Avfallsström, spill från komposittillverkning i Sverige.

Avfallsström, spill från komposittillverkning i Sverige. Övergripande spillmängder: Allmänt: Som underlag till denna studie av spill från tillverkningen används dels tidigare undersökning plus enkät från år 1999 och en uppföljning, i huvudsak intervjuer av enstaka personer, år 2001. I den förra erhölls spillvärden för 1998 och i den senare uppskattade värden för 2001 (i enstaka fall registrerade värden för 2000). För att få en uppfattning om den totala mängden kompositspill i Sverige har vi diskuterat med främst råvaruleverantörer av matrismaterial därefter har spillmängden tagits fram som en uppskattad spillkvot för producerad fiberkomposit. Vi har således fått ansätta två uppskattade medelvärden dels för halten armeringsmaterial (och fyllmedel, tillsatser) samt spillprocenten för denna matristyp. I jämförelse med att försöka addera allt spill från de uppskattningsvis 100-150 kompositföretag av olika storlek, som är verksamma i Sverige är detta mycket enklare att göra den förstnämnda uppskattningen. Felkällor som kan uppstå är t.ex. att inte all omättad polyester går till komposittillverkning utan går till andra områden som framställning av syntetisk marmor, spackel och lim. Denna andel uppskattas till mindre än 5 % av den totala årsförbrukningen och har därför ingen stor betydelse för slutresultatet. Dessutom kan dessa material åtminstone delvis återvinnas som rena fiberkompositmaterial. Resultat av denna övergripande sammanställning med referens till uppgiftslämnare ges i tabell 1. Tabell 1. Uppskattning av spill inom olika materialområden. Typ av matrismaterial. Uppskattad mängd komposit (ton) Spill (ton) Omättad polyester 13500 1200 Vinylester 1200 120 Epoxi 400 40 Laminat ca 10ggr större 4000 300 Amino- och fenolharts bas. system Pappersbaserade laminat? 6850 Glasfiberbaserade 1200 120 Övrig härdplast främst PUR 1000 100 Sandwichmaterial Kärnmaterial, rent (DIAB, m.fl.) 2800 1300 Sandwichtillverkning 1400 125 Termoplastkomposit: 1300 50-60 GMT, PP/lin, LFT Kommentar: Alla siffror är beräknade för år 2001. Försäljningen av polyester (UP) har minskat något från år 2000 till 2001 (från 10800ton till 10200ton, beräknad). De flesta andra material har bibehållits på relativt konstant nivå från förra undersökningstillfället 1999. Detta gäller dock inte DIABs material (Divinycell) som

ökat med ungefär 25 % under perioden 1998-2001. Spillet har inte ökat med lika mycket, vilket kan bero på både förbättringar i processen och förändring i spillsammansättning. Fortfarande gäller att mängden termoplastkomposit är ca 10 % av mängden komposit baserad på omättad polyester. Tillverkningen av laminat baserade på epoxi för el-. och elektronikanvändning och baserade på aminofenolharts är båda koncentrerade till Perstorp. Spillets geografiska spridning: Spillet från processerna är till stor del koncentrerade till dels några få företag i Sydoch Västsverige (Perstorp, Ljungby, Tanumshede) och i Nordsverige; Piteå (främst ABB Plast). DIAB i Laholm står för en stor del av spillet ( gäller kärnmaterial för sandwich). Detta spill står för en stor del totalt, räknat på volym, p.g.a. den låga densiteten. Tillverkningen av större båtar är koncentrerad till Nimbus på Gotland, Storebro, Västervik och Storebro och Ryds Båtindustri, Ryd. I övrigt förekommer ett stort antal mindre och medelstora företag inom kompositbranschen, vilka till stor del ligger i Syd- och Västsverige (t.ex båtvarv och tillverkning av fordonskomponenter). Inom området kolfiberkomposit är tillverkningen koncentrerad till Kockums Karlskronavarvet och SAAB i Linköping. Ett stort antal mindre företag och utvecklingsbolag arbetar med olika typer av kolfiberbaserade kompositer. Sammanfattningsvis härstammar den största delen av spillet från några få företag främst i Syd och Västsverige. Även en stor andel av de mindre och medelstora företagen är lokaliserade i denna region. Ett relativt sett fåtal finns i Svealand och Södra Norrland. I Norra Norrland finns några företag i Piteå- och Skellefteå-regionen, som måste beaktas. Enkät, spill från svenska kompositföretag. En enkät utfördes 1999 med ca 30 utvalda företag sysselsatta med tillverkning av kompositprodukter med olika tillverkningsmetoder. Målet var att erhålla basdata gällande spill från produktionen före eventuell omarbetning eller kvittblivning. Följande regler gällde - Basdata gällande spill skall insamlas, inga detaljer. - Spillet skall grupperas efter tillverkningsmetod, så att inget enskilt företags spillsiffror skall komma fram. - Spillet indelas i fyra grupper: - Ej härdat och härdat matrismaterial - Rent armeringsmaterial - Material likt slutprodukten - Övrigt avfall som spån från bearbetning, men även hjälpmaterial som folie, film och tvättaceton Ett frågeformulär utformades där 20 företag(omättad polyester) och tio företag (övrig Härdplast och termoplast), totalt 30 företag kontaktades. En stor del av företagen kontaktas med personligt besök, resten kontaktades per post och telefonsamtal. Svar erhölls från ca 25 företag. De fem som ej svarade ersattes senare av ca fem nya företag. Resultat av enkäten är i huvudsak från 1999 med några ändringar gjorda 2001.

Tabell 2. Resultat från enkät Process Typ av spill % Totalt ton/ A1 och A2 B C D spillprocent Omättad polyester: Handuppläggning: 40 30 15 15 20/7-12 Sprutning 20 20 10 50 40/6-10 Injicering, RTM, injicering med vakuumbag.40 20 10 30 70/5-8 SMC, varmpressning 10 10 40 40 120/5-8 Sandwich 30 25 20 25 125/7-12 Övriga metoder 30 15 40 15 25/ 5-20 Flaggstångstillverkning Korrugerade plasttak mm. Ej omättad polyester t.ex vinylester, epoxi Prepreg autoklav 50 30 10 10 2/25 Sandwich 25 25 20 30 50/15 I tabellen står A för rent harts (ohärdat och härdat), B är armeringsmaterial och fyllmedel, C är produkt liknande slutprodukten i uppbyggnad, D är spill från formar, skägg, slip och sågspån, hjälpmedel i processen som folie, film och tvättvätskor. Priser för kvittblivning, 1998, ligger oftast mellan 3-5 kr/kg genom renhållningsbolag inklusive avgifter, hyra av containers och transporter. Detta pris sägs ha fördubblats mellan 1993 och 1998 och ytterligare ökat under perioden 1999 till 2001. Andra företag har andra arrangemang och då kan priset sjunka. En stor del av avfallskostnaden beror på exempelvis tvättvätska för pumpar mm. Detta kan vara t.ex. förorenad aceton, MEK eller andra lösningsmedel. Kostnaden för omdestillation eller kvittblivning av denna är vanligtvis hög. Mängden aceton i relation till övrigt spill är ofta hög. Ett företag hade totalt ca 26 ton fast spill och 14 ton acetonspill dvs ungefär en tredjedel av totalspillet. Tyvärr har vi inte kunnat registrera acetonspillet i sin helhet, men den svarar för en väsentlig del av den totala spillkostnaden framförallt företag som använder pumpar med automatisk blandning i sin process. Många processer har hög andel spill av rent harts (härdat eller ohärdat) och från rent armeringsmaterial.

Vissa företag har också relativt stort spill från plastfolie och film, som används i aktuell process. Dessutom förekommer papper och textilduk från olika rengöringsprocesser. I övrigt är den viktigaste förändringen att brännbart avfall inte får deponeras i Sverige efter årskiftet 2001/02 och ökningen av kostnader och avgifter för kvittblivning av spill under speciellt 90-talet. Vissa bekymrar sig också för producentansvar med krav att återta uttjänta produkter. Spill inom området för VAMP18s fallstudier. Denna studie bygger i stort på kontakter med tillverkande företag inom de fyra områden som beskrivs nedan under hösten 2001. Vid rapportens skrivande är erhållna värden för 2001 fortfarande enligt prognos. 1. Kolfiberkomposit. Inom detta område domineras marknaden fortfarande av militära produkter från främst Kockums Karlskronavarvet och SAAB, Linköping. Avfall från tillverkningen av harts, armeringsmaterial (kolfiber) och komposit uppgår tillsammans till ca 30-35 ton. I detta inräknas ej avfall från rengöring av pumpar mm. (ca 15 ton) och övrigt plastavfall (några ton) och kärnmaterial (ca 1 ton) Tillverkningsmetoderna skiljer sig från varandra på så sätt att SAABs tillverkning är baserad på autoklavtillverkning med prepreg, medan Karlskronavarvet använder kolfiber i multiaxiell trikå och vakuuminjicering med vinylester för huvuddelen av produktionen. Vid tillverkning med prepreg är ofta lagringsbeständighet i frys före tillverkning ett problem. Ibland kan prepreg bli liggande för länge och måste då kasseras. Eftersom detta är ett stort problem inte bara inom flygindustrin både i Europa och USA undersöker man nu möjligheten att återsända materialet till tillverkaren, som då i vissa fall kan ersätta matrisen med nytt material. Dessa prepreg är oftast baserade på olika typer av epoxi. Spillet från Karlskronavarvet består av harts (vinylester och spackel), armeringsmaterial t.ex. klippt multiaxiell trikå, spill som slutprodukten (utsågade bitar i paneler för dörrar etc), samt frässpån etc. Man använder också en stor del tvättvätska, aceton, för rengöring av pumpar mm. Den återstående spillmängden av kolfiberkomposit är ungefär lika stor som för ovanstående två företag tillsammans d.v.s ca 30 ton. De övriga företagen är ofta små och arbetar inom sport, ortoped- och medicinteknik och uppvärmningsteknik. Många av dessa arbetar med prepreg som köps via agenter i Sverige eller direkt från tillverkare i USA eller i Europa. Kolfiberkompositer ökar också inom områden för tillverkning av maskinkomponenter och inom byggteknik. Sammanfattningsvis uppkommer ungefär hälften av spillet vid två företag Kockums Karlskronavarvet och SAAB, Linköping och resten fördelat på ett relativt stort antal mindre företag, ofta sk innovationsföretag. Spill från kolfiberkompositer kommer att öka kraftigt under kommande tioårsperiod. 2. Sandwichbaserad komposit. Inom detta område domineras marknaden av en aktör, när det gäller framställning av kärnmaterialet, nämligen DIAB i Laholm. Deras produkt, Divinycell, tillverkas i stora block i en batchprocess. Dessa bearbetas genom olika delprocesser, sk cutring, sågning och sandning, Varvid skinnet på ytan avlägsnas och rätt tjocklek

hos kärnmaterialet erhålls. Dessutom produceras satser för båt och fartygstillverkning, varvid stora delar av panelen försvinner till spill. Av denna anledning väntas mängden spill hos DIAB bli ca 1200 ton. Det är svårt att drastiskt minska mängden spill med nuvarande process. Konkurrens finns i form av formgjuten PUR (polyuretan), men det är relativt små mängder. En del andra kärnmaterial som tillverkas utomlands tas till Sverige och bearbetas här. Exempel på detta är balsa, bikakestrukturer samt till Divinycell konkurrerande cellplastmaterial. Detta spill uppskattas till maximalt 100 ton. I Sverige används denna typ av sandwich för olika typer av båtar och fartyg. Exempel på dessa är motorbåtar, segelbåtar, minsvepare, fiskebåtar och snabbgående lätta färjor. Liknande sandwich finns inom fordonpaneler och för kyltransporter. Området vingar för vindkraftverk med centrum för tillverkningen i Danmark, kan också komma att öka i Sverige. Spillmängden i Danmark från denna tillverkning uppskattas till ca 4-5 ggr den i Sverige (ca 500 ton) I Sverige beräknas spillet från tillverkning av sandwichpaneler ligga mellan 100-150 ton, framräknat från mängd använt kärnmaterial. Detta spill består av laminat mest från omättad polyester men också allt mer från vinylester och epoxi. Dessutom från kärnmaterial och spackel. Även här används relativt stora mängder av tvättvätska som aceton eller MEK. Sammanfattningsvis erhålls vid Divinycelltillverkningen en stor spillmängd ca 1200 ton. Mängden spill från tillverkningen av sandwich är relativt liten, ca 150 ton. Kanske skulle samordning av spillhantering med det närbelägna Danmark vara ett alternativ. 3. Termoplastisk komposit t.ex. GMT, PP/lin, LFT (långfiber-armerad termoplast) Inom området termoplastkomposit (GMT, PP,lin och extrudering med långa glasfibrer (LFT) är spillet relativt litet. Normalt räknar man med andel spill av ca 2%. Det kan öka vid inkörning av nya produkter till upp mot 4-5%. Avfallet från denna materialtyp kommer i huvudsak från Polytec, Ljungby, som övertagit utrustning och produktion från Volvo, Olofström. Spillet idag beräknas vara omkring 50 ton totalt av termoplastkomposit. Notera dock att en stor del, dvs större delen av GMT-spillet kan malas ned och omarbetas med TELF (thermoplastic extrusion of long fibers) med licensierad CPI-teknik. När denna utrustning fås att fungera helt efter flytten från Olofström blir mängden återstående spill mycket låg, troligen under 1%. Detta material består i huvudsak av PP/glas. Dominerande således aktör inom området är Polytec med drygt 1000 ton producerat material år 2001 och planerat 1400 ton för 2002. Andra företag inom området är Lear Corp., Tanumshede, (PP/lin), Konstruktionsbakelit, Örkelljunga och HBG Teknopress; Ljungby. 4. Härdplastkomposit SMC, BMC. Under denna rubrik redovisas spill endast från varmpressning eller SMCprocessen. Några företag i Sverige producerar sin egen råvara för SMCtillverkning själva. I denna förs huggen fiber polyester, fyllmedel och tillsatser ut

på en bana med en skyddande plastfilm på vardera sidan. Materialet får sedan ligga och mogna under 4-10 dagar innan det används i varmpressning vid ca 160ºC och högt tryck. Spill uppkommer i bägge dessa processer dels vid framställning av SMC-matta och dels vid pressningen. De två stora aktörerna inom området Polytec, Ljungby, och ABB Plast, Piteå, har båda ungefär lika spillmängder i bägge stegen. Kandre, Orsa, som tillverkar toalettsitsar med en bas av träfiberplatta har nästan inget spill i det sista steget. Spillmängden i det sista steget beror på hur mycket fel som uppstår i processen och hur mycket som senare kan lagas genom spackling, slipning och repareras. Om felet är för allvarligt blir kanske lagningen olönsam. Sonoform, Tranås, köper råvaran utomlands och har således endast spill av pressad produkt för sin lågtrycks-smc. Mängden spill för hela SMC-processen i Sverige är ca 150 ton, 2001, med en ungefärlig fördelning 50/50 mellan de två processtegen. Vid rengöring av maskin för SMC-tillverkning åtgår relativt stora mängder av aceton eller annat rengöringsmedel. Materialet består typiskt av 25-30 % glasfiber, 40-45 % krita, dessutom pigment, termoplast för att motverka krympningen, magnesiumoxid, MgO, tillsammans några procent och resten omättad polyester/styren. Den höga halten av basiska ämnen som krita och MgO borde kunna ha en positiv effekt för neutralisering av sura ämnen vid förbränning. Sammanfattningsvis är spillet vid SMC-tillverkningen, 2001, koncentrerad till tre företag nämligen Polytec, Ljungby, Kandre, Orsa, och ABB Plast, Piteå. Mindre mängder kan komma från Sonoform och företag med BMC-tillverkning, men spillet från dessa bedöms som relativt litet.