La colorazione di un polimero plastico riciclato, specialmente se il suo input è lo scarto post consumo, è soggetta a molti fattori che ne influenzano il risultato finale 

di Marco Arezio

Non basta scegliere un masterbach del colore desiderato e seguire le schede tecniche, in cui può essere indicata la percentuale da aggiungere al fuso polimerico, per aspettarsi il colore desiderato.

Specialmente se il polimero che stiamo per far nascere proviene dagli scarti plastici da post consumo, il colore desiderato ha bisogno di varie considerazioni a monte, ben prima di accendere l’estrusore, addirittura dal rifiuto plastico che dobbiamo ancora selezionare.

Azzardato? Esagerato? No, in quanto ogni elemento plastico che verrà selezionato, porterà con sé la sua storia, in termini di qualità, di performances, di odore e anche di influenza sul colore finale.

Rendere più brillante e più uniforme il colore di un polimero riciclato può essere una vera sfida, a causa delle impurità e delle degradazioni che possono verificarsi durante il ciclo di vita del polimero. Tuttavia, ci sono diverse strategie che possono essere utilizzate per migliorare la brillantezza del colore:

Pulizia approfondita

Una pulizia accurata del polimero riciclato, intesa come una buona selezione, un buon lavaggio e una buona filtrazione, può rimuovere una buona parte di impurità o residui che influenzano negativamente l'aspetto del polimero.

Compatibilizzanti

Utilizzare dei compatibilizzanti può migliorare la miscelazione di polimeri diversi o di additivi, conducendo a una migliore uniformità e brillantezza.

Additivi ottici

Gli brighteners ottici (OBAs) possono essere utilizzati per rendere i polimeri riciclati più bianchi o brillanti. Funzionano assorbendo la luce ultravioletta e rilasciandola come luce visibile blu, compensando così le tonalità giallastre indesiderate.

Agenti nucleanti

Sono additivi che possono influenzare il processo di cristallizzazione dei polimeri semicristallini, come il polipropilene. Una cristallizzazione controllata può portare a migliori proprietà ottiche e a una migliore brillantezza del colore.

Additivi di miglioramento della dispersione

Questi additivi aiutano nella dispersione uniforme di pigmenti e altri additivi nel polimero, garantendo un colore uniforme.

Coloranti di alta qualità

Utilizzare pigmenti e coloranti di alta qualità, specifici per i polimeri riciclati, può produrre colori più vividi e brillanti nel polimero riciclato.

Processo di estrusione

Ottimizzare le condizioni di estrusione, come temperatura e velocità, può migliorare la brillantezza del polimero finito, evitando di stressare termicamente il materiale con ricadute negative sulla qualità delle superfici.

Tecniche di finitura

Dopo la lavorazione, tecniche di finitura come lucidatura o rivestimento possono essere utilizzate per migliorare la brillantezza del prodotto finale.

Stabilizzatori UV

L'esposizione ai raggi UV può causare la degradazione del colore nel tempo. L'uso di stabilizzatori UV può aiutare a proteggere il colore dallo sbiadimento e mantenerlo brillante.

Riduzione dell'ossidazione

L'ossidazione può influire sulla brillantezza del colore. Utilizzare antiossidanti può aiutare a proteggere il polimero dall'ossidazione durante la lavorazione.

Blending

Miscelare il polimero riciclato con una piccola quantità di polimero vergine può, in certe condizioni, migliorare la brillantezza del colore.

È importante sottolineare che la strategia o la combinazione di più strategie da adottare, dipendernno dalle specifiche esigenze e dalle condizioni del polimero riciclato in questione. Potrebbe essere necessario sperimentare diverse opzioni per ottenere i risultati desiderati.

Come il caco3 (carbonato di calcio) influenza i colori nei polimeri riciclati

Il carbonato di calcio (CaCO₃) ha un effetto significativo sui colori dei polimeri riciclati quando viene utilizzato come filler. Vediamo come può influenzare l'aspetto estetico dei polimeri:

Opacità

Il CaCO₃ ha una natura biancastra e può aumentare l'opacità del polimero. Ciò significa che, quando viene aggiunto a un polimero trasparente o semitrasparente, può ridurre la sua trasparenza. Inoltre ad un aumento delle quantità percentuali utilizzate possono verificarsi cambi di colore di base verso sfumature irregolari ed opache.

Luminosità

L'aggiunta di CaCO₃, può aumentare la luminosità di un polimero, da non confondere con la brillantezza, a causa della sua natura bianca. Se il polimero riciclato ha un colore scuro o grigio a causa di impurità o additivi precedenti, l'aggiunta di CaCO₃ può renderlo leggermente più chiaro.

Interazioni con altri additivi

Se nel polimero riciclato sono presenti altri additivi o coloranti, il carbonato di calcio può interagire con questi. Il che potrebbe influenzare l'aspetto finale del polimero in termini di colore e opacità.

Diffusione della luce

Il CaCO₃ ha la capacità di diffondere la luce, quindi questo comportamento può influenzare l'aspetto visivo del polimero, rendendolo meno brillante o meno trasparente.

È importante sottolineare che l'effetto del CaCO₃ sul colore e sull'aspetto di un polimero riciclato può variare in base alla dimensione e alla distribuzione delle particelle di questa carica minerale, così come alla quantità di filler aggiunta e alle proprietà del polimero di base.

Come il talco influisce sulla qualità dei colori nei polimeri riciclati

Il talco, un minerale a base di silicato di magnesio, è comunemente utilizzato come filler nei composti di plastica. Nel contesto dei polimeri riciclati, il talco può influenzare la qualità dei colori in vari modi:

Opacità

Come il CaCO₃, anche il talco può aumentare l'opacità del polimero. Ciò significa che l'aggiunta di talco a un polimero trasparente o semitrasparente può ridurne la trasparenza.

Tonalità di colore

A causa della sua natura bianco-grigia, l'aggiunta di talco può influenzare la tonalità del colore del polimero riciclato, rendendolo potenzialmente più pallido o attenuando colori brillanti.

Uniformità del colore

Il talco può contribuire a fornire un aspetto più uniforme al polimero, specialmente se il materiale riciclato ha inizialmente un colore non uniforme a causa di impurità o di precedenti additivi.

Diffusione della luce

Le particelle di talco disperse nella matrice polimerica possono diffondere la luce, influenzando l'aspetto visivo del polimero e potenzialmente rendendolo meno brillante, come succede con il carbonato di calcio.

Interazioni con altri additivi

Se il polimero riciclato contiene altri additivi, coloranti o stabilizzatori, il talco può interagire con questi componenti, influenzando l'aspetto finale del materiale.

Effetto sulla lavorabilità

Anche se non si tratta direttamente di un effetto sul colore, la presenza di talco può alterare le proprietà di flusso del polimero durante la lavorazione. Questo può avere un impatto sulle finiture superficiali dei prodotti e, di conseguenza, sulla percezione del colore e sulla brillantezza.

Per massimizzare la qualità del colore in un polimero riciclato con talco, è importante controllare la quantità e la dimensione delle particelle di talco, talvolta potrebbe essere necessario bilanciare l'utilizzo del talco con altri additivi o stabilizzatori. Come sempre, la formulazione ottimale dipenderà dalle esigenze specifiche dell'applicazione e dai risultati desiderati.

Come intervenire sulle fasi di riciclo dei polimeri per aumentare la qualità del granulo colorato prodotto

La qualità del granulo colorato prodotto dai polimeri riciclati può essere influenzata da vari fattori durante le fasi di riciclo. Ecco alcune strategie e interventi che possono essere implementati per migliorare la qualità:

Selezione e Separazione

Questa è una delle fasi più critiche e più importanti è la selezione dei rifiuti plastici. Una separazione accurata dei diversi tipi di plastica può ridurre le contaminazioni e garantire che il materiale riciclato sia il più puro possibile.

Lavaggio Approfondito

Dopo la separazione, la plastica dovrebbe essere lavata accuratamente per rimuovere residui, sporco, etichette adesive e altri contaminanti.

Degassaggio

Durante l'estrusione, è essenziale avere un efficace impianto di degassaggio per rimuovere l'umidità, gli odori e le sostanze volatili che possono compromettere la qualità del granulo e la colorazione.

Ottimizzazione del Processo di Estrusione

La temperatura, la velocità e le condizioni di estrusione dovrebbero essere ottimizzate per evitare la degradazione del polimero e garantire una buona miscelazione del colore.

Controllo della Dimensione delle Particelle

La dimensione e la forma delle particelle di pigmento o colorante possono influenzare l'aspetto del granulo. Una buona dispersione è fondamentale per ottenere una colorazione uniforme.

Test e Controllo Qualità

Dopo la produzione, è essenziale testare i granuli per assicurarsi che rispettino le specifiche desiderate. Questo può includere test sulla colorazione, sulla resistenza e su altre proprietà rilevanti.

Stoccaggio Corretto

Conservare i granuli in condizioni ottimali (al riparo dalla luce, in un ambiente asciutto) per prevenire la degradazione o variazioni di colore prima dell'utilizzo.

Con quali strumenti possiamo valutare la qualità e la corrispondenza RAL di un polimero riciclato

Per valutare la qualità e la corrispondenza del colore (ad esempio con la scala RAL) di un polimero riciclato, si possono utilizzare vari strumenti e tecniche:

Spettrofotometri

Questi strumenti misurano la riflettanza o la trasmissione di un materiale a diverse lunghezze d'onda, permettendo una precisa quantificazione del colore. Possono essere utilizzati per confrontare il colore di un campione con una norma di riferimento, come una tinta RAL.

Colorimetri

Simili agli spettrofotometri, i colorimetri sono meno complessi e quantificano il colore in termini di coordinate di colore come Lab*, che possono essere confrontate con un valore di riferimento.

Microscopia

Sotto un microscopio, si può esaminare la dispersione del pigmento o del colorante nel polimero, garantendo che non ci siano aggregati o separazioni che potrebbero influire sulla qualità del colore.

Tavole di confronto RAL

Queste sono carte fisiche o set di campioni che mostrano le tonalità standardizzate RAL. Anche se non sono precisi come gli strumenti elettronici, possono offrire un rapido riferimento visivo per la corrispondenza dei colori.

Test di invecchiamento accelerato

Questi test espongono il polimero a condizioni estreme (come luce UV intensa o calore) per valutare quanto velocemente il colore cambierà nel tempo.

Software di gestione del colore

Questi programmi possono aiutare a tradurre e confrontare le misure del colore tra diverse scale, come RAL, Pantone, e altre. Possono anche aiutare a prevedere come i cambiamenti nella formulazione influenzeranno la corrispondenza del colore.

Quando si utilizzano strumenti come spettrofotometri o colorimetri, è essenziale standardizzare le condizioni di misura (ad esempio, l'angolo di misura, il tipo di illuminante, ecc.) e calibrare regolarmente lo strumento per garantire misurazioni accurate e ripetibili.

Infine, mentre questi strumenti possono fornire dati quantitativi sulla corrispondenza del colore, è sempre utile avere anche una valutazione visiva da parte di esperti, poiché la percezione umana del colore può variare in base a diversi fattori.

Che differenza ci sono tra un colorante per i polimeri vergini e uno per quelli riciclati

La colorazione di polimeri, sia vergini che riciclati, può essere influenzata da vari fattori. Mentre molti coloranti possono essere utilizzati per i polimeri vergini, ci sono alcune differenze e considerazioni specifiche quando si tratta di colorare i polimeri riciclati:

I polimeri riciclati possono contenere impurità o residui da precedenti cicli di utilizzo. Questo può influenzare la capacità del colorante di disperdersi uniformemente e può alterare l'aspetto finale del colore.

A causa delle impurità o dei cambiamenti nella struttura molecolare dei polimeri riciclati, alcuni coloranti, che funzionano bene con i polimeri vergini, potrebbero non essere altrettanto efficaci con i polimeri riciclati.

Poiché i polimeri riciclati possono avere colori residui o indesiderati, potrebbe essere necessario utilizzare coloranti più forti o in quantità maggiori per ottenere la tonalità desiderata.

Inoltre, i polimeri riciclati potrebbero aver subito una degradazione termica in precedenti cicli di lavorazione. Questo significa che potrebbero essere più sensibili al calore durante la successiva lavorazione. I coloranti scelti per questi materiali dovrebbero avere una buona stabilità termica.