Clariant examina el papel del color en una economía circular

Como es el caso de otros proveedores de materiales y aditivos sobre los que informo en un artículo de vista previa de K 2019 en nuestra próxima edición de septiembre, Clariant comparte sus puntos de vista sobre algunos de los problemas que enfrenta la industria del plástico al adoptar la 'Economía circular'.

Philippe Lazerme, uno de los principales expertos en pigmentos de Clariant y jefe del segmento de marketing de plásticos en la unidad de negocio pigmento, resume la compatibilidad del color con la economía circular de los plásticos. Considera los desafíos del diseño para el reciclaje y los problemas específicos de la elección de colorantes para las tecnologías de reciclaje mecánico, químico y orgánico. Con un enfoque en el empaque, menciona algunos de los últimos productos y colaboraciones de Clariant para avanzar en el cambio.

Cuando se trata de envases, la empresa cree firmemente que el énfasis necesario en los plásticos reciclables, la reutilización de las resinas y la biodegradación no debería significar despedirse de los colores vibrantes y los diseños llamativos que esperan los consumidores. A continuación, presentamos los puntos principales de Lazerme sobre cómo la industria puede hacer que el color sea compatible con la "economía circular".

▪ El objetivo principal de la “Economía circular de los plásticos” es que los plásticos nunca se encuentren como residuos en el medio ambiente. Hay diferentes formas de lograrlo, desde el diseño adecuado del artículo de plástico a través de la recolección y clasificación eficiente de los distintos polímeros hasta el reciclaje y reintroducción en el ciclo de vida. Además, el uso de polímeros biodegradables ofrece más posibilidades.

▪ Las principales empresas de bienes de consumo de rápido movimiento y los productores de envases de plástico que representan más del 20% del mercado mundial de envases se han comprometido a hacer que el 100% de sus envases de plástico sean reutilizables, reciclables o compostables para 2025. No hay duda de que el color seguirá desempeñando un papel clave en el mundo del embalaje. Pero la selección de los colorantes adecuados será crucial.

Repasemos las distintas partes del ciclo y mostremos cómo un productor de colorantes solubles en polímeros y pigmentos puede ayudar a las partes interesadas a combinar la necesidad de color y la necesidad igualmente importante de sostenibilidad:

▪ Diseño para reciclaje . Todo comienza con el diseñador del embalaje. La tarea es crear envases que sean atractivos, realcen la imagen de marca, brinden una diferenciación y que se puedan reciclar y reutilizar adecuadamente como resina para nuevos productos plásticos.

Dependiendo de la tecnología de reciclaje (mecánico, químico), la elección del colorante será diferente. El diseñador necesita saber a qué pasos de procesamiento se enfrentará el artículo, no solo para su producción sino también para su tiempo después de su uso. Esto influirá en la selección de los pigmentos. También habrá cambio de polímeros y cambios en la composición del envase.

Dado que los propietarios de la marca se han comprometido a incorporar cantidades significativas de materiales reciclados en sus nuevos artículos de empaque, habrá un desafío adicional para lograr colores brillantes y atractivos.

Clariant Pigments está trabajando en soluciones para estos desafíos, como una combinación de colores más rápida y sencilla con resinas recicladas o la creación de una gama de pigmentos que pueda soportar varios ciclos de reciclaje sin descomponerse y permanecer seguro para aplicaciones futuras y para el entorno de trabajo.

La reutilización es otro aspecto de la sostenibilidad. En este caso, la selección del colorante también requiere una atención particular, ya que debe seguir siendo atractiva y segura. El color no debe desvanecerse para que el producto mantenga su apariencia incluso después de numerosas reutilizaciones. La alta solidez a la luz y al clima son criterios clave.

El aspecto de la seguridad es aún más importante, especialmente cuando hablamos de botellas para bebidas. Los pigmentos no deben migrar a la bebida después de que la botella se haya lavado muchas veces con agua caliente que contenga detergentes fuertes, por ejemplo.

La cartera de pigmentos de Clariant ofrece una amplia gama de soluciones.

▪ Reciclaje : Hay tres métodos principales que son el reciclaje mecánico; reciclaje a base de solventes; y reciclaje químico (despolimerización, pirólisis, gasificación).

Cualquiera que sea el proceso, el reciclaje adecuado comienza con la recolección y clasificación adecuadas de los desechos plásticos. En un centro de clasificación óptimo, el plástico se clasifica automáticamente a través de diferentes etapas de acuerdo con los tipos de polímero y el color utilizando tecnología de infrarrojos cercanos (NIR). Puede separar los plásticos según su tipo, p. Ej. Flujos de LDPE, HDPE, PP, PET, PS.

Para que funcione correctamente, esta tecnología requiere que se refleje una cantidad mínima de energía en el sensor. Se convierte en un problema si la pieza de plástico absorbe la energía NIR en lugar de reflejarla. El problema surge con los plásticos coloreados con un pigmento de negro de humo. El negro de carbón se absorbe en el rango NIR, lo que significa que los artículos de plástico coloreados con negro de carbón no se identificarán durante el proceso de clasificación y, por lo tanto, causarán muchos problemas en los siguientes pasos de reciclaje o terminarán en el vertedero.

Clariant ha desarrollado tres colorantes que pueden reflejarse en el espectro NIR y permitirán a la industria del plástico seguir produciendo artículos negros que se pueden clasificar correctamente. Estos grados se pueden utilizar para HDPE, LDPE, PP, PET, PS, PA y PVC.

▪ Reciclaje mecánico : Este es actualmente, con mucho, el proceso más utilizado:el 80% de los plásticos recolectados para reciclar se reciclan mecánicamente.

Actualmente, el reciclaje mecánico funciona relativamente bien para las botellas de PET, pero para otros polímeros o plásticos mixtos enfrenta algunas limitaciones, al menos para los reciclados de primera calidad. Después de algunos ciclos de reciclado, las propiedades del polímero han disminuido tanto que será muy difícil reutilizar los reciclados.

También existe la necesidad de una mejor comprensión de los comportamientos de los colorantes después de múltiples ciclos de reciclaje.

Es extremadamente importante asegurarse de que los pigmentos y tintes solubles en polímeros usados ​​para la coloración de las resinas recolectadas no se descompongan ni generen sustancias tóxicas durante el proceso de composición.

Algunas químicas de pigmentos son más estables que otras en términos de estabilidad térmica o comportamiento de migración. Sin embargo, será necesario un trabajo intensivo para seleccionar una gama más segura de pigmentos que se utilizarán para colorear los artículos de plástico destinados a ser reciclados. Porque un pigmento orgánico no es a menudo una sola molécula; dependiendo del proceso de producción pueden existir otras sustancias que puedan tener una influencia negativa en el perfil toxicológico.

Aquí es donde un productor de pigmentos con una larga experiencia y conocimientos en seguridad y registros de productos puede apoyar a la industria, a los propietarios de marcas, a los procesadores de envases y a los productores de masterbatch. Clariant ya está enfocando la atención en esta dirección.

Otro desafío es el color base del material reciclado procedente de los recicladores. Puede ser de cualquier tipo de gris, desde claro, oscuro o pardusco. La recoloración de estos polímeros reciclados se convierte en un problema para el productor de masterbatch. Existen fuertes variaciones de calidad entre los diferentes recicladores.

Para garantizar una coincidencia de color más rápida y constante, Clariant Pigments, junto con un proveedor de software, está desarrollando un conjunto de calibración que permitirá correcciones fáciles para el tono base de la resina. Esta será una mejora importante para mejorar el uso de reciclados posconsumo (PCR).

▪ Reciclaje químico: Esto puede verse como una tecnología complementaria, que ampliará la oferta de resinas recicladas en una calidad que puede cumplir con los requisitos de la industria del embalaje. Existen diferentes tipos de reciclaje químico, pero todos se encuentran actualmente en una etapa emergente.

Un proceso basado en solventes es una mezcla entre reciclaje químico y físico. Se trata de un disolvente que disolverá específicamente un cierto tipo de polímero. La práctica muestra que quedan algunos residuos en el polímero e incluso los colores no se han extraído por completo. El material reciclado tiene un aspecto grisáceo. Se necesita más trabajo de investigación. Especialmente un aspecto que debe investigarse es averiguar qué tipo de química de pigmentos se eliminará mejor del polímero. Este es un proyecto a largo plazo.

Otro tipo de reciclaje químico es la "despolimerización" que rompe los enlaces moleculares en los monómeros iniciales. Existen diferentes tecnologías para conseguirlo:utilizando enzimas o catalizadores.

La pirólisis o gasificación son otros métodos para descomponer un polímero y generar combustibles que se pueden utilizar para producir nuevos plásticos.

Para la industria de colorantes y masterbatch o compuestos, el reciclaje químico sería la forma ideal, ya que la resina reciclada se parecerá mucho a un polímero virgen y, por lo tanto, se puede colorear como una resina virgen.

▪ Biodegradabilidad Aunque todavía es un mercado pequeño, los polímeros biodegradables disfrutan de una atención cada vez mayor por parte de los propietarios de marcas y las empresas de envasado.

No todos los pigmentos pueden utilizarse para colorear polímeros biodegradables, porque deben cumplir con estándares muy estrictos en cuanto a impurezas.

Clariant Pigments ha creado una gama de 26 pigmentos orgánicos de su línea de productos Graphtol y PV Fast que cumplen los requisitos de la norma europea EN 13432. Cubren todo el espectro de colores y, por lo tanto, brindan un valioso apoyo a los productores y diseñadores de masterbatch para ampliar los horizontes de color para plásticos biodegradables.

▪ Pasos en la dirección correcta Desarrollos como estos en el campo de los colorantes contribuyen a promover un circuito cerrado para los envases de plástico. A medida que el enfoque necesario en la reutilización y el reciclaje cobra impulso, el color no representará un desafío para las tecnologías, para la recuperación eficiente y viable de desechos plásticos y la creación de PCR de alta calidad, sino que trabajará en armonía hacia el objetivo de lograr una economía circular para los plásticos.