Steeds meer bedrijven voeren een duurzaamheidsbeleid. Eén van de elementen van dit beleid is het verwerken van gerecycleerde materialen in nieuwe producten. Geen eenvoudige opgave, want het gebruik van gerecycleerde materialen bemoeilijkt het productieproces, zodat ze geen goedkoper alternatief bieden voor de originele, virgin, materialen.
Om de eventuele meerprijs te verantwoorden en meteen ook blijk te geven van hun duurzame aanpak en technische kennis, willen bedrijven graag aan hun klanten/afnemers zwart op wit aantonen dat hun producten (een bepaalde hoeveelheid) gerecycleerd materiaal bevatten.
Helaas is het bijzonder moeilijk om de aanwezigheid van recyclaat in een eindproduct op te sporen. Toch hebben we nood aan een algemene en sluitende testmethode om eventuele greenwashing en valse claims objectief te kunnen weerleggen.
Op zoek naar geschikte testen
Op dit ogenblik bestaat er geen algemene methode waarmee we de aanwezigheid van gerecycleerd materiaal in alle omstandigheden kunnen aantonen.
Hoewel geen enkele van de bestaande testmethodes (in alle omstandigheden) een duidelijk antwoord kan geven op de vraag of en hoeveel gerecycleerd materiaal er in een eindproduct aanwezig is, bewijzen sommige testen toch hun nut.
Hieronder bespreken we drie verschillende testen: één test voor het detecteren van mechanisch gerecycleerde katoenvezels en twee testen voor de detectie van polyester dat via smeltextrusie gerecycleerd werd.
1 - Katoen: microscopische methode
Gerecycleerde katoenvezels zijn meestal afkomstig uit kledij. Bijna altijd worden daarin ook jeans (denim) verwerkt.
Nadat het textiel in kleine stukjes werd verscheurd, worden de vezels uit het weefsel “gekamd” en opnieuw versponnen, al dan niet in combinatie met nieuwe vezels.
Als we het nieuw samengestelde garen of weefsel onder de microscoop bekijken, kunnen kleurverschillen, vezellengte én het rafelige aspect van sommige vezels ons een indicatie geven over de aanwezigheid van gerecycleerde vezels.
a) Kleurverschillen: Onder de microscoop zien we in een niet of licht aangekleurd gerecycleerd weefsel blauwe katoenvezels tussen andere vezels. Duidelijke verschillen in de kleur van vezels in een garen van een uniform geverfd weefsel wijzen met een hoge graad van zekerheid op gerecycleerd materiaal.
Een garen bevat vezels met verschillende kleuren.
Bij katoen wordt het volledige garen of weefsel geverfd. Als we dus verschillende kleuren (of ecru en kleur) in één garen detecteren, betekent dit dat de oorsprong verschillend is en dat minstens de gekleurde vezels gerecycleerd zijn uit een garen of weefsel dat eerder werd geverfd.
b) Mechanische defecten: De microscopische beelden tonen heel duidelijk de gevolgen van het verscheuren of schredderen. Verscheurde vezels hebben typisch rafelige uiteinden veroorzaakt door deze sterke mechanische actie.
De vezels vertonen veel mechanische defecten, als gevolg van het feit dat het weefsel eerst wordt geschredderd (in stukken gescheurd) om gerecycleerd te kunnen worden.
Toch moeten we voorzichtig zijn in onze conclusies: het is niet omdat we deze typische kenmerken van recyclage niet zouden zien, dat er geen gerecycleerd materiaal ingezet werd. Verschillende bedrijven proberen steeds betere processen te ontwikkelen, waarbij het niet langer nodig is de vezels mechanisch kapot te maken.
Dus: hoe beter de kwaliteit van de gerecycleerde vezels, hoe moeilijker het wordt ze te herkennen.
c) Vezellengte: Ook de lengte van de aanwezige vezels kan ons iets meer vertellen: katoenvezels hebben typisch een lengte van 2,5 tot 4 cm. Tijdens het recycleren worden weefsels dikwijls in kleinere stukken gesneden, waardoor de lengte van de vezels korter wordt. Een grote hoeveelheid korte vezels kan dus wijzen op gerecycleerd materiaal.
Gerecycleerd polyester
2- Meten via kwaliteitsparameters
Tijdens het thermisch recycleren (extruderen) van PET materiaal tot textielvezels, treedt er altijd een kwaliteitsverlies op, dat zich bijvoorbeeld uit in een verlaging van de intrinsieke viscositeit, een verkleuring of verandering van de kristallisatietemperatuur.
Deze veranderingen kunnen worden opgevolgd in de vorm van een kwaliteitscontrole door tijdens het recycleren de grondstof (ingezamelde polyestermaterialen) en het eindproduct met elkaar te vergelijken.
Deze kwaliteitsparameters zijn echter niet geschikt om het gerecycleerd gehalte te bepalen van een op de markt aanwezig product, omwille van het feit dat we het beginmateriaal niet kennen. Dat beginmateriaal kan uit fracties van verschillende oorsprong bestaan waarvan we de originele kwaliteit niet kennen.
Bij gerecycleerd materiaal kunnen we de kwaliteitsparameters dus enkel op het einde van het proces meten. Een hoge viscositeit kan bijvoorbeeld wijzen op een niet-gedegradeerd product, maar kan evengoed betekenen dat het virgin polymeer een nog hogere viscositeit had.
Bij gerecycleerde PET geldt net als bij de katoenrecyclage dat producenten hun productie steeds beter onder controle hebben en er steeds minder kwaliteitsverliezen optreden.
De Britse norm BSI Flex 6228: v2.0 - Plastic packaging. Assessment of recycled content within polyethylene terephthalate (PET) virgin material and recyclate blended packaging materials produced from mechanical recycling methods. Specification and test methods - (gepubliceerd in april 2022) is een voorbeeld van een testmethode voor het bepalen van gerycleerd materiaal in kunststofverpakkingsmaterialen op basis van deze kwaliteitsparameters.
3 - Meten door het IPA gehalte te bepalen
Polyester is de afkorting van poly(ethyleen tereftalaat). Bij de productie van PET worden twee monomeren gecondenseerd tot een polymeer: ethyleenglycol en tereftaalzuur. Bij de productie van PET-flessen wordt doorgaans ook een copolymeer ingezet. In dat copolymeer is een kleine fractie van het tereftaalzuur vervangen door isoftaalzuur (isophthalic acid of IPA). In textielmateriaal wordt dit copolymeer nooit ingezet als grondstof voor garens.
PET flessen zijn de belangrijkste bron van post-consumer afvalstromen voor recyclage. Veel gerecycleerde polyestervezels bevatten dus bestanddelen van PET flessen. Daardoor zullen deze vezels in tegenstelling tot de virgin vezels wél IPA bevatten.
De aanwezigheid van IPA kan gemeten worden met verschillende technieken (chromatografie, NMR). Detectie van IPA wijst er bijna zeker op dat er materiaal uit PET flessen aanwezig is in de vezel.
Ook hier moeten we voorzichtig zijn: de afwezigheid van IPA wijst er niet op dat er géén gerecycleerd polyester aanwezig is. Er kunnen immers andere bronnen van afvalstromen gebruikt worden, waarin het copolymeer niet aanwezig is.
IPA wordt ook gebruikt om het percentage gerecycleerd materiaal te berekenen. Daarvoor gaat men ervan uit dat PET flessen wereldwijd een constant gehalte (± 2,3%) IPA bevatten. Als we dus de verhouding van IPA ten opzichte van het normale tereftaalzuur meten en uitkomen op een fractie van die 2,3%, kennen we de fractie van het bij flessen gebruikte copolymeer. Hierbij wordt aangenomen dat dit ook de fractie aan gerecycleerd materiaal is.
We moeten u er toch opmerkzaam op maken dat er twee randvoorwaarden zijn, die tot een foutieve conclusie kunnen leiden: Niet elke producent van PET-flessen gebruikt een IPA fractie van 2,3% én bovendien bestaat de mogelijkheid dat niet de volledige fractie gerecycleerde polyester afkomstig is van PET flessen. Deze beide factoren kunnen leiden tot belangrijke fouten in de kwantitatieve bepaling van rPET.
Op dit ogenblik is de IPA-test de enige test op de markt die een zekere graad van betrouwbaarheid biedt voor het bepalen van gerecycleerde PET, hoewel we de resultaten steeds met de nodige voorzichtigheid moeten interpreteren.
We blijven verder zoeken naar dé ultieme testmethode
Centexbel werkt op dit ogenblik aan verschillende onderzoeksprojecten rond gerecycleerde materialen, waaronder één project dat inzet op de detectie en evaluatie van recycleerde materialen met verschillende technieken.
Als u de gerecycleerde content van uw materialen wil laten bepalen, verwijzen we graag door naar het chemisch of het kunststoflabo.
U kan met uw vragen ook steeds terecht bij uw adviseur.