Gestion pratique de la couleur avec des plastiques recyclés
formulation couleurs et contrôle de la qualité
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La couleur joue un rôle essentiel dans la manière dont nous achetons des produits et dans les raisons qui nous poussent à le faire, et pas seulement pour des raisons esthétiques. Selon le prévisionniste mondial WGSN, 98 % des clients déclarent que leurs décisions d’achat sont influencées par la couleur. L’apparence peut littéralement faire ou défaire l’accueil réservé à un produit.
La couleur est donc une priorité essentielle pour de nombreux produits, mais ce n’est pas toujours simple lorsqu’il s’agit de matériaux recyclés. Les pressions techniques et économiques se heurtent souvent aux objectifs de durabilité et aux exigences réglementaires, en particulier du point de vue de la gestion des couleurs.
« Nous devons utiliser davantage de matériaux recyclés pour répondre aux exigences gouvernementales et aux besoins de durabilité, mais nous voulons toujours la même cohérence de couleur qu’avec les matériaux vierges », a déclaré Linda Mittelberg, experte en matières plastiques de SKZ, un institut allemand des matières plastiques. « Si la couleur de votre produit ne correspond pas aux attentes, les clients ne l’achèteront pas.
«Les recettes de couleurs habituelles basées sur des matériaux vierges ne sont pas utilisables si l’on utilise à la place des plastiques recyclés» a déclaré Jutta Albertin, architecte de solutions chez Datacolor. « Il faut repenser ces recettes, et comme on sait que les matériaux recyclés n’offrent souvent pas la même qualité de couleur, des vérifications et des corrections s’imposent à chaque fois que le matériau change. »
Bien que l’utilisation de plastiques recyclés nécessite souvent des compromis, les outils de gestion numérique des couleurs facilitent ces décisions. Les systèmes modernes de correspondance des couleurs peuvent vous aider à déterminer si une couleur peut être obtenue avec un certain plastique recyclé tout en compensant la variabilité entre les lots. En outre, le processus de mise en correspondance des couleurs des mélanges de matériaux vierges et recyclés et la détermination des proportions idéales pour des correspondances de couleurs rentables peuvent être considérablement rationalisés.
Les dures réalités des plastiques recyclés
Les matériaux recyclés après consommation (PCR) sont souvent mélangés lorsqu’ils sont fondus. Le polymère qui en résulte est souvent d’une certaine nuance de gris, qui peut varier considérablement d’un lot à l’autre. Il est donc difficile de créer des couleurs brillantes telles que des bleus ou des rouges vifs, et il est difficile de reproduire la plupart des couleurs de manière cohérente.
« Les déchets plastiques ménagers se présentent sous presque toutes les couleurs imaginables, y compris les couleurs fluorescentes et les couleurs chatoyantes. Chaque étape de tri est une question de temps et d’argent, c’est pourquoi les matériaux ne sont généralement pas triés par couleur », explique M. Mittelberg.
Par conséquent, le temps et les efforts ne sont généralement consacrés qu’au tri des matériaux blancs, transparents et naturels, qui font l’objet d’une plus grande demande de réutilisation. Le mélange grisâtre qui résulte des articles non triés restants n’est généralement adapté qu’aux couleurs plus foncées.
« Même si vous disposez d’une matière première triée par couleur, chaque étape de traitement supplémentaire vieillit le plastique recyclé et peut en modifier la couleur. Par exemple, un matériau blanc et transparent peut prendre une apparence jaunâtre », explique M. Mittelberg.
Outre le manque d’homogénéité des matières premières, les matériaux recyclés limitent souvent les possibilités de couleurs. La figure 2 montre les possibilités de couleurs offertes par différents matériaux lorsqu’ils correspondent à un catalogue du Natural Color System (NCS) de près de 2 000 nuances. La première série de correspondances a été calculée pour un matériau vierge transparent, représenté par les points verts dans le diagramme de gamme. Avec ce matériau, 1 857 couleurs ont pu être obtenues, soit environ 95 %.
Lorsque les mêmes correspondances ont été tentées avec la PCR grise, représentée par les points rouges, seules 759 des couleurs ont pu être obtenues. Cette réduction significative de la gamme illustre clairement les défis posés par la correspondance des couleurs avec une PCR mixte.
Enfin, la gamme a été testée une troisième fois avec un mélange 50/50 de ces deux matériaux. Les résultats ont été similaires à ceux obtenus avec le matériau vierge : 1 857 couleurs ont pu être appariées.
Figure 2 : Exemple de visualisation de la gamme de couleurs pour un matériau vierge transparent, un PCR gris et un mélange 50/50.
Chaque couleur fait l’objet de considérations différentes et nécessitera son propre ensemble de décisions. La comparaison des gammes de couleurs peut vous aider à décider si une couleur peut être tentée avec un contenu PCR, quel PCR peut être utilisé et dans quel pourcentage. Les couleurs brillantes, par exemple, ne peuvent être obtenues qu’avec un matériau vierge à 100 %, ou l’incorporation de PCR peut s’avérer prohibitive en termes de coûts.
« Il n’est pas toujours possible de faire correspondre certaines couleurs avec une qualité constante. En fin de compte, c’est un être humain qui doit prendre la décision finale, même s’il existe des outils numériques pour aider l’utilisateur », a déclaré M. Albertin.
Certaines entreprises d’emballage s’attaquent à ce problème en utilisant des matériaux à deux couches : une couche extérieure de matériau vierge qui peut être formulée dans n’importe quelle couleur et une couche intérieure de PCR, pour laquelle la couleur précise n’a pas d’importance.
Qu’est-ce qui fonctionne aujourd’hui ?
Pour trouver un équilibre entre les défis économiques, réglementaires et techniques, il est essentiel de minimiser les essais et les erreurs. La formation à l’expertise de la couleur reste plus importante que jamais, si ce n’est plus. Mais les experts qui utilisent des outils de gestion des couleurs numériques ont une longueur d’avance lorsqu’il s’agit de gérer les complexités de la PCR.
« Bien qu’il existe des solutions pour améliorer la correspondance des couleurs, très peu de personnes comprennent le processus et beaucoup se méfient des solutions qui pourraient les aider », a déclaré M. Mittelberg.
Les systèmes numériques de mise en correspondance des couleurs sont largement utilisés et reconnus dans des secteurs tels que le textile, l’imprimerie et la formulation de peintures. Mais l’application efficace de la même technologie aux plastiques en général, et aux plastiques recyclés en particulier, implique davantage de variables.
« Le défi de la contre-typage des couleurs avec la PCR est que le logiciel doit connaître les propriétés optiques de chaque ingrédient du produit. De nombreux logiciels ne peuvent pas gérer les matériaux translucides. Certains ne prennent même pas en compte le polymère, qui est toujours plus ou moins translucide, ce qui complique la gestion de la PCR », explique M. Albertin.
Malgré les difficultés supplémentaires, des systèmes de gestion des couleurs capables de prendre en compte toutes ces propriétés sont disponibles depuis la fin des années 2000. Étant donné que de nombreuses recettes de couleurs doivent être redéveloppées lors de l’utilisation de la PCR, l’une des principales valeurs de ces systèmes est leur capacité à atteindre les objectifs de correspondance des couleurs avec seulement une ou deux corrections.
Exemples concrets de correspondance des couleurs
Trois études de cas récentes démontrent les possibilités de correspondance des couleurs offertes par les systèmes capables de gérer la PCR. Toutes ont été réalisées avec une plate-forme logicielle modulaire utilisée pour la gestion complète des couleurs dans les secteurs de l’industrie, de la conception et de la production.
La figure 3 montre comment une PCR translucide, beige-brunâtre, a été utilisée pour faire correspondre un bouchon de bouteille de shampoing vert. La PCR a été calibrée avec seulement trois échantillons : un mélange blanc, un mélange noir et un échantillon de PCR pur. Avec une seule correction, le logiciel a pu atteindre un ∆E de 0,54, soit une excellente correspondance.
Figure 3 : Le logiciel de contre-typage des couleurs a permis de faire correspondre ce bouchon de bouteille de shampoing vert à l’aide de la PCR avec un ∆E de 0,54. »La qualité de la correction est très importante, car le Delta E de la première prise de vue sera presque toujours un peu moins bon qu’avec un matériau vierge. Si vous n’avez pas un bon algorithme de correction, il vous faudra plus d’étapes pour obtenir la bonne couleur », a ajouté M. Albertin.
La figure 4 montre comment la même technologie peut être appliquée à un mélange de deux PCR différentes : Le « bleu pigeon » (RAL 5014) a été apparié à l’aide d’une PCR brun moyen translucide et d’une PCR gris foncé opaque. Avec les deux, le logiciel a pu atteindre un ∆E adéquat avec une seule correction.
Figure 4 : Correspondance entre le bleu pigeon et deux PCR différentes
Les couleurs brillantes comme le rouge vif sont souvent difficiles à obtenir. La figure 5 montre comment le PCR brun translucide a été « virtuellement mélangé » au matériau vierge par le logiciel. Ces mélanges virtuels permettent de gagner beaucoup de temps ; sinon, pour chaque mélange de matériau vierge avec un PCR, il faudrait d’abord préparer des échantillons d’étalonnage.
Dans ce cas, une seule correction a suffi pour obtenir un ∆E dans la fourchette requise en utilisant un mélange 50/50 des deux matériaux. Un résultat similaire aurait pu être obtenu avec un pourcentage de PCR trié par couleur, mais à un coût plus élevé avec les options de tri actuelles.
Figure 5 : Ce rouge brillant a été obtenu à partir d’un mélange 50/50 de PCR et de matériau vierge.
Les capacités de correction des couleurs de haute qualité offrent également le moyen le plus simple et le plus efficace de surmonter la variabilité des plastiques recyclés d’un lot à l’autre. Lorsque vous disposez d’une recette existante pour un polymère spécifique, un bon système de correspondance des couleurs peut souvent compenser la différence avec une seule correction.
La technologie ne remplacera pas la formation
Bien que les outils numériques puissent offrir des avantages significatifs, ils ne donneront des résultats que s’ils sont soutenus par des experts en couleurs.
« Les utilisateurs expérimentés ne doivent pas craindre de perdre leur emploi au profit des outils numériques. Le logiciel a besoin de données provenant de personnes compétentes. Si vous lui fournissez de mauvaises informations, les résultats seront mauvais. Si vos processus ne sont pas reproductibles, le logiciel ne peut pas le compenser », a déclaré M. Albertin.
« Vous devez pratiquer, même avec des outils numériques. Et vous devez avoir au moins une compréhension de base de ce qui se passe afin de pouvoir questionner et discuter les résultats que le logiciel vous donne », a ajouté M. Mittelberg.
Un avenir plus durable peut encore être coloré
Outre les réglementations en vigueur dans de nombreux pays, les grands fabricants de produits de consommation tels que Procter & Gamble, Unilever, L’Oréal et Adidas renforcent leurs engagements en matière de matériaux recyclés. Ces initiatives auront inévitablement des répercussions sur l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement.
Comme la demande de plastiques recyclés continue de croître, l’industrie évoluera pour réduire les problèmes de correspondance des couleurs et réutiliser encore plus de matériaux. Des signes prometteurs indiquent que les technologies de tri s’amélioreront au cours des 5 à 10 prochaines années, réduisant les incohérences dans les matières premières et les obstacles économiques au tri des couleurs.
Une plus grande ouverture à la gestion numérique des couleurs est également attendue dans l’industrie des plastiques, car l’utilisation croissante du PCR donne à la technologie de plus en plus d’occasions de démontrer ses valeurs économiques, techniques et de gain de temps.
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