利用數字水印技術實現塑料包裝的循環利用

文/本刊編譯（原文來自阿博格）

HolyGrail2.0是阿博格積極參與的促進循環經濟和資源節約的項目之一。該項目旨在利用數字水印技術，在大規模的基礎上對塑料包裝進行分選和分離，以及推動智能化、低成本的回收利用。阿博格通過在其注射設備上成型的模內貼標（IML）容器，展示了數字水印技術的巨大潛力。

通過arburgGREENworld項目，阿博格正在證明其對循環經濟和資源節約的承諾。與一些有聲望的合作伙伴一起，該公司正在穩步推進致力于閉環經濟的創新技術研究，所參與的創新項目包括通過數字水印對塑料包裝進行同質類型分類的HolyGrail2.0項目，該項目已進入下一階段，并從2020年9月開始，在歐洲品牌協會AIM 的贊助下向前推進。來自價值鏈各階段的超過85家公司和組織參與了該項目，阿博格是其中唯一的注射機制造商。

“早在HolyGrail項目的試點階段，我們就以由單一材料制成的模內貼標（IML）容器為例，展示了數字水印技術的巨大潛力。”阿博格包裝和循環經濟經理Bertram Stern解釋說，“現在的重點是，在整個歐洲推廣這個項目，以利用這項技術，在大規模的基礎上對塑料包裝進行分選和分離，以及推動智能化、低成本的回收利用。”

循環經濟是如何運作的：基于數字水印，由諸如PP制成的單一材料產品可以實現同質分離，并作為回收料返回到循環經濟中（圖片來自阿博格）

這一在歐洲范圍內開展的項目發起于2020年9月，計劃于2022年夏季完成，阿博格參與了其中的多個研究小組。AIM在其布魯塞爾總部對這項研究工作進行協調，以使其符合歐盟法律。“與協會及有聲望的合作伙伴如拜爾斯道夫、陶氏、漢高、雀巢和西克的熱烈討論，為我們帶來了巨大的動力。通過共同努力，我們將成功地推動HolyGrail2.0項目的向前發展。”Bertram Stern滿懷信心地說道。

一旦開發出包裝概念，2021年春天將進入半工業化的試驗階段。歐盟法律預測，到2030年，歐洲所有的塑料包裝都可以重復使用，并易于回收或堆肥，目標是，使再加工和回收利用率達到60%。

數字水印的智能分類

高效率和高質量的回收利用，依賴于以最有效的方式，妥善收集及分類塑料廢物。此外，作為實現材料循環的一部分，所有的工業化工藝都必須是數字化的和互聯互通的，這正是HolyGrail2.0項目倡議要在包裝上加數字水印的根源。

數字水印是直接應用在產品表面或其標簽上的郵票大小的代碼，但終端用戶和消費者卻看不見。每一個瓦片圖案是通過載體材料的微拓撲變化產生的，然后疊加創建一個類似于馬賽克的圖形。它們創造了一個“數字護照”，其中的一個片段足以調出諸如制造商的信息或所加工材料的信息，以及包裝是否適合食品的信息。內置在分類設備中的高分辨率攝像機從數字護照中讀取信息。在超市結賬處，或者對于最終用戶和消費者而言，可以通過掃描儀或使用移動設備上的應用程序來讀出這些信息。這項技術提供了在產品的整個使用壽命期間查詢各種附加信息的方法，比如可用性、使用或處置等。

應用案例：由單一材料制成的模內貼標（IML）容器

為獲得基于數字水印技術的經驗，阿博格已加緊研究了一段時間。在HolyGrail項目的試驗階段，包裝版的混合動力注射機Allrounder 820 H能夠生產出成對的由生物基聚丙烯（PP）制成的IML容器，循環時間5.8 s。一個IML 自動化系統將相關的PP標簽嵌入模具中，同時取出成品部件。這些標簽含有數字水印，由合作伙伴公司Verstraete提供。有關單一材料包裝的成分以及產品的使用和處置等方面的信息，可以通過相應的應用程序查詢。

數字水印：“數字護照”是通過將信息直接寫入塑料或相關的IML標簽中產生的（見右），因此，對于終端用戶和消費者而言是不可見的（見左）（圖片來自阿博格）

阿博格的智能注射機能夠加工不同質量的回收料，包裝版的Allrounder 820H注射機可以生產出帶有數字水印的IML容器（圖片來自阿博格）

由于Allrounder注射機通常適合加工來自家庭廢棄物或工業廢棄物的回收材料，因此阿博格已經提出并演示了一些可行的方法：一旦按同質類型將廢料安全地分離開來，就可以使其回歸循環經濟。現在的挑戰是，找到提升這項技術的方法。