用表面涂層法有效提高PET瓶阻隔性
聚酯(PET)是飲料包裝領(lǐng)域的主要原材料之一,具有透明性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、阻隔性相對(duì)較好、質(zhì)輕價(jià)廉和可回收利用等多種優(yōu)點(diǎn),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(gè)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。
表面涂層法是采用各種高阻透涂料和各種涂覆技術(shù),在PET瓶的內(nèi)外表面形成很薄的阻透層,隔絕氣體的進(jìn)出,達(dá)到啤酒保鮮及延長(zhǎng)貨架期的目的。
等離子體涂覆技術(shù)
各種涂覆方法中最具有市場(chǎng)潛力的開發(fā)熱點(diǎn)是等離子體涂覆技術(shù)。等離子體表面外理技術(shù)興起于20世紀(jì)60年代,是一種干式處理工藝,具有操作簡(jiǎn)便、清潔、高效、安全無污染等優(yōu)點(diǎn),能滿足環(huán)保的要求,等離子體表面處理的深度為納米級(jí),在使材料界面物理性能得到顯著改善的同時(shí),材料本體不會(huì)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?xì)湓谄孔觾?nèi)表面相形成厚度為20-40nm的類似鉆石碳結(jié)構(gòu)精細(xì)涂層。該材料對(duì)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(chǎn)設(shè)備,并計(jì)劃首先向中國(guó)市場(chǎng)推廣。
無定形碳涂層
無守形碳處理技術(shù)(Actis)是法國(guó)Sidel公司開發(fā)的阻隔處理技術(shù)。該技術(shù)與DLC技術(shù)類似,等離子化乙炔在瓶子內(nèi)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(duì)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(gè)月后,碳酸氣損失北海僅為6%,比目前啤酒工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的10%碳酸氣損失率還低。該涂層對(duì)食品的安全性已通過歐共體機(jī)構(gòu)認(rèn)可,并獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于食品包裝。該工藝處理的PET瓶在回收利用上具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。由于涂層材料用量小,且結(jié)構(gòu)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(jīng)涂層處理的原料混合使用不影響轉(zhuǎn)化處理過程或最終包裝的特性。Sidel公司生產(chǎn)的第一種商用設(shè)備Actis20,每小時(shí)可處理1萬個(gè)0.6l的PET瓶,設(shè)備已銷往美國(guó)、日本、澳大利亞、葡萄牙等國(guó)。
阻隔性硅膠涂層
可口可樂公司與德國(guó)埃森大學(xué)、德國(guó)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(shù)。該技術(shù)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(zhǎng)貨架期至少6個(gè)月,而且不影響啤酒的氣味。據(jù)Krones公司稱,該法的處理工藝費(fèi)用比使用PEN瓶或多層瓶更經(jīng)濟(jì)。該公司與Leybold公司合作已在德國(guó)的一家可口可樂公司的灌裝廠安裝了一條生產(chǎn)線。瑞士TetraPak包裝公司開發(fā)了一種在PET瓶?jī)?nèi)壁等離子涂覆SiOx涂層的技術(shù),該工藝可在瓶?jī)?nèi)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(yīng)用。