnen und damit der Grenzregeneratanteil bestimmen. Vorausgesetzt
wird dabei, daß die für die Regeneratprognose relevanten Eigenschaften der Produkte
als variable Größen meßbar sind und in sinnvoller Korrelation zu den Gebrauchseigenschaften
der Erzeugnisse stehen.
Die Forderung nach meßbaren Eigenschaften grenzt zunächst solche Qualitätsanforderungen
aus, die als optisch - visuelle Merkmale meist dual bewertet werden. Nach Bestimmung
des Grenzregeneratgehaltes muß daher u.U. in einer zusätzlichen Kontrollreihe die
Erfüllung diesbezüglicher Forderungen geprüft werden.
Für den zusetzbaren Regeneratanteil, der als werkstoffbezogener Festwert nicht existiert,
wird in Firmenschriften der Rohstoffhersteller häufig der pauschale Wert von 20%
genannt. Tatsächlich kann dieser Prozentsatz jedoch formteilabhängig oft erheblich
überschritten werden. Bezüglich der Verarbeitungseigenschaften muß der Einfluß des
Regenerats auf Einzugs- und Fließverhalten (Molekülabbau/Vernetzungsreaktionen)
beachtet werden. Übliche Abweichungen bei den Verarbeitungsparametern (Zeit, Temperatur,
Druck) können jedoch meist vernachlässigt werden.
Die o.a. Betrachtungen gingen vom geschlossenen Stoffkreislauf an einer Maschine
aus, sind jedoch auch auf ganze Erzeugnissortimente übertragbar. Damit gelingt es,
die gesamte Regeneratbilanz auf eine sichere Grundlage zu stellen. Die erfolgreiche
Erprobung in der Praxis zeigte eindeutig, daß teilweise Überschreitungen des Grenzregeneratgehalts
durchaus zulässig sind.