Polypropylene

Each GRACE newsletter will explore the recyclability of a plastic used in the Large Format Print & Sign sector.

In this first edition of the GRACE newsletter we will dive into the recyclability of Polypropylene (PP), a thermoplastic material that is lightweight, cheap and offers a combination of high corrosion-, abrasion- and impact resistance. However, the disadvantage of PP is that it easily absorbs odours and colours from the environment.

When recycling the aim is to remove these odours and colours, and at the same time convert the waste material into pellets that can be reused in extrusion processes.

This is achieved by separating the recycling process into 4 different steps: 

1. Collection and sorting 

Waste materials need to be collected and sorted to isolate the PP fraction. Difficulties related with collecting and sorting will be addressed in the future within the GRACE project. 

2. Shredding materials 

The aim of this step is to reduce the size of materials down to flakes of 4-6mm so they can be fed into the subsequent processes.  

Elke GRACE nieuwsbrief gaat dieper in op de recycleerbaarheid van een kunststof die gebruikt wordt in de Large Format Print & Sign sector.

In deze eerste editie van de GRACE nieuwsbrief duiken we in de recycleerbaarheid van Polypropyleen (PP), een thermoplastisch materiaal dat licht en goedkoop is en een combinatie van hoge corrosie-, slijtage- en slagvastheid biedt. Het nadeel van PP is echter dat het gemakkelijk geuren en kleuren uit de omgeving opneemt.

Bij het recycleren is het de bedoeling om deze geuren en kleuren te verwijderen en tegelijkertijd het afvalmateriaal om te zetten in pellets die opnieuw kunnen worden gebruikt in extrusieprocessen.

Dit wordt bereikt door het recyclingproces op te splitsen in 4 verschillende stappen: 

1. Inzameling en sortering 

Afvalmaterialen moeten worden verzameld en gesorteerd om de PP-fractie te isoleren. Moeilijkheden met het verzamelen en sorteren zullen in de toekomst binnen het GRACE-project worden aangepakt. 

2. Shredderen van materialen 

Het doel van deze stap is het verkleinen van de materialen tot snippers van 4-6 mm, zodat ze in de volgende processen kunnen worden ingevoerd.  

3. Pelletizing

This step converts the plastic flakes back into pellets, due the processing efficiency benefits this will commonly be done with underwater type pelletizers. During pelletizing contaminations resulting from odours and colours can be removed. This is done by applying a high vacuum over the molten material within the extruder, which allows the odours and colours to evaporate. Companies such as “Erema” and “Starlinger” specialize in producing extruders capable of removing contaminations in this way.  

However, something that will not be removed during this process is non-volatile inks. These inks will remain behind as small flakes within the generated pellets.  

Additionally large format panels can deteriorate due to weathering by UV light, which degrades the surface of the material. Fortunately, this does not impact the bulk material, during recycling the degraded surface will be mixed in with the bulk material without impacting the properties of the recycled material. 

4. Extruding into material 

When extruding new products from recycled PP it's important to determine if the recycled material contains solid contaminations, such as the ink residues mentioned previously. Depending on thickness of the material to be produced these solid contaminations will block the filters and dies during the extrusion process. As a rule of thumb, the contaminations should be 3 times smaller than the extruders filter or die openings.  

As an example: a recycled PP that contains ink particles of 50µm should not be used to produce films or intricate structures finer than 150µm. 

3. Pelletiseren

In deze stap worden de plastic vlokken weer omgezet in pellets. Vanwege de efficiëntievoordelen bij de verwerking wordt dit meestal gedaan met pelletiseermachines onder water. Tijdens het pelleteren kunnen verontreinigingen door geuren en kleuren worden verwijderd. Dit wordt gedaan door een hoog vacuüm aan te brengen boven het gesmolten materiaal in de extruder, waardoor de geuren en kleuren kunnen verdampen. Bedrijven zoals “Erema” en “Starlinger” zijn gespecialiseerd in het produceren van extruders die op deze manier verontreinigingen kunnen verwijderen.  

Wat echter niet verwijderd wordt tijdens dit proces zijn niet-vluchtige inkten. Deze inkten blijven achter als kleine vlokjes in de gegenereerde pellets.  

Daarnaast kunnen grootformaat panelen verslechteren door verwering door UV-licht, waardoor het oppervlak van het materiaal wordt aangetast. Gelukkig heeft dit geen invloed op het bulkmateriaal, tijdens het recyclen wordt het aangetaste oppervlak gemengd met het bulkmateriaal zonder de eigenschappen van het gerecycleerde materiaal te beïnvloeden. 

4. Extruderen tot materiaal 

Bij het extruderen van nieuwe producten uit gerecycleerde PP is het belangrijk om te bepalen of het gerecycleerde materiaal vaste verontreinigingen bevat, zoals de eerder genoemde inktresten. Afhankelijk van de dikte van het te produceren materiaal zullen deze vaste verontreinigingen de filters en matrijzen blokkeren tijdens het extrusieproces. Als vuistregel geldt dat de verontreinigingen 3 keer kleiner moeten zijn dan de filter- of matrijsopeningen van de extruder.  

Een voorbeeld: gerecycled PP dat inktdeeltjes van 50 µm bevat, mag niet worden gebruikt om films of ingewikkelde structuren te produceren die fijner zijn dan 150 µm.