La réponse directe : le filament recyclé peut égaler la ténacité de Virgin à 4,5 cN/dtex
Filament en polyester recyclé le fil produit à partir de bouteilles PET post-consommation atteint désormais systématiquement une ténacité de 4,0 à 4,5 cN/dtex , une gamme identique aux qualités standard de filaments de polyester vierges utilisées dans les vêtements et les textiles de maison. L'élément essentiel est l'étape de filtration à l'état fondu : un filtre polymère continu doté d'un Indice absolu de 15 à 20 microns élimine les contaminants solides en dessous de 0,02 mm par kilogramme, empêchant ainsi la rupture du filament lors de la texturation par étirage à grande vitesse. Une fois la viscosité intrinsèque rétablie à 0,62 à 0,68 dl/g Grâce à la polycondensation à l'état solide de flocons lavés, le filament résultant est traité de la même manière que le filament vierge sur des machines à tricoter circulaires et à tisser à lances sans aucun réglage des réglages de la machine.
Par conséquent, le point de départ pratique de toute spécification n’est pas un compromis sur la résistance, mais plutôt une exigence plus stricte en matière de cohérence de la couleur et d’uniformité du filament, qui restent le seul écart restant entre le filament recyclé et le filament vierge lorsqu’une matière première de haute qualité est utilisée.
La chaîne de recyclage, de la bouteille à la bobine de filament
Les bouteilles PET post-consommation sont collectées, triées par couleur et broyées en flocons. Les flocons subissent un lavage à chaud à 85 à 90 degrés Celsius avec une solution d'hydroxyde de sodium à 2 % pour enlever les étiquettes et les adhésifs, suivi d'un rinçage final et d'un séchage jusqu'à une humidité inférieure à 50 ppm. Les flocons propres sont ensuite introduits dans un réacteur de polycondensation à l'état solide où, sous vide et à 200 à 210 degrés Celsius, la viscosité intrinsèque augmente de 0,72 dl/g pour la qualité bouteille jusqu'à 0,66 dl/g pour la qualité fibre après contrôles de fusion et de dégradation, donnant ainsi une masse fondue stable.
La matière fondue passe à travers le filtre de 15 microns directement avant la filière, où elle est extrudée à travers des trous de 0,25 à 0,35 mm de diamètre . Après la trempe et l'application de finition de filage, le fil non étiré est étiré et thermofixé pour atteindre l'orientation et la cristallinité cibles. Un fil de polyester recyclé de 72 filaments de 150 deniers étiré selon un rapport de 2,8 à 3,2 produira régulièrement un fil entièrement étiré avec un allongement à la rupture de 25 à 35 pour cent et un module de 10 % de 2,5 à 3,0 cN/dtex.
Comparaison des propriétés mécaniques : filament vierge et filament recyclé
| Propriété | Filament de polyester vierge | Filament de polyester recyclé |
|---|---|---|
| Ténacité (cN/dtex) | 4.2–4.8 | 4,0–4,5 |
| Allongement à la rupture (%) | 28-35 | 26-33 |
| Retrait de l'eau bouillante (%) | 5,0 à 7,0 | 5,5 à 7,5 |
| Uniformité d'Uster (CVm %) | 1,0–1,3 | 1,2 à 1,6 |
| Écart de valeur couleur L* (dE) | 0,3 à 0,5 | 0,7–1,2 |
Les données montrent que le filament recyclé produit une variation de régularité légèrement plus élevée, ce qui se traduit par une légère diminution du taux de première qualité du tissu. Avec un mélange minutieux des lots, un tricoteur peut s'attendre à un taux de première qualité de plus de 92 pour cent contre 96 pour cent pour le vierge, un écart économiquement acceptable compte tenu de la plus faible empreinte carbone par kilogramme.
Stabilité du processus de filage sur les équipements industriels
Le polymère fondu recyclé a une distribution de poids moléculaire plus large que le polymère vierge, ce qui élargit la fenêtre de résonance d'étirage. Sur une machine de texturation par tirage typique fonctionnant à 650 mètres par minute , la température optimale du premier chauffage est réduite de 10 à 15 degrés Celsius par rapport au fil vierge pour éviter les points serrés. Le rapport D/Y doit être réglé entre 1,6 et 1,7 plutôt que entre 1,7 et 1,8 pour maintenir les filaments cassés en dessous de 0,5 par kilogramme.
Pour la texturation par jet d'air de filaments de polyester recyclé, la suralimentation de la buse à jet est légèrement augmentée : 18 à 22 pour cent de suralimentation comparativement à 15 à 18 pour cent pour le polymère vierge, compensant ainsi la résistance à l'état fondu légèrement inférieure du polymère recyclé. Cet ajustement produit une stabilité de boucle équivalente aux fils texturés vierges.
Cohérence des couleurs et comportement de teinture
Le plus grand obstacle technique dans le filament de polyester recyclé est la légère nuance bleue ou verte des plastiques d'origine des bouteilles, mesurée comme un changement de valeur b* de moins 0,5 à moins 1,2 dans l'espace CIELab par rapport au polymère vierge. Cela nécessite un tri des lots de balles à l'aide d'un spectrophotomètre avant l'extrusion. La variation acceptable de dEab d'un cône à l'autre doit être maintenue en dessous de 1,5 pour les tissus teints en pièce destinés au même panneau de vêtement.
L'absorption du colorant dispersé, mesurée par la valeur K/S, est pratiquement identique à celle du polyester vierge à la même température de teinture, avec une variation de moins de 2 % sur un lot. La teinture à 130 degrés Celsius à l'aide d'agents de nivellement standard produit une correspondance de teinte reproductible ; cependant, une légère augmentation de la teneur en oligomères peut nécessiter une étape de double réduction claire pour éviter les taches sur les produits finis.
Grades de qualité des matières premières et leur plage de sortie
- Flocons de bouteille transparents (Grade A) : 98% de transparence, adapté aux filaments ronds semi-mats, ténacité supérieure à 4,3 cN/dtex.
- Flocons de bouteille bleu clair (Grade B) : Utilisé pour les filaments noirs teints en solution ou pour un mélange 50/50 avec du transparent pour produire des effets chinés.
- Déchets post-industriels de polyester : Déchets de fils et déchets de fibres regranulés, produisant un filament avec une viscosité intrinsèque supérieure à 0,60 dl/g, limitée aux gros deniers supérieurs à 300D.
L’essentiel : ciblez une ténacité de 4,2 cN/dtex avec un flocon IV de 0,66
Le filament de polyester recyclé n'est plus un matériau de compromis. En nous procurant des flocons clairs et propres avec une viscosité intrinsèque minimale de 0,70 dl/g avant extrusion et en filtrant la matière fondue à travers un tamis de 15 microns, les producteurs de filaments peuvent fournir des fils qui tissent et se tricotent avec la même efficacité que les fils vierges. La limite de spécification recommandée pour le filament recyclé de qualité textile à pleine résistance est une ténacité de 4,2 cN/dtex minimum, un allongement de 28 % minimum et un CVm Uster ne dépassant pas 1,8 %. Le fait d'atteindre ces trois chiffres garantit que le produit durable n'impose aucune dégradation des performances du tissu, permettant aux marques d'adopter du contenu recyclé sans modifier les opérations de coupe-couture.
