回收技术的进步能否让黑色硬质塑料摆脱包装业的黑名单？

黑色硬质塑料在美国是一种常见的包装基材，用于制造外卖餐盘等产品， 外带咖啡杯盖和化妆品罐。这些物品在使用寿命结束后会发生什么，公众了解较少，但长期以来一直让许多品牌、回收商和包装制造商将这种材料视为害群之马。

虽然各地接受回收的材料有所不同，但几乎普遍的事实是，黑色硬质塑料不被美国住宅回收流接受。 这种颜色使该材料在标准设备下基本无法分拣。

“把黑色塑料放进回收箱的人只是觉得它是塑料，所以会被回收。但美国大多数材料回收设施并没有识别黑色塑料，”Rumpke Waste & Recycling回收与可持续发展高级副总裁Jeff Snyder表示。

WM回收副总裁Brent Bell表示，美国典型材料回收设施中配备近红外传感器的光学分拣机无法将黑色包装物品与它们在分拣线上经过的深色传送带区分开来。光学分拣机在过去五年中成为主流，现在才逐渐配备激光和人工智能等技术来有效识别黑色塑料。 

“如今黑色塑料的可分拣性已经比三年前进步了很多很多，”Snyder说。

运营商表示，材料回收设施升级以分拣黑色塑料标志着一个里程碑，并提高了人们对这种材料可能被移出 回收黑名单。不过，进展并不快，一些品牌和制造商转而选择重新设计不含黑色塑料的包装，以提高可回收性。

分拣难度并非让黑色塑料包装成为回收界“弃儿”的唯一因素。回收商同样看重金钱的颜色：由于缺乏终端市场，MRF运营商仍不认为这种材料是有利可图的商品。

“我相信我能把它分拣出来”——在俄亥俄州哥伦布市Rumpke新建的MRF中， 该设施于2024年8月启用, ，Snyder表示。“但我也相信终端市场并不想要它。”

据大宗商品情报机构ICIS的再生塑料高级编辑Emily Friedman称，所有回收塑料的市场多年来一直低迷，但黑色和混合色聚烯烃受到的冲击尤为严重。

“混合色材料确实得不到（与天然色）同等的青睐，”她说。“在当今市场上，这些混合色树脂的价格已跌至绝对谷底。”

使情况更加复杂的是，关于黑色塑料在回收商品市场中所占比重的可靠数据并不容易获取，这使得人们难以清晰判断这种材料在回收计划中的接受度是否真的在发生转变。消息人士一致认为，黑色硬质塑料包装的回收正处于一个临界点——问题只是结果将如何落定。

炭黑的隐患

美国使用的黑色硬质塑料包装通常由聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚苯乙烯制成。虽然由前三种聚合物制成的非黑色包装在路边回收计划中被普遍接受，但聚苯乙烯（PS）则不被接受。

美国塑料公约（U.S. Plastics Pact）首席执行官乔纳森·奎因表示，制造商历来将黑色视为塑料包装的理想颜色选择，因为“它确实能掩盖瑕疵”。奎因在塑料包装行业拥有近二十年的经验。他说：“他们能以显著降低的成本购买不合格或宽规格的材料，然后掺入一点黑色。而且黑色的配色非常容易。”

然而，当试图让这些塑料获得第二次生命时，问题就出现了。

主要颜料炭黑正是让这种材料蒙上阴影的元凶。炭黑被认为是一种 呼吸道刺激物和潜在致癌物 ，据美国国家职业安全与健康研究所称，其原料形态具有上述危害，而且当炭黑被掺入包装中时，会阻碍回收利用。炭黑已被列入 有问题的和不必要的材料清单 ，美国塑料公约（USPP）参与方旨在到2030年将其从包装中淘汰。

“当有问题的材料进入回收流时，会对这些回收材料的性能造成损害，并污染回收流，”奎因说。“当你看到人们渴望并需要纳入更多回收成分时，我们必须不断努力创造更清洁、更稳定的回收流——这是一个非常复杂的情况。”

炭黑也出现在俄勒冈州针对包装的延伸生产者责任法中，该法于7月成为 七项类似州法律中首个生效的法律。总体而言，消息人士预计包装领域的EPR法律和最低回收含量法规将提振回收树脂市场。但 现在判断这些政策是否会改变黑色塑料的命运还为时过早，即便回收商正在投资于越来越有能力捕获这种材料的新技术。

黑色回归？

设备制造商经常宣传光学分选机近红外传感器的优势，有些还指出其具备检测黑色塑料的能力。然而，根据一份 报告 ，塑料回收商协会并不认为NIR是分选黑色塑料的可靠技术。 于2018年首次发布，最近一次更新是在2024年10月。报告称，炭黑会吸收许多近红外波长而非反射它们，这使得黑色塑料无法被系统检测到。

设备制造商正在推出采用中红外光谱技术来识别含炭黑塑料的机器。制造商包括 Tomra 和 Specim 表示，其配备中红外技术的设备比其他技术具有更高的分辨率和更强的特异性。

美国少数几家安装了能够检测黑色包装技术的材料回收设施运营商表示，这仍仅用于试点项目。 WM公司就是如此，该公司在 威斯康星州日耳曼敦的材料回收设施升级中投入了3900万美元，该设施于2024年1月重新开放。 

WM安装了Tomra Autosort光学分选机，该设备除具备光源和摄像头功能外，还配备激光束辅助材料识别。贝尔表示，WM在2022年至2026年14亿美元的全国投资周期中安装的大多数新型光学分选机都将配备激光物体检测功能。

贝尔表示：“我认为，只要我们在日耳曼敦（及其他）地点持续看到这样的成功，我们就会继续加快步伐，投资其他设施，让它们也能回收这种材料。”

Tomra Recycling包装业务拓展经理瓦莱里奥·萨马通过电子邮件表示，Autosort的近红外传感器可检测非黑色材料，而激光物体检测则通过测量激光线的位移来感知物体的高度。

当含有炭黑的对象通过这一传感器组合时，“激光确认传送带上确实有物体，而近红外光谱因无法检测黑色而不提供任何信号。基于这一排除原理，分类系统以高概率断定该物体必定是黑色的，”萨马说道。

Machinex光学分选机不使用激光，首席执行官克里斯·霍恩解释说，但它们确实融入了另一项可用于检测黑色塑料的新兴技术：人工智能。 Machinex代表于8月访问了Rumpke位于哥伦布的物料回收设施，进行了各种系统测试，包括对黑色塑料捕获能力的测试。 

“我们尚未对其进行市场推广。我们首先想了解我们的纯度和效率如何，”霍恩说。尽管测试仍处于早期阶段，试验已实现85%或更高的回收率。“根据我获得的数据，我可以自信地说，我们能够将黑色塑料从物料流中分离出来，并将其引导至专属料仓，”他说。 

Machinex的技术目前尚无法按具体聚合物类型识别黑色塑料，但这一功能已在计划之中，霍恩表示。同样，Tomra基于中红外技术的设备目前也无法区分不同聚合物，萨马说。 

废物分析设备供应商Greyparrot的技术也是如此，其首席运营官加斯帕德·迪蒂勒尔表示。该 Duthilleul表示，这项技术基于计算机视觉并由人工智能驱动，视觉系统与利用近红外技术的光学分选机的主要区别在于，它能够识别黑色塑料。“实际上，在过去三年里，情况已经发生了很大的变化。”

视觉系统与MRF的分拣线集成并分析物料流，门户网站则为操作员提供有关特定材料的数据。该系统可以判断哪些物品被回收，哪些将被送往处置。

“黑色塑料无疑是目前流失的主要包装类型之一，”Duthilleul表示。 

2024年，按质量计算，Greyparrot技术检测到的黑色塑料包装中有55%出现在送往处置的残渣线上，而非被回收。黑色塑料占MRF传送带上分析残渣总吨位的3.3%。它们占该公司分析的所有可回收塑料的15%以上。

Duthilleul表示，要使黑色塑料包装成为值得回收的商品，整个价值链还需要做更多工作。今年6月，他的公司推出了一个新平台Deepnest，通过向消费品包装公司和其他品牌提供有关其包装进入回收流后去向的数据来助力这一目标。

这些数据提供了关于正在被回收的包装的洞察，包括产品类型、材料、地区和品牌信息。该平台旨在“解决品牌与废物管理之间沟通不畅和误解的问题”，所生成的洞察可用于改进包装设计，杜蒂耶尔表示。例如，研究结果可能会促使品牌减少包装中炭黑的用量，以便其能够被回收利用。

Greyparrot的技术已部署在20个国家的55个废物和回收设施中，约20%的业务来自美国设施。杜蒂耶尔表示，公司于去年初开始进军美国市场，并将其视为增长市场。然而，他说，到目前为止，黑色塑料识别并未成为客户的主要吸引力，除了一家将这种材料纳入混合塑料捆的韩国客户。

同样，Machinex也没有注意到客户对其分拣黑色塑料设备的需求明显上升，尽管霍恩表示“人们（对此）问得稍微多了一些”。

Tomra在欧洲对具备黑色塑料分拣能力的设备需求有限，因为这种包装在那里“正逐渐从产品系列中消失”，萨马表示。基于黑色包装在美国的普遍存在，该公司专门开发了配备MIR光谱技术的系统，以满足美国客户的需求。

淡化黑色

尽管各方在回收黑色塑料方面加大了力度，一些品牌、包装制造商和再生树脂生产商反而选择淡化其塑料包装的色调，以提高可循环性。

今年，山姆会员店 调整了 其烤鸡翻盖盒的设计，盒底 采用食品包装制造商Sabert专有的聚丙烯混合材料制成，其中含有25%的消费后再生树脂。两家公司表示，这种“石色”比之前的黑色版本更容易回收。 

今年6月，Amcor宣布与法国食品公司Cofigeo Group合作，推出一款由 多层聚丙烯制成的单份三格餐盘。该产品采用近红外可识别的赤陶色母粒生产， 而非黑色，以便在物料回收设施中更容易被检测到。

2024年，沃尔格林披露了其 将自有品牌产品包装的瓶盖颜色 从黑色改为白色以提高可回收性的工作。庄臣公司今年也对其 Mrs. Meyer's品牌的瓶盖 清洁产品采取了同样的做法。

色母粒公司也在积极参与其中：Ampacet和Chroma Color是正在向炭黑替代品转型的供应商之一。此外，PCR生产商正在逐步淘汰黑色。 

ICIS的弗里德曼表示：“我们今天已经看到，那些传统上生产消费后黑色树脂的回收商，现在正在增加设备，以便能够提供颜色分选的材料。” 

她表示，许多公司尝试使用常见的颜色，如灰色和白色，而一些公司则尝试更大胆的色调，如红-橙-黄或蓝-绿-黑。“这当然是为了激励品牌使用PCR，并传达这样的信息：‘嘿，你的包装已经是这种颜色了。你或许可以用这个来代替本色材料。’”

USPP的奎因表示，转向可检测颜料可能会带来额外成本，他指出黑色回收树脂的价格低于本色或浅色树脂。“这是一个持续的平衡过程，”他说。

相反，一些品牌正在寻找新的方式将黑色融入其塑料包装产品组合中。弗里德曼表示，成本压力是一个因素，某些颜色无关紧要的应用场景或可能在包装外加装热缩套的情况也是如此。 

“我们看到这种情况越来越多，”她说，同时澄清道，“这并不是一股巨大的需求浪潮。只是少数公司在这条发展道路和学习旅程上，正在做出这类转变。”

与此同时，MRF运营商表示，他们目前将继续投资于能够分拣黑色塑料的设备，因为尽管一些品牌改变了颜色，但他们尚未观察到进入其设施的黑色塑料数量有明显差异。 

黑色市场

缺乏可靠的终端市场长期以来一直阻碍MRF运营商启动全面的黑色塑料收集计划。

"我们行业分拣黑色塑料的能力是有的，但购买聚丙烯和PE的客户接受度不够，"Snyder说。"所以我还不会公开告诉所有人，包括Rumpke的客户，把黑色塑料放进回收箱。"

消息人士称，市场挑战先于光学分拣机的障碍出现。回收树脂市场与原生树脂市场挂钩，回收材料需求不足正在拉低其价格，Friedman说。

"原生塑料如此便宜，确实抑制了人们对混合颜色或黑色材料的购买，"Friedman说。"我们说的是每磅仅几美分的原料价格，回收商因为需求疲软导致库存过高，存储空间都快用完了。"

在过去五年中，全球涌现出一波原生树脂产能扩张浪潮，其中大部分位于美国或加拿大。随之而来的是供应过剩，导致原生树脂与再生树脂之间形成“激烈价格竞争”，弗里德曼表示。此外，她指出，包括关税带来的经济不确定性在内的地缘政治因素，进一步拉低了2025年的终端市场需求。

ICIS预计未来几年市场不会有太大改善。“我们需要全球范围内对原生产能进行广泛合理化调整，而这需要时间，”弗里德曼说。

消息人士称，一些再生材料采购商在混合硬质塑料打包料中只接受有限数量的黑色物品。MRF运营商质疑买家是否愿意采购全黑色打包料——并消化进入其设施的大量物料。 

KW Plastics是MRF回收的黑色硬质塑料包装为数不多的稳定消费商之一。该公司将回收的黑色聚丙烯和高密度聚乙烯材料加工成塑料片，然后挤出塑料颗粒；总经理斯科特·桑德斯表示，大部分颗粒为黑色，但有些批次为灰色。

制造商使用KW的消费后再生塑料树脂生产油漆桶、花园花盆和汽车零部件（包括电池外壳）等产品。耐用工业品——包括管道、板条箱或工程木材这一类别——是回收材料为数不多的可行终端市场之一。

“黑色塑料通常不会重新进入新的包装中，”USPP的奎因证实道。 

美国食品药品监督管理局维持着一份狭窄的塑料清单，允许这些塑料作为食品接触应用的消费后回收树脂（PCR）。它仍然不允许将回收的黑色塑料纳入其中——尽管这些材料中有很大一部分来源于食品服务包装。 

桑德斯表示，KW必须确保黑色材料与较浅色材料分离。该公司每年消耗近1亿磅的黑色消费后树脂。虽然其接收的大部分材料是混合打包的，但在8月份，公司测试了完全由黑色塑料组成的打包材料，以确定其中有多少是可回收的。 

“颜色不是问题，只要那种黑色材料不含大量碳酸钙或填料，”桑德斯说。 用于某些包装（如烤鸡翻盖盒底部）的黑色聚丙烯（PP）含有碳酸钙以帮助热量分布，“但这改变了塑料的堆积密度，使其在清洗线上会下沉并最终进入废料中，”他说。

押注黑色魔法

虽然公开市场因素（如MRF升级、品牌重新设计和商品市场波动）正在发挥作用，但政策最终可能迫使黑色塑料包装在未来采取行动。 

“我不能说[EPR]到目前为止已经扩大了我们的市场。但是 这无疑吸引了更多相关方进入市场测试材料，以确保他们在2030年这些EPR要求开始生效时已有应对策略，”KW Plastics的Saunders表示。

同样，Machinex在Rumpke位于哥伦布的MRF进行的许多测试也与EPR相关，Hawn说道。

但ICIS的Friedman警告称，PCR强制要求可能不会惠及黑色塑料。“EPR对使用再生树脂的激励措施，它们 针对的是天然或透明的再生树脂，而非混合颜色或黑色的。” 

此外，Friedman表示，PCR最低含量要求通常与食品包装相关，而黑色再生塑料在该市场中并不占有一席之地。这些强制要求通常规定材料必须是“消费后”而非“工业后”来源，这为黑色塑料增添了额外障碍。Friedman认为，展望未来，天然再生树脂的机会将更多，而彩色树脂的机会将更少。 

这些差异凸显了业内人士对一点“黑色魔法”的呼吁，即通过价值链上更紧密的合作，改善黑色塑料的设计和报废处理方案。

“我个人对这种系统性方法充满热情，”Greyparrot的Duthilleul表示。“你可以尽力改善废物管理。但如果你不改变产品设计方式，如果不促进这种沟通和系统性思维——来自品牌方、包装生产商、回收商——那么你实际上无法解决问题。”

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