A Clariant examina o papel da cor em uma economia circular

Como é o caso de outros fornecedores de materiais e aditivos sobre os quais relato em um artigo de amostra do K 2019 em nossa próxima edição de setembro, a Clariant está compartilhando suas opiniões sobre alguns dos problemas enfrentados pela indústria de plásticos ao adotar a ‘Economia Circular’.

Philippe Lazerme, um dos maiores especialistas em pigmentos da Clariant e chefe do segmento de plásticos de marketing na unidade de negócios de pigmentos, resume a compatibilidade da cor com a economia circular dos plásticos. Ele considera os desafios de projetar para reciclagem e as questões específicas da escolha de corantes para tecnologias de reciclagem mecânica, química e orgânica. Com foco na embalagem, ele aborda alguns dos mais recentes produtos e colaborações da Clariant para avançar a mudança.

Quando se trata de embalagens, a empresa acredita firmemente que a ênfase necessária em plásticos recicláveis, reutilização de resinas e biodegradação não deve significar dizer adeus às cores vibrantes e designs atraentes que os consumidores esperam. Aqui estão os principais pontos de Lazerme sobre como a indústria pode tornar as cores compatíveis com a "economia circular".

▪ O principal objetivo da “Economia Circular para Plásticos” é que os plásticos nunca sejam descartados no meio ambiente. Existem diferentes formas de o conseguir, desde a concepção adequada do artigo de plástico, passando pela recolha e separação eficientes dos vários polímeros, até à reciclagem e reintrodução no ciclo de vida. Além disso, o uso de polímeros biodegradáveis ​​oferece outras possibilidades.

▪ As principais empresas de bens de consumo e produtores de embalagens plásticas que representam mais de 20% do mercado global de embalagens se comprometeram a tornar 100% de suas embalagens plásticas reutilizáveis, recicláveis ​​ou compostáveis ​​até 2025. Sem dúvida, a cor continuará a desempenhar um papel fundamental no mundo da embalagem. Mas a seleção dos corantes certos será crucial.

Vamos percorrer as várias partes do ciclo e mostrar como um produtor de pigmento e corante solúvel em polímero pode ajudar as partes interessadas a combinar a necessidade de cor e a necessidade igualmente importante de sustentabilidade:

▪ Design para reciclagem . Tudo começa com o designer da embalagem. A tarefa é criar embalagens que sejam apelativas, valorizem a imagem da marca, proporcionem um diferencial e que possam ser devidamente recicladas e reaproveitadas como resina para novos produtos plásticos.

Dependendo da tecnologia de reciclagem (mecânica, química), a escolha do corante será diferente. O designer precisa saber quais etapas de processamento o artigo enfrentará, não apenas para sua produção, mas também para o seu tempo após o uso. Isso influenciará a seleção dos pigmentos. Haverá também troca de polímeros e mudanças na composição das embalagens.

Uma vez que os proprietários da marca se comprometeram a incorporar quantidades significativas de reciclados em seus novos artigos de embalagem, haverá um desafio adicional para obter cores brilhantes e atraentes.

A Clariant Pigments está trabalhando em soluções para esses desafios, como combinação de cores mais rápida e fácil com resinas recicladas ou criação de uma linha de pigmentos que pode resistir a vários ciclos de reciclagem sem se decompor e permanecer segura para aplicações futuras e para o ambiente de trabalho.

Reutilizar é outro aspecto da sustentabilidade. Neste caso, a seleção do corante também requer uma atenção especial, pois deve permanecer atraente e segura. A cor não deve desaparecer para que o produto mantenha sua aparência, mesmo após várias reutilizações. Alta solidez à luz e às condições climáticas são os critérios principais.

O aspecto da segurança é ainda mais importante, principalmente quando falamos em garrafas para bebidas. Os pigmentos não devem migrar para a bebida depois de a garrafa ter sido lavada várias vezes com água quente com detergentes fortes, por exemplo.

O portfólio de pigmentos da Clariant oferece uma ampla gama de soluções.

▪ Reciclagem : Existem três métodos principais:reciclagem mecânica; reciclagem à base de solvente; e, reciclagem química (despolimerização, pirólise, gaseificação).

Seja qual for o processo, a reciclagem adequada começa com a coleta e separação adequadas dos resíduos de plástico. Em um centro de classificação ideal, o plástico é classificado automaticamente em diferentes estágios de acordo com os tipos de polímero e cor, usando a tecnologia Near Infra-Red (NIR). Pode separar os plásticos de acordo com o seu tipo, por ex. Fluxos de LDPE, HDPE, PP, PET, PS.

Para funcionar corretamente, essa tecnologia requer que uma quantidade mínima de energia seja refletida no sensor. Torna-se um problema se a parte de plástico absorver a energia NIR em vez de refleti-la. O problema surge com plásticos coloridos com pigmento negro de fumo. O negro de fumo é absorvido na faixa do NIR, o que significa que os artigos de plástico coloridos com negro de fumo não serão identificados durante o processo de classificação e, portanto, causam muitos problemas nas etapas de reciclagem posteriores ou acabam em aterros.

A Clariant desenvolveu três corantes que podem refletir no espectro NIR e permitirão que a indústria de plásticos ainda produza artigos pretos que podem ser classificados corretamente. Esses graus podem ser usados ​​para HDPE, LDPE, PP, PET, PS, PA e PVC.

▪ Reciclagem mecânica : Atualmente, esse é de longe o processo mais usado - 80% dos plásticos coletados para reciclagem são reciclados mecanicamente.

Atualmente, a reciclagem mecânica funciona relativamente bem para garrafas PET, mas para outros polímeros ou plásticos mistos ela enfrenta algumas limitações, pelo menos para reciclados de qualidade premium. Depois de alguns ciclos de reciclagem, as propriedades do polímero diminuíram tanto que se tornará muito difícil reutilizar os reciclados.

Também é necessário compreender melhor os comportamentos dos corantes após vários ciclos de reciclagem.

É extremamente importante garantir que os pigmentos e corantes solúveis em polímero usados ​​para a coloração das resinas coletadas não se decomponham ou gerem quaisquer substâncias tóxicas durante o processo de composição.

Alguns pigmentos químicos são mais estáveis ​​do que outros em termos de estabilidade ao calor ou comportamento de migração. No entanto, será necessário um trabalho intensivo para selecionar uma gama mais segura de pigmentos a serem usados ​​para colorir artigos de plástico destinados a serem reciclados. Porque um pigmento orgânico geralmente não é apenas uma única molécula; Dependendo do processo de produção, podem existir outras substâncias que podem ter uma influência negativa no perfil toxicológico.

É aqui que um produtor de pigmentos com longa experiência e conhecimento em segurança de produtos e registros pode dar suporte à indústria, proprietários de marcas, processadores de embalagens e produtores de masterbatch. A Clariant já está focando a atenção nessa direção.

Outro desafio é a cor de base do reciclado proveniente das recicladoras. Pode ser qualquer tipo de cinza claro, escuro ou acastanhado. A recoloração desses polímeros reciclados se torna um problema para o produtor de masterbatch. Existem fortes variações de qualidade entre os diferentes recicladores.

Para garantir uma correspondência de cores mais rápida e constante, a Clariant Pigments, em conjunto com um fornecedor de software, está desenvolvendo um conjunto de calibração que permitirá correções fáceis para o tom de base da resina. Esta será uma grande melhoria para aprimorar o uso de reciclados pós-consumo (PCRs).

▪ Reciclagem química: Isso pode ser visto como uma tecnologia complementar, que ampliará a oferta de resinas recicladas com qualidade que atenda às necessidades da indústria de embalagens. Existem diferentes tipos de reciclagem química, mas todos eles estão atualmente em um estágio emergente.

Um processo baseado em solvente é uma mistura entre reciclagem química e física. Envolve um solvente que dissolve especificamente um certo tipo de polímero. A prática mostra que alguns resíduos permanecem no polímero e mesmo as cores não foram totalmente extraídas. A reciclagem parece acinzentada. É necessário mais trabalho de pesquisa. Especialmente um aspecto que deve ser investigado é descobrir qual tipo de química de pigmento será melhor removida do polímero. Este é um projeto de longo prazo.

Outro tipo de reciclagem química é a “despolimerização”, que quebra as ligações moleculares nos monômeros iniciais. Existem diferentes tecnologias para conseguir isso:usando enzimas ou catalisadores.

A pirólise ou gaseificação são outros métodos para decompor um polímero e gerar combustíveis que podem ser usados ​​para produzir novos plásticos.

Para a indústria de corantes e masterbatches ou compostos, a reciclagem química seria a forma ideal, já que a resina reciclada se parecerá muito com um polímero virgem e, portanto, pode ser colorida como uma resina virgem.

▪ Biodegradabilidade Embora ainda seja um mercado pequeno, os polímeros biodegradáveis ​​recebem cada vez mais atenção dos proprietários de marcas e empresas de embalagens.

Nem todo pigmento pode ser usado para colorir polímeros biodegradáveis, pois eles devem obedecer a padrões muito rígidos em termos de impurezas.

A Clariant Pigments configurou uma linha de 26 pigmentos orgânicos de sua linha de produtos Graphtol e PV Fast atendendo aos requisitos da Norma Europeia EN 13432. Eles cobrem todo o espectro de cores e, portanto, fornecem suporte valioso para produtores de masterbatch e designers na ampliação dos horizontes de cores para plásticos biodegradáveis.

▪ Passos na direção certa Desenvolvimentos como esses no campo de corantes contribuem para o desenvolvimento de um circuito fechado para embalagens plásticas. À medida que o enfoque necessário na reutilização e reciclagem ganha força, a cor não representará um desafio para as tecnologias, para a recuperação eficiente e viável de resíduos de plástico e criação de PCR de alta qualidade, mas antes trabalhará em harmonia com o objetivo de Alcançando uma Economia Circular para Plásticos.