Le tissu non tissé en polypropylene est devenu l'un des matériaux flexibles les plus largement utilisés dans l'économie moderne, mais son succès suscite des défis de plus en plus importants en matière de recyclage. Des masques médicaux en spunbond et meltblown aux gants chirurgicaux composites SMS, en passant par les géotextiles perforés, les lingettes humides, les sacs d'emballage et les manches de vaisselle jetables, les déchets en PP non tissé sont produits en grandes quantités dans les secteurs médical, hygiénique, agricole, de la construction et des produits de consommation. La meilleure ligne de recyclage de tissus non tissés en PP, basée sur la technologie autrichienne, répond à ce défi en transformant les déchets de tissus de faible densité en granulés de PP recyclés uniformes et réutilisables, grâce à un système intégré de coupe-compaction et à un processus d'extrusion à une seule spirale. Cet article explique la science des matériaux, l'architecture de l'équipement, les paramètres de fonctionnement, les résultats de qualité et le paysage de la certification qui définissent une ligne de recyclage de tissu non tissé en PP réussie. Polyretec, une usine de Wanplas, a construit son équipement de recyclage sur cette plateforme autrichienne, combinant une logique de processus bien établie en Europe avec des capacités de fabrication chinoises pour livrer des lignes à la fois robustes et économiques.
La particularité de la recyclage du non-tissu PP ne réside pas dans le polymère lui-même, qui est un polypropylène bien connu et commercialisé, mais dans la forme physique de la matière première. Le non-tissu est léger, molletonné, électrostatique et souvent contaminé par de la colle à fusion à chaud, des bandes métalliques, des élastiques, de l'encre d'impression et de l'humidité. Les approches de recyclage conventionnelles, qui fonctionnent pour le regrind rigide de PP ou les flocons de film, échouent ici, car la matière ne peut pas être alimentée de façon continue dans un extrudeur. La technologie autrichienne fait état d'une technique de coupe et de compactage qui conditionne la toile par chauffage par frottement et compactage mécanique, augmentant la densité volumique d'un ordre de grandeur avant que la matière n'atteigne le cylindre de l'extrudeur. Le résultat est un processus stable, continu et énergétiquement efficace produisant du PP recyclé, adéquat pour des applications exigeantes de moulage par injection, d'extrusion et d'affranchissement.
Comprendre les déchets de tissu non tissé en PP : sources et caractéristiques du matériau.
Le tissu non tissé en PP ne constitue pas un seul matériau, mais une famille de structures produites par plusieurs méthodes différentes de formation et de collage de la bande. Chaque méthode donne lieu à un ensemble distinct de caractéristiques physiques qui affectent directement le façon dont le matériau doit être recyclé. La première tâche de tout ingénieur en recyclage consiste à profiler la matière première, car les paramètres optimaux du coupeur-compresseur, la conception des vis et la stratégie de filtration dépendent en effet de ce qui arrive réellement à l’usine. Une ligne traitant des restants de bord de spunbond nettoyés sera calibrée différemment de celle traitant des masques et lingettes post-consommation.
Structures à fibres obtenues par centrifugation, à couches fondantes et composite
Le non-tissé spunbond est fabriqué en expulsant des filaments de PP continus sur une bande mobile, puis en les liant thermiquement ou mécaniquement. C'est le produit de base de l'industrie : sacs de courses, couvertures agricoles, revêtements pour meubles et couches. Sa masse spécifique varie généralement de 15 à 150 grammes par mètre carré et est relativement propre lorsqu'il est recueilli en coupe de chocs industriels. Le non-tissé par soufflage à chaud utilise des fibres bien plus fines, formées par un air chaud à grande vitesse ; il assure une fonction de filtration et de barrière dans les masques et les respirateurs, mais il est fragile, poussiéreux et sujet à adhérence statique. Le SMS est un composite d'excellentes performances, qui associe résistance et protection pour les habits de chirurgiens et les draps chirurgicaux. Le géotextile haché à l'aiguille est une toile de PP plus lourde, tressée mécaniquement, utilisée en génie civil pour la séparation, le drainage et le renforcement ; il est volumineux et souvent souillé de fines particules minérales.
Flux d'après-utilisation et de produits d'hygiène
Le produit de base à la croissance la plus rapide et le plus difficile est émis par les déchets de hygiène et de protection individuelle : masques, vêtements de protection, lingettes et bandelettes pour vaisselles à usage unique. Ces flux contiennent des huiles corporelles, des lotions, des encres, des adhésifs et des odeurs qui nécessitent une dévolatisation énergique. Les sacs de conditionnement et les sacs non tissés à structure tissée sont plus propres mais souvent imprimés, tandis que les bandelettes et les supports pour tasse à usage unique sont généralement inoffensifs et faciles à traiter. La compréhension de ce spectre est essentielle car la chaîne de recyclage doit être spécifiée pour le pire scénario réaliste, et non pour la moyenne.
Paramètres physiques clés du fourrage
Cinq paramètres dominent la conception des ruches de fabrication. La masse grammatique (de 15 à 150 grammes par m²) détermine le débit en volume. La densité du tissu, comprise entre 20 et 50 kilogrammes par m³ pour les tissus non tricotés, représente le plus grand obstacle. La teneur en humidité de 2 à 8 % doit être éliminée avant la fusion afin d'éviter les vides de vapeur et la dégradation hydrolytique. La charge électrostatique provoque des ponts et une alimentation irrégulière. La contamination sous forme de colle chauffante, de bandes métalliques en forme de nez, de bande élastique et d'encre d'impression impose la stratégie de filtration et de séparation. Le tableau ci-dessous récapitule les valeurs typiques pour les types de matériau entrant dans les boules de fabrication.
| Source d’alimentation | Masse en grammes (g/m²) | Densité volumique (kg/m³) | Humidité (%) | Contaminants typiques |
|---|---|---|---|---|
| Encadrements en Spunbond. | 20 à 80 | 25 à 45 | 1 à 3 | Encre d'impression minime, agent anti-static |
| Média de filtration à soufflage de la fusion. | 15 à | 20 à 35 | de 2 à 5 | Fibres fines, poussière, odeur |
| SMS composite en PPE | 40 à 90 | 25 à 50 | 3 à 7 | Adhésif à fusionnement par friction, élastique, encre, odeur. |
| Géotextile percé par aiguille | 100 à 150 | 30 à 50 | 3 à 8 | Particules fines minérales, sols, stœchiométisant UV. |
| Tissus de nettoyage et déchets liés à l'hygiène | 30 à 70 | 20 à 40 | 4 à 8 | Loti ions, huiles, odeur, impression |
| Bacs et sacs d'emballage | 50 à 120 | 30 à 50 | 2 à 4 | Encre d'impression lourde, stratification |
Pourquoi la faible densité de charge représente un défi de traitement fondamental ?
La masse volumique est la masse de matériau par unité de volume, et pour le tissu non-tissé en PP léger, elle ne dépasse que 20 à 50 kilogrammes par mètre cube. Pour mettre cela en perspective, un mètre cube de ce tissu léger pèse moins de la masse d'un seul humain adulte. Cette extrême légèreté est la cause principale de presque tous les problèmes de dosage dans le recyclage conventionnel. Lorsque le matériau léger et aérien est déposé dans une trémie d'extrudeur, il se compacte mal, retient de l'air et forme des arches ou des pontons stables qui bloquent le conduit. Même lorsqu'il entre dans la vis d'extrusion, la faible densité de remplissage empêche la zone de dosage de produire une pression de masse stable, ce qui entraîne des sauts et des problèmes de soufflage de l'extrudeur.
La réponse autrichienne consiste à éliminer l'écart de densité avant l'extrusion. Le fraiseuse-compacteur prend le tissu lâche, le coupe en petits flocons et utilise la chaleur de friction pour le sécher et le compacter en un agglomérat dense, chaud et fluide, présentant une densité apparent de 300 à 450 kilogrammes par mètre cube. C'est un progrès de dix fois, suffisant pour permettre l'alimentation stable par gravité ou par soupape. Sans cette étape de pré-conditionnement, les opérateurs sont obligés d'utiliser des alimentateurs à alésage, une alimentation par filetage ou un agglomérateur séparé, ce qui réduit le rendement, accroît la consommation d'énergie et les efforts du personnel.
L'humidité accentue le problème. À des teneurs comprises entre 2 et 8 %, l'eau contenue dans la matière première se transforme en vapeur à l'intérieur du baril, créant des vides, des projections et des granulats dégradés. Le coupeuse-pressoir réduit la teneur en eau de 5 % environ à moins de 0,3 % pendant le pré-conditionnement, afin que l'extrudeur manipule uniquement une matière sèche et dense. Ce seul point d'intégration distingue une véritable ligne de recyclage des non-tissés en PP d'une ligne de granulage de film adaptée à un autre usage.
Itinéraires technologiques autrichiens : coupeur-compacteur à un seul étape vs extrusion à deux étapes
La notion de « technologie autrichienne » dans le recyclage de PP fait référence à des architectures de processus pionnées par des fabricants européens d'appareils tels que Erema et NGR, où le dissecteur-compresseur est couplé directement à l'extrudeur. L'idée maîtresse est que le pré-conditionnement et la fusion se déroulent selon une séquence continue et thermiquement liée plutôt que dans des machines distinctes. Il existe deux principales implementations : la ligne intégrée en un seul passage et la ligne à deux étapes. Les deux conceptions sont fondamentalement différentes de l'approche plus ancienne consistant à faire fonctionner un aggrégante indépendant puis à alimenter un extrudeur séparé.
Route d'un trimmer compacteur intégré en une étape.
Dans la configuration à un seul passage, le coupeur-uscaisse se trouve directement au-dessus de l'extrudeur à un seul vis ou à côté de celui-ci. Les copeaux coupés et chauffés par friction tombent au cours d'une courte transition dans l'obturateur d'alimentation de l'extrudeur, de sorte qu'il n'existe pratiquement pas de creux de temps de séjour et qu'il y a peu de pertes de chaleur. L'extrudeur reçoit ainsi une matière chaude, sèche et densifiée à un débit contrôlé. Cette configuration est compacité, efficace en énergie et adaptée aux déchets non tissés propres à très légèrement contaminés, tels que les rebords, les déchets transformés, et les matières à usage hygiénique triées.
Route d'extrusion à deux étages.
La conception à deux étages utilise une première extrudeuse pour fusionner, filtrer et homogénéiser la matière, puis transmet la fusion via une pompe ou un adaptateur à une seconde extrudeuse dédiée à la devolatilisation approfondie et à la pressurisation finale avant la pelletisation. Cette séparation est précieuse lorsque la masse à traiter est riche en imprints, odorante ou contenant de fortes substances volatiles, car le second étage peut fonctionner dans une zone à plus long vide et plus profond sans sacrifier la stabilité de la fusion. Le contrepartie de cette solution est un coût de capital plus élevé, une empreinte plus importante et une consommation d'énergie plus importante.
Agglomérateur Plus Extrudeur traditionnel
La méthode classique utilise un aggrégateur continu ou en lots pour densifier le textile, puis transfert manuellement ou pneumatiquement les aggrégats vers une extrudeuse séparée. Cette déconnexion crée des pertes de chaleur, de la poussière, une température de charge inconstante et une opération à la main intense. Les lignes modernes dérivées de la technologie autrichienne remplacent cette procédure par un couplage direct, éliminant ainsi le maillon faible. Le tableau ci-dessous compare les trois approaches.
| Aspect | Un trimmer compacteur en une étape. | Extrusion à deux étages. | Agglomérat + extrudeuse |
|---|---|---|---|
| Liaison du process | Couplage direct | Deux extrudeurs en série. | Machines déconnectées |
| Espace occupé | Compact | Grande | Large avec transfert |
| Profondeur de devolatilisation | Modéré. | Etage profond, option double | Limité |
| Energie par kg | Bas à moyen | De taille moyenne à haute | De taille moyenne à haute |
| Meilleure alimentation | Nettoyage de non-tissus de qualité moyenne. | Impression lourde, odeur, composés volatils | Travailles à faible valeur et tolérables |
| Coût du capital | Moyen | Élevé | Bas à moyen |
Polyretec, une usine de Wanplas, s’appuie sur cette philosophie d'origine autrichienne pour concevoir sa ligne de pelletisation de nouvelle génération, et son historique de projets comprend un système de recyclage des tissus non tissés en PP et de gants en TPE au Vietnam pour un groupe coté en bourse qui avait déjà fait l'expérience d'une machine Erema. Ce lien souligne comment l'architecture intégrée de la machine à découper et à compacter se transmet entre les marques et les régions, tout en gardant la même logique de processus.
unité de base 1 : coupeur-compacteur
Le coupeur-compacteur est le principal élément de toute ligne de recyclage de non-tissés en PP ; sa taille et son réglage optimaux déterminent si la ligne fonctionne ou non. Il s'agit d'une chambre à rotor vertical à haut régime, dotée de couteaux fixes et rotatifs. Le tissu passe par une ouverture d'alimentation tangente, est coupé en segments plus petits et est projeté contre la paroi de la chambre où la friction avec le masse de matériau et le logement génère de la chaleur. Cette chaleur permet de seceter les fragments et de rendre le PP suffisamment souple pour le rendre adhérent à la surface, ce qui permet aux particules de se solidifier en agglomérats denses alors qu'elles sont forçées vers l'évacuation.
Classes de volume et débit
Les ramasseurs-compresseurs commerciaux destinés à cette application sont proposés avec des volumes de chamberes efficaces de 300, 600, 900 et 1200 litres. Le choix dépend du débit cible de la ligne, car le compacteur doit pouvoir traiter l'intégralité du flux de tissu sans surcharge. Un appareil de 300 litres convient aux lignes pilotes et aux petites installations commerciales, alors qu'un appareil de 1200 litres est associé aux extrudeurs à axe unique les plus grands, pour le traitement des plastiques d'après-consommation à grande capacité.
| Volume du compacteur (l). | Vitesse de rotation du rotor (tr/min) | Vitesse de pointe de la lame (m/s) | Vis adaptée (mm) | Environ. Production maximale (kg/h). |
|---|---|---|---|---|
| 300 | 900 à 1100 | 30 à 38 | 90 à 105 | 150 à 300 |
| 600 | 800 à 1000 | 34 à 42 | 105 à 120 | 300 à 500 |
| 900 | 700 à 900 | 38 à 44 | 120 à 135 | 500 à 800 |
| 1200 | 600 à 800 | 40 à 45 | 135 à 150 | 800 à 1200 |
Matériau de la lame, usure et réglage de l'espacement
Les lames rotatives et fixes sont généralement fabriquées en acier à haute ténacité ou en alliage de carbure de tungsten pointu pour résister à l'abrasion causée par le géotextile chargé en minéraux et les revêtements imprimés. Lorsque les lames s'usent, l'espace de coupe s'étire et l'efficacité du coupe diminue, ce qui réduit le chauffage par friction et peut repousser la matière hors de la fenêtre de température optimale. Une inspection régulière de l'espace de coupe et un remplacement ou un affûtage des lames à temps sont des éléments de maintenance essentiels. Le port d'alimentation tangentiel est incliné de manière à ce que la matière soit expulsée à travers la chambre plutôt que droit, maximisant le temps de séjour et de friction nécessaire à la densification.
Fenêtre de contrôle de la température
La température de purge maximale de la compacte est de 80 à 110 degrés Celsius. On maintient délibérément cette température inférieure au point de fusion du polypropylène, qui est compris entre 160 et 165 degrés Celsius. Au paramètre souhaité, le PP se ramollit et adhère à la surface, mais ne fond pas, ce qui permet aux particules de se agglomérer sans fondre en une masse solide. Si la température augmente trop, le matériau fond, adhère au rotor et forme les célèbres boules qui obstruent les conduits de décharge. Les opérateurs contrôlent ce paramètre par la rotation de la compacte, la cadence de charge, le refroidissement des chambres et la recirculation de l'air de traitement. L'humidité est réduite d'environ 5 % à moins de 0,3 %, et la densité volumique varie de 20 à 50 kilos/mètre cube à 300 à 450 kilos/mètre cube.
unité de base 2 : extrudeur à un seul arbre
Au delà du coupeur-pressoir se trouve l'extrudeur mon-sans à vis, l'instrument qui fonde, mélange, déshydrate et compresse le PP densifié. Pour le recyclage des non-tissés en PP, la configuration à un seul-sans est privilégiée par rapport à celle à deux sans, car la matière première est déjà pré-conditionnée et l'objectif est un fondage continu et doux plutôt qu'une composition intensive. La vis et le baril sont les éléments centraux qui définissent la qualité des granulés.
Diamètre des vis et rapport longueur sur diamètre (L/D) :
Les diamètres standard sont de 90, 105, 120, 135 et 150 millimètres. Une vis plus longue, avec un rapport longueur/diamètre (L/D) de 30 à 36, permet une plus longue durée de séjour pour la fusion, le mélange et la ventilation. Le rapport L/D élevé permet également un secteur de devolatilisation dédié, indispensable pour les aliments pour l'hygiène odorants. La conception de la vis utilise une section de barrière pour séparer les matières solides de la matière fondante et un diffuseur de mélange près de l'évent, afin d'homogénéiser la température et la couleur avant la filtration.
| Diamètre des vis (mm) : | Rapport R/T | Température de la zone du barillet (°C) | Température du fondant (en °C) | Aspiration (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| 90 | 30 à 33 | 180 à 220 °C | 200 à 220 | - de 0,06 à 0,08 |
| 105 | 30 à 34 | 185 à 225 | 200 à 222 | - de 0,06 à 0,09 |
| 120 | de 32 à 35 | 185 à 228 | De 205 à 224 | - de 0,07 à 0,09 |
| 135 | 32 à 36 mm | 190 à 230 | De 205 à 225 | - de 0,07 à 0,09 |
| 150 | 33 à 36 | 190 à 230 | De 208 à 225 dispositifs par mètre linéaire. | - de 0,08 à 0,09 |
Vis de barrière à tête de mélange.
Un écrou à barrage contient une poutre secondaire qui sépare les solides non fondus de la couche de fusion, améliorant ainsi l'efficacité de la fonte et réduisant le risque de particules de gel non fondues dans le granule. La section de dosage crée une pression stable avant la tête de mélange, qui est un élément distributeur et dispersant qui homogénise la température et incorpore tout masterbatch ou stabilisateur ajouté. Étant donné que le transfert non tissé en PP est déjà constitué d'un polymère homogène, la tête de mélange ne doit pas être très énergique ; un agissement excessif ne ferait que accélérer la dégradation thermique et oxydative.
La devolution et la dépression.
La zone de dégazage est la zone où l'air emprisonné, les vapeurs d'humidité résiduelles et les substances volatiles de dégradation sont extraits sous vide de 0,06 à 0,09 mégapascal. Pour l'hygiène et la fourniture d'EPI, c'est la principale étape de contrôle des odeurs. Un système de dégazage correctement dimensionné et fermé empêche le problème classique de « fuite de gaz », dans lequel la matière s'échappe de l'orifice de dégazage au lieu du gaz. Les températures des barils varient de 180 à 230 degrés Celsius, tandis que la température réelle de fusion est maintenue entre 200 et 225 degrés Celsius pour limiter la dégradation thermique de la chaîne en PP.
unité de base 3 : filtration du plastique fondu et équipement de changement de tamis
Même après la découpe, la compaction et l'extrusion, la matière végétale contient des contaminants : charbon, gél réticulé, résidus d'encre d'impression, fragments d'adhésif thermofusible, fibres de papier et poussière minérale. La filtration de la matière végétale en lien brise ces contaminants avant la granulation, ce qui protège l'extrudeuse et procure des granules de haute qualité. La technologie autrichienne repose sur une filtration continue afin que le remplacement des tamis ne perturbe jamais la production.
Filtre à bande continue et changeur d'écran
Un filtre à bande continue fait passer la matière fondante à travers une bande laser perforée sans fin qui est coulée lentement de façon que la section obstruée soit amenée hors de l'écoulement de la matière fondante et nettoyée ou éliminée, tandis que de nouvelles pelles s'introduisent. Cela permet de maintenir une pression presque constante. Un dispositif de changement de grille double colonne à quatre stations permet d'utiliser deux paquets de filtres en série dans plusieurs positions, afin que l'un puisse être échangé pendant que l'autre reste en service. Ces deux systèmes évitent les pics de pression et les pauses brèves des dispositifs de changement manuels à plan de tiroir.
Échelles de microns du filtre laser
Les écrans laser perforés sont disponibles à 56, 80, 100 et 150 micromètres. Le choix est une question de compromis : des écrans plus fins éliminent plus de contamination, mais font monter la pression de contre-flux et diminuent la durée de vie de l'écran. Les écrans plus grossiers au contraire protègent le débit, mais laissent passer plus de liquide gelé et d'inclusions. Pour le carton de milieu de poids (tricot) peu souillé, des écrans de 100 à 150 micromètres sont communs ; pour la matière première en papier hygiénique, collante ou poussiéreuse, des écrans de 56 à 80 micromètres sont sélectionnés, en dépit du surcoût de pression.
| Type de tamis | Évaluation en microns | La meilleure alimentation | Contre-pression | Durée de vie du tamis |
|---|---|---|---|---|
| Filtrage laser, grossier | 150 | Nettoyer le trim du spunbond (floc) classique. | Faible | Long. |
| Filtrage laser, moyen | 100 | SMS, imprimé léger | Moyen | Moyen |
| Filtrage laser, fin | 80 | Imprimés, avec adhésif | Élevé | Medium-courte |
| Filtrage laser, superfine | 56 | Poussière, géotextile | Très élevé | Court (4 à 8) |
Filtration à autocalance.
Filtres d'autocurage à rétropression : il est nécessaire de faire circuler périodiquement une petite portion de fusion propre à travers le tamis pour éliminer les contaminants captés, ce qui prolonge la durée de vie du tamis et stabilise la pression. La surface de filtration doit être adaptée à la capacité de débit : une surface trop petite oblige à procéder à un échange fréquent et à provoquer des fluctuations de pression, tandis qu'une surface trop grande augmente les coûts et la durée de séjour de la fusion. Le niveau de contamination de l'alimentation, et non le type de polymère, détermine la surface de filtration nécessaire et la fréquence de l'avancée du tamis.
Unité centrale 4 : Méthodes de pelletage.
Après filtration, la mélange pure passe par un entonnoir et est coupée en granules. Trois méthodes sont pertinentes : la granulation à clochon hydraulique, la granulation sous l'eau et la granulation avec des brins. Ce choix influence la forme du granule, l'efficacité du refroidissement, la production de poussière et la charge de travail de l'opérateur.
| Méthode. | Refroidissement | Adéquation de la gamme MFR | Niveau de poussière | Utilisation type |
|---|---|---|---|---|
| Pelletisation à ring d'eau | Cordon d'eau, air sec | Large (moyen à élevé) | Faible | Préférable pour les non-tissés en PP |
| Pelliculage sous-marine | Eau immergée | Faible à moyenne | Très bas. | Gros débit, MFR faible |
| Péletage en bande | Bain d'eau, séchage à l'air | Moyen, sensible à la chaleur | Moyen | Volume faible, laboratoire, articles spécialisés |
La pelletisation par anneau d'eau est la méthode par défaut pour le recyclage du non-tissé en PP. La fonte sort de la bouche de l'extrudeuse, à la verticale ou horizontalement, dans un anneau d'eau tournant qui racle immédiatement et transporte les granulés coupés, avant qu'ils ne soient dégelés et séchés. Cette méthode peut gérer une large plage de débit de fonte, typique des PP recyclés, permet d'obtenir des granulés ronds et uniformes, avec peu de queues, et permet une production continue sans beaucoup d'attention de la part de l'opérateur. La pelletisation sous l'eau s'applique pour des débits élevés et des meltes à faible viscosité, tandis que la pelletisation par brins est réservée à des lots de faible volume ou à des meltes sensibles à la chaleur, pour lesquels une procédure lente et contrôlable est préférée.
Unité centrale 5 : Systèmes auxiliaires.
Les cinq modules essentiels bénéficient du soutien d'outils qui protègent le procédé et définissent la qualité finale des granulés. Ces systèmes sont souvent sous-estimés, mais ils sont déterminants pour un fonctionnement commercial stable.
Séparation du métal.
Les déchets en tissu non tissé en PP, notamment les masques et les robes, contiennent des bandes métalliques en forme de nez, des agrafes et du fil. Un séparateur magnétique retire les parties feroses avant le compacteur, tandis qu'un détecteur de métaux ou un séparateur à courants d'eddyle interprète les fragments non ferreux. Le métal entrant dans le coupe-compacteur ou dans la vis provoque de graves dommages aux couteaux et à la carcasse, c'est pourquoi la séparation doit être effectuée rapidement et est inévitable.
Conveyeur pneumatique, dépression et tamisage.
Après la pelletisation, un système de transport pneumatique transporte les granulés vers une centrifugeuse de décantage qui élimine l'eau de surface, puis vers un tamis vibrant qui classe les granulés par taille et enlève les fines et les restes. Une constante taille de granulés améliore l'alimentation et l'aspect des produits au niveau ultérieur. Un silo d'homogénisation permet d'égaliser les variations batch à batch en mélangeant les différentes productions, ce qui est important lorsque la composition de la matière première varie.
Circuite d'eau de processus et de séchage
Les systèmes à anneau d'eau et sous-marins circulent l'eau de processus à travers un filtre et un refroidisseur pour maintenir la température et la forme des granulés constants. Un circuit d'eau propre empêche la contamination des granulés et réduit la croissance biologique. L'étape de séchage avant le stockage dans les silos garantit que l'humidité dans le dernier granulé reste en dessous du seuil qui provoquerait des défauts de fabrication lors du moulage par injection.
Rendement et consommation d'énergie
La capacité de la ligne est proportionnelle au diamètre de la vis, et la relation n'est pas linéaire car les vis plus grandes creusent plus loin mais traitent également des flux fondants plus importants. Les chiffres ci-dessous sont représentatifs pour l'alimentation non tissée en PP sur une ligne à une vis intégrée utilisant un compacteur-cutter et supposent une contamination modérée et un préconditionnement approprié.
| Diamètre des vis (mm) : | Capacité théorique de traitement (kg/h) | Énergie spécifique (kWh/kg) | Coût relatif du capital |
|---|---|---|---|
| 105 | 150 à 300 | 0,30 à 0,40 | Moyen |
| 120 | 300 à 500 | 0,29 à 0,38 | Moyen-élevé |
| 135 | 400 à 700 | 0,28 à 0,36 | Élevé |
| 150 | 800 à 1200 | 0,28 à 0,35 | Très élevé |
La consommation d'énergie spécifique se situe typiquement entre 0,28 et 0,40 kilowatt-heures par kilogram de copeaux de PP recyclés. Les lignes de grandes capacités tendent vers la limite inférieure car les frais fixes sont répartis sur une production plus élevée, et car le coupeur-compacteur intégré évite le double chauffage d'un agrégateur séparé. La densité en grains inférieure, le taux d'humidité plus élevé et le filtrage plus strict augmentent la consommation. Les opérateurs doivent enregistrer la consommation d'énergie spécifique comme indicateur de performance clé de routine, car une légère hausse peut indiquer une usure des couteaux, un encombrement des tamis ou des problèmes de ventilation avant qu'ils ne provoquent des rebuts.
Indicateurs de qualité du PP recyclé.
La valeur du PP recyclé est définie par une poignée d'indicateurs mesurables. Les acheteurs de granules de PP recyclé spécifient ces paramètres dans les contrats, de sorte que la chaîne de recyclage doit être ajustée pour les respecter de manière cohérente.
Pertes de la fusion
Le PP pour spunbond vierge présente un débit de fusion de 25 à 35 grammes par 10 minutes. Après recyclage, la scission thermo-oxydative des chaînes pendant le chauffage rompt les chaînes polymériques et élève généralement la valeur à 30 à 45 grammes par 10 minutes. Cette augmentation signifie que le matériau recyclé s'écoule plus facilement et est généralement plus facile à mallmer, mais un peu plus faible sous impact. Une hausse importante et incontrôlée du débit de fusion indique une histoire thermique excessive et doit être corrigée en abaissant la température de fusion, en raccourcissant le temps de séjour et en ajoutant un stabiliseur.
Couleur, cendres, odeur et rétention mécanique
L'indice de jaunissement (YI) augmente en fonction de l'exposition thermique et oxidative et des résidus d'encre ; on lui donne forme en abaissant la température de traitement et, au besoin, en y ajoutant une faible quantité de lumineuse optique ou de mélange master de couleurs claires. La teneur en cendres reflète la contamination inorganique, telle que les charges, les minéraux et le papier ; il faut l'atténuer au maximum en optimisant l'alimentation et la filtration. L'odeur est évaluée selon la méthode sensorielle de la VDA 270 sur une échelle qui montre que les valeurs plus faibles sont meilleures et constitue le critère de validation clé pour les applications automobiles et ayant trait à l'hygiène. Il est possible de conserver une résistance à la traction de 80 à 95 % de celle des produits de provie pour une alimentation propre, tandis que le nombre de points noirs par unité de surface est contrôlé par la filtration et la propreté des vis.
| Indicateur. | Résine synthétique de référence | PP recyclé – Typique. | Levier de commande |
|---|---|---|---|
| Taux de flux de fusion (g/10 min). | 25 à 35 | 30 à 45 | Température, temps de sédimentation, stabilisateur |
| Indice de jaunissement | Faible | Faible à moyenne | Température, maitre de couleur |
| Teneur en cendres (ISO 3451) | Moins de 0,1 | 0,1 à 1,5 | Séparation, filtration |
| Garde d'odeur (VDA 270) | Classe 1 à 2 | Classe 2 à 4 | Aérateur désodorisant |
| Retenue à la traction (en %). | 100 | De 80 à 95 | Antioxydant, élargisseur de chaîne |
| Points noirs (nombre par kg) | Temps d'inactivité minimal. | Faible | Filtration, soins du bowden. |
Amélioration de la qualité par l’ajout d’additifs et la modification
Le PP recyclé nécessite souvent une modification ciblée pour respecter les spécifications des points de distribution. La ligne de recyclage est le point idéal pour ajouter ces additifs, car le capuchon de mélange et le silo d'homogénéisation les distribuent uniformément.
Stabilisation et extension de la chaine.
Un ensemble combiné d'antioxydants (antioxydant 1010 et antioxydant 168), dosés à l'appui de 0,2 à 0,4 %, permet de reconstituer la protection thermique et oxydative perdue au cours de la première durée de vie et du recyclage. Un rallongement à base d'époxy multifonctionnel, dosé à l'appui de 0,3 à 0,8 %, réagit avec les extrémités de la chaîne afin de reconstituer en partie le poids moléculaire et de lutter ainsi contre la hausse du MFR, pour améliorer la résistance en fusion et l'impact. Ces deux mesures constituent le fondement d'un PP recyclé disponible à la vente.
Fortification, remplissage et lutte contre les odeurs.
Un polyoléfine élastomère (POE) à une teneur comprise entre 5 et 10 % améliore la résistance aux chocs à basse température et la flexibilité, ce qui le rend utile pour l'industrie automobile et les biens de consommation durable. Un préparation à base de carbonate de calcium réduit le coût et améliore la rigidité pour les pièces non critiques, tandis qu'un préparation pour l'uniformisation de la couleur standardise l'aspect dans des circuits chaînés variables. Un préparation déodorisant, associé à un système de devolatilisation sous vide renforcé, permet de combattre les odeurs dans les flux destinés à l'hygiène et aux équipements de protection individuelle. Le tableau récapitule l'arsenal de préparations.
| Matériau additif | Dosage correct | Fonction | Effet sur les propriétés |
|---|---|---|---|
| Antioxydant 1010/168 | 0,2 à 0,4%. | Stabilisation thermo-oxydative. | Limite sur l'augmentation de la MFR, préserve la résistance. |
| Extendeur de la chaîne en époxy | 0,3 à 0,8 pour cent | Rétablissement du poids moléculaire | Concentration plus élevée, moins fragile |
| Adhésif POE. | 5 à 10 % | Modification de l'impact | Impact à basse température amélioré |
| Maître-batch à base de granulés de CaCO3 | Selon les besoins | Coût et rigidité | Rigidité plus élevée, coût inférieur |
| Masterbatch de couleur | Selon les besoins | Normalisation de l'aspect | Une couleur constante d'une charge à l'autre. |
| Maîtrise de la formule déodorante. | Selon les besoins | Masquage et absorption d'odeur. | Plus bas (classe VDA 270) |
Applications en aval du PP recyclé
Le PP recyclé à partir du matériau non tissé est une matière première polyvalente. Son application exacte dépend du MFR final, de la teinte, de la classification en fonction de l'odeur et de la teneur en cendres atteinte par la ligne.
| Application | Processus | Requirement de qualité | Adaptation de l'alimentation typique |
|---|---|---|---|
| Crates et bacs d'injection | Moulage par injection | Bonne rigidité, faible odeur | Nettoyer le film |
| Pièces d'intérieur automobiles non visibles. | Moulage par injection | Faible odeur, stabilité de la MFR | Ventilé, stabilisé |
| Re-filature de géotextile | Tournage | MFR élevé, gel faible | Nettoyer le spunbond (floc) classique. |
| Attachage et bande. | Extrusion | Très forte résistance à la traction, faible teneur en cendres | Filtré, propre |
| Sacs tissés, big bags | Extrusion de la bande. | Une bonne démaquabilité | Modéré, stabilisé. |
| Composants de mobilier | Moulage par injection | Robustesse, apparence. | Résistant, coloré. |
La voie la plus large est l'injection moldedurables non critiques, où le faible déplacement de la MFR et la légère perte de propriétés sont sans importance. La récyclage en nouveau géotextile ou non tissé est possible pour la matière première la plus pure et représente la voie la plus circulaire. Alors que les exigences en matière de durabilité s'intensifient en 2026 et au delà, la demande en PP recyclé certifié dans ces applications continue à augmenter, ce qui renforce le cas d'affaires pour une chaîne de recyclage dédiée au PP non tissé.
Certifications et réglementations
La vente de PP recyclé dans des circuits de supply réglementés ou axés sur la marque nécessite une documentation. Les normes applicables sont publiées sous forme de noms de référence texte et ne doivent pas être en hyperlien dans la documentation technique.
Normes et règlements en matière de contenu recyclé et de traçabilité
Le GRS (Standard mondial de recyclage) certifie la teneur en matériaux recyclés et le traitement responsable tout au long de la chaîne d'approvisionnement et est largement demandé par les marques. EuCertPlast certifie les produits en plastique recyclés européens grâce à des critères établis. RecyClass évalue la capacité de recyclage et la teneur en plastique recyclé pour les emballages en plastique. La norme ISO 14021 régit les allégations environnementales déclarées par les entreprises, telles que les mentions « teneur en matières recyclées », et la norme EN 15343 définit la traçabilité et la méthode de calcul de la teneur en plastique recyclé. Ensemble, ces normes permettront à un recycleur de prouver à la fois la quantité et l'origine du matériel recyclé.
Législation sur l'alimentation et l'utilisation unique.
En ce qui concerne le PP recyclé en contact avec les aliments, la directive UE 2022/1616 est le règlement central, qui stipule que le plastique recyclé doit être produit par un processus autorisé et être prouvé comme sûr par un test de challenge de l'EFSA qui démontre l'élimination des contaminants. Obtenir du PP de qualité alimentaire à partir d'intrants non tissés est difficile car les déchets d'hygiène et de PPE contiennent de divers contaminants, et le processus de validation d'une excellente propreté est exigeant ; la plupart des installations privilégient plutôt une production de qualité industrielle. Du côté de la demande, la directive européenne sur les plastiques à usage unique (SUP) favorise l'utilisation de matières recyclées dans les produits désignés, augmentant indirectement la valeur de l'utilisation de PP recyclé d'origine fiable.
| Standard / Règlement. | Domaine d'activité | Importance pour le textile non tissé en PP |
|---|---|---|
| GRS (Standard mondial de recyclage) | Contenu recyclé, traitement responsable. | Exigences relatives à la chaîne d'approvisionnement de la marque |
| EuCertPlast | Certification européenne des plastiques recyclés | Accès au marché de l’UE |
| RecyclClass | Recyclabilité et contenu recyclé | Prétentions d'emballage |
| Norme ISO 14021 | Allégations environnementales explicitement déclarées | Marquage des substances recyclées |
| EN 15347 | Traçabilité et calcul de la concentration | École de preuve de la chaîne de traçabilité. |
| UE 2022/1616 | Des matières plastiques recyclées en contact avec les aliments | Trajet pour le rPP destiné à l’agroalimentaire |
| Test de simulation de l'AFSA | Validation de la sécurité du processus de recyclage | Approbation de qualité alimentaire |
| Directive SUP de l’UE | Règles concernant la teneur en plastique à usage unique. | Stimulateur de la demande de matières recyclées. |
Les défauts courants et la résolution des problèmes.
Même une ligne bien spécifiée comporte des défauts. Les problèmes les plus courants dans le recyclage des non-tissés sont directement liés à leur faible densité volumique et leur haut niveau de contamination. La détection précoce permet d'éviter les rebuts et les arrêts de ligne.
| Panne | Probable cause | Coûts du nettoyage |
|---|---|---|
| Balleage / obstructions dans le compacteur. | Température excessive, espace entre les couteaux trop étroit et application excessive d'adhésif. | Réduire la vitesse du rotor, élargir l'espace, réduire l'aliment, raffraichir le cycle. |
| Glissement de l'hélice, alimentation insuffisante. | Densité volumique faible, bridage, alimentation à froid | Vérifier la densification par le compacteur, ajouter un compacteur, vérifier l'alimentateur |
| Débit de la conduite de ventilation (matière de la conduite de ventilation) | Zone de ventilation trop remplie, vide insuffisant, température de fusion faible | Réduire le remplissage, réparer la protection, réarmer la tête. |
| Trop souvent, l'écran doit être changé. | Contamination élevée, tamis trop fin, surface réduite | Affinement du tamis, élargissement de la zone de filtrage, amélioration du tri préalable |
| Pellets avec queues | Fraise défectueuse, vitesse incorrecte, température de fusion inégale | Affûter les lames, régler la vitesse de coupe, améliorer le mélange. |
| Odeurs au-dessus de la spécification | Aération inadéquate, alimentation à forte teneur en composés volatils | Évacuation du vide, ajout de déodorisant, option à deux étapes |
La plupart des pannes remontent à la constance du flux. Un contrôle rigoureux des déchets non tissés à l'entrée, qui élimine les métaux et sépare les matières fortement imprégnées d'adhésifs, protège tout le système. Polyretec, une usine Wanplas, assure le support de ses lignes par l'intermédiaire d'une assistance technique et d'une allocation annuelle de pièces de rechange gratuite, afin que les éléments d'usure tels que les couteaux, les tamis et les sacs de tonneaux puissent être remplacés à l'avancement du cycle de production et non à la suite d'une panne.
Questions fréquemment posées
Quelle est la meilleure configuration de ligne de recyclage de tissus non tissés en PP ?
Pour la plupart des déchets non-tissés en PP non-commerciaux, les configurations les plus robustes consistent en une ligne à un seul étape qui associe directement un coupeur-pressoir à un extrudeur à un seul vis, suivi d'un changement de tamis continu, de la filtration de la matière fondue et du conditionnement par emboutissage à bague hydraulique. Cette technique d'origine autrichienne permet de gérer la très faible densité volumique des restes non-tissés sans recourir à un agglomérateur séparé.
Pourquoi la densité volumique est-elle le plus grand défi dans le recyclage du non-tissé en PP ?
Le tissu non tissé en PP en vrac présente une densité volumique de seulement 20 à 50 kilograms par mètre cube. Cette légèreté volumique rend l'alimentation à vis instable, provoque des empilages et abaisse la production de l'extrudeur. Un compacteur-cutter conditionne le matériau par chauffage par friction et par compactage, l'amenant à atteindre une densité volumique de 300 à 450 kilograms par mètre cube avant d'entrer dans le cylindre.
Quelle est la différence entre un coupeur-compresseur à un seul étape et l'extrusion à deux étapes ?
Une ligne à une étape intègre le coupe-compresseur directement à une extrudeuse à un seul vis, afin que les graines prédigérées et densifiées puissent être alimentées de façon continue dans la gorge du vis. Une ligne à deux étapes utilise une première extrudeuse pour le fondu et la filtration du matériau fondu, puis y transfère le matériau fondu dans une seconde extrudeuse pour la devolatilisation et la fabrication finale de granulés. Les systèmes à deux étapes conviennent aux aliments très imprégnés, très contaminés ou très odorants.
À quelle température s'élèvent la machine de coupe et le compacteur, et ces derniers fondent-ils le PP ?
Le coupeur-compacteur chauffe le matériau par frottement à une température comprise entre 80 et 110 °C, soit bien en-dessous du point de fusion du polypropylène variant entre 160 et 165 °C. Cela permet d'adoucir, de sécher et d'agglomérer la matière, sans qu'elle ne fonde complètement. En maintenant cette plage de températures, on évite la formation de pools de fusion, qui provoquerait des grumeaux et l'obstruction du matériel.
Quel diamètre de vis devrais-je choisir pour ma sortie en TPU non tissé ?
Une vis unique de 105 millimètres assure un débit de 150 à 300 kilogrammes par heure ; une vis de 135 millimètres fournit une capacité de 400 à 700 kilogrammes par heure ; une vis de 150 millimètres est capable de traiter 800 à 1200 kilogrammes par heure. Choisissez la taille en fonction du volume de matériau à traiter, du niveau de contamination et de la qualité de la matière plastique à former en granulats.
Quelle classification de finesse du filtre en fusion convient-il pour le non-tissé en PP recyclé ?
Les écrans du filtre laser de 100 à 150 micromètres sont typiques pour les fils spinbond et le trim SMS peu contaminants, alors que les écrans de 56 à 80 micromètres sont utilisés lorsque l'approvisionnement contient des fibres fines, de la poussière, des étiquettes en papier ou une résine collante chaude résiduelle. Un filtrage plus strict augmente la pression de repon-dement et court la durée de vie des écrans, c'est pourquoi leur indice de filtration doit correspondre au niveau réel de contamination.
Anneau d'eau, sous-marine ou granulé de fils – quel système est le meilleur ?
La pelletisation par anneau aquatique est la méthode préférée pour le recyclage des non-tissus en PP, car elle permet de traiter un large intervalle de débit de fusion du PP recyclé, minimise la déformation des granulés et permet une exploitation en continu. La pelletisation sous-marine convient aux mélanges à flux élevé et à faible viscosité, tandis que la pelletisation par fils est réservée aux formulations à faible volume ou sensibles à la chaleur.
Quelle vitesse de fluide peut-on attendre pour le non-tissé en PP recyclé ?
Le PP de qualité spunbond virgin présente généralement un débit de fusion de 25 à 35 grammes par 10 minutes. Après le recyclage, la scission thermo-oxydative des chaînes entraîne généralement un changement de valeur vers 30 à 45 grammes par 10 minutes. Cette augmentation est attendue et peut être compensée par l'ajout d'un allonge de chaîne ou par le mélange avec du matériau virgin.
Comment réduire les odeurs dans le polypropylène recyclé issu de masques et de lingettes ?
L'odeur des masques, des lingettes et des équipements de protection individuels provient des huiles corporelles, des lotions, des encres et des composés volatils de dégradation. Elle peut être réduite grâce à une zone de désvolatilisation à vide profond à une pression de moins 0,06 à moins 0,09 mégapascal, à l'ajout d'une masterbatch désodorisant et à un temps de séjour plus long dans la section cylindrique ventilée. L'odeur finale est vérifiée selon la norme VDA
Le PP recyclé non tissé peut-il répondre aux exigences liées au contact avec les aliments ?
Le polyproplyne (PP) recyclé en contact avec les aliments est complexe, car il suppose qu’on soit en adéquation avec la directive UE 2022/1616 et qu’on réalise un essai de challenge de l'AFSSA en démontrant que le processus de recyclage élimine les contaminants à des niveaux sécurisés. La plupart des lignes de recyclage des tissus non tissés produisent un PP recyclé de qualité industrielle ; le PP recyclé de qualité alimentaire est possible seulement avec un procédé d’ultra-nettoyage validé et la traçabilité documentée.
Quelles certifications sont nécessaires pour vendre du PP recyclé certifié GRS ou EuCertPlast ?
GRS, le Global Recycled Standard, couvre le contenu recyclé et le traitement responsable. EuCertPlast vérifie la production européenne de plastique recyclé après la consommation. RecyClass évalue la recyclabilité et le contenu recyclé, tandis que l'EN 15343 régit la traçabilité et le calcul du contenu recyclé. L'ISO 14021 couvre les allégations d'impact environnemental d'origine de l'entreprise.
Combien d'énergie consomme une ligne de recyclage de non tissus en PP par kilogramme ?
La consommation d'énergie spécifique pour une ligne individuelle à un cylindre intégrée de coupe et de compaction varie généralement entre 0,28 et 0,40 kilowatt-heure par kilogram de granulés de PP recyclés. Cette consommation augmente avec la faible densité apparent de la matière première, le taux d'humidité élevé et la filtration plus stricte. La solution à un seul étape consomme généralement moins d'énergie qu'une installation constituée d'un agresseur séparé et d'une extrudeuse.
Qu'est-ce qui cause que le coupeuse-compacteur se compacte ou s'encrasse ?
Les compressions et les obstructions surviennent lorsque la température du compacteur dépasse la plage de mouillage du PP, lorsque l'éloignement des pales est trop serré, lorsque le débit d'alimentation est trop élevé ou lorsque la matière contient une quantité excessive d'adhésif à thermofusibilité ou de composants élastomériques. Les mesures correctives comprennent la réduction de la vitesse du rotor, l'élargissement de l'espace entre les pales, la réduction de la vitesse d'alimentation et l'introduction d'un cycle de refroidissement avant la densification.
Conclusion
Une ligne de recyclage performante de tissus non-tissés en PP, dotée de technologie autrichienne, n'est définie pas par une machine quelconque, mais plutôt par la séquence continue et thermiquement liée, depuis le coupe-compacteur jusqu'à l'extrudeur à un seul lobe, la filtration du melt, et la pelletisation. Le coupe-compacteur résout le problème fondemental de la densité en volume de 20 à 50 kg/m³ en chauffant par friction et en densifiant le tissu à 300 à 450 kg/m³ tout en réduisant l'humidité à moins de 0,3 %. L'extrudeur à un seul lobe ensuite fonde, mélange et dévolatilise le PP à des températures contrôlées de 200 à 225 degrés Celsius. Le changeur de tamis et le filtre à laser éliminent les contaminants jusqu'à 56 micromètres, tandis que la pelletisation à anneau d'eau fournit des pellets uniformes à une consommation d'énergie spécifique de 0,28 à 0,40 kilowatt-heure par kilogramme.
La qualité est gérée grâce à des indicateurs mesurés tels que la vitesse de coulée, l'indice de jauneur, l'ash, la gronomie VDA 270, la rétention à la traction, puis améliorée par l'aide de maître-mélanges antioxydants 1010/168, de rallongements d'oxyde, de durcissants POE, de charges, de colorants et de déodorisants. Le polypropylène recyclé résultant est utilisé dans des moulages par injection, dans le remâchement de géotextiles, dans les bagages, dans les sacs tissés et dans les pièces de meubles, et peut être certifié conformément aux normes GRS, EuCertPlast, RecyClass, ISO 14021 et EN 15343. Polyretec, une usine de Wanplas, associe cette logique de processus d'origine autrichienne à la capacité de fabrication chinoise et à l'engagement de Wanplas à « apporter du confort aux clients mondiaux par l'automation des plastiques en Chine », ce qui en fait un partenaire de confiance pour les processeurs qui construisent ou modernisent une ligne de recyclage de nanopolypropylène en 2026 et au-delà.




