pet啤酒瓶的提高阻隔性主要方法
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解决时间 2021-03-25 00:42
- 提问者网友：骑士
- 2021-03-24 19:37
pet啤酒瓶的提高阻隔性主要方法
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- 五星知识达人网友：山有枢
- 2021-03-24 21:03
提高PET瓶阻隔性能方面，主要有以下几种技术：表面涂层技术，共混或共聚，氧清除剂，多层复合，纳米技术。 表面涂层技术是在P E T 单层瓶子上涂上一层高阻隔材料，利用该材料优异的阻隔性能，达到阻止O2的渗入和CO2的损失。根据阻隔材料、涂层的位置以及采用的方法，可分为以下几种。
⒈1 高阻隔氧化硅
利用Glaskin[7-8]方法，把SiOx涂到注射拉伸吹塑的PET 瓶子内表面。SiOx涂层具有透明、耐水、可蒸馏等优点，同时具备优良的阻隔性能，甚至达到与玻璃相当的水平。测试表明，采用该技术可使啤酒的储存期达到4 ~ 1 2 个月，满足啤酒的储存期要求（美国1 2 0 d ，欧洲1 8 0 d）。S i Ox的缺点是弯曲量小和抗破裂能力差，成本较高。已有不少公司[4，9-12]应用SiOx作为PET瓶的阻隔层。
⒈2 无定型碳沉积技术
无定型碳沉积技术Act is（Amo rpho us c arbon t re atme nt o n in te rn al s ur fa ce）由法国的S i d e l 公司开发，使用等离子增强化学蒸气沉积法（PECVD），在PET 瓶的内壁喷涂一层无定型碳。Act is 涂层为琥珀色透明，厚度为1×10- 7 m，该技术可以大大提高阻隔性能，对C O 2的阻隔提高7 倍，O2的阻隔提高3 0 倍 ，甚至有的提高35 倍。此外，使用化学蒸气沉积（CVD）技术在P E T 瓶内壁沉积一层硬质碳素层（DLC），可使PET 瓶对O2的阻隔性能提高10 倍，同时，该涂层不受酸或碱的影响，颜色为浅棕色。
⒈3 环氧胺
PPG Indus t ries 的产品Bai rocade 是一种环氧胺。液态的环氧胺被喷到P E T 瓶的外壁，然后用红外光烤炉进行固化。与其他阻隔涂层比较， 环氧胺具有对温度和湿度更好的稳定性，同时，该涂层还可以承受巴氏杀菌消毒。PPG 公司的测试表明，Ba i ro c a d e 对O2的阻隔提高1 2倍，啤酒的储存期为3 个月以上。
⒈4 其他
包括Te t r a Pa k 公司的Se a l i c a 技术、DowCh emi ca l 的Blox 涂层以及有机物- 无机物混合涂层等。 共混或共聚是一种性能与成本折中的方法。利用具有优良阻隔性能的树脂与P E T 进行共混或共聚，达到提高阻隔性能的目的。从技术上说，它们比多层复合共挤出工艺更简单，成本更低。目前，用于此种方法的树脂有MXD6（PA）、LCP 和PEN[5-6，15-18]。MXD6 的阻隔性能是PET 的19~20 倍，由于它与PET 具有相近的加工工艺条件，因而更容易与P E T 共混，其缺点是随着MXD 6 含量的增加，瓶子的透明度会降低[ 2 ，19 ]。Nanocor 公司[ 4 ]利用其研制的纳米黏土对M X D 6 进行改性，所得的材料M 9 比MXD6 对CO2和O2的阻隔性能分别提高了5 0%和75%。LCP 对O2阻隔性为PET 的2 00 倍，并且不容易受湿度的影响，由于LCP 与PE T 的成型条件不同，所以在注射拉伸吹塑中存在一定困难，并且所成型的瓶子不透明。
PEN 具有与P ET 相似的结构，只是由于萘环比苯环具有更好的刚性，使P EN 具有比P E T更突出的性能，如高的拉伸强度和模量以及低的收缩性等，同时可以防紫外线和保持透明度等。PEN 对O2的阻隔性能为PET 的4 倍，对CO2的阻隔性能为PET 的5 倍，其玻璃化温度为120 ℃。但由于价格原因（约为PET 的6 倍），限制了它的应用。 目前，约7 0% 的阻隔PET 瓶属于多层复合瓶 ，一般为3 层、5 层或7 层。多层复合技术在利用材料优异阻隔性能的同时可尽量减小其本身的不足之处，比如EVOH，对水十分敏感。干燥的EVOH 玻璃化温度为70 ℃，水分含量为8% 时，玻璃化温度低于室温 ，这是因为水会对EVOH 产生塑化作用。
用于PET 多层复合瓶的材料一般有MXD6 、EVOH、热塑性环氧树脂和氧清除剂等。例如，以MXD 6 为阻隔层的3 层瓶可用于热灌装食品和啤酒的包装，PET/EVOH/PET 3 层结构可以使啤酒的储存期延长到12 周，含4.5%LCP的PET/LCP 瓶可使对O2的阻隔降低70%。 在国际上开发出的pet啤酒瓶品种多、功能各异。美国开发有硬质碳膜涂层pet啤酒容器，pet瓶身原料为碳化氢，膜成分中有60%-90%的非结晶碳元素，10%~40%为氢元素，膜厚200-400a，其阻隔能力提高10倍以上，材料弹性灵活，拉伸时膜不会破损。硬质碳膜可吸收微臭和阻隔香味，化学稳定性优，耐酸耐碱，耐高温（300℃），透明空高，使用安全，符合美国fda安全标准。
美国开发用真空等离子增强化学气相沉积法技术将类金刚石碳素（dlc）镀覆在pet塑料瓶内表面，起啤酒与瓶间的阻隔层效果，提高pet气体沮隔性5-10倍。镀覆dlc膜的pet瓶异味小，对啤酒香气吸附小，可回收重新灌装啤酒。
美国schmalbachlubeca公司生产pet/n/pet3层啤酒瓶，瓶盖是日本growncork公司的附pk拉环铝质王冠盖，盖重仅25g，能保持啤酒货架寿命6个月。还开发pet/evoh/pet 3层结构啤酒瓶及以除氧材料作为屏蔽层的3层结构的pet啤酒瓶，符合环保要求，均可回收再利用。
美国miller公司开发出聚酰胺屏蔽层5层结构（pet/屏蔽层/pet/屏蔽层/pet）的pet啤酒瓶，采用2层塑料树脂，即pet与屏蔽性树脂材料制成，芯层pet与屏蔽性树脂材料制成，芯层pet可采用消费后回收再利用的材料。制瓶采用cpt专利技术，该瓶采用巴氏杀菌，不会变形、破裂与软化，物理性能及强度稳定，啤酒货架期超过4个月，基本上与玻璃瓶、金属罐包装啤酒的货架期相同。 目前中国市场上可以见到的pet包装啤酒品牌主要有1、三得利MⅨ啤酒，属于果味啤酒系列，包装鲜艳，有蜜桃等三种味道；2、比利时麦氏啤酒，该啤酒沿袭比利时Martens风味，口味醇厚；3、银狮啤酒，该啤酒秉承美式精酿理念，用PET瓶包装纯生啤酒，口感新鲜纯正；4、蓝贝啤酒，与蓝带中国整合后，推出pet瓶，口感较重，杀口力强；
⒈1 高阻隔氧化硅
利用Glaskin[7-8]方法，把SiOx涂到注射拉伸吹塑的PET 瓶子内表面。SiOx涂层具有透明、耐水、可蒸馏等优点，同时具备优良的阻隔性能，甚至达到与玻璃相当的水平。测试表明，采用该技术可使啤酒的储存期达到4 ~ 1 2 个月，满足啤酒的储存期要求（美国1 2 0 d ，欧洲1 8 0 d）。S i Ox的缺点是弯曲量小和抗破裂能力差，成本较高。已有不少公司[4，9-12]应用SiOx作为PET瓶的阻隔层。
⒈2 无定型碳沉积技术
无定型碳沉积技术Act is（Amo rpho us c arbon t re atme nt o n in te rn al s ur fa ce）由法国的S i d e l 公司开发，使用等离子增强化学蒸气沉积法（PECVD），在PET 瓶的内壁喷涂一层无定型碳。Act is 涂层为琥珀色透明，厚度为1×10- 7 m，该技术可以大大提高阻隔性能，对C O 2的阻隔提高7 倍，O2的阻隔提高3 0 倍 ，甚至有的提高35 倍。此外，使用化学蒸气沉积（CVD）技术在P E T 瓶内壁沉积一层硬质碳素层（DLC），可使PET 瓶对O2的阻隔性能提高10 倍，同时，该涂层不受酸或碱的影响，颜色为浅棕色。
⒈3 环氧胺
PPG Indus t ries 的产品Bai rocade 是一种环氧胺。液态的环氧胺被喷到P E T 瓶的外壁，然后用红外光烤炉进行固化。与其他阻隔涂层比较， 环氧胺具有对温度和湿度更好的稳定性，同时，该涂层还可以承受巴氏杀菌消毒。PPG 公司的测试表明，Ba i ro c a d e 对O2的阻隔提高1 2倍，啤酒的储存期为3 个月以上。
⒈4 其他
包括Te t r a Pa k 公司的Se a l i c a 技术、DowCh emi ca l 的Blox 涂层以及有机物- 无机物混合涂层等。 共混或共聚是一种性能与成本折中的方法。利用具有优良阻隔性能的树脂与P E T 进行共混或共聚，达到提高阻隔性能的目的。从技术上说，它们比多层复合共挤出工艺更简单，成本更低。目前，用于此种方法的树脂有MXD6（PA）、LCP 和PEN[5-6，15-18]。MXD6 的阻隔性能是PET 的19~20 倍，由于它与PET 具有相近的加工工艺条件，因而更容易与P E T 共混，其缺点是随着MXD 6 含量的增加，瓶子的透明度会降低[ 2 ，19 ]。Nanocor 公司[ 4 ]利用其研制的纳米黏土对M X D 6 进行改性，所得的材料M 9 比MXD6 对CO2和O2的阻隔性能分别提高了5 0%和75%。LCP 对O2阻隔性为PET 的2 00 倍，并且不容易受湿度的影响，由于LCP 与PE T 的成型条件不同，所以在注射拉伸吹塑中存在一定困难，并且所成型的瓶子不透明。
PEN 具有与P ET 相似的结构，只是由于萘环比苯环具有更好的刚性，使P EN 具有比P E T更突出的性能，如高的拉伸强度和模量以及低的收缩性等，同时可以防紫外线和保持透明度等。PEN 对O2的阻隔性能为PET 的4 倍，对CO2的阻隔性能为PET 的5 倍，其玻璃化温度为120 ℃。但由于价格原因（约为PET 的6 倍），限制了它的应用。 目前，约7 0% 的阻隔PET 瓶属于多层复合瓶 ，一般为3 层、5 层或7 层。多层复合技术在利用材料优异阻隔性能的同时可尽量减小其本身的不足之处，比如EVOH，对水十分敏感。干燥的EVOH 玻璃化温度为70 ℃，水分含量为8% 时，玻璃化温度低于室温 ，这是因为水会对EVOH 产生塑化作用。
用于PET 多层复合瓶的材料一般有MXD6 、EVOH、热塑性环氧树脂和氧清除剂等。例如，以MXD 6 为阻隔层的3 层瓶可用于热灌装食品和啤酒的包装，PET/EVOH/PET 3 层结构可以使啤酒的储存期延长到12 周，含4.5%LCP的PET/LCP 瓶可使对O2的阻隔降低70%。 在国际上开发出的pet啤酒瓶品种多、功能各异。美国开发有硬质碳膜涂层pet啤酒容器，pet瓶身原料为碳化氢，膜成分中有60%-90%的非结晶碳元素，10%~40%为氢元素，膜厚200-400a，其阻隔能力提高10倍以上，材料弹性灵活，拉伸时膜不会破损。硬质碳膜可吸收微臭和阻隔香味，化学稳定性优，耐酸耐碱，耐高温（300℃），透明空高，使用安全，符合美国fda安全标准。
美国开发用真空等离子增强化学气相沉积法技术将类金刚石碳素（dlc）镀覆在pet塑料瓶内表面，起啤酒与瓶间的阻隔层效果，提高pet气体沮隔性5-10倍。镀覆dlc膜的pet瓶异味小，对啤酒香气吸附小，可回收重新灌装啤酒。
美国schmalbachlubeca公司生产pet/n/pet3层啤酒瓶，瓶盖是日本growncork公司的附pk拉环铝质王冠盖，盖重仅25g，能保持啤酒货架寿命6个月。还开发pet/evoh/pet 3层结构啤酒瓶及以除氧材料作为屏蔽层的3层结构的pet啤酒瓶，符合环保要求，均可回收再利用。
美国miller公司开发出聚酰胺屏蔽层5层结构（pet/屏蔽层/pet/屏蔽层/pet）的pet啤酒瓶，采用2层塑料树脂，即pet与屏蔽性树脂材料制成，芯层pet与屏蔽性树脂材料制成，芯层pet可采用消费后回收再利用的材料。制瓶采用cpt专利技术，该瓶采用巴氏杀菌，不会变形、破裂与软化，物理性能及强度稳定，啤酒货架期超过4个月，基本上与玻璃瓶、金属罐包装啤酒的货架期相同。 目前中国市场上可以见到的pet包装啤酒品牌主要有1、三得利MⅨ啤酒，属于果味啤酒系列，包装鲜艳，有蜜桃等三种味道；2、比利时麦氏啤酒，该啤酒沿袭比利时Martens风味，口味醇厚；3、银狮啤酒，该啤酒秉承美式精酿理念，用PET瓶包装纯生啤酒，口感新鲜纯正；4、蓝贝啤酒，与蓝带中国整合后，推出pet瓶，口感较重，杀口力强；
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