De term "PVC" of polyvinylchloride (kunststofidentificatiecode #3) baart zorgen in de PET-recyclingwereld. Dit komt doordat zelfs minuscule hoeveelheden PVC-verontreiniging aanzienlijke verstoringen kunnen veroorzaken tijdens de verwerking of remanufacturing van post-consumer PET-hars tot nieuwe producten. Om een perspectief te bieden: de negatieve effecten van PVC-verontreiniging kunnen al optreden bij concentraties van slechts 50 ppm (parts per million). Slechts 50 ppm komt overeen met slechts 0,05 kg PVC-kunststof per 1000 kg PET-vlokken, wat procentueel gezien neerkomt op slechts 0,0051 TP3T. Ondanks deze ogenschijnlijk onbeduidende hoeveelheid kan PVC zuren produceren die PET-hars zowel fysiek als chemisch aantasten, waardoor het PET broos wordt en een gelige tint krijgt – twee cruciale eigenschappen die de kwaliteit van PET verminderen, met name wat betreft helderheid en slagvastheid. Bovendien kunnen er chloordampen vrijkomen, wat een extra gevaar vormt bij de recycling van PVC.
Bronnen van PVC-verontreiniging bij PET-recycling
In de meeste PET-wasrecyclinginstallaties is het beheersen van de PVC-concentratie in de verwerkte PET-vlokken cruciaal. De acceptabele PVC-concentratie wordt uiteindelijk bepaald door de beoogde toepassing van het eindproduct. Hoewel sommige toepassingen hogere PVC-concentraties kunnen verdragen, vereisen premiumtoepassingen, zoals de productie van hoogwaardige polyestervezels, PVC-gehaltes die ruim onder de 50 ppm liggen. Om aan deze strenge eisen te voldoen en hogere marktprijzen te kunnen vragen, moeten PET-recyclers extra moeite doen om PVC te verwijderen uit de PET-vlokken die ze produceren. Dit proces begint met het identificeren van hoe PVC de PET-recyclingstroom infiltreert.
Er zijn over het algemeen vier primaire bronnen van PVC-verontreiniging bij PET-recycling:
- PVC-flessen die lijken op PET-flessen en een witte vouw achterlaten wanneer ze platgedrukt worden. Deze kunnen door getrainde sorteerders worden geïdentificeerd en verwijderd.
- PVC-veiligheidszegels op PET-flessen, zoals die op mondwaterverpakkingen, moeten worden verwijderd voordat het product kan worden gegranuleerd.
- PVC-voeringen in doppen en sluitingen van flessen. Hoewel dit in de Verenigde Staten niet meer gebruikelijk is, verschijnen er nog steeds af en toe flessen met een PVC-voering.
- PVC-etiketten gewikkeld om PET-flessen.
PVC-verwijdering bij PET-recycling
Hoewel machines een belangrijke rol spelen bij het filteren van PVC uit PET-stromen, blijft handmatig sorteren een van de meest effectieve methoden voor het verwijderen van PVC. Zoals eerder opgemerkt, kunnen ervaren sorteerders PVC-flessen visueel identificeren. Technologische vooruitgang heeft de efficiëntie van handmatig sorteren echter verbeterd.
Zo is bijvoorbeeld de toevoeging van UV-licht aan een PET-flessenstroom getest om de sorteernauwkeurigheid aanzienlijk te verbeteren. Getrainde professionals behaalden efficiënties tot wel 99%. Wanneer PET-flessen UV-licht doorlaten, absorberen ze de stralen en stralen ze een blauw fluorescerend licht uit. PVC daarentegen fluoresceert zelf niet, maar de additieven in PVC zorgen er vaak voor dat PVC-flessen groen of geel fluoresceren. Dit onderscheid stelt sorteerders in staat om PVC-flessen gemakkelijk te identificeren en te verwijderen. Om de schadelijke effecten van langdurige blootstelling aan UV-licht te beperken, dienen sorteerders in ploegendiensten van maximaal twee uur te werken.
Naast handmatige sortering worden geautomatiseerde systemen steeds populairder vanwege de stijgende kosten van handmatige arbeid. Volledig geautomatiseerde sorteersystemen kunnen worden onderverdeeld in drie typen: optische sorteersystemen, transmissietechnologiesystemen en oppervlaktescansystemen. Elk systeem gebruikt detectiesignalen om plastic flessen te onderscheiden op basis van hun chemische of fysische eigenschappen, waarbij sensoren de gegevens analyseren. Vervolgens worden luchtstralen gebruikt om de ongewenste flessen van de PET-stroom te scheiden. Van deze technologieën is röntgendetectie het meest betrouwbaar gebleken voor het identificeren van de aanwezigheid van chloor in PVC-flessen, aangezien chloor in PET-flessen ontbreekt.
Omdat noch handmatige noch geautomatiseerde sorteersystemen feilloos zijn, wordt vaak een routine met 2-3 passages gebruikt om de PVC-verontreiniging tot een minimum te beperken.
Een andere veelgebruikte methode om PVC uit PET-vlokken te verwijderen is thermische scheiding. Bij ongeveer 200 °C wordt PVC zacht en plakkerig, terwijl PET-kunststof onaangetast blijft bij 260 °C. Deze temperatuurverschillen maken thermische scheiding mogelijk: een mengsel van PET/PVC-vlokken wordt over een roterende, verwarmde transportband geleid die is ingesteld op ongeveer 180-200 °C. Terwijl het kunststofmengsel over de band beweegt, blijft PVC eraan plakken, terwijl PET-kunststof onaangetast blijft en in een opvangbak rolt. Een stilstaand mes onder de transportband schraapt het PVC eraf. Hoewel automatische sorteerapparatuur een aanzienlijke investering vereist, is thermische scheiding een relatief goedkoop alternatief.
Een andere kosteneffectieve methode is elektrostatische scheiding. Bij dit proces wordt een mengsel van PVC- en PET-kunststoffen blootgesteld aan een laadkamer, waardoor een statische lading op de kunststofoppervlakken ontstaat. Door de verschillende fysische en chemische eigenschappen van de kunststoffen wordt PVC negatief geladen, terwijl PET positief geladen wordt. Het mengsel wordt vervolgens blootgesteld aan geladen polen, die de tegengesteld geladen kunststoffen aantrekken en van elkaar scheiden. Succes bij elektrostatische scheiding hangt af van het toepassen van de juiste hoeveelheid energie om de kunststoffen te laden zonder dat ze elkaar aantrekken.
Conclusie
Dit artikel beoogt een dieper inzicht te bieden in de rol van PVC in PET-recycling. Omdat kopers van PET-vlokken zich altijd zorgen maken over PVC-verontreiniging, is het essentieel om alle voorzorgsmaatregelen te nemen om het PVC-gehalte in het eindproduct te minimaliseren. Routinematige tests op PVC-gehalte dienen te worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat de PET-vlokken die u aanbiedt aan de hoogste kwaliteitsnormen voldoen. Zelfs kleine hoeveelheden PVC kunnen een hele partij PET-vlokken onbruikbaar maken.
Als algemene richtlijn geldt dat u moet streven naar PVC-niveaus onder de 50 ppm, en idealiter onder de 30 ppm. Er zijn verschillende methoden voor PVC-verwijdering beschreven, maar het is uiteindelijk aan de exploitant van de PET-wasinstallatie om een systeem te ontwikkelen dat het beste past bij de soorten PET-flessen die hij verwerkt.