Elke GRACE nieuwsbrief gaat dieper in op de recyclebaarheid van een kunststof die gebruikt wordt in de Large Format Print & Sign sector.
In deze tweede editie van de GRACE nieuwsbrief duiken we in de recyclebaarheid van PolyVinylChloride (PVC), ook wel vinyl genoemd.
Dit materiaal is een van de meest gebruikte kunststoffen ter wereld met toepassingen in leidingen, raamkozijnen, kabels, vloeren, medische apparatuur en visuele communicatie.
Binnen de LFP&S-sector wordt een breed scala aan substraten gemaakt van pvc of voorzien van een pvc-coating. Voorbeelden hiervan zijn geschuimde vellen (Forex®), mount films, krimpfolies, blockout banner (pvc-gecoate banner), frontlit (pvc-gecoate banner), mesh banner, enz.
De reden voor dit veelvoorkomende gebruik is de combinatie van:
- Prijs: PVC is een relatief goedkoop materiaal, kosten/kg lijken op PP of PE
- Lichtheid: PVC is zwaar voor een kunststof (dichtheid van 1,4 g/cm³) maar nog steeds licht in vergelijking met bijvoorbeeld metalen substraten. Bovendien wordt PVC vaak opgeschuimd om de dichtheid te verlagen en de prijs verder te verlagen.
- Duurzaamheid: PVC is goed bestand tegen licht en een groot aantal chemicaliën, waardoor het een uitstekende keuze is voor duurzame materialen voor binnen en buiten.
- Vlamvertraging: PVC is intrinsiek vlamvertragend.
- Veelzijdigheid: PVC kan worden aangepast van stijf naar flexibel door het gehalte aan weekmakers (een additief dat de flexibiliteit verbetert) te variëren.
PVC heeft echter ook enkele beperkingen. Het heeft een beperkte temperatuurstabiliteit, wat betekent dat er stabilisatoren moeten worden toegevoegd om het materiaal te verwerken. In het geval van soepel PVC zal de flexibiliteit van het materiaal na verloop van tijd afnemen door migratie van de weekmaker.
Faciliteiten voor energieterugwinning en recycling moeten en zullen worden aangepast aan het vrijkomen van dit zuur.
Het recyclingproces voor PVC bestaat uit vier stappen
1) Inzameling en sortering
Afvalmateriaal moet worden ingezameld en gesorteerd om de PVC-fractie te isoleren. Moeilijkheden in verband met inzameling en sortering zullen in de toekomst binnen het GRACE-project worden aangepakt.
2) Materialen versnipperen
Het doel van deze stap is om de grootte van de materialen te reduceren tot schilfers van 4-6 mm zodat ze in de volgende processen kunnen worden ingevoerd. Tijdens deze stap kan het PVC ook worden gewassen om vuil te verwijderen. Bovendien kunnen met deze wasstap PP- en PE-verontreinigingen worden gescheiden, aangezien PP en PE in water blijven drijven terwijl PVC neerslaat.
3) Recycling
Recycling kan worden opgesplitst in mechanische recycling (plastic terugwinnen) en chemische recycling (plastic afbreken in bouwstenen die kunnen worden gebruikt om nieuw plastic te maken).
a. Mechanische recyclage
Mechanische recycling door extrusie is al tientallen jaren een gevestigde methode om PVC te recyclen. Tijdens dit proces wordt het PVC gesmolten en verwerkt tot gebruiksklare pellets. Tijdens dit proces wordt PVC langzaam afgebroken, maar door de aanwezigheid van stabilisatoren en een goede procesbeheersing kan PVC 10 keer worden gerecycled voordat het de gewenste technische prestaties verliest. Bovendien kan dit proces worden gecombineerd met een chemische extractie om oude chemicaliën of weekmakers te extraheren, maar deze processen zijn niet conventioneel.
Een ander mechanisch recyclingproces is oplossen, waarbij het PVC wordt opgelost in een oplosmiddel en vervolgens neerslaat in water, waardoor andere materialen en onzuiverheden (zoals kleurstoffen of inkt) kunnen worden verwijderd. Daarna wordt het gereinigde PVC gepelletiseerd voor verdere verwerking. Een voorbeeld van dit proces is het “project circle” van INEOS.
b. Chemische recycling
Tijdens het chemische recyclingproces wordt het PVC bij hoge temperatuur volledig afgebroken tot syngas, een grondstof voor een breed scala aan chemicaliën, en zoutzuur. Een voorbeeld van dit proces is SOLVAir, dat PVC omzet in syngas en natriumchloride (keukenzout). Over het algemeen wordt chemische recycling alleen geadviseerd als een materiaal niet mechanisch kan worden gerecycled, bijvoorbeeld vanwege de hoeveelheid verontreinigingen of de degradatie van het PVC. In deze gevallen is het afbreken van PVC in syngas en zout een haalbare methode om deze materialen een nieuw leven te geven.
4) Extruderen tot materiaal
Tot slot kan het mechanisch gerecyclede PVC worden geëxtrudeerd tot nieuwe producten. Als dit r-PVC vaste deeltjes bevat (zoals inktresten), is het belangrijk om de grootte ervan te bepalen. Afhankelijk van de dikte van het te produceren PVC-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. Bovendien kan de PVC-zuivering hebben geresulteerd in de extractie van weekmakers of andere gewenste additieven. Indien nodig moeten deze opnieuw aan het PVC worden toegevoegd voordat nieuwe producten worden geproduceerd.
