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PET瓶加工创新技术应用

发布时间:2022年04月28日    点击:[0]人次

PET瓶加工创新技术应用

在过去的十年中,PET毫无疑问是包装市场中的耀眼明星。一个又一个的行业都被它的魅力所吸引。含碳饮料和果汁包装早已成为PET包装的领地,现在它又开始向乳品包装进军。即使是在传统上一直使用玻璃瓶的啤酒市场,PET也开始占有一席之地。

多年以来,人们一直认为塑料容器会改变啤酒的味道。但现在的研究表明,PET容器与传统的玻璃容器和马口铁/铝制容器一样,不会改变内装饮料的味道。如果说真有人认为味道被改变了,那只有那些所谓的“敏感的评测者或品尝者”才能分辨出细微的差别和察觉到PET容器的存在。大街上的普通人是尝不出各种包装材料里的饮料有何不同的。

PET包装的发展已到了微调的阶段。改善首先从原材料的生产开始。而原材料生产在过去是适应主要的销售驱动行业——纺织业的需要的。从最后结果来看,全世界每年所生产的3500万吨原材料中有三分之二是被纺织行业消化掉了。在剩下的大约1200万吨中,包装业与饮料瓶业占了绝大部分份额。因此,对于这些行业的生产加工过程要给予更多的关注。

在过去,颗粒原料被用于预成型生产中。预成型过程是制瓶过程的初始阶段,一般在制瓶机内完成。现在,有一家制造商准备直接使用熔融状的塑料原料进行预成型,这样不仅省去了使用颗粒原料的阶段,还能节省成本。这项加工技术目前尚处在研究阶段,现在主要的障碍是如何防止塑料在聚合过程中不被破坏。

另一个焦点是在预成型设备中快速增长的成型腔的数目。出于成本的考虑,这些设备中的喷嘴要尽可能的多一些。未来的趋势是拥有144个成型腔的超级设备。但目前72腔的预成型设备占主流地位,无数的规模更小一些的设备也仍然在运行。不断增长的能源成本使得预成型这个领域成为最有可能降低成本的地方。制瓶商对把PET作为包装材料都十分感兴趣,这种塑料具有一系列优秀的加工和光学性能。目前唯一的不足只是对氧气和二氧化碳的阻隔性不是很好。在饮料瓶领域中,这些性质的作用是十分重要的,消费者与制瓶商也都会重视这些问题。有些应用领域特别受到了阻隔性的困扰:

小容量瓶的相对表面积比较大,因此这种瓶受到的影响也较大。对于容量不足0.6升的PET瓶来说,二氧化碳的含量会迅速地下降。

果汁、乳制品和茶饮料的味道对氧气很敏感,因此PET瓶中的这些饮料味道在比较短的时间内会变淡。啤酒与葡萄酒也会遇到同样的问题。

尽管目前已有许多的解决方案来增强PET的阻隔性能,但是迄今为止没有一种能真正地得到认可。通常,这些方案行不通的原因是成本太高、阻隔性能没有提高多少或者是妨碍了PET瓶的回收。

有种新技术是通过对硅氧烷气体进行等离子处理,然后用生成的二氧化硅对PET瓶进行涂布。这种技术估计可以显著地提高PET瓶的阻隔性能,而能大幅增强PET阻隔性的塑料添加剂目前还处在实验阶段。

与这种新技术相反,等离子脉冲化学蒸气沉积(Plasma Impulse Chemical Vapour Deposition——PICVD)技术早已获得了美国FDA的批准。PICVD技术是在PET容器表面涂布一层厚度极薄的二氧化硅,这种二氧化硅涂层可以显著地增加PET的阻隔性能。

多层复合技术可以在较低的温度下一步完成。这种复合材料具有很好的粘连性,与其他的阻隔方案相比,价格也比较便宜。

澳大利亚的一家公司推出了一种新型吸氧树脂,作为一种涂层,它已于2004年在欧洲首次得到了应用。这种改善的表面层不会产生与基层分离的问题,另外也会保护内装饮料的外观和质量。然而,作为阻隔氧气的一道屏障,它只在一定程度上才能发挥作用,因而不适用于含碳饮料。

一家法国公司推出了基于氢化碳的阻隔方案,甚至适用于高产量的瓶子生产过程。这种阻隔方案不仅可以阻止氧气的进入,还能有效地保持含碳饮料的气泡。具体使用方法是在容器的内壁上涂布一层这种阻隔材料。

一家瑞士公司正在对瓶盖进行研究。在低颈瓶中,该公司把一片铝箔插在瓶颈与颈环之间,以起到封口的作用。这片铝箔上有一小块突出的部分,很方便用手把它撕开。在这个瓶颈的部分,装有一个防漏嘴,可以很容易地倒入内装饮料。该公司早已计划生产大量不同的形式,并且表示可以进一步降低原材料的使用量。全球最大的包装PET生产商目前也正在研究增强PET的光学性能。通过改变其一种聚合物的配方,就可以避免出现通常在壁厚超过4mm处出现的晦暗现象。现在,这家生产商声称即使壁厚达到8mm厚,瓶壁也仍然会如水晶般剔透。

目前紫外线辐射对PET包装材料的影响仍然不是很清楚。这个复杂的因素还没有被足够彻底地研究过。现在已经可以确定的是紫外光线会引发饮料中的复杂化学反应。这种反应会导致一些不利的变化,如色泽、营养价值和口味等。

例如,研究表明柠檬酸和微量元素在紫外线的影响下会变得不稳定。未来的研究会集中在如何吸收波长为370~390nm的光线。目前市场上早已经出现了能阻止370nm以下波长光线的添加剂。然而超过这个波长的光线会对内装产品造成严重的破坏。一家美国化学公司对这项挑战作出了反应,推出了一种可以吸收波长为370nm以上光线的添加剂。

同时,制造技术的研究人员也早已把目光投向了如何进一步降低成本的领域。一家德国公司成功地把一条完整的制瓶(塑料瓶)和包装生产线所需的空间减小了三分之一。这条用于瓶装水的生产线每小时可生产25,000只半升瓶,同时还可对24,000只1.5升瓶进行灌装,然后再进行打包和码垛。

摘自--<包装印刷及加工>

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