Questo articolo di Rik Mertens è stato pubblicato per la prima volta su QualityMag | Practical Color Management With Recycled Plastics | Quality Magazine

Il colore è fondamentale per come e perché acquistiamo i prodotti, e non solo per motivi estetici. Secondo l’agenzia globale di previsioni sulle tendenze WGSN, il 98% dei clienti dichiara che le proprie decisioni di acquisto sono influenzate dal colore. L’aspetto esteriore può letteralmente fare o distruggere l’accoglienza di un prodotto.

Questo rende il colore una priorità aziendale per molti prodotti, ma non è sempre semplice quando si tratta di materiali riciclati. Le pressioni tecniche ed economiche spesso si scontrano con gli obiettivi di sostenibilità e i requisiti normativi, soprattutto dal punto di vista della gestione del colore.

“Dobbiamo utilizzare più materiali riciclati per soddisfare i requisiti governativi e le esigenze di sostenibilità, ma vogliamo comunque la stessa coerenza cromatica che abbiamo con i materiali vergini”, ha affermato Linda Mittelberg, esperta di materie plastiche di SKZ, un istituto tedesco di materie plastiche. “Se il colore del tuo prodotto non corrisponde alle aspettative, i clienti non lo compreranno”.

«Le consuete ricette cromatiche basate su materiale vergine non sono applicabili se si utilizza invece plastica riciclata», ha affermato Jutta Albertin, Solution Architect presso Datacolor. «Le ricette devono essere rielaborate e, sapendo che il materiale riciclato spesso non può garantire la stessa qualità cromatica, sono necessari controlli e correzioni ogni volta che il materiale cambia.»

Sebbene lavorare con le plastiche riciclate richieda spesso dei compromessi, gli strumenti di gestione digitale del colore rendono queste decisioni più semplici. I moderni sistemi di color-matching possono aiutarti a valutare se è possibile ottenere un colore con una determinata plastica riciclata, compensando la variabilità tra i lotti. Inoltre, il processo di abbinamento di miscele di materiali vergini e riciclati e la determinazione delle proporzioni ideali per ottenere abbinamenti cromatici economicamente vantaggiosi possono essere notevolmente semplificati.

La dura realtà della plastica riciclata

I materiali riciclati post-consumo (PCR) sono spesso mescolati quando vengono fusi. Il polimero risultante è spesso di una certa tonalità di grigio, che può variare notevolmente da un lotto all’altro. Questo rende difficile la creazione di colori brillanti come i blu o i rossi, ed è difficile riprodurre la maggior parte dei colori in modo uniforme.

“I rifiuti di plastica domestici sono di quasi tutti i colori che si possono immaginare, compresi quelli fluorescenti e scintillanti. Ogni fase di smistamento è una questione di tempo e denaro, quindi il materiale non viene solitamente smistato per colore”, ha spiegato Mittelberg.

Di conseguenza, in genere si dedica tempo e fatica solo a separare i materiali bianchi, trasparenti e naturali, che sono più richiesti per il riutilizzo. Il mix grigiastro che si ottiene dagli articoli non selezionati è solitamente adatto solo per abbinare i colori più scuri.

“Anche se si dispone di materie prime selezionate per colore, ogni ulteriore fase di lavorazione invecchia la plastica riciclata e può cambiarne il colore. Ad esempio, un materiale bianco e trasparente può assumere un aspetto giallognolo”, afferma Mittelberg.

Oltre a materie prime poco omogenee, i materiali riciclati spesso limitano le possibilità di colore. La Figura 2 mostra le opzioni di colore disponibili che i diversi materiali offrono quando si abbinano a un catalogo Natural Color System (NCS) di quasi 2.000 tonalità. La prima serie di abbinamenti è stata calcolata per un materiale vergine trasparente, rappresentato dai punti verdi nel grafico del gamut. Con questo materiale è stato possibile abbinare 1.857 colori, circa il 95%.

Quando si è tentata la stessa corrispondenza con la PCR grigia, rappresentata dai punti rossi, è stato possibile ottenere solo 759 colori. Questa significativa riduzione del gamut illustra chiaramente le sfide della corrispondenza dei colori con la PCR mista.

Infine, il gamut è stato eseguito una terza volta con una miscela 50/50 di questi due materiali. I risultati sono stati simili a quelli del materiale vergine: È stato possibile abbinare 1.857 colori.

Ogni colore ha considerazioni diverse e richiede una propria serie di decisioni. La corrispondenza del gamut può aiutarti a decidere se un colore può essere tentato con la PCR, quale PCR può essere utilizzata e in quale percentuale. I colori brillanti, ad esempio, possono essere ottenuti solo con materiale vergine al 100% oppure potrebbe essere proibitivo incorporare la PCR.

“Potrebbe non essere possibile abbinare determinati colori con una qualità costante. In definitiva, la decisione finale deve essere presa da un essere umano, anche se ci sono strumenti digitali a supporto dell’utente”, ha detto Albertin.

Alcune aziende di packaging stanno affrontando questo problema con materiali a due strati: uno strato esterno di materiale vergine che può essere formulato in qualsiasi colore e uno strato interno di PCR, per il quale il colore preciso non ha importanza.

Cosa funziona oggi?

Per trovare un equilibrio tra le sfide economiche, normative e tecniche, è essenziale ridurre al minimo i tentativi e gli errori. La formazione in materia di colore rimane importante come sempre, se non di più. Ma gli esperti che utilizzano strumenti di gestione digitale del colore hanno un vantaggio quando si tratta di gestire le complessità della PCR.

“Sebbene esistano soluzioni per migliorare la corrispondenza dei colori, poche persone comprendono il processo e molte diffidano delle soluzioni che potrebbero aiutarle”, ha affermato Mittelberg.

I sistemi digitali di corrispondenza dei colori sono ampiamente utilizzati e affidabili in settori come il tessile, la stampa e la formulazione di vernici. Ma applicare efficacemente la stessa tecnologia alle materie plastiche in generale, e a quelle riciclate in particolare, comporta un numero maggiore di variabili.

“La sfida della corrispondenza dei colori con la PCR è che il software deve conoscere le proprietà ottiche di ogni ingrediente del prodotto. Molti programmi software non sono in grado di gestire materiali traslucidi. Alcuni non tengono nemmeno conto del polimero, che è sempre più o meno traslucido, rendendo difficile la gestione della PCR”, ha spiegato Albertin.

Nonostante le sfide aggiuntive, dalla fine degli anni 2000 sono disponibili sistemi di gestione del colore in grado di tenere conto di tutte queste proprietà. Poiché molte ricette di colore devono essere rielaborate quando si utilizza la PCR, un valore chiave di questi sistemi è la capacità di raggiungere gli obiettivi di corrispondenza cromatica con una o due sole correzioni.

Esempi di abbinamento dei colori nel mondo reale

Tre recenti casi di studio dimostrano le possibilità di abbinamento dei colori dei sistemi in grado di gestire la PCR. Tutti sono stati eseguiti con una piattaforma software modulare utilizzata per la gestione completa del colore in ambienti industriali, di design e di produzione.

La Figura 3 mostra come una PCR traslucida, di colore beige-marrone, sia stata utilizzata per abbinare il tappo di una bottiglia di shampoo verde. La PCR è stata calibrata con soli tre campioni: una miscela bianca, una miscela nera e un campione di PCR pura. Con una sola correzione, il software è riuscito a raggiungere un ∆E di 0,54, una corrispondenza eccellente.
Figura 3: Il software per la formulazione del colore ha permesso di correggere questo tappo di bottiglia di shampoo verde utilizzando la PCR con un ∆E di 0,54.”La qualità della correzione è molto importante perché il Delta E del primo scatto sarà quasi sempre un po’ peggiore rispetto al materiale vergine. Se non si dispone di un buon algoritmo di correzione, saranno necessari più passaggi per ottenere il colore giusto”, ha aggiunto Albertin.

La Figura 4 mostra come la stessa tecnologia possa essere applicata a una miscela di due PCR diverse: Il “blu piccione” (RAL 5014) è stato abbinato utilizzando una PCR traslucida di colore marrone medio e una PCR opaca di colore grigio scuro. Con entrambe, il software è riuscito a raggiungere un ∆E adeguato con una sola correzione.

Colori brillanti come il rosso vivo sono spesso difficili da ottenere. La Figura 5 mostra come la PCR marrone traslucida sia stata “mescolata virtualmente” con il materiale vergine dal software. Queste miscele virtuali fanno risparmiare molto tempo; altrimenti, per ogni miscela di materiale vergine con una PCR, sarebbe necessario preparare prima dei campioni di calibrazione.

In questo caso, è bastata una sola correzione per ottenere un ∆E compreso nell’intervallo richiesto, utilizzando una miscela 50/50 dei due materiali. Un risultato simile si sarebbe potuto ottenere con una percentuale di PCR selezionati per colore, ma a un costo più elevato con le opzioni di smistamento odierne.

Le funzionalità di correzione del colore di alta qualità offrono anche il modo più semplice ed efficiente per superare la variabilità da lotto a lotto delle plastiche riciclate. Una volta che si dispone di una ricetta esistente per un polimero specifico, un buon sistema di corrispondenza dei colori può spesso compensare la differenza con una sola correzione.

La tecnologia non sostituirà la formazione

Sebbene gli strumenti digitali possano offrire vantaggi significativi, i risultati si ottengono solo se supportati da esperti del colore qualificati.

“Gli utenti esperti non devono temere di perdere il lavoro a causa degli strumenti digitali. Il software ha bisogno di dati provenienti da persone competenti. Se gli fornisci informazioni sbagliate, i risultati saranno pessimi. Se i processi non sono riproducibili, il software non può compensarli”, ha detto Albertin.

“È necessario fare pratica, anche con gli strumenti digitali. E devi avere almeno una comprensione di base di ciò che sta accadendo, in modo da poter mettere in discussione e discutere i risultati che il software ti fornisce”, ha aggiunto Mittelberg.

Un futuro più sostenibile può ancora essere colorato

Oltre alle normative vigenti in molti paesi, i principali produttori di prodotti di consumo come Procter & Gamble, Unilever, L’Oréal e Adidas stanno aumentando i loro impegni nei confronti dei materiali riciclati. Questi impegni creeranno inevitabilmente degli effetti a cascata che avranno un impatto sull’intera catena di approvvigionamento.

Con la continua crescita della domanda di plastica riciclata, l’industria si evolverà per ridurre i problemi di corrispondenza dei colori e riutilizzare ancora più materiale. Ci sono segnali promettenti che indicano che le tecnologie di differenziazione miglioreranno nei prossimi 5-10 anni, riducendo le incongruenze delle materie prime e gli ostacoli economici alla differenziazione dei colori.

Si prevede una maggiore apertura alla gestione digitale del colore anche nel settore delle materie plastiche, poiché l’uso sempre più diffuso della PCR offre alla tecnologia crescenti opportunità di dimostrare i suoi valori economici, tecnici e di risparmio di tempo.