Using recycled polyethylene terephthalate (PET) in the production of bottle trays

Abstract

This thesis was commissioned by K.Hartwall Oy and it investigates the possibility of manufacturing a bottle tray out of recycled polyethylene terephthalate (PET). Until now the tray has been produced out of high density polyethylene (HDPE) through injection moulding. The main concern was that the flow properties of PET would be too poor in order to produce trays with injection moulding. The literature that was reviewed does however suggest that PET has low viscosity. Therefore one of the main aims was to find out how viscous PET is in relation to HDPE and how the flow properties could potentially be improved. It was also investigated whether recycled PET has better flow properties and weaker mechanical properties than virgin PET and if it would be a suitable tray material. Furthermore, injection compression moulding is considered as an alternative to injection moulding. The methods used were: viscosity test, Moldflow simulation, tensile test, melt flow index measurements, interview and calculations. According to the results, it would be possible to injection mould the part out of PET. A higher injection pressure would however be needed. A slight improvement in the flow properties was achieved when mixing recycled PET with titanium dioxide (TiO2). Recycled PET had better flow properties than virgin PET but no significant difference in mechanical properties was noted. Overall, recycled PET would be a suitable material but perhaps not more suitable than HDPE. Injection compression moulding would not be a suitable production method for this product.

Detta arbete är ett beställningsarbete av K.Hartwall Oy Ab och i det undersöks möjligheten att tillverka en flaskbricka ur återvunnet polyetentereftalat (PET). Hittills har brickan producerats ur polyeten med hög densitet (HDPE) genom formsprutning. Svaga flytegenskaper för PET befarades vara ett hinder för att tillverka brickan genom formsprutning. Ur litteraturstudien framgick dock att PET torde ha låg viskositet. Därmed blev ett av huvudmålen att undersöka hur visköst PET är jämfört med HDPE och hur man eventuellt kunde förbättra flytegenskaperna. Flytegenskaperna och de mekaniska egenskaperna hos återvunnet PET jämfördes med motsvarande egenskaper hos jungfruligt PET för att kunna avgöra ifall materialet lämpar sig för ändamålet. Därtill undersöktes det om en bearbetningsmetod som kombinerar funktionerna av formsprutning och formpressning kunde vara ett alternativ för formsprutning. Forskningsmetoderna som användes var: viskositets test, Moldflow simulering, dragprov, smält index mätning, expert intervju och uträkningar. Enligt resultaten så skulle det vara möjligt att formspruta brickan ur PET. Ett högre insprutningstryck skulle dock behövas. En förbättring i flytegenskaperna uppnåddes när återvunnet PET blandades med titandioxid (TiO2). Återvunnet PET hade bättre flytegenskaper än jungfruligt PET, men inga betydande skillnader i de mekaniska egenskaperna kunde påvisas. I det stora hela så kunde återvunnet PET vara ett lämpligt material för brickan, dock nödvändigtvis inte lämpligare än HDPE. Det visade sig att den ovannämnda alternativa kombinerade bearbetningsmetoden inte lämpade sig för ändamålet.