اختصاصی بسپار/ رنگ ها نباید مانع بازیافت پلاستیک ها شوند، چگونه؟

بسپار/ایران پلیمر رنگ‌بخش‌ها (colorants)، تجهیزات و فناوری‌های اندازه‌گیری جدید، نوید تغییرپذیری و قابلیت سواچینی را می‌دهند. حامل‌های مواد بازیافتی پسامصرف PCR برای مستربچ‌های رنگی نیز عرضه شده‌اند.
رنگ برای افزایش جذابیت ظاهری در قفسه، ایجاد یا حفظ هویت نام‌‌تجاری یا نشان دادن یک کارکرد بسیار مهم است. برای بسیاری از کاربردها که هر روزه بیش‌تر می‌شوند، رنگ‌ها نباید مانع بازیافت شوند. مستربچ‌های رنگی طیف گسترده‌ای از محصولات را برای برآورده کردن این نیازها ارائه می‌دهند. با این حال، دستیابی پیوسته به رنگ دلخواه در مواد با محتوای بازیافتی، به دلیل پتانسیل تغییر رنگ در بسپار، به‌ویژه در مواد بازیافتی پسامصرف(PCR) ، می‌تواند یک چالش باشد. فناوری‌های جدید برای دسته‌بندی PCR مخلوط می‌توانند جریان‌های تک‌رنگی را فراهم کنند که به ثبات مواد ورودی کمک زیادی می‌کند. علاوه بر این، فناوری‌های جدید برای اندازه‌گیری و کنترل، ابزارهایی را برای تطبیق دقیق‌تر رنگ و اصلاح تغییرپذیری که اغلب در PCR یافت می‌شود، ارائه می‌دهند.

فناوری طیف‌سنجی درون خطی ColVisTec برای پایش فرایند در زمان واقعی استفاده می‌شود. ابزارهای InSpectro می‌توانند طول موج‌های فرابنفش/مرئی (UV/Vis) یا فروسرخ نزدیک (NIR) را اندازه‌گیری یا از طیف‌سنجی رامان استفاده ‌‌کنند. ابزار جدیدی به نام RecyColor توسط فناوری ColVisTec با همکاری شرکت SKZ (موسسه South German Polymer) در شهر وورتسبورگ آلمان توسعه داده شده است. این ابزار، کنترل رنگ را خودکار می‌کند و با اندازه‌گیری نوسانات ماده‌ ورودی و کنترل چنده‌‌زنی رنگدانه (pigment dosing) در لحظه، مقدار رنگ از پیش تعیین‌شده را حفظ می‌کند.

فناوری ColVisTec InSpectro X2 یک طیف‌سنج درون‌خطی با دو کاوند است که به صورت موازی کار می‌کنند، هرکدام در هر یک از دو رانشگر، که معمولا در صفحه‌ی قالب نصب می‌شوند، اگرچه موقعیت‌های اندازه‌گیری دیگر نیز امکان‌پذیر است. اولین کاوند، در رانشگر اول از چیدمان آبشاری، نوسانات رنگ در پرک بازیافتی ذوب شده را اندازه‌گیری می‌کند. در رانشگر دوم، رنگ‌بخش اصلاحی اضافه می‌شود و کاوند دوم خروجی را اندازه‌گیری می‌کند.

به گفته‌ی شرکت ColVisTec الگوریتم RecyColor می‌تواند مقدار رنگ هدف تعریف‌شده را اصلاح کند، همان‌‌طور که در اینجا برای پرک‌های PP بازیافتی نشان داده شده است.

به گفته‌ی شرکت ColVisTec، داده‌های حاصل از اولین کاوند برای تنظیم مقدار رنگدانه (با استفاده از مستربچ) بر اساس نوسانات شناسایی شده و مقدار رنگ هدف تعیین شده به‌منظور دستیابی به نتیجه‌ای پایدار و کنترل فرایند استفاده می‌شوند. الگوریتم RecyColor می‌تواند مقدار رنگ هدف تعریف‌شده را اصلاح کند. این شرکت توضیح می‌دهد که سامانه نیازی به واسنجی برای هر رنگ ندارد، بلکه فقط به تعیین حد اشباع و زمان ماندگاری نیاز دارد. در نتیجه، می‌توان از آن در فراورش طیف وسیعی از رنگ‌ها به یک مقدار رنگ هدف از پیش تعیین‌شده استفاده کرد. این شرکت می‌‌گوید که این سامانه در تاسیسات SKZ قرار دارد و برای مشتریان علاقه‌مند جهت آزمایش در دسترس است.
سامانه ColorAdjust شرکت Krauss Maffei برای تصحیح رنگ خودکار درون خطی و حلقه بسته، در آزمایشگاه این شرکت به نمایش گذاشته شده و در نمایشگاه NPE 2024 در ماه مه نیز به نمایش گذاشته شد. به گفته‌ی شرکت این سامانه در حال حاضر توسط بازیافت‌کنندگان در حال آزمایش است. این سامانه از یک بیناب فروغ‌‌سنج (spectrophotometer) درون‌‌خطی برای اندازه‌گیری رنگ در دانه‌‌ها پس از دانه‌‌ساز استفاده می‌کند. رنگ با L*a*b* هدف مقایسه می‌شود و اگر اختلافی بیش‌‌تر از یک دلتا E وجود داشته باشد، سامانه س کنترل با استفاده از حداکثر چهار رنگ اصلی به شکل مستربچ مایع، رنگ را اصلاح می‌کند. حدود ۶۰ ثانیه تاخیر از خوراننده تا دانه‌‌ساز وجود دارد، اما اندازه‌گیری درون‌خطی و تصحیح خودکار هم‌‌چنان به‌صورت بلادرنگ در نظر گرفته می‌شود، زیرا بسیار سریع‌تر از اندازه‌گیری رنگ در آزمایشگاه و سپس انجام تنظیمات دستی است. به گفته‌ی شرکت Krauss Maffei بیناب فروغ‌‌سنج می‌تواند در صورت وجود بستری از دانه‌‌ها بدون فاصله – تقریبا به ضخامت ۱ سانتی‌متر یا دو لایه دانه – رنگ دانه را به‌طور دقیق اندازه‌گیری کند. این نوع بیناب فروغ‌‌سنج به‌طور گسترده برای اندازه‌گیری‌های فیلم و ورق در خط تولید استفاده می‌شود، بنابراین برای شرایط رانشگری صنعتی مناسب است و با موفقیت در سامانه‌‌های دانه‌‌ساز رشته‌ای و زیرآبی مورد استفاده قرار گرفته است. اندازه‌گیری دانه‌‌ها به جای مذاب، نیاز به در نظر گرفتن تفاوت رنگ در مذاب ناشی از دمای زیاد را نیز از بین می‌برد. شرکت Krauss Maffei با موفقیت مواد بازیافتی پسامصرف PP جمع‌آوری‌شده از پسماند خانگی در آلمان را که تنوع زیادی در رنگ و هم‌‌چنین آلودگی دارند، رنگ‌آمیزی کرده است. پژوهشگران با استفاده از سامانه‌ی ColorAdjust توانستند به دلتا E کم‌‌تر از یک دست یابند، سطحی که برای چشم انسان غیرقابل مشاهده است. برای بسیاری از کاربردهای مواد بازیافتی پسامصرف PP، مشتریان این را قابل قبول می‌دانند. برای برخی از کاربردها، مانند قطعات قابل مشاهده‌ی خودرو، نیاز به دلتا E کم‌‌تر از 1/0 است، که در حال حاضر دستیابی به آن با PCR غیر از رنگ مشکی بسیار دشوار است. این شرکت سامانه‌ی کنترل رنگ خود را با rPP و rPE آزمایش کرده است و قصد دارد سایر پلاستیک‌های بازیافتی را نیز آزمایش کند.
سامانه‌ی ترکیبی

(ادامه دارد …)

برگردان: مهندس رویا پورشوشتر
Roya.p7@gmail.com

متن کامل این مقاله را در شماره 279 ماهنامه بسپار که در دی ماه 1404 منتشر شده است، می خوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.