Völlig aufgelöst – in der Erde
Abbaubares Granulat und eine Keramikbeschichtung machen Einmal-Gebrauchswaren nachhaltiger
Jedes Jahr gelangen unzählige Eislöffel aus Kunststoff nach dem Gebrauch unkontrolliert in die Umwelt. Ein Hersteller von Spritzgussprodukten stellt solche Produkte nun aus einem biologisch abbaubaren Granulat her, das sich nach kurzer Zeit auflöst, sobald es mit Feuchtigkeit in Berührung kommt. Eine dünne Keramikschicht verhindert die Auflösung noch während der Nutzungsphase.
Aktuell werden jedes Jahr weltweit mehr als 400 Millionen Tonnen Kunststoff hergestellt, darunter sind rund 50 Prozent für Verpackungen und Einmal-Gebrauchsartikel, die nur kurze Zeit verwendet werden. Davon werden lediglich etwa 15 Prozent recycelt, über 30 Prozent gelangen unkontrolliert in die Umwelt.
Ein Eislöffel zum Beispiel wird nur etwa eine halbe Stunde verwendet. Danach gelangt er in den Abfall – oder unkontrolliert in die Umwelt. Jeder Löffel wiegt nur wenige Gramm, aber allein in Deutschland werden jedes Jahr 360 Millionen Eislöffel verbraucht, europaweit sind das mehrere Milliarden. Deshalb hat Periplast nach einem Weg gesucht, Löffel herzustellen, die sich nach dem Gebrauch auflösen und die außerdem zu marktgängigen Preisen produziert werden können.
Material mit integriertem Recycling
Die Lösung ist das von Periplast entwickelte und zum Patent angemeldete Granulat periamyl, ein hundertprozentig natürliches Polymer, das aus reiner Maisstärke besteht – einem nachwachsenden Rohstoff. Es ist unter allen Bedingungen natürlich kompostierbar, wenn es in die Umwelt gelangt, und zudem preisgünstig. Periplast stellt das Granulat am Standort Wuppertal her.
Ein weiterer Vorteil von periamyl ist, dass es thermoplastisch verformt werden kann. Damit war der Weg frei für die kostengünstige Herstellung von Einmal-Gebrauchswaren mit handelsüblichen Spritzgießmaschinen – die ideale Voraussetzung für die wirtschaftliche Produktion von Einmal-Gebrauchsprodukten in großtechnischem Rahmen.
Das Ergebnis sind zum Beispiel Einmalbestecke oder Golf-Tees, die aussehen wie Kunststoff, aber natürlich abbaubar sind – auch in Meerwasser. Noch dazu lassen sie sich in großen Mengen und zu akzeptablen Preisen herstellen.
Pionierprojekt „Eislöffel“
Die erste großtechnische Anwendung des neuen Granulats sind Eislöffel. Werden sie weggeworfen, lösen sie sich aufgrund bakterieller Aktivität innerhalb von etwa 20 Wochen vollständig auf.
Damit die Löffel sich nicht schon beim Verzehr des Eises auflösen, ist jedoch eine wasserunlösliche Beschichtung erforderlich. Hier kam Walther Trowal ins Spiel: Seit vielen Jahren betreibt Periplast Gleitschleifmaschinen aus Haan für die Oberflächenbearbeitung von Metallteilen. Aus diesem Kontakt ergab sich ein Gespräch über das Beschichten der Eislöffel. Das war auch für Walther Trowal eine neue und besondere Anwendung für den Rotamaten.
Das Ergebnis gemeinsamer Versuche im Test & Training Center von Walther Trowal in Haan war die Beschichtung mit einer aus mehreren Komponenten bestehenden, dünnen Keramiklösung, die auf der Oberfläche eine Siliziumdioxid-Struktur bildet. Sie ist zum einen langzeitstabil, zum anderen geschmacksneutral und vegan. Der serienmäßige Rotamat R 80 erfüllte alle Anforderungen von Periplast auf Anhieb und ohne dass Modifikationen erforderlich waren.
Die Schichtdicke ist gezielt so eingestellt, dass die Beschichtung der Oberfläche während der Benutzung stabil ist. Einige Stunden später dringt jedoch – zum Beispiel über die Kanten – Wasser ein, das Granulat dehnt sich aus und sprengt so die im Prinzip aus Sand bestehende Keramikschicht ab: Der Auflösungsprozess hat begonnen.
Schlüsselfertig ohne Modifikation
Für den Start des Projektes erwies es sich als sehr vorteilhaft, dass Walther Trowal den Rotamaten als schlüsselfertige Maschine liefern konnte, die ohne jegliche Modifikation sofort einsatzbereit war. Zurzeit beschichtet der Rotamat R 80 pro Charge rund 4.000 Löffel. Die Losgröße resultiert daraus, dass dieses Gewicht beim Be- und Entladen der Trommel noch gut manuell handhabbar ist. Pro Jahr kann das Unternehmen so etwa 25 Millionen Eislöffel produzieren und beschichten.
Der eigentliche Beschichtungsprozess läuft vollautomatisch ab. Produktionsmitarbeiter, die die Spritzgießgießmaschine betreiben, be- und entladen den Rotamaten und überwachen ihn. Zusätzlicher Personalbedarf durch das Beschichten besteht nicht. Die Maschine wurde 2023 in Betrieb genommen und arbeitet seitdem störungsfrei. Die Wartung beschränkt sich auf das gelegentliche Reinigen der Trommel und den Tausch der Abluftfilter. Auch Einmalbestecke aus periamyl sind zurzeit in Losgrößen bis zu 10.000 Stück in der Einführungsphase. Auch sie werden im Rotamaten beschichtet. Neben der Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit haben sie den Vorteil, dass man im Gegensatz zu Holzbestecken wegen der Keramikschicht auch wirklich ein Steak schneiden kann.
Wirtschaftliche Lösung Trommelbeschichtung
Der Rotamat ist eine wirtschaftliche Lösung für die Oberflächenbeschichtung von Massenkleinteilen wie zum Beispiel von O-Ringen, Griffen, Federn oder Schrauben. Er eignet sich für ein breites Spektrum von Teilen aus Metall oder Holz, Gummi oder unterschiedlichen Kunststoffen. Dazu zählen Teile für die Automobil- und die Kosmetikindustrie, Komponenten für Schreib-, Spiel- und Kurzwaren sowie Dichtungs- und Dämpfungselemente. Es können sowohl wasserbasierende als auch lösemittelhaltige Lacke verarbeitet werden.
Bei der Trommelbeschichtung werden Kleinteile in einer sich drehenden, geschlossenen Sprühkammer beschichtet. Sprühautomaten tragen das Beschichtungsmaterial gleichmäßig auf die sich übereinander abrollenden Teile auf. Die dünne Lackschicht trocknet sofort, deshalb entsteht bei einem gut eingestellten Prozess eine homogen beschichtete Oberfläche und hohe Langzeitstabilität des Materialauftrages.
Selbst geometrisch komplizierte oder besonders empfindliche Teile verlassen die Maschine gleichmäßig beschichtet, vereinzelt und trocken. Sie können sofort weiterverarbeitet werden.
Der Beschichtungsprozess läuft vollautomatisch ab, die Bedienung beschränkt sich auf das Füllen und Leeren der Trommel.
Die aufwendige Positionierung der Teile auf Gestelle – wie sie bei konventionellen Beschichtungsautomaten erforderlich ist – entfällt.
Walther Trowal GmbH & Co. KG
www.walther-trowal.com