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PET啤酒瓶技术的开发

2021年07月06日 合肥机械设备网

PET啤酒瓶技术的开发

PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)啤酒瓶是PET容器市场高端产品。近年来,国际上PET啤酒瓶技术发展迅速,已经进入商业化阶段,在啤酒包装领域已经有小批量的应用。在PET啤酒瓶商业化的开发过程中,研究方向主要是提高PET瓶的阻隔性能和不透光性。目前,在研发过程中,以下几个方面成就较突出。

涂层改性技术

无定形纳米碳涂覆技术(ACTIS):是法国HDEL公司开发的,这是一种新的纳米碳涂覆技术型高阻隔处理技术。新技术方法要点是使等离子化乙炔,在PET瓶内壁凝聚淀积,形成一层高度氢化的非晶态碳的、均匀的纳米固态微薄薄膜,厚度为20nm~150nm。采用ACTIS工艺处理的PET瓶,较普通PET瓶的隔氧性能效果提高30倍,对CO

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的阻透性提高7倍多,防乙醛的渗入性提高了6倍。用这种PET瓶装啤酒贮存6个月后,碳酸气损失率仅为6%%,比目前啤酒工业标准的10%%碳酸气损失率还低。

该涂层对食品的安全性已通过欧盟安全机构认可,并获美国FDA批准用于食品包装。用ACTIS工艺处理的PET瓶在回收利用上具有很强的优势,由于涂层材料用量少,且结构类似于聚合物,因此,用回收的AC-TIS瓶制造的纤维,其物理性能和色泽均无影响。与其他未经表面涂覆的原料混合使用,不会影响最终包装的特性和转化处理过程。据报道,法国Sidel公司生产的第一批种生产设备ACTIS20,每小时可处理10000个0.6L的聚酯PET瓶,设备已销往美国、日本、澳大利亚、欧盟等国。

氧化硅涂层改性技术:美国COCA—COLA公司与德国埃森大学、德国Krones公司及Ley-bold系统公司四方合作,开发了提高阻透性的“氧化硅纳米处理PET瓶”技术。据报道称,用此工艺处理的PET瓶可提高阻透性4倍,延长货架期至少6个月,而且不影响啤酒的气味。据德国Krones公司称,该法的处理工艺费用比使用PEN瓶或多层瓶更为经济实惠。

钻石型碳涂层改性技术:日本日精ASB公司与日本麒麟啤酒公司、三菱商社及YOUTEC公司通力合作,共同合作开发出钻石型纳米碳涂覆工艺(DLC)。该DLC工艺采用高频真空放电,使离子碳和氢在PET瓶内表面形成厚度为20nm~40nm、类似钻石碳结构的精细涂层。该PET瓶对氧气阻透性比普通PET瓶提高20多倍,对CO

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的阻透性提高7倍,对水汽的阻透性提高8倍,耐紫外线能力也有较大提高。该纳米涂层不仅透明度高,涂层不易龟裂,而且耐酸碱性能好。这几家公司正在合作开发工业化生产设备,并计划首先向东南亚市场推广。

最具有市场潜力的是等离子体纳米涂覆技术,它也是现代开发的热点。等离子体纳米表面处理研究起于20世纪末期,它是一种真空式处理工艺,具有操作简便、清洁、高效、安全无污染等优点,能满足环保的要求。等离子体表面处理的涂层厚度为纳米级,在使材料界面物理性能得到显著改善的同时,确保材料基体不会受到不良影响。多层复合阻隔技术

采用多层复合结构的PET啤酒瓶,内外层使用PET,阻隔层使用EVOH或尼龙,可以达到啤酒包装要求的180天保质期。由于PET瓶为一次性使用,可以避免啤酒厂回收、清洗、易碎等问题,综合考虑设备投入、人工等各方面的费用,PET的成本并不高,近几年,在国内啤酒包装市场增长很快。珠海中富是国内最大的PET瓶生产厂家,其多层复合PET啤酒包装已在国内一些啤酒厂使用,部分用于出口啤酒包装。PET新型共混改性技术

美国英威达公司开发成功一种气体阻隔性优良的聚酯树脂Poly Shield,利用该树脂生产的单层PET啤酒瓶即可达到符合欧盟啤酒包装食用安全标准。Poly Shield是一种具有吸氧性和气体阻隔性的新型PET共混树脂,其突破性技术在于使单层PET啤酒瓶极大地提高了对氧气和CO

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气体的阻隔性,并达到所有啤酒保质期标准。Poly Shield特别优异的吸氧性使其避免了其他类似产品的“空瓶寿命”问题。

Poly Shield单层啤酒瓶技术可用普通注塑机生产瓶坯,不需要重大额外投资且不会增加生产过程的复杂性,使产品成本大大降低。此技术已在全球数家啤酒生产厂试用。Poly Shield已得到了欧盟啤酒包装食用安全相关法律认可,可以直接用于啤酒包装,此认可包括德国及欧盟其他国家。PET纳米复合技术

目前,国内已开展了PET聚合物/层状硅酸(及无机)盐纳米复合材料的研究,并取得了理论研究和工业化开发的突破性进展,固态化纳米前驱体应用于PET啤酒瓶的技术后,可大大降低PET啤酒瓶成本,达到每瓶0.6元。而且加入纳米材料的PET啤酒瓶密封性好,可以有效阻隔氧气、二氧化碳,便于回收。啤酒的保质期可以达到12个月。目前,纳米PET啤酒瓶制造项目已在兰州高新技术开发区立项,并已经投入资金1200万元。

尽管国际国内PET啤酒瓶研发热情高涨,新应用新技术的报道接连不断,可是作为用户的啤酒企业却显得很平静。主要原因是国内啤酒市场竞争很激烈,产品利润率下降,因此,啤酒企业对啤酒包装的成本增加很敏感,哪怕是每瓶啤酒增加一分钱的成本都要反复考虑。

PET啤酒瓶在国内的推广应用存在着三方面的问题:一是回收环节,目前回收洗瓶需要承受80℃的水温,而PET啤酒瓶只能承受60℃左右,若不回收,一次性使用成本又太高;二是对PET啤酒瓶在生产过程中的可靠性没有信心,如灌装问题,PET啤酒瓶的刚性较玻璃瓶差,瓶口容易变形造成漏气;三是改用PET瓶包装需要对现有设备进行改造,而当初改用铝罐完全无需额外的设备投资或改变生产工艺,额外增加的设备投资,这也让老啤酒企业没有很大的积极性。

新技术的出现,并不意味着市场已经成熟,根据目前啤酒PET包装的普遍情况,价格问题是阻碍PET啤酒瓶大范围推广的一个重要因素,从消费者的角度看,PET啤酒瓶还不能给最终的消费者带来直接利益。看来,PET啤酒包装真正要获得大面积使用,还有漫长的路要走。

转载自【塑工】

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