一、前言 盡管PET瓶在軟飲料及礦物質(zhì)水方面的包裝已經(jīng)得到了很成功及廣泛的應(yīng)用,但是,對(duì)于氧敏感性及光敏感性的產(chǎn)品(如啤酒、果汁以及冰紅茶等)的PET包裝容器的研究進(jìn)展卻是比較緩慢的。其中最主要的原因是,僅僅由PET作為原料制得的瓶子其阻隔性能并不能達(dá)到軟飲料包裝的要求。目前,關(guān)于PET瓶的阻隔性能的問(wèn)題,已經(jīng)有了很多的解決方案,用的最多的是將PET瓶做成多層的,可以讓PET與具有阻隔性能的象EVOH、尼龍或這些物質(zhì)的混合物進(jìn)行多層共擠,從而達(dá)到彌補(bǔ)PET阻隔性能差的缺點(diǎn)。保質(zhì)期內(nèi)產(chǎn)品的最大吸氧值產(chǎn)品氧氣/ppm啤酒1-5嬰兒食品1-35干果D5-15果汁和飲料6-30果醬和水果6-30RTD茶10-20面醬,調(diào)味料10-40調(diào)味番茄醬7-40 各種產(chǎn)品在保值期內(nèi)所能吸收的最大氧氣量 (來(lái)源: Atalink Ltd. 和 Pira International.) 雖然多層工藝依然是現(xiàn)在用的最多的提高PET阻隔性能的方法,但是,這種方法也不是很完美的。多層共擠瓶相對(duì)于單層容器而言具有更昂貴的價(jià)格。在多層瓶中的各種不同的聚合物使得多層共擠瓶具有再生難等特點(diǎn)。特別是對(duì)于與食品接觸具有高阻隔性能的最里面一層,往往需要考慮很多的關(guān)于衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。而且,特別是在熱灌裝加工工藝中,層與層之間是很容易出現(xiàn)剝離現(xiàn)象的?! 《鄬庸矓DPET瓶的局限性使得人們?cè)絹?lái)越注重于單層PET包裝瓶的研究。要獲得單層PET包裝瓶同時(shí)還要求具有很高的阻隔性,往往可以通過(guò)這幾種方法來(lái)進(jìn)行解決:在PET中加入可分散的氧吸收劑、將PET與具有阻隔性能的尼龍MXD6進(jìn)行共混或者是將PET與其他的高阻隔性聚酯樹(shù)脂進(jìn)行共混而成聚合物合金。不管是使用哪一種方法,目的都是為了提供具有高性價(jià)比的產(chǎn)品。很獨(dú)特的聚合物可以生產(chǎn)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的單層PET瓶,而且不需要對(duì)現(xiàn)有的PET生產(chǎn)裝置進(jìn)行任何的改進(jìn),同時(shí)生產(chǎn)出來(lái)的PET瓶也不需要進(jìn)行后處理?! ∫话愕仃P(guān)于多層共擠PET瓶的后處理過(guò)程包括:在PET層的內(nèi)表面多外表面涂覆一層二氧化硅或其他的樹(shù)脂以進(jìn)一步地提高多層共擠PET瓶的阻隔性能。但是,這就增加了PET生產(chǎn)過(guò)程的步驟,從而提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。而采用單層的工藝進(jìn)行PET瓶的生產(chǎn),除非是在很苛刻的條件下,否則的話是不需要進(jìn)行任何涂覆的。 二、氧吸收劑 在PET樹(shù)脂中加入去氧劑能提高PET的阻隔性能,因?yàn)檫@些助劑具有化學(xué)活性,可以與包裝瓶?jī)?nèi)的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),同時(shí)也可以與試圖滲透到瓶壁的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而達(dá)到吸收氧氣的目的。通常用的去氧劑包括:二氧化鐵、不飽和脂肪酸鹽和金屬/聚酰胺合金。 目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的含有去氧劑的單層PET瓶樹(shù)脂商品名為MonOxbar,由位于美國(guó)賓夕法尼亞州的費(fèi)城Constar International公司生產(chǎn)。其產(chǎn)品主要包裝具有氧敏感性的產(chǎn)品,例如:面醬、調(diào)味番茄醬、啤酒、維他命以及其他的食品。MonOxbar樹(shù)脂已經(jīng)達(dá)到了美國(guó)和歐洲食品接觸包裝方面的法規(guī)要求。 單層- PET瓶 (來(lái)源: Constar International Inc.) 同時(shí),Constar International公司也推出了具有高透明性的單層瓶,主要采用含有去氧劑的樹(shù)脂生產(chǎn)而成。其材料樹(shù)脂的商品名為DiamondClear,這種產(chǎn)品的透明性甚至要高于玻璃。 另一種用來(lái)生產(chǎn)單層瓶的PET/去氧劑合金是Amosorb DFC,由BP公司研發(fā)而成。這種產(chǎn)品目前已經(jīng)得到Graham Packaging公司的應(yīng)用。一般的,在加工之前,需要將合金與PET樹(shù)脂進(jìn)行混合。 $分頁(yè)符$ 三、通過(guò)灌裝才被激活的助劑 對(duì)于很多的PET單層瓶來(lái)說(shuō),一旦瓶子做成,PET載體樹(shù)脂里的大多數(shù)去氧劑就具有了很大的活性。但是這種活性并不是總是有好處的,特別是在瓶子被裝滿所包裝的產(chǎn)品的產(chǎn)品之前的幾天或幾個(gè)星期的時(shí)間里。因?yàn)樵谶@種情況下,食腐動(dòng)物沒(méi)有充滿整個(gè)瓶子,而且瓶子也沒(méi)有得到密封,這就使得去氧劑將與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng),從而降低去氧劑的含量。因此,解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是:利用以PET樹(shù)脂為載體的去氧劑添加到PET樹(shù)脂中進(jìn)行生產(chǎn),而這種在載體中存在的去氧劑只有在往瓶子中灌裝所要包裝的產(chǎn)品時(shí),收到包裝產(chǎn)品的濕度的影響才具有吸氧的活性,從而達(dá)到很好的阻隔的目的。通過(guò)利用這種含有去氧劑的樹(shù)脂,PET瓶才可以更大程度地延長(zhǎng)所包裝產(chǎn)品的存放時(shí)間。因?yàn)?,氧吸收劑只有在瓶子里裝滿產(chǎn)品時(shí),才能具有相應(yīng)的化學(xué)活性,從而能更長(zhǎng)時(shí)間地吸收瓶子里的氧氣?! ∥跣缘膶?duì)比 (Source: M&G.) 目前這種只有在灌裝過(guò)程中才具有吸氧活性的含有去氧劑的PET樹(shù)脂的生產(chǎn)商是M&G(Gruppo Mossi & Ghisolfi)集團(tuán),是意大利的一家聚合物和半成品生產(chǎn)商。在啤酒包裝應(yīng)用方面,M&G的單層PET樹(shù)脂商品名為ActiTUF。據(jù)稱,這種材料既具有化學(xué)阻隔(通過(guò)利用去氧劑)性能,同時(shí)也具有物理阻隔性能(通過(guò)與其他的阻隔材料如尼龍MXD6進(jìn)行共混)。目前,ActiTUF技術(shù)已經(jīng)得到了很多啤酒生產(chǎn)商的青睞,也廣泛地應(yīng)用到了很多個(gè)地區(qū):比利時(shí)、荷蘭、俄羅斯、匈牙利、捷克、保加利亞和羅馬尼亞。據(jù)稱,韓國(guó)也有一部分地區(qū)采用這種樹(shù)脂進(jìn)行啤酒包裝瓶的生產(chǎn)?! remium beers-Interbrew (Source: M&G.) 四、與尼龍的共混物 將PET與尼龍MXD6進(jìn)行均勻地共混得到的材料可以應(yīng)用在中空瓶的生產(chǎn)中,也具有很好的物理和化學(xué)阻隔性能。尼龍組分能為共混物提供很優(yōu)異的物理阻隔性能(主要是防止氣體通過(guò)瓶壁而進(jìn)入瓶?jī)?nèi))。另外,如果采用金屬催化劑如鈷催化劑進(jìn)行適當(dāng)引發(fā)的話,MXD6可以被氧化。這一點(diǎn)就使得這種材料能吸收任何存在瓶子中的氧氣或任何通過(guò)瓶壁進(jìn)入瓶?jī)?nèi)的氧氣?!∫患椅挥诿绹?guó)的Invista的公司提供了一種PolyShield的技術(shù),這種技術(shù)能將PET和尼龍MXD6共混合金在注塑機(jī)中進(jìn)行生產(chǎn)(PET包含了相容劑和催化劑)。該公司稱:這種合金能提供很好的透明度,并能應(yīng)用在氧敏性的食品和飲料如啤酒、果汁、調(diào)味料和牛奶等的包裝上。Invista公司稱:PolyShield技術(shù)使得單層預(yù)成型產(chǎn)品可以在標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備中進(jìn)行生產(chǎn),而這個(gè)設(shè)備只需要很小的變動(dòng),因此,不需要添加任何主要的費(fèi)用或使加工過(guò)程復(fù)雜化?! $晟蚓G色單層瓶 (來(lái)源: Koch Industries.) 五、與其他聚酯的共混 提高PET阻隔性能的另一種方法是將PET與其他高阻隔性的聚酯進(jìn)行共混。例如,印度Futura聚酯集團(tuán)稱:PET與一種聚酯如PTN進(jìn)行共混而成的材料嫩嫩嘎很大程度地提高PET瓶的性能。據(jù)該公司稱, PET/PTN合金對(duì)二氧化碳的阻隔性能是單純的PET的18倍,氧氣的阻隔性能是純PET的9倍。這樣就能很大程度地延長(zhǎng)產(chǎn)品的存放日期。另外,采用PET/PTN合金值得的啤酒瓶的商品名為BeerPET?! ET/PTN 合金啤酒瓶 (來(lái)源: Futura聚酯集團(tuán)) 六、結(jié)論 因?yàn)榧働ET材料不能為氧敏性的食品及飲料提供很好的阻隔性能,所以就使得這種材料在軟飲料及礦物質(zhì)包裝方面的局限性。多層共擠使得PET在這個(gè)市場(chǎng)得到了延伸,但是這種方法卻具有很大缺點(diǎn)。單層PET瓶是一個(gè)更簡(jiǎn)單同時(shí)也是一種更具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的解決方案,能彌補(bǔ)純PET的不足。目前單層PET中比較領(lǐng)先的技術(shù)就是在PET中加入去氧劑或者是與具有阻隔性能的聚酯進(jìn)行共混。雖然多層PET瓶將依然占據(jù)PET啤酒、果汁、調(diào)味品及其他的氧敏性產(chǎn)品包裝的主要市場(chǎng),但是,單層PET瓶將給多層系統(tǒng)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。 轉(zhuǎn)載自:塑料產(chǎn)業(yè)網(wǎng)
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