rABS, rPET en direct flakes verwerken

Recyclaatverwerking bij ENGEL op de K

Spuitgieten hoogglans rABS en dunwandig rPET en direct flakes verwerken

ENGEL laat op de K onder andere zien hoe je zichtdelen van hoge kwaliteit spuitgiet in post-consumer rABS op een e-mac 465/160-spuitgietmachine. De matrijstemperatuur wordt gecontroleerd met Roctool-inductietechnologie en digitale íQ-oplossingen. En dit is nog maar een van de live-applicaties op de beursvloer.

Om de circulaire economie vooruit te helpen, is het de bedoeling gerecycleerd kunststofafval in een veel breder scala van toepassingen te gebruiken. Zichtdelen met hoogwaardig oppervlak zijn dan een uitdaging. Om ze te kunnen spuitgieten zonder nabewerking is het veelal een groot aandeel virgin plastic nodig – als er überhaupt al recyclaat kan worden toegevoegd.

Anders Op de K laat ENGEL samen met Roctool zien dat het ook anders kan. Op de e-mac 465/160-spuitgietmachine worden hoogglans elektronicabehuizingen geproduceerd in post-consumer rABS, geleverd door het Canadese Lavergne. De vormholte is gegraveerd door het Amerikaanse Standex Engraving Mold-Tech zodat de bovenkant van de behuizing een patroon meekrijgt. De behuizinging is ook voorzien van bevestigingen voor ventilatoren en connectoren. De wanddikte van de behuizing bedraagt een minimale 1,2 mm. Die wanddikte zou volgens ENGEL bij conventioneel spuitgieten niet mogelijk zijn. Dan heb je een grotere wanddikte nodig en dat kost weer materiaal. De matrijs voor deze toepassing is gemaakt door het Portugese Moldetipo. De hotrunners zijn van INCOE uit Duitsland.

Sleutel De hoge oppervlaktekwaliteit van de behuizing is mogelijk dankzij een uitgekiend samenspel van toe-

De volelektrische e-mac-spuitgietmachine maakt gebruik van een matrijstemperatuurregeling op basis van de Roctoolinductietechnologie.

R-Cycle

Nauwe samenwerking in de waardeketen is essentieel voor het opbouwen van een circulaire economie. ENGEL zet daarom sterk in op de vorming van netwerken van ondernemingen op bedrijfsoverkoepelende, horizontale platforms. Onder andere in het R-Cycle initiatief, dat tot doel heeft digitale paspoorten voor plastic producten in te voeren. Al tijdens de fabricage van het product wordt alle voor recycling relevante informatie automatisch geregistreerd, zodat bijvoorbeeld afvalsorteerbedrijven recycleerbare kunststoffen nauwkeuriger kunnen identificeren en ongemengde fracties voor recycling kunnen aanleveren. Op die manier wordt de downcycling gestopt en worden de opgewerkte kunststoffen gerecycleerd met een gelijke of zelfs hogere waarde.

komstgerichte machine- en matrijstechnologie. De volelektrische e-mac-spuitgietmachine maakt gebruik van een matrijstemperatuurregeling op basis van de Roctool-inductietechnologie, die bijdraagt aan de hoge vorm- en oppervlaktekwaliteit mogelijk maakt. De nieuwe energie-efficiënte, compacte en luchtgekoelde Roctool-generatoren zijn uiteraard in actie te zien op de K. ENGEL zelf draagt een digitaal steentje bij met de intelligente hulpsystemen uit het inject 4.0-programma in de spuitgietmachine. Met iQ weight control worden massaschommelingen in de grondstof gedetecteerd om vervolgens nog in dezelfde cyclus automatisch het injectieprofiel, het omschakelpunt en de houddruk aan te passen aan de actuele omstandigheden. Gerecycleerd materiaal is doorgaans aan grotere schommelingen binnen dezelfde partij materiaal onderhevig is dan virgin plastic. Met iQ weight control wordt een groot effect op de productkwaliteit uigeoefend die corgt voor een constante kwaliteit. Tegelijkertijd verbetert iQ melt control de homogeniteit van de smelt door de tijd benodigd voor het plasticeren automatisch aan te passen aan de optimale waarde voor de toepassing.

Groot potentieel De rABS-toepassing kan voor fabrikanten van bijvoorbeeld huishoudelijke apparaten, witgoed en consumentenelektronica van grote circulaire waarde zijn. Met de combinatie van de Roctool-inductietechnologie en de digitale ondersteuning van ENGEL kunnen nu ook hoogwaardige behuizingsonderdelen met een zeer dunne, gecompliceerde geometrie economisch en duurzaam uit post-consumer recyclingmateriaal worden geproduceerd.

Dunwandig spuitgieten met rPET Behalve de rABS-toepassing laat ENGEL op de K ook een rPET-applicatie zien voor de verpakkingsindustrie. Samen met ALPLA Group uit Oostenrijk en Brink en IPB Printing uit Nederland laat ENGEL de productie van dunwandige verpakkingen uit rPET in een enkele spuitgietstap zien. Hiervoor wordt een e speed-spuitgietmachine met een nieuw ontwikkelde injectie-eenheid gebruikt. De transparante, ronde verpakkingen van 125 ml met een wanddikte van 0,32 mm zijn representatief voor een hele reeks verpakkingen, vooral in de levensmiddelenindustrie. Dankzij de geïntegreerde in-mould labeling (ILM) zijn de bakjes klaar voor afvullen zodra ze de productiecel verlaten. Het bijzondere aan de toepassing is het materiaal. De dunwandige bakjes worden in één stap rechtstreeks uit rPET geproduceerd. Tot nu toe was het alleen mogelijk om PET te verwerken in dikwandige onderdelen zoals bij het spuitgieten van preforms van flessen. Het uiteindelijke verpakkingsformaat ontstond in een tweede processtap - bijvoorbeeld door blaasvormen.

Bottle-to-cup en cup-to-bottle Volgens het Europese plasticpact is het de bedoeling dat alle plastic verpakkingen 30 procent gerecycled materiaal bevatten en in 2025 voor 100 procent geschikt zijn voor recycling. De typische materialen voor het verpakken van levensmiddelen in dunwandige verpakkingen zijn polyolefinen of polystyreen. Deskundigen schatten echter in dat het onmogelijk zal zijn om met deze materialen de gestelde doelen te bereiken. En de recyclingstromen hebben geen goedkeuring van de Europese voedselautoriteit EFSA. Met rPET wordt het mogelijk boetes en speciale belastingen te vermijden. Hoewel de prijs voor PET momenteel hoog is, maakt dit het materiaal tot een kosteneffectief alternatief. De EFSA heeft talrijke recyclingprocessen voor PET goedgekeurd, zodat het materiaal in Europa beschikbaar is. PET biedt het voordeel dat er al een nauwe recyclingkringloop bestaat. Tot op heden is PET het enige verpakkingsmateriaal dat op industriële schaal als gerecycled materiaal kan worden verwerkt tot verpakkingen voor levensmiddelen. Met deze innovatie banen de partnerbedrijven de weg voor het wegnemen van de noodzaak

tot downcycling van andere verpakkingsproducten dan flessen, en wordt een mogelijkheid voor recycling of zelfs upcycling geopend. Dit zou de reeks toepassingen van PET en rPET aanzienlijk uitbreiden. Naast de cyclus van fles naar fles betekent dit ook dat de totstandbrenging van recycling van fles naar beker of zelfs van beker naar fles denkbaar is.

Hybride machine Het gemodificeerde rPET dat op de K-show wordt verwerkt, is afkomstig van drankflessen die zijn gerecycled in de fabrieken van ALPLA Group. Brink Moulds & Automation heeft de matrijs geleverd en de automatisering voor het in-mould labellen. De labels komen IPB Printing. Een ENGEL e-speed 280/50-spuitgietmachine vormt het hart van de productiecel. De hybride machine met elektrische sluiteenheid en hydraulische injectie-eenheid is speciaal voor spuitgieten van dunwandige producten ontwikkeld. Nu met de nieuwe injectie-eenheid worden injectiesnelheden tot 1400 mm/s bij een maximale injectiedruk tot 2600 bar gehaald. Omdat de shotgewichten klein zijn en sprake is van een extreme verhouding tussen wanddikte en stromingstraject is dit volgens ENGEL wereldwijd de meest dynamische injectie-eenheid op de markt. Voor de verwerking van rPET combineert ENGEL de nieuwe injectie-installatie met een speciaal voor de verwerking van gerecycled materiaal zelfontwikkelde plasticeerinstallatie. Bij het plastificeren en inspuiten wordt de viscositeit van het PET voor dunwandig spuitgieten ingesteld. De nieuwe e-speed ondersteunt de verwerking van willekeurige gerecyclede materialen tot honderd procent rPET.

Labeltrends ENGEL presenteert op de K-show een matrijs die verschillende etiketten tegelijkertijd kan verwerken. Hiermee spelen de samenwerkende partijen partners in deze toepassing in op de wereldwijd verschillende trends op het gebied van in-mould labeling, die overeenkomen met de aanbevelingen van EPBP en/of Recyclass in de EU en met de specificaties van de Association of Plastic Recyclers (APR) voor de VS. De kleurstoffen die op in-mould labels voor de Amerikaanse markt en de vereisten daarvan worden gebruikt, kunnen worden afgewassen omdat het de bedoeling is de labels en de toepassing voor deze markt te recycleren. In Europa wordt een andere technologie gebruikt: een in-mould label dat tijdens het recyclingproces loslaat, waardoor de kleurstoffen en het label gemakkelijk van het PET kunnen worden gescheiden.

Twee-fasenproces Behalve de rABS- en rPET-applicatie is er nog een derde applicatie – met een Nederlands tintje – die centraal staat bij ENGEL op de K als het om het gebruik van recyclaat gaat. Het gaat om het nieuwe tweefasenproces dat stiekem al centraal stond in Kunststof en

Een smeltfilter van Ettlinger garandeert bij de applicatie van het tweefasenproces de zuiverheid van de smelt. Het ERF350smeltfilter zit net als een extra ontgassingseenheid tussen de plasticeer- en de aparte injectie-eenheid.

De ENGEL hybride e-speed 280/50-spuitgietmachine met elektrische sluiteenheid en hydraulische injectie-eenheid, speciaal voor spuitgieten van dunwandige producten, haalt nu injectiesnelheden tot 1400 mm/s bij een maximale injectiedruk tot 2600 bar.

Rubber #4 in de reportage bij AVK Plastics in het Friese Balk ‘Met pallets tegelijk flakes verwerken’ (pagina 56 t/m 59). Bij het nieuwe tweefasenproces worden plasticeren en injecteren onderverdeeld in twee onafhankelijke, maar nauwkeurig op elkaar afgestemde processtappen. De eerste processtap bestaat uit het plasticeren van post-consumer dat als flakes wordt aangevoerd. Dat plasticeerunit fungeert tevens als grondstofbuffer.

Op het Circular Economy Forum laat ENGEL het nieuwe tweefasenproces zien met de productie van dolly’s. Via een met IML aangebrachte RFID-chip en QR-code kan de bezoeker in realtime informatie over het materiaal en het recyclingproces opvragen uit de R-Cycle database.

Nog meer recyclaat: de productie van dunwandige verpakkingen uit rPET in een enkele spuitgietstap.

Hierdoor krijg je een continu proces zodat je ook met kleinere schroeven kan werken en verder kosten bespaart. Het gesmolten materiaal wordt vervolgens in de tweede trap van de ENGEL duo-spuitgietmachine met een speciaal ontworpen plunjerunit in de vormholte gespoten. het Circular Economy Forum in het openluchtgedeelte tussen hal 11 en 16 het nieuwe tweefasenproces bij de productie van dolly’s. Op een ENGEL duo 12060H/80Z/900 spuitgietmachine wordt een mengsel van polyolefinen uit een postindustriële inzameling verwerkt tot dolly's. De dolly's worden met in-mould labeling voorzien van een RFID-chip en een geïntegreerde QR-code. Bezoekers van de beurs kunnen de QR-code gebruiken om in realtime informatie over het materiaal en het recyclingproces op te vragen uit de R-Cycle database.

Ontgassen Omdat bij het tweefasenproces direct flakes worden toegepast die niet eerst ook nog eens tot pellets worden verwerkt, verbruikt dit tweefasenproces volgens berekeningen van ENGEL in deze toepassing 30 procent minder energie dan een traditionele productie proces dat reganulaat gebruikt. Het betekent wel dat bijvoorbeeld aan ontgassen bij de ontwikkeling van het tweefasenproces speciale aandacht besteed. Ontgassing is belangrijk om over de hele linie een hoge productkwaliteit te bereiken. Restvocht en vluchtige stoffen afkomstig van materiaaldegradatie of uit inktresten kunnen door de smeltfilter dringen. Als deze stoffen niet worden verwijderd voordat de smelt wordt geïnjecteerd, kan dit leiden tot poriën aan de binnenkant en defecten aan het oppervlak van het onderdeel. Dit gaat niet alleen ten koste van het uiterlijk, maar kan ook de mechanische belastbaarheid van het onderdeel verminderen.

Smeltfilter Om de zuiverheid van de smelt te garanderen is de machine op de K uitgevoerd met een smeltfilter van Ettlinger. Dit smeltfilter zorgt continu voor de vereiste zuiverheid en maakt zo een constante productkwaliteit mogelijk bij een hoge productierendement. Het ERF350-smeltfilter van Ettlinger is net als de extra ontgassingseenheid tussen de plasticeer- en de aparte injectie-eenheid geplaatst. de keuze viel op dit filter omdat het continu vaste en elastomere verontreinigingen uit de kunststofsmelt met verontreinigingspercentage tot 16 procent verwijderd. Het filter is zelfreinigend met behulp van een roterende, geperforeerde trommel, waardoor de smelt van buiten naar binnen stroomt. Tijdens het draaien verwijdert een schraper de verontreinigingen die aan het oppervlak worden tegengehouden en leidt ze af naar het afvoersysteem. Hierdoor kan de gebruiker volledig automatisch en ononderbroken langdurig werken met een uitstekende menging en homogenisering van de smelt.

ENGEL is op de K 2022 behalve op de eigen stand C58 in hal 15 en op Circular Economy Forum in het openluchtgedeelte tussen hal 11 en 16 op verschillende partnerstands te zien.