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当单层PET包装瓶挑战多层PET瓶

发布时间:2021-09-09 19:24:33 阅读: 来源:点焊机厂家

单层PET包装瓶挑战多层PET瓶

一、前言

尽管PET瓶在软饮料及矿物质水方面的包装已经得到了很成功及广泛的应用,但是,对于氧敏感性及光敏感性的产品(如啤酒、果汁以及冰红茶等)的PET包装容器的研究进展却是比较缓慢的。其中最主要的原因是,仅仅由PET作为原料制得的瓶子其阻隔性能并不能达到软饮料包装的要求。目前,关于PET瓶的阻隔性能的问题,已经有了很多的解决方案,用的最多的是将PET瓶做成多层的,可以让PET与具有阻隔性能的象EVOH、尼龙或这些物质的混合物进行多层共挤,从而达到弥补PET阻隔性能差的缺点。

保质期内产品的最大吸氧值产品氧气/ppm啤酒婴儿食品干果D果汁和饮料果酱和水果RTD茶面酱,调味料调味番茄酱

各种产品在保值期内所能吸收的最大氧气量

(来源: Atalink Ltd. 和 Pira International.)

虽然多层工艺依然是现在用的最多的提高PET阻隔性能的方法,但是,这种方法也不是很完美的。多层共挤瓶相对于单层容器而言具有更昂贵的价格。在多层瓶中的各种不同的聚合物使得多层共挤瓶具有再生难等特点。特别是对于与食品接触具有高阻隔性能的最里面一层,往往需要考虑很多的关于卫生标准的要求。而且,特别是在热灌装加工工艺中,层与层之间是很容易出现剥离现象的。

多层共挤PET瓶的局限性使得人们越来越注重于单层PET包装瓶的研究。要获得单层PET包装瓶同时还要求具有很高的阻隔性,往往可以通过这几种方法来进行解决:在PET中加入可分散的氧吸收剂、将PET与具有阻隔性能的尼龙MXD6进行共混或者是将PET与其他的高阻隔性聚酯树脂进行共混而成聚合物合金。不管是使用哪一种方法,目的都是为了提供具有高性价比的产品。很独特的聚合物可以生产满足标准要求的单层PET瓶,而且不需要对现有的PET生产装置进行任何的改进,同时生产出来的PET瓶也不需要进行后处理。

一般地关于多层共挤PET瓶的后处理过程包括:在PET层的内表面多外表面涂覆一层二氧化硅或其他的树脂以进一步地提高多层共挤PET瓶的阻隔性能。但是,这就增加了PET生产过程的步骤,从而提高了产品的生产成本。而采用单层的工艺进行PET瓶的生产,除非是在很苛刻的条件下,否则的话是不需要进行任何涂覆的。

二、氧吸收剂

在PET树脂中加入去氧剂能提高PET的阻隔性能,因为这些助剂具有化学活性,可以与包装瓶内的氧气发生化学反应,同时也可以与试图渗透到瓶壁的氧气进行化学反应从而达到吸收氧气的目的。通常用的去氧剂包括:二氧化铁、不饱和脂肪酸盐和金属/聚酰胺合金。

目前市场上出现的含有去氧剂的单层PET瓶树脂商品名为MonOxbar,由位于美国宾夕法尼亚州的费城Constar International公司生产。其产品主要包装具有氧敏感性的产品,例如:面酱、调味番茄酱、啤酒、维他命以及其他的食品。MonOxbar树脂已经达到了美国和欧洲食品接触包装方面的法规要求。

单层- PET瓶

(来源: Constar International Inc.)

同时,Constar International公司也推出了具有高透明性的单层瓶,主要采用含有去氧剂的树脂生产而成。其材料树脂的商品名为DiamondClear,这种产品的透明性甚至要高于玻璃。

另一种用来生产单层瓶的PET/去氧剂合金是Amosorb DFC,由BP公司研发而成。这种产品目前已经得到Graham Packaging公司的应用。一般的,在加工之前,需要将合金与PET树脂进行混合。

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三、通过灌装才被激活的助剂

对于很多的PET单层瓶来说,一旦瓶子做成,PET载体树脂里的大多数去氧剂就具有了很大的活性。但是这种活性并不是总是有好处的,特别是在瓶子被装满所包装的产品的产品之前的几天或几个星期的时间里。因为在这种情况下,食腐动物没有充满整个瓶子,而且瓶子也没减少5.78%有得到密封,这就使得去氧剂将与空气中的氧气发生反应,从而降低去氧剂的含量。因此,解决这个问题的办法是:利用以PET树脂为载体的去氧剂添加到PET树脂中进行生产,而这种在载体中存在的去氧剂只有在往瓶子中灌装所要包装的产品时,收到包装产品的湿度的影响才具有吸氧的活性,从而达到很重点项目:中粮生化有限公司计划投资8.51亿元的3万吨聚乳酸制品项目;长春必可成生物材料有限公司计划投资1.74亿元的6万吨生物资热塑复合材料及制品项目;长春盛达生物材料有限公司计划投资2200万元的万吨级生物基全降解塑料包装膜专用料改性及制品项目;长春雷冠环保塑料制品有限公司计划投资1100万元的700吨降解塑料制品项目好的阻隔的目的。通过利用这种含有去氧剂的树脂,PET瓶才可以更大程度地延长所包装产品的存放时间。因为,氧吸收剂只有在瓶子里装满产品时,才能具有相应的化学活性,从而能更长时间地吸收瓶子里的氧气。

吸氧性的对比

(Source: M G.)

目前这种只有在灌装过程中才具有吸氧活性的含有去氧剂的PET树脂的生产商是M G(Gruppo 然落后人模数(A/D)转换电路中将摹拟量离散成数字量Mossi Ghisolfi)集团,是意大利的一家聚合物和半成品生产商。在啤酒包装应用方面,M G的单层PET树脂商品名为ActiTUF。据称,这种材料既具有化学阻隔(通过利用去氧剂)性能,同时也具有物理阻隔性能(通过与其他的阻隔材料如尼龙MXD6进行共混)。目前,ActiTUF技术已经得到了很多啤酒生产商的青睐,也广泛地应用到了很多个地区:比利时、荷兰、俄罗斯、匈牙利、捷克、保加利亚和罗马尼亚。据称,韩国也有一部分地区采用这种树脂进行啤酒包装瓶的生产。

Premium beers-Interbrew

(Source: M G.)

四、与尼龙的共混物

将PET与尼龙MXD6进行均匀地共混得到的材料可以应用在中空瓶的生产中,也具有很好的物理和化学阻隔性能。尼龙组分能为共混物提供很优异的物理阻隔性能(主要是防止气体通过瓶壁而进入瓶内)。另外,如果采用金属催化剂如钴催化剂进行适当引发的话,MXD6可以被氧化。这一点就使得这种材料能吸收任何存在瓶子中的氧气或任何通过瓶壁进入瓶内的氧气。

一家位于美国的Invista的公司提供了一种PolyShield的技术,这种技术能将PET和尼龙MXD6共混合金在注塑机中进行生产(PET包至2020年含了相容剂和催化剂)。该公司称:这种合金能提供很好的透明度,并能应用在氧敏性的食品和饮料如啤酒、果汁、调味料和牛奶等的包装上。Invista公司称:PolyShield技术使得单层预成型产品可以在标准的设备中进行生产,而这个设备只需要很小的变动,因此,不需要添加任何主要的费用或使加工过程复杂化。

琥珀色或绿色单层瓶

(来源: Koch Industries.)

五、与其他聚酯的共混

提高PET阻隔性能的另一种方法是将PET与其他高阻隔性的聚酯进行共混。例如,印度Futura聚酯集团称:PET与一种聚酯如PTN进行共混而成的材料嫩嫩嘎很大程度地提高PET瓶的性能。据该公司称, PET/PTN合金对二氧化碳的阻隔性能是单纯的PET的18倍,氧气的阻隔性能是纯PET的9倍。这样就能很大程度地延长产品的存放日期。另外,采用PET/PTN合金值得的啤酒瓶的商品名为BeerPET。

PET/PTN 合金啤酒瓶

(来源: Futura聚酯集团)

六、结论

因为纯PET材料不能为氧敏性的食品及饮料提供很好的阻隔性能,所以就使得这种材料在软饮料及矿物质包装方面的局限性。多层共挤使得PET

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