Esta postagem de blog abaixo é uma cópia republicada do artigo original, “Formulando para a Sustentabilidade”, publicado pela primeira vez pela Plastics Technology (PTonline.com) em 12 de dezembro. Todos os direitos autorais pertencem à Plastics Technology.
Você pode ler o artigo original aqui: Formulating for Sustainability (Plastics Technology)

A demanda pelo uso de plásticos reciclados está crescendo, impulsionada tanto pela pressão regulatória quanto pela influência das principais marcas globais. Muitas dessas metas são ambiciosas e algumas foram atrasadas por desafios técnicos, mas elas não vão desaparecer.

gerenciamento de cores São tantos os fatores que podem causar variações na tonalidade que a consistência nunca pode ser dada como certa.

Felizmente, essas complexidades adicionais não são insuperáveis. A gestão digital de cores pode contribuir significativamente para garantir que o produto final cumpra todos os padrões de cor aplicáveis da marca ou do setor. Além disso, os fabricantes de plásticos estão desenvolvendo diversas estratégias para incorporar e ampliar o uso de materiais reciclados. É possível encontrar ideias criativas em todas as etapas, desde a obtenção e o processamento até os produtos e embalagens projetados levando em conta a diversidade dos materiais recicláveis.

O que está impulsionando a demanda?

As mudanças na indústria do plástico são frequentemente impulsionadas pelos governos, e a busca por maior sustentabilidade não é exceção. Na Europa e em estados americanos com consciência ecológica, como Nova York, Califórnia e Oregon, foram promulgadas leis rigorosas que exigem maiores proporções de material reciclado. As proibições ao uso de plásticos descartáveis estão se disseminando em muitas regiões, enquanto as iniciativas de reciclagem ganham força na China, na Índia e em outras partes do Sudeste Asiático. Embora as normas mais rigorosas sejam exigidas apenas na UE e na Califórnia, as marcas globais que desejam vender nesses mercados devem cumpri-las.

Qualquer corante no plástico reciclado complicará o processo de correspondência de cores; não há como filtrá-lo.

Ao mesmo tempo, grandes marcas como Adidas, Patagonia, Coca-Cola, Walmart e Amazon tornaram os plásticos reciclados pilares centrais de seus compromissos de sustentabilidade, muitas vezes criando um efeito de gotejamento entre os parceiros de pequeno e médio porte que fazem negócios com elas. Muitos setores, especialmente o de embalagens, vestuário e bens de consumo, agora veem o conteúdo reciclado como essencial, em vez de opcional.

Como resultado, os fornecedores de todo o mundo estão se ajustando para atender a essas novas normas, o que afeta os preços, a disponibilidade e a inovação em plásticos reciclados globalmente.

As matérias-primas

A maioria dos plásticos reciclados vem de embalagens pós-consumo: os itens que jogamos nas lixeiras de reciclagem todos os dias. Os tipos mais reutilizados são o tereftalato de polietileno (PET), comumente usado na fabricação de garrafas de bebidas, e o polietileno de alta densidade (HDPE), encontrado em produtos como garrafas de leite, frascos de xampu e algumas embalagens de alimentos.

Não é por acaso que o PET e o HDPE correspondem aos números 1 e 2, respectivamente, dentro dos símbolos de reciclagem impressos na parte inferior desses itens. Eles contam com sistemas de reciclagem bem estabelecidos e mercados sólidos, sustentados por uma demanda constante.

Outros plásticos comuns, como o cloreto de polivinila (PVC), o poliestireno (PS) e o polietileno de baixa densidade (LDPE — usado na fabricação de sacolas plásticas de supermercado), são mais difíceis de reciclar. Todos esses produtos têm maior probabilidade de apresentar problemas de contaminação e seu valor de revenda é menor, por isso muitas vezes acabam indo parar em aterros sanitários.

Resíduos industriais, como sucata de fábricas, são uma fonte menos comum, mas também podem ser reciclados porque são mais limpos e fáceis de processar.

Usos para plásticos reciclados

As empresas estão continuamente encontrando maneiras inovadoras de usar materiais reciclados, principalmente em setores como moda, bens de consumo e embalagens. Os plásticos reciclados acabam sendo usados em todos os tipos de produtos, desde novos recipientes e conchas até garrafas e roupas, além de móveis e até mesmo materiais de construção. O PET de garrafas de refrigerante geralmente é transformado em novas garrafas ou em tecido de poliéster para roupas e calçados. O HDPE de jarras de leite pode ser usado em madeira plástica, canos ou garrafas de detergente. Alguns plásticos reciclados são usados em peças de automóveis, equipamentos de playground e até mesmo em filamentos para impressão 3D.

A criação de um conjunto de corantes exige um pouco de esforço, mas é um trabalho essencial que rapidamente renderá dividendos quando você usar materiais reciclados.

Alguns setores, principalmente o têxtil e o de embalagens não alimentícias, encontraram maneiras de usar conteúdo 100% reciclado. No entanto, isso é raro, pois o plástico totalmente reciclado pode apresentar problemas como fragilidade, descoloração ou fluxo de fusão inconsistente, o que o torna menos confiável para muitas aplicações.

A maioria dos produtos usa uma mistura de plástico reciclado e virgem para manter a resistência, a facilidade de processamento e a consistência no desempenho e na cor. A mistura final depende da qualidade do material reciclado, das regulamentações e dos requisitos de desempenho do produto.

As variações inerentes criam desafios de cores

Qualquer corante presente no plástico reciclado complicará o processo de correspondência de cores; não há como filtrá-lo. Você pode usar qualquer corante para fazer isso. Como resultado, os plásticos transparentes e sem corantes têm maior probabilidade de serem reutilizados e são mais procurados. Mesmo sem os corantes de primeira utilização, os plásticos reciclados geralmente apresentam pequenas variações de tonalidade causadas por usos anteriores ou impurezas. Altas temperaturas podem enfraquecer a estrutura molecular do polímero e causar descoloração. Essa degradação térmica geralmente é inevitável. Por exemplo, garrafas de água pós-consumo geralmente ficam opacas quando passam por processos de filtragem ou limpeza, exigindo agentes clarificadores para restaurar sua aparência original. Aditivos químicos, resíduos de alimentos, adesivos e outros contaminantes também podem criar inconsistências de cor.

O plástico reciclado pode ser mais sustentável, mas raramente é verde – pelo menos não em termos de tonalidade. Dependendo de como é processada, a resina recuperada geralmente parece cinza, amarela ou marrom. O cinza é normalmente o resultado da mistura de plásticos de cores diferentes, criando um tom neutro. O amarelamento é causado pela exposição ao calor e à luz ultravioleta (UV), que decompõe o polímero com o tempo. As tonalidades marrons geralmente são causadas por impurezas, restos de corantes ou oxidação.

Como é difícil obter plástico reciclado puro e transparente, os fabricantes às vezes adicionam pigmentos para uniformizar a cor ou usam esses tons suaves em produtos cuja aparência não é importante. Os corantes e aditivos podem ser misturados durante o masterbatching para ajudar a compensar as inconsistências, mas o nível de controle depende da qualidade da matéria-prima reciclada. Para aplicações de alta qualidade, como embalagens ou têxteis, às vezes são usadas etapas extras de filtragem e classificação para minimizar a variação de cor antes da composição. Ajustes adicionais podem ser necessários posteriormente no processo para garantir que o produto final atenda aos padrões de cor da marca ou do setor, especialmente se a nova mistura for usada para moldagem por injeção, extrusão ou sopro.

É importante observar que a cor é apenas um aspecto que deve ser considerado. Outras propriedades físicas geralmente determinam a proporção máxima de material reciclado e o grau de controle que você terá sobre a aparência da mistura. O processo de combinação de cores geralmente deve ser equilibrado com os efeitos de quaisquer cargas, estabilizadores, modificadores de impacto, inibidores de UV, lubrificantes ou outros aditivos.

A correspondência confiável de cores começa na fonte

As empresas de reciclagem se esforçam bastante para separar os plásticos por cor e tipo antes do processamento. Embora os fabricantes se esforcem para estabelecer uma cadeia de abastecimento o mais limpa possível — de preferência a partir de uma única fonte —, é difícil alcançar uma uniformidade de cor perfeita. Ainda ocorrem muitas variações devido às diferenças nas matérias-primas, especialmente nos produtos pós-consumo.

Resultados mais consistentes geralmente são possíveis com material “retrabalhado”: subprodutos plásticos gerados pelas próprias operações de um fabricante ou provenientes de outra fábrica.

Mascarando inconsistências

Os fabricantes podem ajustar as cores com aditivos, corantes e técnicas de mistura durante a produção. Quanto mais uniforme for o material de origem, menos ajustes você precisará fazer.

Apesar desses esforços, os plásticos reciclados raramente têm a mesma consistência dos materiais virgens. Como resultado, muitas marcas usam a porcentagem mínima de material reciclado que atende às normas. Outra estratégia comum é usar cores neutras ou mais escuras para ocultar imperfeições. Se um produto não precisar corresponder a cores específicas da marca, também pode ser possível incorporar os tons naturais e as variações do material reciclado.

A reciclagem de produtos químicos simplifica o gerenciamento de cores – por um preço

A maior parte da reciclagem é um processo mecânico que envolve a coleta, a classificação, a trituração, a lavagem e a fusão do plástico para formar novos produtos. Isso geralmente tem impactos indesejáveis na cor, fazendo com que os plásticos pareçam leitosos, opacos ou levemente acinzentados por causa de corantes remanescentes, impurezas e degradação pelo calor. Como mencionado anteriormente, isso é especialmente perceptível em plásticos transparentes como o PET, que perdem a transparência e ficam turvos.

Uma alternativa emergente é a reciclagem química, que usa solventes, agentes de despolimerização ou outros produtos químicos para quebrar os plásticos em seu nível molecular. Isso permite uma pureza muito maior, com a contrapartida de custos mais altos. A reciclagem química pode restaurar os plásticos a um estado quase virgem, facilitando muito o gerenciamento de cores.

Use um fluxo de trabalho digital para obter os melhores resultados

A chave para a correspondência de cores com material reciclado é quantificar sua contribuição de cor. Esse é um processo complexo e contínuo que é mais facilmente tratado com ferramentas de gerenciamento digital.

Os fabricantes que usam esse fluxo de trabalho medem cada material reciclado com um espectrofotômetro, produzindo uma curva de refletância que quantifica suas propriedades de cor exclusivas. Esses dados podem então ser aplicados por um software de formulação usando um ou mais materiais reciclados e pigmentos adicionais para combinar com a cor final desejada.

Os principais pacotes de formulação têm funções de reciclagem que levam em conta a cor e outras propriedades, permitindo que você faça ajustes para vários fatores. Por exemplo, a adição de dióxido de titânio pode aumentar o brilho e, ao mesmo tempo, melhorar a resistência ao impacto e a dureza Mohs.

Se você for completamente novo na correspondência digital de cores, precisará de um espectrofotômetro e de um software de formulação capaz de gerenciar as características ópticas exclusivas de polímeros, aditivos e pigmentos. Se você já estiver usando essas ferramentas com plásticos virgens, é fundamental certificar-se de que seu hardware, software e conjuntos de corantes estejam atualizados. A partir daí, basta adicionar um ou mais materiais reciclados novos para contribuir com a cor e levar em conta a variabilidade inerente.

O plástico reciclado pode ser mais sustentável, mas raramente é verde – pelo menos não em termos de tonalidade.

Embora os fornecedores de pigmentos possam ajudar você a desenvolver seus conjuntos de corantes, será melhor para a sua organização produzi-los usando seu próprio maquinário e equipamento de laboratório. Isso garantirá que você leve em conta todas as variações de polímeros, pigmentos, aditivos e processos que possam afetar a cor. Também é fundamental atualizá-los quando houver mudanças nos polímeros, normas, fornecedores ou pigmentos.

Criar um conjunto de corantes exige um pouco de esforço, mas é um trabalho essencial que rapidamente renderá dividendos quando você usar materiais reciclados. Você precisará criar um conjunto de amostras para cada pigmento, fazendo várias misturas com branco, bem como uma mistura com preto e/ou masstone para cada tipo de polímero que pretende medir, de preferência usando material virgem para estabelecer valores de linha de base. Quando você tiver as amostras, meça-as com o espectrofotômetro. As concentrações de pigmento podem então ser inseridas no software de correspondência de cores para calcular os dados ópticos, levando em conta o pigmento, o polímero, a espessura do filme, os aditivos e assim por diante.

Esse processo deve ser repetido para cada família de polímeros com a qual você trabalha, pois os pigmentos se comportarão de forma diferente em cada tipo. Você também deve medir todas as amostras existentes que tenham concentrações de pigmento conhecidas para validar seu conjunto de corantes.

Se você usa muitos pigmentos, será melhor começar com um número limitado, talvez aqueles que você sabe que usará com mais frequência ou para uma determinada linha de produtos. Você pode expandir o conjunto depois de estabelecer o primeiro grupo de pigmentos e validar os resultados da formulação. O treinamento adequado é fundamental para que você obtenha resultados confiáveis. Os operadores precisam ter pelo menos um conhecimento básico da teoria das cores, incluindo espaços de cores como CIELAB ou L*a*b* (eixos de luminosidade, vermelho/verde, amarelo/azul) e diferentes métricas como Delta E (∆E), metamerismo e opacidade. Eles também precisarão de treinamento prático em qualquer software de formulação que estejam usando. O software Datacolor Colibri, por exemplo, normalmente requer cerca de três dias de treinamento para um operador com alguma experiência anterior em cores – mais tempo se você precisar de uma introdução à teoria das cores. Os operadores que ainda não estão familiarizados com o gerenciamento de cores devem considerar começar com o software de controle de qualidade para aumentar a confiança e a experiência antes de assumir formulações completas.

O estabelecimento de um fluxo de trabalho digital pode ser complexo, mas valerá a pena se você planeja trabalhar com materiais reciclados regularmente. Um sistema de gerenciamento de cores bem ajustado pode ajudar você a obter combinações de cores mais precisas, apesar das variações inerentes aos materiais reciclados. Um bom pacote de software também simplificará o processo de encontrar o equilíbrio certo entre materiais virgens e reciclados e, ao mesmo tempo, ajudará você a avaliar quais resultados de cores podem ser obtidos com uma determinada combinação.

SOBRE OS AUTORES: Em sua função como engenheiro sênior de aplicações na Datacolor, Earl W. Balthazar III é responsável pelas aplicações de software para os clientes. Ele está na empresa há mais de 20 anos. Com 40 anos de experiência em correspondência de cores e garantia de qualidade, Balthazar é especialista no assunto em aplicativos de software de gerenciamento de cores e soluções personalizadas da Datacolor.

Há mais de 30 anos, Rik Mertens é parte integrante da Datacolor. Como especialista no setor de tintas e revestimentos e especialista em aplicações de todos os softwares da Datacolor, ele conhece todos os detalhes da gestão da cor ao longo da cadeia de suprimentos. Mertens trabalha com grandes clientes globais do setor de PCS para definir e implementar soluções de gerenciamento de cores adaptadas às suas necessidades. Ele também colabora com gerentes de produto e a equipe de P&D para atualizar e aprimorar o software da Datacolor.