PET瓶由于具有很多優(yōu)點(diǎn),自問世后便以不可阻擋的勢頭迅猛發(fā)展,短短20年左右的時(shí)間便發(fā)展成為全球最主要的飲料包裝形式。PET瓶的應(yīng)用現(xiàn)狀 美國杜邦公司于1970年首先研制成功新型聚酯瓶。1976年P(guān)ET瓶首先在日本用于醬油的包裝,實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。在2004年,PET瓶迅速擴(kuò)展到將近2 500億個(gè),在2006年將達(dá)到3 000億個(gè),平均以每年10%的速度增長?! ∧壳皣鴥?nèi)飲料包裝用聚酯瓶分為碳酸飲料用和熱罐裝用兩種。在飲料包裝市場中,碳酸飲料包裝中應(yīng)用最為成功和廣泛。國內(nèi)碳酸飲料包裝中PET瓶的應(yīng)用比例占57.4%,加之軟飲料總產(chǎn)量中碳酸飲料占46%,聚酯瓶的用量也相對較大,占市場主要份額?! ∽罱鼛啄觌S著茶飲料的異軍突起,灌裝茶飲料的熱灌裝PET瓶已成為PET瓶增長最快的品種,年增長率超過50%,已經(jīng)成為繼碳酸飲料之后的第二大PET瓶應(yīng)用領(lǐng)域。由于茶飲料要求在85℃~90℃的條件下進(jìn)行熱灌裝,對熱罐裝用PET瓶的耐溫性要求較高,一般達(dá)到95℃左右。PET瓶的特點(diǎn) 相比于其他塑料包裝材料,PET是軟飲料包裝的最佳材料。這是由于PET具有較高熔融溫度、強(qiáng)度、透明度,優(yōu)良的氣體阻隔性能、風(fēng)味阻隔性能,成本低,易于成型加工以及可回收性,等等。 然而PET瓶還不能滿足一些飲料的特殊要求,比如熱飲料和某些軟飲料。PET用于啤酒、果汁等軟飲料的包裝,對氧氣、二氧化碳、水蒸氣和風(fēng)味等的阻隔性不能滿足包裝要求,影響了這些產(chǎn)品的品質(zhì)??諝庵械难鯕膺M(jìn)入塑料瓶以及瓶中填充碳酸飲料的二氧化碳釋放出來,這些都會加速飲料的變質(zhì)。雖然其他的高聚物(比如PEN)可以解決阻隔性問題,但是成本太高,并且難于循環(huán)利用。提高PET對氧氣、二氧化碳的阻隔性能已引起了大家的廣泛關(guān)注,目前一些技術(shù)是把PET和一些具有阻隔性能的材料復(fù)合來提高其性能。PET瓶的涂層處理 為了保證軟飲料的質(zhì)量,就要阻止氣體在塑料瓶壁上發(fā)生滲透,這需要選用氣體滲透性小的包裝材料,這些材料我們一般稱作高阻隔性包裝材料。PET瓶氣體阻隔性能的提高主要有以下四種方式:通過多層共擠技術(shù)加工,使之具有多層復(fù)合結(jié)構(gòu);表面涂層處理;加入一些氣體捕獲劑;與其他具有阻隔性能的材料共混。其中多層共擠技術(shù)是目前已成功運(yùn)用的方法,然而阻隔性能的提高較小,同時(shí)難以循環(huán)利用,成本較高。表面涂層是用于提高PET瓶的氣體阻隔性能的一種新興的技術(shù),可以得到非常薄的氣體阻隔性膜,能夠有效地阻止氣體分子通過PET瓶壁,同時(shí)可以解決再循環(huán)利用的問題?! ∧壳八捎玫囊恍┩繉硬牧隙冀?jīng)過了實(shí)踐的檢驗(yàn),其中金剛石碳素膜(DLC)和氧化硅材料是工業(yè)上非常受歡迎的材料。氧化硅涂層用于提高PET薄膜的氣體阻隔性能比金剛石碳素膜要早。在上個(gè)世紀(jì)80年代初期,就開始通過物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積方式得到氧化硅涂層。然而氧化硅薄膜具有脆性,為了在PET表面獲得持久的機(jī)械強(qiáng)度就需要相對復(fù)雜的處理。近年來金剛石碳素膜(無定型的碳?xì)浠衔铮┩繉佑赑ET表面(如圖1)的一些產(chǎn)品在市場上已經(jīng)出現(xiàn),PET瓶的氣體阻隔性能得到了很大提高。一、金剛石碳素膜涂層過程 金剛石碳素膜涂層一般采用等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)(PCVD),如圖2所示。在真空條件下,通過等離子體氣相沉積技術(shù)在PET瓶內(nèi)表面得到非常薄的DLC涂層。涂層的過程如下:首先把瓶子放在真空室里進(jìn)行抽真空處理,然后注入C2H2氣體,在變頻高壓的作用下產(chǎn)生碳?xì)浠衔锏牡入x子體,最后離子和自由基在PET瓶內(nèi)表面沉積,得到DLC涂層。二、金剛石碳素膜涂層的特點(diǎn) DLC膜含有大量的氫,因此具有非常好的黏結(jié)性和抗裂變能力,同時(shí)使PET瓶具有如下優(yōu)點(diǎn):氣體高阻隔性能,阻隔氧氣和二氧化碳,保證軟飲料的品質(zhì);風(fēng)味阻隔性能,阻止瓶子和包裝物之間的遷移和吸附過程,使軟飲料保持原有的風(fēng)味;UV阻隔性能,具有吸收紫外線的功能,避免軟飲料受紫外線的影響;化學(xué)惰性,不會和其他物質(zhì)反應(yīng),具有化學(xué)穩(wěn)定性;利于回收利用同時(shí)保持PET瓶的現(xiàn)有優(yōu)點(diǎn)?! LC涂層的PET瓶的阻隔性能得到很大提高,如表1。但是PET瓶的阻隔性能與溫度的變化有較大的關(guān)系。溫度升高時(shí),涂層和未涂層的PET瓶都具有較低的阻隔性能,這表明盡管該涂層是熱穩(wěn)定性的材料,但是分子的熱運(yùn)動仍會影響PET瓶的氣體阻隔特性。DLC涂層PET瓶的發(fā)展 DLC涂層的PET瓶的未來發(fā)展主要從市場需求出發(fā),著眼于技術(shù)的發(fā)展和完善。應(yīng)用前景非??春?,市場潛力很大,估計(jì)占有PET10%的市場份額,大約300億個(gè),廣泛地應(yīng)用于軟飲料的包裝,包括茶、果汁、碳酸飲料等。目前在日本用于茶飲料的包裝,已經(jīng)在市場上出現(xiàn),在2005年已有5 000萬個(gè)進(jìn)入市場。隨著軟飲料市場的逐步擴(kuò)大,DLC涂層PET瓶將會得到進(jìn)一步地推廣應(yīng)用。PET瓶子的收縮原理和收縮速率 有聽說過塑料薄膜的收縮原理和收縮速率的知識,塑料瓶實(shí)在沒怎么接觸過。找到一些資料,樓主先談?wù)勀闼闹R吧。PET瓶子的收縮原理和收縮速率是不是熱灌裝瓶采用二次吹才涉及的問題? PET熱灌裝瓶的生產(chǎn)原理是:PET飲料瓶(一般都采用注塑成瓶坯)→加熱后瓶坯被縱向拉伸→橫向拉伸→吹瓶成型。這一生產(chǎn)過程中的最后成型采用機(jī)械冷定型,故一般PET瓶子在使用中一旦溫度達(dá)到PET玻璃化溫度(78℃)左右時(shí),其分子鏈就會松弛,瓶子產(chǎn)生嚴(yán)重的收縮現(xiàn)象,故這種瓶子只適合冷灌裝飲料。 熱灌裝瓶在上述工藝的拉伸定型過程中,始終處于較高的溫度(140℃左右),PET分子鏈在松弛狀態(tài)下被高溫定型,最后瓶體產(chǎn)生了大量整齊、密集的結(jié)晶,結(jié)晶度可達(dá)30%~45%,使瓶子產(chǎn)生了較高的耐熱性能,并成為具有實(shí)用意義的熱灌裝瓶。一次吹方式。即瓶從瓶坯到成型過程中,只進(jìn)行一次吹塑工藝,方式為模具加熱至100~180℃。當(dāng)瓶坯被拉伸、吹塑至瓶子模具的形狀時(shí),熱定型結(jié)晶過程將持續(xù)數(shù)秒至10多秒,這種方式的特點(diǎn)是:設(shè)備較為簡單,成本較低,且調(diào)換零配件后,可生產(chǎn)普通PET瓶;占地面積較??;由于瓶子會在模具上直接加熱,故熱能消耗較小。缺點(diǎn)是加溫處理溫度較二次吹方式低,結(jié)晶化程度稍低,耐熱性也稍差,耐熱溫度為85℃~90℃;瓶子須經(jīng)加溫處理及冷卻等程序,增加了生產(chǎn)周期的時(shí)間。一次吹方式的生產(chǎn)設(shè)備目前國內(nèi)主要是法國西得樂公司和意大利西帕公司的設(shè)備。 二次吹方式。二次吹方式是先把瓶坯吹至較大的體積(約為瓶容量的兩倍),然后加熱至200℃左右,再讓它縮小,再一次吹塑成最終的瓶子形狀,二次吹的特點(diǎn)是:優(yōu)點(diǎn)為由于加溫處理的溫度較高,結(jié)晶化的比率相應(yīng)提高,耐熱性可達(dá)90℃~95℃;由于加溫處理的工序可獨(dú)立進(jìn)行,因而能達(dá)到較高的生產(chǎn)效率。缺點(diǎn)是機(jī)器體積龐大且復(fù)雜,價(jià)格較高;占地面積較大;能耗較高。二次吹設(shè)備目前國內(nèi)主要由日本的日精ASB機(jī)械株式會社提供。來源:廣東包裝
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