如何给回收塑料点“颜色”看看？Avient、Finke、Holland Colors等大咖支大招

随着对回收料产品的需求不断增加，对可持续塑料着色剂系统的需求也在增长。生产染料和彩色母粒的公司正在作出响应。添加剂供应商也使用新型染料以便更好地适应消费后回收(PCR)分类系统，并且整体的发展趋势让越来越多的品牌和消费者接受PCR产品的颜色缺陷，而不是加以掩盖这种缺陷。

Finke是塑料着色剂生产商中的领军者，该公司开发了Fibarec母料系列。新系列中的所有母料均基于PCR或工业用后回收料（PIR）。“这使得生产颜色艳丽的彩色塑料产品可以100%使用回收材料，”该公司表示。迄今为止可用的牌号均是基于rPET。带有rPE和rPP载体的Fibarec牌号将很快跟进。Fibarec母料可以像原生料母料一样进行加工，并可用于回收料或原生料聚合物制成的产品中。

“为消费后塑料回收料着色的挑战在于大多数消费后回收材料固有的灰色着色，在着色剂的配比和调整中需要加以考虑。”Finke说。公司表示，公司内部经验丰富的调色师值得客户信赖，他们每年会根据客户的需求开发8,000多种新色调。塑料制造商可以选择以下三种服务理念进行配色，定制专属的即用型 Finke着色剂：根据既定规格进行配色和取样、在Finke实验室进行定制配色、调色师现场服务。

Finke凭借其Fibarec母料系列开发了一条新的母料生产线，以满足对可持续塑料着色剂系统不断增长的需求

3月份，Avient宣布推出适用于聚烯烃包装的Rejoin PCR Masterbatch。Rejoin PCR Masterbatch以PCR聚烯烃作为载体树脂制成，可以实现瓶子或零件100%使用PCR塑料制造。

Avient表示，当下生产母料通常使用原生料作为载体树脂制成，一般成品包含3%至5%的非再生塑料。Rejoin PCR Masterbatch将染料和功能性添加剂融合到一种溶液中，而不会对颜色或机械性能产生负面影响。该溶液可以在使用标准设备生产的过程中添加，对加工几乎没有影响，并且最终产品完全可回收。

Gabriel-Chemie表示，公司生产的PCR母料能“帮助客户从消费后塑料废物中重新制造性能好、颜色佳的塑料制品”。公司提供以rPET、rPE和rPP为载体的母料，适用于注塑成型和加工更厚的薄膜，还可以根据客户的需求加入更亮的效果颜色以及激光添加剂。

每个PCR回收物都有自己的颜色。着色时，起始材料对最终颜色有很大影响。Gabriel-Chemie用瓶盖和密封套的例子说明，PCR材料载体与使用原生料载体相比，基础材料是如何影响产品的最终颜色。上图是不同PCR塑料含量的聚丙烯瓶盖：每行最左边的瓶盖是100%原生聚合物，最后一个是100% PCR塑料，中间行的瓶盖中原生料和PCR塑料比例为50/50（三个瓶盖的那几行），或者是75/25和50/50（四个瓶盖的那几行）

在对混合PCR流进行分拣时，如何处理黑色材料是一个长期存在的问题。许多自动分拣系统使用NIR（近红外）检测来分离不同的聚合物。但是，如果有色塑料部件含有碳黑，NIR射线会被吸收，从而无法正确地进行检测或区分。

至少有一家碳黑公司表示，这个问题并不像某些人所说的那么棘手，而且分拣技术已经实现能“看到”塑料中的炭黑。但也有许多染料公司推出了替代的染料方案，虽然不完全是黑色，但已经非常接近了。

Al-Farben开发了R-Black，并表示该染料的反射率经过特定的调整，很好地平衡了“色调、不透明度、聚合物兼容性、无毒性和完美的NIR检测效果。改变的关键就是防止吸收近红外波长，这样利用反射或透射传感器进行鉴别的分拣系统就可以正确地识别不同的聚合物。使用公司最新的解决方案R-Black，黑色塑料将可以进入回收循环中，增强可持续性。”

Al-Farben表示，R-Black的性能已经在欧洲主要回收制造商的设备中使用 NIR光谱技术进行了测试。测试获得的识别率表明，R-Black可以让黑色材料以最快的速率轻松分选到聚合物流中，而碳黑有色物品则无法完成分选。

该公司指出，除了可见光和NIR的光谱特性外，包装应用还涉及有关食品接触要求的监管问题。R-Black因其具有稳定性和非渗移性而获得食品包装批准。最近，R-Black在美国获得FDA批准，之前还得到了德国和法国法规、AP (89)1决议（欧盟食品接触材料着色剂决议）的批准。

Holland Colors表示，公司一直将自己定位为色彩和功能解决方案的联合设计师，专注于可持续性，公司的发展目标在一些最新发布的塑料添加剂中有所体现。SORT就是该公司就如何过滤和回收黑色塑料给出的答案。黑色染料可以通过NIR分选机读取。“这样就解决了回收的难题，同时保证美感和颜色深度都不会发生变化，”该公司表示。

Gabriel-Chemie公司品牌经理迭戈·卡佩莱斯（Diego Karpeles）表示：“为了提高黑色包装产品的NIR检测率和回收分选率，我们集团又有一种产品获得了法国COTREP机构认证；我们的客户和全球品牌可以进一步信赖 Gabriel-Chemie黑色、近红外可检测且官方认证的产品。”（COTREP是Comité Technique Pour le Recyclage des Emballages Plastiques的缩写，即塑料包装回收技术委员会）。


Kafrit的CC 90778 LL黑色母粒是另一种不吸收NIR的替代材料，经过开发和优化，可以实现黑色塑料产品的分类和回收。该生产商表示，产品具有很高的着色强度和不透明度，在任何浓度下都能保证NIR反射率，并且具有极强的耐热性，可以适用于所有塑料，也能经受住繁复的加工步骤。

碳黑与Kafrit CC 90778 LL在NIR检测中黑色反射率的比较(来源：Kafrit)

Kafrit于2019年推出了NIR可检测黑色染料，现已在美国以及欧洲和日本获得了FDA食品接触批准。

Feddersen集团公司旗下的AF-Color表示，公司现在可以提供几乎所有颜色的无碳黑母粒版本。公司表示，在产品开发过程中，主要重点是在黑色范围内尽可能地增加颜色深度并提高竞争力。然而，碳黑不仅仅是颜色变黑的问题。许多母料含有特定着色的碳黑，因此适用于分选网格。AF-Color表示：“鉴于由此产生的要求，我们已经更新了配方并成功地从公司的产品组合中重新研发了一些产品，这既是为以后做准备，也是响应客户的要求。”

Gabriel-Chemie最新的产品线是TagTec——Taggant Technology的简称。公司表示，该产品系列将有助于更加便捷地对颜色进行识别和分类。除颜色回收应用之外，TagTec还将产品认证的应用提升到一个新的水平，重点提升生产过程的安全性、可追溯性和自动化程度。除了预先设定的选项外，Gabriel-Chemie还为客户提供量身定制的解决方案。

这项突破性技术适用于添加在塑料部件中的小颗粒，并由Gabriel-Chemie的合作伙伴Sensor Instruments的Star或Tau传感器检测。“换句话说，塑料部件获得了独一无二的DNA——一个像指纹一样的身份标签，它可以记录整个产品，”该公司表示，“因此，产品生命周期的所有阶段——从制造、质量管理、供应链到原材料的循环经济——都是可追溯的。”

Holland Colors也为食品品牌和PET瓶加工商提供解决方案，他们正在寻找更好的方法来防范造假并通过激光打标确保产品安全。MarkIT是一个封装彩色染料库，支持不融、不燃的激光打标，在许多情况下甚至可以不使用激光打标添加剂。该技术适用于PET和rPET，也可用于建筑业的PVC产品。

随着越来越多的PET瓶实现回收，材料的使用寿命将不可避免地增加。即使材料在机械回收过程中状态稳定，也存在变色等性能退化的风险。Avient对于各种PET添加剂等产品组合进行的测试表明，五次熔化过后，即相当于材料被回收两次，变色可能会非常明显。

目前，许多瓶子含有30%的rPET，其中9%的材料已经经过两次甚至更多次的循环。未来如果瓶子中含有50%的rPET，则25%的材料将经过两次甚至更多次的循环。这意味着回收性能将对瓶子质量产生更大的影响，如果不采取应对措施，泛黄（以b*衡量）的情况就会更加严重，并且颜色变化会更大。

安德里亚·史密斯（Andrea Smith）是Avient PET树脂功能性添加剂全球产品经理。她表示，公司参与了一个新项目，可能涉及一种液体添加剂，在挤出成 rPET颗粒之前应用于PCR薄片。她说，“我们目前正在评估该产品中不同类型的化学成分”。测试表明了薄片处理将如何对rPET的切割着色产生显着影响。“对形成稳定颜色有巨大的影响，”史密斯说。化合物的处理过程可以将b*值降低15个单位（从25降到10）——其中b*表示泛黄程度。L*表示暗度，数值在0（黑色）到100（白色）的范围内，实验中暗度从69上升到82左右。

Holland Colors在这一技术领域推出了TintMask。该添加剂还可以抵消PET回收料的颜色偏差，并将更低等级的rPET变成可供品牌使用的选择。TintMask有液体和固体微珠两种形态，以确保其可以应用于任何生产环境。

由于挤出的PCR呈现灰色的视觉效果，回收公司、加工商和用户有两种选择：他们可以通过添加染料来掩盖灰色，也可以转变思维，积极采纳灰色材料，而不是被动地接受。

德国硬包装生产商Jokey近期一直在开展一项名为“灰色就是新环保色”的活动，推动利用回收物的灰色成为一种美德。Jokey的首席执行官延斯·施塔特（Jens Stadter）表示，长期以来，所有的回收料都呈现灰色，这一直是个问题，但情况已经发生了变化。“30年前，灰色包装一直具有乏善可陈的生态形象。但现如今情况恰好相反：灰色包装代表循环经济。”

当然，对于绿色环保事业来说，仅仅依靠灰色是不够的。可持续包装的PCR含量也必须是可验证的。施塔特说，诸如RAL质量标志“再生塑料百分比”等质量标志标明了包装含有多少可回收材料以及具体来源。

瑞士建筑材料零售商Haga使用Jokey生产的灰色回收桶。在售的粘土石膏桶至少含有50%的PCR

德国领先包装回收系统供应商Der Grüne Punkt（The Green Dot）也持类似观点。今年3月，据报道，德国的塑料包装生产商抱怨原材料价格昂贵且供不应求。“塑料制造商将越来越多的货物运往经济正在回升且原材料需求旺盛、因而可以支付价格更高的中国，”该公司表示，“这让德国公司无所适从——他们几乎无法获得足够的供应量，但却不得不忍受高昂的成本。回收材料在德国可能是一种替代品——但迄今为止，回收材料几乎没有运用在包装方面。”

Der Grüne Punkt表示，这正是公司与德国吹塑设备制造商W Müller共同开发的产品的创新点。两家公司共同开发了一种由Systalen LDPE制成的瓶子，瓶子使用专为顶级LDPE应用开发的技术，由PCR薄膜废料制成。

“正如在初步测试中所证实的那样，这些瓶子不仅外表十分吸引人，也几乎不会产生令人不快的气味，而且最重要的是在高机械强度方面的表现也十分出色，这些都是是专门为此瓶子开发配方的成果，”Der Grüne Punk表示。

Der Grüne Punkt总经理约尔格·德普迈尔（Jörg Deppmeyer）表示，这些瓶子可用于包装清洁剂、肥料等液体产品。源材料是灰色的，所以这些产品通常也呈现，但是可以使用共挤工艺来添加各式颜色的原生料表层。

Der Grüne Punkt和W Müller开发了一种由PCR薄膜回收的Systalen LDPE制成的瓶子（来源：DER GRÜNE PUNKT）

Broadway Colors在英国生产母料和滚塑粉末。公司最近授权了一个新实验室并任命钱德斯·苏蒂（Chandres Surti）为技术经理。苏蒂将带领一支不断壮大的技术团队开发定制色母粒。销售总监尼克·巴伯（Nick Barber）认为，在彩色塑料包装中使用PCR需要改变消费者的观念。他认为材料制造商和品牌所有者在支持观念变革方面可以发挥重要的作用。

“我们知道颜色被广泛用于加强品牌识别度，我们也知道消费者喜欢毫无瑕疵的彩色包装。然而，我们相信观念可能很快就会发生改变。只需要观察塑料制品的使用情况就能了解观念是如何影响企业决策的。我们已经看到超市减少了塑料袋的使用，即使有证据表明替代方案其实并不环保。”

Broadway Colors一直在思考回收兼容性是否应该优先于品牌一致性——尤其是对于生命周期较短的产品。巴伯说：“我们知道，高浓度的颜色会阻碍回收过程。有时，最环保的做法是在颜色上妥协以支持可持续性。那么，消费者会不会认为鲜艳的颜色是回收利用的障碍呢？”

在他看来，“随着PCR使用越来越广泛，消费者将对包装中的回收成分有更多的认识。染料用量减少、PCR含量增加不会使包装看起来完美。然而，不回避这种不完美的品牌能够更好地传达积极的回收观念。他们理所当然地被消费者视为塑料包装可持续发展运动的引领者。具有环保意识的消费者将越来越多地转向这些品牌，而不是那些明确优先考虑外观却忽略可持续性的品牌。我们的配色套件将在公司目前网站升级期间得到增强。我们可以通过该套件向客户展示生产流程，非常适合进行观念引导。该套件对PCR含量高的材料着色时效果非常好。”


* 本文由荣格独家翻译自《PLASTICS RECYCLING WORLD 》(AMI)

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