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如何让回收材料外观焕发出高级质感？这可是让众多回收商和加工商头疼的大难题，这其中，需要考虑防止热降解，减少加工影响，控制流变，减少黄变、异味、凝胶和结块形成等方面的问题。此外，塑料回收料的颜色和质量差异很大，这也给在使用大量消费后回收（PCR）材料后维持产品颜色始终如一带来了挑战。然而，颜料和色母粒制造商正在开发有助于应对这一挑战的新产品和新技术。
需要开发与回收料共用时耐受性更大
或变色效果更少的颜料
利安德巴赛尔（LyondellBasell）表示，对机械回收聚烯烃的需求不断增长，包装应用中对回收料的含量也提出了更高的要求，回收商面临着为塑料加工商提供更高质量、更易加工的回收料的多项挑战。
“回收商和加工商面临的主要挑战之一是多次挤出和复合过程中聚合物的热降解，这可能导致材料机械性能下降和流变问题。” 利安德巴赛尔颜色浓缩物营销经理努里亚·瓦列斯皮·萨尔瓦多（Núria Vallespí Salvadó）说，“由于凝胶形成、黄变和气味增加，热降解还会降低回收聚合物的外观质量。其他挑战可能包括来自分拣塑料洗涤过程的高水分和挥发物含量以及来自混合聚合物回收物的污染，这也可能导致转换器的加工问题和机械性能降低。”
萨尔瓦多说，利安德巴赛尔提供完整的母料添加剂产品系列，可帮助回收商和加工商应对部分挑战。公司还提供使用回收载体树脂的Circ ulenRecover色母粒，使客户能够最大限度地提高产品中回收料的含量。该公司拥有一系列近红外(NIR)可检测着色剂，包括黑色着色剂，支持分选中心按聚合物类型对塑料进行有效分选。
瓦列斯皮·萨尔瓦多还强调了塑料回收着色剂和颜料的新发展所带来的影响，包括推动法规、品牌所有者的可持续发展目标以及消费者的环保意识日益增长，希望使用更多的塑料回收料。此外，新的颜色开发仍然需要提供最终产品的品牌标识，还需要考虑可持续性属性和未来的可回收性。用于改善PET等透明回收物颜色的增色剂也越来越多；由于热降解或污染物，回收料通常呈黄色，这意味着需要着色以改善视觉外观。
只有深入了解不同品质、不同数量的回收料带来的变色效果，才能保证在使用回收料的同时获得稳定一致、鲜艳的颜色表现，瓦列斯皮·萨尔瓦多补充说。需要开发与回收料共用时耐受性更大或变色效果更少的颜料，以及利用多层技术开发改善效果的颜料。
该公司表示，还将颜料与添加剂和聚合物技术相结合，提高热稳定性，减少黄变、凝胶形成并保持熔体流动指数，以应对回收聚合物加工的挑战。将颜料与添加剂和聚合物技术结合在单一母料中还可以提供易于配料的解决方案，在使用含水量高、挥发物含量高、混合聚合物污染的回收料时改善加工和机械性能。
数字化和健康正在推动塑料回收着色剂
和颜料的新发展
埃万特（Avient）个人护理和家庭护理产品高级营销经理桑德琳·雷布（Sandrine Reboux）表示，市场对塑料回收颜色的需求主要集中在品牌所有者希望开发出吸引消费者购买的美观且与众不同的产品，同时兼顾循环回收。“产品需可在分选设施中检出，且PCR含量高，”雷布说，“品牌所有者希望能够预测，使用大量回收料时颜色变化对最终产品的影响，同时还要保持产品的完整性，因为多次回收会增加聚合物降解的风险。”
雷布说：“我们还看到两个主要趋势在推动塑料回收着色剂和颜料的新发展：数字化和对健康的关注。数字化并非什么新趋势，但疫情加速了数字化的进程，因为品牌正在做出改变，希望通过塑料的颜色吸引网购的消费者。不透明的产品正在慢慢转变为使用回收PET树脂制成的透明、颜色鲜艳明亮的产品，在数字显示屏上看起来更加高端。我们还看到越来越多的消费者询问产品是否健康，是否对他们有益。色彩趋势则紧跟水疗和健康中心所采用的流行色调，如冰霜色、粉彩色和自然色调。此外，包装更加小巧玲珑，使用便捷，适合‘移动、快捷’的生活方式。”
雷布补充说，还有一些特定问题需要塑料回收着色技术的新解决方案。例如，在包装应用中，PCR树脂的底色和不透明度限制了rPET、rPE和rPP的颜色选择，从而影响最终效果。这一问题对回收料的最浅色提出了很高的要求，限制了市场适用性。此外，着色较深的PCR牌号会增加复杂性并可能影响品牌资产价值。
埃万特目前在消费后回收塑料方面关注的主要技术领域是加快上市时间和全球颜料的一致性。雷布说，埃万特的PCR颜色预测服务可以提供帮助。该公司目前正在更广泛的范围内推广这项服务，支持包装应用和消费市场的优质客户。
PCR颜色预测服务是一项高级服务，旨在根据PCR的特征（包括不透明度和底色）帮助构建可用的颜色空间。“通过这项服务，我们可以在实验室试验之前，以数字方式说明添加特定量的PCR树脂是否可以实现新的颜色。”雷布说，“总的来说，这有助于减少配制颜色时所需的颜色试验次数，加快上市时间。该项服务有助于预测颜色对备用树脂选项的影响，从而减少模塑商的试验次数，并在采购中断或原料短缺的情况下提高灵活性。预测服务的应用领域包括单层瓶、注射拉伸吹塑成型(ISBM)或挤出吹塑成型(EBM)以及注塑成型，主要适用于rPET、rPE或rPP等树脂。”
此外，埃万特还开发了专门用于回收的新型抗氧化剂Cesa Nox A4R，可在加工过程中保护聚烯烃，防止在初始和以后的转化工艺和回收循环中出现变色、凝胶和黑点等缺陷。
埃万特欧洲、中东和非洲地区包装和可持续性市场开发经理米尔科·格罗斯林（Mirco Groeseling）表示：“Cesa Nox A4R旨在帮助需要将PCR添加率最大化至100%、实现可持续性和可回收性目标的品牌所有者，以及处理多种加工缺陷的薄片或颗粒的回收商，还可以帮助加工商生产高质量水平、PCR性能增强的瓶子、薄膜和片材。”
格罗斯林表示，在位于意大利波利亚诺的回收实验室CycleWorks，埃万特正在重现多道挤压过程中的降解效果，以证明在受控环境中温度、剪切速率和氧化对聚合物的影响。
“保护聚合物免于降解是一方面，而且还有必要使PCR契合循环回收的目的。”格罗斯林说，“但是，当涉及到回收材料时，还存在更多挑战，例如，通常需要改进流变行为、气味或机械性能。在Avient的业务部门，我们遵循科学方法并与价值链上的合作伙伴携手并进，专注于这些领域。”
食品包装中的着色剂会对机械回收塑料的
价值产生负面影响吗？
据赫兰特色彩颜料HollandColours称，塑料回收料着色的一个主要市场需求涉及用颜色完成装饰和品牌识别的应用。“例如家用电器和电动工具，”添加剂全球产品市场经理马克·卡利斯瓦特（Mark Kalisvaart）说，“在某些应用中，颜色是必不可少的，无论是用于传递某种信号还是发挥挡光板的功能。例如，自来水管和煤气管需要区分不同的颜色，而啤酒和药用PET瓶则需要琥珀色和绿色功能性阻隔着色剂。”
卡利斯瓦特说，另一个重要的因素是食品包装在多个回收环节中越来越重视食品接触安全。“适用于食品接触应用的着色剂和添加剂必须满足不易迁移的苛刻要求。多个熔体加工循环中存在非有意添加物质(NIAS)也带来了挑战。NIAS可能是由聚合物、添加剂、着色剂、回收物中已经存在的污染物以及氧化和热降解之间的相互作用而形成的。”
他继续说道：“我们需要将回收塑料中的NIAS降至最低水平，复合严格的监管要求。相关研究主要关注两个方面：一是预防这些物质形成，二是对消费后材料进行净化。预防NIAS形成可以通过增加可预测的稳定性、改进分选方式来实现，而去污净化则可以通过先进的洗涤技术和加工过程中的纯化步骤来实现。”
Holland Colors还重点介绍了一些推动塑料回收物着色和颜料新发展的趋势。卡利斯瓦特说，食品包装中的着色剂正在接受审查，因为它们被认为会对机械回收塑料的价值产生负面影响。完全透明、无色的塑料很容易进行机械回收并保持更高的价值，因为它们可以在许多应用中重复使用。
使用色相相反的着色剂可将黄变的颜色中和
回收有色塑料时，不同批次回收料的颜色很难保持一致。然而，品牌所有者希望他们的产品能够满足严苛的颜色标准。如果对回收料的颜色变化更宽容的话，这种被认为价值较低的材料流将适用于更广泛的应用，并有可能解决部分材料可用性低的问题。
除了分选有色塑料时的NIR检测挑战外，机械回收还有其他方面的挑战。对于颜色不理想或污染程度过高而导致需求较低的回收流，化学或高级回收被视为一种解决方案。
若要保证未着色和透明的回收塑料的美观性，就需要处理泛黄和其他轻微变色的问题。“这主要是由于再次热加工以及功能性添加剂、着色剂、粘合剂、油墨和其他类型塑料等残留微量成分造成的。”卡利斯瓦特说，“这种淡黄色的颜色并没有被普通消费者广泛接受，因为与变质或劣质产品有关。减少淡黄色变色的技术解决方案是颜色中和。使用色相相反的着色剂可将黄变的颜色变为中性灰色调，可更广泛地运用于更高质量的材料中。根据废料来源和季节性变量，各批次颜色也不尽一致。可设置色彩调整系统，将色彩变化控制在指定范围内。”
Tintmask是赫兰特色彩颜料的产品之一，用于解决因机械回收未着色塑料而导致的变色问题。Tintmask有液体和固体两种形式，可以根据客户的要求进行优化。赫兰特色彩颜料的SORT是另一个与客户群合作开发NIR可检测着色剂的实例，在分离生产线和分选生产线上实现完美分拣。除了这两种技术解决方案，公司目前还正在开发其他产品以满足塑料回收的需求。
PCR材料颜色一致性和允许的色彩
公差该如何解决？
母料制造商Broadway报告称，公司一直致力于使用PCR载体树脂来制造基于PCR的母料。“这对于任何希望声称其包装由100%回收塑料制成的品牌来说特别有利。”营销经理詹姆斯·劳斯（James Rous）说，“母料通常占最终成型材料的1-5%，因此在声称‘100%再生塑料’时需要考虑母料中的载体树脂。”
塑料回收物颜色开发还需要将立法和政治影响考虑在内，这将决定PCR使用的门槛——例如再生塑料使用比例不足30%需征收塑料包装税。Broadway的研发科学家斯蒂芬·雷纳（Stephen Rayner）表示，掩盖PCR材料固有色彩所需的颜料的用量和类型也会受到影响。此外，使用PCR材料进行配色通常需要大量颜料来掩盖PCR材料本身的底层颜色。而颜料用量过多与PCR的可持续发展理念背道而驰，因此就需要考虑颜料的覆盖能力，
雷纳说，Broadway一直在试图解决PCR材料颜色一致性的问题。现场配色可以让客户在一天内完成审核并在必要时提出调整意见，并决定各批次的回收料的理想颜色。其他重要的影响因素包括光谱仪技术及相关软件的发展，当PCR材料颜色变化时也能快速重新匹配颜色（根据需要），以及与PCR牌号相关的食品接触和玩具材质的立法。
还需要解决模塑商和品牌所有者在使用PCR材料时允许的色彩公差。“品牌要接受这一事实：要想更加环保，他们就要尽可能在塑料包装中添加更多的PCR。”劳斯说，“产品的颜色可能不太完美或是不一致，但要试着让消费者习惯回收料的颜色并理解背后的原因——即大力宣传这种包装对环境有利，而减少对产品外观的关注。”
Broadway表示目前正在开展研发项目，并与组织机构进行技术合作来提供解决方案。其中包括通过使用可持续的添加剂（例如填料和发泡剂）以及使用PCR作为母料载体来降低原生料使用量。
公司的最新产品包括适用于各种聚合物、基于PCR的母粒，例如具有出色颜色一致性的PP PCR母粒，可用于不透明和半透明产品。气味中和剂是一种将挥发性有机化合物捕获在PCR材料中经济、有效的方法，目前公司正在与客户一起试用中。公司还在对由回收轮胎制成的回收炭黑母料进行内部试验，同时正在与学术合作伙伴进行重大合作，以开发一种无毒吸热发泡剂，供各行各业的客户试用。
一种NIR可检测的高光泽“钢琴黑”母料已在Broadway完成内部试验，目前正在与废物分类设施合作进行扩展性试验。下一个目标是获得该产品的认证。“钢琴黑”色母粒符合标准的欧盟食品接触法规，并且与PET和PP兼容。高不透明度、高光泽黑色塑料是一种流行的包装选择，通常用于为产品提供优质外观。Broadway表示，新产品系列经过了广泛且成功的内部NIR光谱测试，具有了独特且具有统计意义的光谱特征。
雷纳补充说，Broadway的未来发展将包括将PCR母粒扩展到其他聚合物，例如PE和PET，以及将NIR可检测黑色素开发到PET和PP以外的其他聚合物。
其他解决方案
帕斯嘉（Palsgaard）开发了一系列可持续的生物基聚合物添加剂，包括用于PE、PP、PET、PVC和PA色母粒的颜料分散助剂。该公司表示，分散助剂与回收聚合物搭配使用和原生料效果一样，是化石基添加剂的直接替代品。Einar101是一种植物基聚甘油，作为分散助剂非常有效，它可以润湿、稳定和分散聚合物混合物中的颜料。当添加到现有配方中时，Einar101可以完全替代当前的分散助剂或与所选分散助剂结合使用以提高性能，添加到色母粒中的浓度为总配方的1-5%。
帕斯嘉的 Einar 分散助剂（图片来源：帕斯嘉）
安配色（Ampacet）在其无碳Rec-NIR-Black母料系列中添加了用于黑色柔性包装应用的Rec-NIR-Black PE 512。Rec-NIR Black PE 512可进行NIR检测，同时为黑色软包装提供高水平的不透明度。当使用深色塑料的分选设备时，使用这种NIR透明母料解决方案制造的产品将被分选进入PE流。Rec-NIR-Black PE 512仅适合在生产室内物品时使用，因为与传统炭黑母料不同，它不提供抗紫外线降解的稳定效果。
Chroma Color开发了一款特定的配方来满足对炭黑着色剂替代品的需求，可以解决包装中黑色或深色塑料的回收问题，改善环境可持续性。该配方允许MRF分拣工艺根据美国塑料回收协会APR NIR整件塑料制品分拣潜力条款识别，并成功分拣塑料制品。俄亥俄州第三方独立实验室PTI of Holland进行了所有测试和分析。该公司表示，其NIR可分类黑色技术基于使用特种染料和有机颜料组合的IR反射/透明组件。
Karl Finke为PCR rPET开发了可持续的新型Fibratec母料系列。Finke使用来自家庭垃圾的回收料和工业生产废料中的回收料来作为Fibratec母料的载体聚合物，可以按照与基于原生料的母料相同的方式来进行回收加工。
该公司还开发了Fibraplast NIR可检测黑色母粒，使生产出的包装适用于NIR分选。这些母粒可用于为所有常见的包装塑料着色，例如HDPE、PP、PS和PET，不含炭黑颜料。这使得NIR分选系统可以轻松地检测到染色的黑色塑料。像其他颜色的塑料制品一样，使用这种母粒的HDPE、PP、PS或PET黑色瓶子、盖子或托盘可以通过标准分选技术轻松地完成分选。Finke表示，已经与领先的分拣设备制造商合作进行测试，证实了分选的可靠性。
Gabriel-Chemie Group与GSM Sella和Aurora Kunststoffe合作，开发了一款用于后工业PA66新型母粒，用于生产体育场座椅。添加到后工业聚合物中的母料保证了制成品的机械强度和阻燃性能、良好的美学外观，以及必要的抵抗长时间暴露于紫外线和其他腐蚀性大气因素的能力，符合国际体育场馆严格的安全规定。此次合作成果颇丰，生产了30,000个新的体育场座椅。
Gabriel-Chemie还投资了一台NIR检测设备，可以为客户提供所有色母粒的NIR检测和认证。目前来自不同市场的需求越来越多，就越需要对所有颜色进行测试，设备也可以测试现有的最终产品或母料。如果无法进行NIR检测，Gabriel-Chemie表示还有一款可持续的解决方案。
专注于PVC和电缆应用的西班牙母料制造商Delta Tecnic推出了针对PVC回收等特定市场的新产品。该公司提供用于回收黑色、白色和棕色PVC的新色母粒。营销经理伊娃·戈托尔（Eva Gotor）说，这些母粒均含有高浓度的颜料，并且经过精心配制，具有良好的分散性。戈托尔补充说，白色母料的二氧化钛含量很高，其成分有助于恢复在使用寿命期间变黄的白色PVC回收料的外观。
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