Le terme « PVC » ou polychlorure de vinyle (code d'identification plastique #3) suscite des craintes dans le domaine du recyclage du PET. En effet, même des quantités infimes de PVC peuvent perturber considérablement le traitement ou la transformation de la résine PET post-consommation en nouveaux produits. À titre de comparaison, les effets négatifs de la contamination par le PVC peuvent survenir à des concentrations aussi faibles que 50 parties par million (ppm). 50 ppm seulement équivalent à seulement 0,05 kg de PVC pour 1 000 kg de paillettes de PET, ce qui, en pourcentage, ne représente que 0,005%. Malgré cette quantité apparemment insignifiante, le PVC peut produire des acides qui dégradent la résine PET physiquement et chimiquement, la rendant cassante et lui donnant une teinte jaunâtre – deux caractéristiques critiques qui diminuent la qualité du PET, notamment en termes de transparence et de résistance aux chocs. De plus, des vapeurs de chlore peuvent être émises, ce qui représente un risque supplémentaire lors du recyclage du PVC.
Sources de contamination du PVC dans le recyclage du PET
Dans la plupart des installations de lavage et de recyclage du PET, le contrôle de la concentration de PVC dans les paillettes de PET traitées est crucial. Le niveau de concentration acceptable en PVC dépend en fin de compte de l'application prévue du produit final. Si certaines applications peuvent tolérer des concentrations de PVC plus élevées, les applications haut de gamme, comme la production de fibres polyester haut de gamme, exigent des niveaux de PVC bien inférieurs à 50 ppm. Pour répondre à ces exigences strictes et obtenir des prix de marché plus élevés, les recycleurs de PET doivent redoubler d'efforts pour éliminer le PVC des paillettes de PET qu'ils produisent. Ce processus commence par l'identification de la manière dont le PVC s'infiltre dans le flux de recyclage du PET.
Il existe généralement quatre sources principales de contamination du PVC dans le recyclage du PET :
- Bouteilles en PVC imitant les bouteilles en PET, laissant une marque blanche de « pli » lorsqu'elles sont aplaties. Elles peuvent être identifiées et retirées par des trieurs qualifiés.
- Joints de sécurité en PVC sur les bouteilles en PET, comme ceux que l'on trouve sur les contenants de bain de bouche, qui doivent être retirés avant la granulation.
- Revêtements en PVC dans les bouchons et fermetures de bouteilles. Bien que cette pratique ne soit plus courante aux États-Unis, on trouve encore parfois des bouteilles avec revêtement en PVC.
- Étiquettes en PVC enroulées autour de bouteilles en PET.
Élimination du PVC dans le recyclage du PET
Si les machines jouent un rôle essentiel dans la filtration du PVC des flux de PET, le tri manuel reste l'une des méthodes les plus efficaces pour éliminer le PVC. Comme indiqué précédemment, les trieurs expérimentés peuvent identifier visuellement les bouteilles en PVC. Cependant, les progrès technologiques ont amélioré l'efficacité du tri manuel.
Par exemple, l'ajout d'un éclairage UV à un flux de bouteilles en PET a été testé pour améliorer significativement la précision du tri, des professionnels qualifiés atteignant des rendements allant jusqu'à 99%. Lorsque les bouteilles en PET passent sous la lumière UV, elles absorbent les rayons et émettent en retour une fluorescence bleue. En revanche, bien que le PVC lui-même ne soit pas fluorescent, les additifs qu'il contient provoquent souvent une fluorescence verte ou jaune des bouteilles en PVC. Cette distinction permet aux trieurs d'identifier facilement les bouteilles en PVC et de les retirer. Pour atténuer les effets nocifs d'une exposition prolongée aux UV, les trieurs doivent travailler par équipes de deux heures maximum.
Outre le tri manuel, les systèmes automatisés gagnent en popularité en raison de la hausse du coût de la main-d'œuvre. Les systèmes de tri entièrement automatisés se classent en trois catégories : les systèmes de tri optique, les systèmes de transmission et les systèmes de balayage de surface. Chaque système utilise des signaux de détection pour différencier les bouteilles en plastique selon leurs propriétés chimiques ou physiques, des capteurs analysant les données. Des jets d'air sont ensuite utilisés pour séparer les bouteilles indésirables du flux de PET. Parmi ces technologies, la détection par rayons X s'est avérée la plus fiable pour identifier la présence de chlore dans les bouteilles en PVC, le chlore étant absent des bouteilles en PET.
Étant donné que ni les systèmes de tri manuels ni les systèmes de tri automatisés ne sont parfaits, une routine de 2 à 3 passages est souvent utilisée pour garantir une contamination minimale du PVC.
Une autre méthode largement utilisée pour éliminer le PVC des paillettes de PET est la séparation thermique. À environ 200 °C, le PVC se ramollit et devient collant, tandis que le PET reste inchangé à 260 °C. Cet écart de température permet la séparation thermique : un mélange de paillettes PET/PVC passe sur un tapis roulant rotatif et chauffé, réglé à environ 180-200 °C. À mesure que le mélange plastique se déplace sur le tapis, le PVC adhère, tandis que le PET reste inchangé et roule vers un bac de récupération. Une lame fixe située sous le tapis racle le PVC. Bien que les équipements de tri automatique nécessitent un investissement important, la séparation thermique constitue une alternative relativement économique.
Une autre méthode économique est la séparation électrostatique. Ce procédé consiste à exposer un mélange de plastiques PVC et PET à une chambre de charge, ce qui induit une charge statique à la surface des plastiques. En raison des propriétés physiques et chimiques différentes des plastiques, le PVC se charge négativement, tandis que le PET se charge positivement. Le mélange est ensuite exposé à des pôles chargés, qui attirent les plastiques de charge opposée, les séparant. La réussite de la séparation électrostatique repose sur l'application de la quantité d'énergie adéquate pour charger les plastiques sans provoquer d'attraction entre eux.
Conclusion
Cet article vise à mieux comprendre le rôle du PVC dans le recyclage du PET. Les acheteurs de paillettes de PET étant toujours préoccupés par la contamination par le PVC, il est essentiel de prendre toutes les précautions nécessaires pour minimiser la présence de PVC dans le produit final. Des tests réguliers de la teneur en PVC doivent être effectués afin de garantir que les paillettes de PET que vous proposez répondent aux normes de qualité les plus strictes. Même de petites quantités de PVC peuvent rendre un lot entier de paillettes de PET inutilisable.
En règle générale, visez des niveaux de PVC inférieurs à 50 ppm, et idéalement à 30 ppm. Plusieurs méthodes d'élimination du PVC ont été décrites, mais il appartient en dernier ressort à l'exploitant de l'usine de lavage de PET de mettre en place le système le mieux adapté aux types de balles de bouteilles PET qu'il traite.