利用数字水印技术实现塑料包装的循环利用

文/本刊编译（原文来自阿博格）

HolyGrail2.0是阿博格积极参与的促进循环经济和资源节约的项目之一。该项目旨在利用数字水印技术，在大规模的基础上对塑料包装进行分选和分离，以及推动智能化、低成本的回收利用。阿博格通过在其注射设备上成型的模内贴标（IML）容器，展示了数字水印技术的巨大潜力。

通过arburgGREENworld项目，阿博格正在证明其对循环经济和资源节约的承诺。与一些有声望的合作伙伴一起，该公司正在稳步推进致力于闭环经济的创新技术研究，所参与的创新项目包括通过数字水印对塑料包装进行同质类型分类的HolyGrail2.0项目，该项目已进入下一阶段，并从2020年9月开始，在欧洲品牌协会AIM 的赞助下向前推进。来自价值链各阶段的超过85家公司和组织参与了该项目，阿博格是其中唯一的注射机制造商。

“早在HolyGrail项目的试点阶段，我们就以由单一材料制成的模内贴标（IML）容器为例，展示了数字水印技术的巨大潜力。”阿博格包装和循环经济经理Bertram Stern解释说，“现在的重点是，在整个欧洲推广这个项目，以利用这项技术，在大规模的基础上对塑料包装进行分选和分离，以及推动智能化、低成本的回收利用。”

循环经济是如何运作的：基于数字水印，由诸如PP制成的单一材料产品可以实现同质分离，并作为回收料返回到循环经济中（图片来自阿博格）

这一在欧洲范围内开展的项目发起于2020年9月，计划于2022年夏季完成，阿博格参与了其中的多个研究小组。AIM在其布鲁塞尔总部对这项研究工作进行协调，以使其符合欧盟法律。“与协会及有声望的合作伙伴如拜尔斯道夫、陶氏、汉高、雀巢和西克的热烈讨论，为我们带来了巨大的动力。通过共同努力，我们将成功地推动HolyGrail2.0项目的向前发展。”Bertram Stern满怀信心地说道。

一旦开发出包装概念，2021年春天将进入半工业化的试验阶段。欧盟法律预测，到2030年，欧洲所有的塑料包装都可以重复使用，并易于回收或堆肥，目标是，使再加工和回收利用率达到60%。

数字水印的智能分类

高效率和高质量的回收利用，依赖于以最有效的方式，妥善收集及分类塑料废物。此外，作为实现材料循环的一部分，所有的工业化工艺都必须是数字化的和互联互通的，这正是HolyGrail2.0项目倡议要在包装上加数字水印的根源。

数字水印是直接应用在产品表面或其标签上的邮票大小的代码，但终端用户和消费者却看不见。每一个瓦片图案是通过载体材料的微拓扑变化产生的，然后叠加创建一个类似于马赛克的图形。它们创造了一个“数字护照”，其中的一个片段足以调出诸如制造商的信息或所加工材料的信息，以及包装是否适合食品的信息。内置在分类设备中的高分辨率摄像机从数字护照中读取信息。在超市结账处，或者对于最终用户和消费者而言，可以通过扫描仪或使用移动设备上的应用程序来读出这些信息。这项技术提供了在产品的整个使用寿命期间查询各种附加信息的方法，比如可用性、使用或处置等。

应用案例：由单一材料制成的模内贴标（IML）容器

为获得基于数字水印技术的经验，阿博格已加紧研究了一段时间。在HolyGrail项目的试验阶段，包装版的混合动力注射机Allrounder 820 H能够生产出成对的由生物基聚丙烯（PP）制成的IML容器，循环时间5.8 s。一个IML 自动化系统将相关的PP标签嵌入模具中，同时取出成品部件。这些标签含有数字水印，由合作伙伴公司Verstraete提供。有关单一材料包装的成分以及产品的使用和处置等方面的信息，可以通过相应的应用程序查询。

数字水印：“数字护照”是通过将信息直接写入塑料或相关的IML标签中产生的（见右），因此，对于终端用户和消费者而言是不可见的（见左）（图片来自阿博格）

阿博格的智能注射机能够加工不同质量的回收料，包装版的Allrounder 820H注射机可以生产出带有数字水印的IML容器（图片来自阿博格）

由于Allrounder注射机通常适合加工来自家庭废弃物或工业废弃物的回收材料，因此阿博格已经提出并演示了一些可行的方法：一旦按同质类型将废料安全地分离开来，就可以使其回归循环经济。现在的挑战是，找到提升这项技术的方法。