gesponsertKunststoffe Ziel: PTFE-freie Alternative für alle Werkstoffe

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PTFE wird wegen seiner Eigenschaften auch in Gleitlagern von Igus eingesetzt, gehört allerdings zu den „Unendlichkeitschemikalien“ PFAS. Wie uns das Unternehmen erklärt, will man für jeden Werkstoff, der zurzeit mit PTFE verkauft wird, in Zukunft eine PTFE-freie Alternative anbieten.

Lars Butenschön: „Wenn es um Stoffe geht, die lange in der Umwelt verbleiben und dann die Umwelt schädigen, versuchen wir das natürlich zu reduzieren. Deswegen wollen wir so weit wie möglich von den PFAS wegkommen.“(Bild:  Igus)
Lars Butenschön: „Wenn es um Stoffe geht, die lange in der Umwelt verbleiben und dann die Umwelt schädigen, versuchen wir das natürlich zu reduzieren. Deswegen wollen wir so weit wie möglich von den PFAS wegkommen.“
(Bild: Igus)

PFAS sind in aller Munde, ein Verbot steht seit Längerem im Raum. Ein Risiko für Igus?

Lars Butenschön: Wenn wir von PFAS sprechen, reden wir in unserem Falle eigentlich von PTFE. Etwas anderes setzen wir aus dieser PFAS-Liste nicht ein. Im vergangenen Jahr haben wir schon die ersten PFAS- bzw. PTFE-freien Werkstoffe entwickelt. Das konzentriert sich auf unsere Bestseller-Werkstoffe: Iglidur J zum Beispiel oder Iglidur W300. Zur Hannover Messe werden wir weitere Werkstoffe vorstellen, weil das im Moment der absolute Fokus in unserer Materialentwicklung ist.

Wie geht Igus mit einem drohenden Verbot um?

Magnus Orth: Wir haben uns angeschaut, bei welchen Werkstoffen wir den größten Impact auf den Markt, auf unsere Kunden und die Umwelt haben. Dann gehen wir im Prinzip vom meistverkauften Material mit PTFE zum zweitmeistverkauften Material und so weiter. So haben wir „oben“ angefangen, um PTFE-freie Alternativen anzubieten. Hier liegen wir bei ungefähr 75 Prozent aller verkauften Mengen, die aktuell PTFE-frei angeboten werden können. Andersherum: Wir sehen etwa 25 Prozent mit PTFE, für die wir aktuell noch keine Alternative anbieten können. Wir sind allerdings dabei, sie zu entwickeln. Das Ziel ist, für jeden Werkstoff, den wir derzeit mit PTFE verkaufen, auch in Zukunft eine PTFE-freie Alternative anzubieten.

Wie sieht das mit den Alternativen aus? Braucht es eine solche für jedes einzelne Produkt mit PTFE in Ihrem Portfolio?

Orth: Es gibt Synergien, aber grundsätzlich ist das nicht alles übertragbar. Wir haben ein breites Angebot an Produkten und Werkstoffen für die unterschiedlichsten Anwendungsszenarien. Da unterscheiden sich die Materialien in ihrer chemischen Struktur und ihren physikalischen Eigenschaften komplett voneinander. So funktionieren die Wirkmechanismen, die wir bei dem einen sinnvoll anwenden können, bei dem anderen hingegen nicht.

Butenschön: Wir wollen ja unseren Kunden den Umstieg möglichst einfach machen. Igus hatte schon vor der PFAS-Debatte circa 60 verschiedene Standardwerkstoffe im Gleitlagerbereich zur Verfügung. Und man könnte mit Sicherheit eine Anwendung auch mit verschiedenen dieser Werkstoffe gleichzeitig lösen. Statt Iglidur G könnte ich zum Beispiel auch Iglidur W300 für eine bestimmte Anwendung nutzen. Am einfachsten ist es natürlich, wenn wir eine PTFE-freie Alternative für den Kunden haben, sodass man einfach Iglidur G wieder kaufen kann, aber in PTFE-frei. Wir versuchen deshalb immer, die PTFE-freien Varianten unserer Werkstoffe möglichst eins zu eins abzubilden.

Die Gesprächspartner

  • Lars Butenschön: Der Ingenieur Lars Butenschön hat 2012 als Produktmanager bei Igus im Bereich Gleitlager begonnen. Inzwischen ist er Leiter des Geschäftsbereichs Iglidur Gleitlager.
  • Magnus Orth: Dr. Magnus Orth kam 2020 als Kunststoffspezialist von der RWTH Aachen als Projektingenieur zu Igus. Seit 2022 leitet er das Technikum, seit letztem Jahr auch die Materialentwicklung.

Ändert sich für Ihre Kunden etwas, wenn sie PTFE-haltige Komponenten in den Recycling-Prozess bei Igus einbringen wollen?

Orth: Grundsätzlich geht das. Wir nutzen das, was wir intern an Abfällen haben, auch selbst und bringen es als Malgut wieder in unsere Prozesse ein. Den Nachteil, den wir allgemein mit PTFE haben – persistent, also chemisch sehr beständig – ist ja auch der Hauptgrund, warum man es einsetzt. Und deswegen übersteht dieser Stoff auch sehr gut mechanische Recyclingverfahren. Dementsprechend funktioniert er auch wieder gut in unserer Neuware. Allerdings bekommen wir nach dem Lebensende der Anwendung vor allem im Bereich der Gleitlager kaum etwas zurück. Das ist bei den Energieketten anders, Gerade über unsere „chainge“-Plattform sind bereits 100 Tonnen Material dem Recyclingkreislauf wieder zugeführt worden.

Gerade wegen ihrer Langlebigkeit haben PFAS ja keinen guten Ruf. Wie ist das mit Nachhaltigkeit vereinbar?

Butenschön: Das Thema PFAS wird meist unter dem Gesichtspunkt betrachtet, möglichst keine Spuren in der Umwelt zu hinterlassen. Vor diesem Hintergrund ist es notwendig, möglichst wenig PFAS zu verwenden. Kunststoff an sich ist auch sehr lange haltbar. Wenn wir allerdings von Langlebigkeit bei den Produkten sprechen, geht es um deren Einsatz in der Kundenanwendung: Die Bewegung soll möglichst lange funktionieren – und das mit wenig Reibung, geräuscharm oder mit weiteren gewünschten Eigenschaften. Wie kann man dann einen Einfluss auf die Umwelt ausschließen und gleichzeitig sicherstellen, dass das Produkt eine extrem lange Lebensdauer hat? Das gilt es zusammenzubringen.

Und was ist dann das Ziel von Igus im Hinblick auf die Nachhaltigkeit?

Butenschön: Das Ziel ist, dass das Produkt möglichst lange für den Anwender hält. Davon versprechen wir uns bereits eine gewisse Nachhaltigkeit, denn man kann Ressourcen schonen, weil man weniger Produkte kaufen muss. Man muss das Gleitlager vielleicht nicht 30 Mal tauschen und somit 30 Gleitlager kaufen, sondern nur eines. Man muss die Anlage nur ein Mal auseinanderbauen, man muss weniger Arbeitszeit dafür aufwenden, man muss das Lager nicht schmieren und keine zusätzlichen Stoffe für den Betrieb verwenden. Das ist unser eigentliches Ziel. Aber ja: Wenn es um Stoffe geht, die lange in der Umwelt verbleiben, die nicht mehr als Produkt nutzbar sind und dann die Umwelt schädigen, versuchen wir das natürlich zu reduzieren. Deswegen wollen wir auch so weit wie möglich von den PFAS wegkommen.

Was ist PTFE?

Der Thermoplast Polytetrafluorethylen (PTFE) ist auch bekannt unter dem Markennamen Teflon (DuPont). Aufgrund seiner Eigenschaften, wird es in unterschiedlichen Industrien eingesetzt: temperatur-, licht- und witterungsbeständig, unbrennbar, elektrisch isolierend, kriechstromfest sowie beständig gegen Alkohole, Öle und Säuren. Der Werkstoff gehört zu den langlebigen perfluorierten Alkylverbindungen (PFAS) und wird im Maschinen- und Anlagenbau meist in Gleitlagern, Dichtungen und für Beschichtungen genutzt.

Gleitlager haben ja immer eine gewisse Abnutzung. Fließt das bzw. der Austrag in die Umwelt mit in die Produktentwicklung ein?

Butenschön: Ja, das tut es. Selbst wenn das mit der Umwelt nicht im Vordergrund stehen würde, ist es das Ziel, möglichst keine Beschädigung am Produkt während der Nutzung, also möglichst keinen Abrieb, zu haben. Das nimmt der Kunde als Verschleiß wahr. Wir messen bei den Lebensdauerversuchen im 4.000 Quadratmeter großen Testlabor bei Igus in Köln den Abrieb, indem wir den Wandstärkenverlust erkennen, also wie stark sich das Spiel in der Anwendung vergrößert. Wenn das Lager ausgeschlagen ist und es klappert, ist das Lager defekt. Wir versuchen, diesen Zeitpunkt möglichst weit nach hinten zu verschieben, also den Verschleiß zu minimieren und somit auch den Eintrag in die Umwelt zu verringern.

Magnus Orth: „Man kann mit einem Ersatzstoff vielleicht nicht alle Vorteile des PTFE direkt ersetzen, aber meist braucht ein Kunde das auch nicht. Wenn wir wissen, was unser Kunde wirklich braucht, dann finden wir auch einen passenden Werkstoff.“(Bild:  Igus)
Magnus Orth: „Man kann mit einem Ersatzstoff vielleicht nicht alle Vorteile des PTFE direkt ersetzen, aber meist braucht ein Kunde das auch nicht. Wenn wir wissen, was unser Kunde wirklich braucht, dann finden wir auch einen passenden Werkstoff.“
(Bild: Igus)

Für welche Anwendungen würde es bei einem PFAS-Verbot – aus Igus-Sicht – tatsächlich Probleme geben?

Orth: In den aktuellen Kundenanwendungen können wir auch nach einem PFAS-Verbot weiterhin gut bestehen. Man kann mit einem Ersatzstoff vielleicht nicht alle Vorteile des PTFE direkt ersetzen. Aber meist braucht ein Kunde das auch nicht. Bei vielen kommt es auf chemische Beständigkeit an, z. B. in Getränkeabfüllanlagen. Andere Kunden setzen unsere Produkte im Motorraum unter hohen Temperaturen ein. Wiederum andere haben hohe Lasten darauf. Aber die meisten haben nicht alles gleichzeitig. Das heißt, wenn wir wissen, was unser Kunde wirklich braucht, dann finden wir auch einen passenden Werkstoff. Aus diesem Grund ist Igus mit der großen Vielzahl an Materialien wie auch mit den Branchenmanagern, die die Anforderungen der Kunden in den unterschiedlichsten Industrien ganz genau kennen, auch für die Zukunft gut aufgestellt. Ein mögliches PFAS-Verbot kostet uns nicht das Geschäft.

Haben die Kunden inzwischen auch bei Produkten wie einem Gleitlager das Thema Nachhaltigkeit auf dem Schirm? Am Ende muss ja jeder eine CO2-Bilanz für seine Maschine erstellen.

Butenschön: Ja, tatsächlich immer mehr. Wir sind schon vor ein paar Jahren vorgeprescht und haben den CO2-Fußabdruck für Gleitlager ausgewiesen. Am Anfang war ich etwas skeptisch und dachte, unsere Buchsen haben an den Endprodukten meist einen zu geringen Anteil. Denken Sie an ein Flugzeug, in dem Lagertechnik in der Lehnenverstellung der Sitze verbaut ist. Man hat alles im Kopf, wenn man an ein Flugzeug denkt, aber nicht diese kleinen Komponenten. Doch das Interesse war relativ groß, weil am Ende der Hersteller den CO2-Fußabdruck bei der Herstellung seiner Maschine oder Fahrzeuge ausrechnen muss. Auch die Haltbarkeit der Teile, ihre Qualität, die Reduzierung von Wartung, die Erhöhung von Standzeiten, dass Teile länger in Gebrauch sein können – all das gewinnt an Bedeutung.

Orth: Das ist auch stark von der Regulatorik abhängig; es kommt also darauf an, aus welchem Land der Kunde kommt. In Kanada müssen Unternehmen seit 2024 angeben, was sie nach Kanada importieren und wie viel PFAS enthalten ist. Solche Kunden kommen auf uns zu und wollen das wissen. In anderen Ländern gibt es diese Regulatorik nicht.

Inwieweit sind Kunden bereit, auch mehr für so etwas zu zahlen? Wenn Stoffe ersetzt werden müssen, läuft es eventuell auch auf Neuentwicklungen hinaus.

Butenschön: Die Antwort ist, dass es natürlich möglichst nichts kosten darf. Also der Kostendruck ist nach wie vor sehr groß.

Wie setzt man das in der Produktentwicklung um? Igus hat sich ja auch Nachhaltigkeit und Recycling auf die Fahne geschrieben.

Butenschön: Die Igus-Maxime ist: die günstigste Lösung, die funktioniert – und die dabei möglichst nachhaltig ist. Die Erfahrung zeigt glücklicherweise, dass das oft nicht wirklich Mehrkosten bedeutet. Natürlich gibt es einen größeren Aufwand und man produziert vielleicht neue, PTFE-freie Werkstoffe erst einmal in geringeren Mengen, wodurch wir nicht die gleichen Skaleneffekte haben. Glücklicherweise entsteht bei uns dadurch bisher kein Konflikt und wir sind in der Lage, auch nachhaltige Produkte günstig anbieten zu können.

Orth: Wir erhoffen uns dadurch natürlich, dass wir eher Pioniere sind und auch Kunden haben, die das dann kaufen. Kunden finden auch nach einem Verbot in uns einen Anbieter, der liefern kann.

Wer beispielsweise Metalllager mit Teflonbeschichtung einsetzt: Was muss er beachten, wenn er sie gegen PTFE-freie Kunststoff-Gleitlager austauschen will?

Butenschön: Das ist schon seit langem unser Kerngeschäft. Oft sind das Anwendungen, die man relativ einfach austauschen kann. Man muss sich natürlich die Parameter in der Anwendung anzuschauen: Wie groß ist die Last, wie groß die Geschwindigkeit? Wir testen die Lebensdauer im Vorfeld, wir haben Konfiguratoren dafür und in den meisten Fällen kann man eins zu eins das Lager durch eine Kunststoffversion austauschen.

Welche Branchen fordern schon jetzt PTFE-freie Produkte?

Butenschön: Nicht alle Märkte fordern im Moment gleich lautstark PTFE-freie bzw. PFAS-freie Lösungen. Sehr stark sind zum Beispiel die Lebensmittelindustrie, die Medizintechnik und der Automobilbereich. Das sind im Moment die Bereiche, die aus unserer Sicht am meisten diese Lösungen fordern.

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