聚酯(PET)是飲料包裝領域的主要原材料之一,具有透明性好、化學性質穩(wěn)定、阻隔性相對較好、質輕價廉和可回收利用等多種優(yōu)點,但作為啤酒瓶,PET的氣體阻隔性仍不夠高。因此,提高聚酯瓶的氣體阻隔性是啤酒塑料化包裝的一個主要研究方向。其中表面涂層法是研究最早、最多的工藝之一,已成為提高聚酯瓶的氣體阻隔性的重要手段?! ”砻嫱繉臃ㄊ遣捎酶鞣N高阻透涂料和各種涂覆技術,在PET瓶的內外表面形成很薄的阻透層,隔絕氣體的進出,達到啤酒保鮮及延長貨架期的目的?! 〉入x子體涂覆技術 各種涂覆方法中最具有市場潛力的開發(fā)熱點是等離子體涂覆技術。等離子體表面外理技術興起于20世紀60年代,是一種干式處理工藝,具有操作簡便、清潔、高效、安全無污染等優(yōu)點,能滿足環(huán)保的要求,等離子體表面處理的深度為納米級,在使材料界面物理性能得到顯著改善的同時,材料本體不會受到影響。 鉆石型碳涂層(DLC) 日本日精ASB與日本麒麟啤酒公司、三菱商事及Youtec公司合作開發(fā)出鉆石型碳處理工藝(DLC)。該工藝采用高頻電流真空放電使離子碳氫在瓶子內表面相形成厚度為20-40nm的類似鉆石碳結構精細涂層。該材料對氧氣阻透性提高8倍,耐紫外線能力也有提高。該涂層不僅透明度高,涂層柔軟,不易龜裂,而且耐酸堿。這幾家公司正在合作開發(fā)工業(yè)化生產設備,并計劃首先向中國市場推廣?! o定形碳涂層 無守形碳處理技術(Actis)是法國Sidel公司開發(fā)的阻隔處理技術。該技術與DLC技術類似,等離子化乙炔在瓶子內壁凝聚成一層高度氫化的非晶態(tài)碳的均勻固體臘,厚度20-150nm。采用Actis工藝外理的PET瓶較普通PET瓶的隔氧效果提高30倍,對C02的阻透性提高7倍多,防乙醛的滲入性提高了6倍。用這種瓶裝啤酒貯存6個月后,碳酸氣損失北海僅為6%,比目前啤酒工業(yè)標準的10%碳酸氣損失率還低。該涂層對食品的安全性已通過歐共體機構認可,并獲美國FDA批準用于食品包裝。該工藝處理的PET瓶在回收利用上具有很強的優(yōu)勢。由于涂層材料用量小,且結構類似于聚合物,因此用回收的Actis瓶制造的纖維,物理性能和色澤均無影響,與其他未經涂層處理的原料混合使用不影響轉化處理過程或最終包裝的特性。Sidel公司生產的第一種商用設備Actis20,每小時可處理1萬個0.6l的PET瓶,設備已銷往美國、日本、澳大利亞、葡萄牙等國?! ∽韪粜怨枘z涂層 可口可樂公司與德國埃森大學、德國Krones公司及Leybold系統(tǒng)公司四方合作,開發(fā)了`提高阻透性的硅處理PET`技術。該技術是在高真空等離子狀態(tài)下,采用SiOx作物理蒸氣沉淀處理,處理層在瓶子的外部。椐稱用此工藝處理的瓶子可提高阻透性2-4倍,延長貨架期至少6個月,而且不影響啤酒的氣味。據Krones公司稱,該法的處理工藝費用比使用PEN瓶或多層瓶更經濟。該公司與Leybold公司合作已在德國的一家可口可樂公司的灌裝廠安裝了一條生產線。瑞士TetraPak包裝公司開發(fā)了一種在PET瓶內壁等離子涂覆SiOx涂層的技術,該工藝可在瓶內壁形成一層厚度為0.1-0.2l的PET瓶,并已在瑞典的Spendrups釀酒公司應用?! ∑渌繉蛹夹g 瑞士Instant表面技術公司開發(fā)了一種可在大氣壓下等離子涂覆的技術,使阻透層沉積于PET瓶內壁。據稱,該技術無需昂貴的設備,簡化了涂覆過程,并且涂覆后的PET瓶較普通瓶隔氧性提高了10倍。意大利的Sipa公司開發(fā)了一種環(huán)氧-胺外涂層PET瓶。該工藝選用美國PPG公司的環(huán)氧-胺阻透涂料,形成光亮的耐劃傷阻透層。TetraPak公司還推出了一項阻透涂覆新技術,用一種兩層瓶,通過對阻透層厚度的調整達到希望的阻透效果。阻透層采用的是陶氏化學公司的熱塑性環(huán)氧樹脂,既有較高的透明性又有極好的氣體阻隔性能。美國杜邦聚酯公司開發(fā)了一種新的兩段涂覆技術,對O2及CO2的阻透性可提高30倍,且底漆可用水分離,材料回收方便。杜邦公司開發(fā)的另一項被稱為`透明的鋁`的外涂覆技術可使阻透性提高30-40倍,該技術已接近于商業(yè)化。 但是,表面涂覆技術提供的阻隔性能會受到瓶子比表面積的影響,內涂層則存在對食品的安全性問題,另外,部分涂層的柔韌性欠佳,其中SiOx涂層較脆,易剝落。而其他方法也存在著或多或少的問題。因此,開發(fā)更新工藝,全面提高聚酯瓶阻隔性,還有很長的路要走。
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