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PET啤酒瓶技术的开发现状

时间:2022-04-28 来源网站:台州化工机械网

PET啤酒瓶技术的开发现状

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 CO2 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 20m~40mm、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 CO2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 CO2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 l 生使用成本又太高;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。

信息来源:华夏酒报

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