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PET啤酒瓶技術開發現狀

2006-08-07 08:54 來源:塑料工業 責編:中華印刷包裝網


   PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)啤酒瓶是PET容器市場高端產品。近年來國際上PET啤酒瓶技術發展迅速,已經進入商業化階段。在啤酒包裝領域已經有小批量的應用。在PET啤酒瓶商業化的開發過程中,研究方向主要是提高PET瓶的阻隔性能和不透光性。目前,在研發過程中,以下幾個方面成就突出。

 
涂層改性技術
   無定形納米碳涂覆技術(ACTIS)是法國HDEL公司開發的,這是一種新的納米碳涂覆技術型高阻隔處理技術。新技術方法要點是使等離子化乙炔,在PET瓶內壁凝聚淀積,形成一層高度氫化的非晶態碳的、均勻的、納米固態微薄薄膜、厚度為20~150nm。采用Actis工藝處理的PET瓶,較普通PET瓶的隔氧性能效果提高30倍,對CO2的阻透性提高7倍多,防乙醛的滲人性提高了6倍。用這種:PET瓶裝啤酒貯存6個月后,碳酸氣損失率僅為6%,比目前啤酒工業標準的10%碳酸氣損失率還低。
 
   該涂層對食品的安全性已通過歐盟安全機構認可,并獲美國FDA批準用于食品包裝。ACTIS工藝處理的:PET、瓶在回收利用上具有很強的優勢。由于涂層材料用量小,且結構類似于聚合物,因此用回收的ACTIS瓶制造的纖維,其物理性能和色澤均無影響。與其他未經表面涂復的原料混合使用,不會影響最終包裝的特性和轉化處理過程。據報道,法國Sidel公司生產的第一批種生產設備.ACTIS20,每小時可處理10000個0.6L的聚酯PET、瓶,設備已銷往美國、日本、澳大利亞、歐盟等國,市場前景十分良好。
 
   氧化硅涂層改性技術,美國COCA—COLA公司與德國埃森大學、德國Krones公司及Leybold系統公司四方合作,開發了提高阻透性的“氧化硅納米處理PET瓶”技術。該技術是在高真空等離子狀態下,采用SiOx作真空物理蒸氣淀積處理,處理層在PET瓶的外部。據報道稱,用此工藝處理的PET瓶可提高阻透性4倍,延長貨架期至少6個月,而且不影響啤酒的氣味。據德國Krones公司稱,該法的處理工藝費用比使用PEN瓶或多層瓶更為經濟實惠。該公司與Leybold公司合作已在德國的一家可口可樂公司的灌裝廠家安裝了一條生產線投入使用。
 
   鉆石型碳涂層改性技術,日本日精ASB公司與日本麒麟啤酒公司、三菱商社及YOUTEC公司通力合作,共同合作開發出鉆石型納米碳涂復工藝(DLC)。該DLC工藝采用高頻真空放電,使離子碳和氫在PET瓶內表面形成厚度為20~40nm、類似鉆石碳結構的精細涂層。該PEAT瓶對氧氣阻透性比普通PET瓶提高20多倍,對CO2的阻透性提高7倍,對水汽的阻透性提高8倍,耐紫外線能力也有較大提高。該納米涂層不僅透明度高,涂層不易龜裂,而且耐酸堿性能好。這幾家公司正在合作開發工業化生產設備,并計劃首先向東南亞市場推廣。
 
   最具有市場潛力的是等離子體納米涂覆技術,它也是現代開發的熱點。等離子體納米表面處理研究起于20世紀末期,它是一種真空干式處理工藝,具有操作簡便、清潔、高效、安全無污染等優點,能滿足環保的要求。等離子體表面處理的涂層厚度為納米級,在使材料界面物理性能得到顯著改善的同時,確保材料基體不會受到不良影響。
 
多層復合阻隔技術
   采用多層復合結構的PET啤酒瓶,內外層使用PET,阻隔層使用EVOH或尼龍,可以達到啤酒包裝要求的180天保質期。由於PET瓶爲一次使用,可以避免啤酒廠回收、清洗、易碎等問題,綜合考慮設備投入、人工等各方面的費用,PET的成本并不高,近幾年來在國內啤酒包裝市場增長很快。珠海中富是國內最大的PET瓶生産廠家,其多層復合PET啤酒包裝已在國內一些啤酒廠使用,部分用於出口啤酒包裝。
 
PET新型共混改性技術
   美國英威達公司開發成功一種氣體阻隔性優良的聚酯樹脂Poly Shield,利用該樹脂生產的單層PET啤酒瓶即可達到符合歐盟啤酒包裝食用安全標準。 Poly Shield是一種具有吸氧性和氣體阻隔性的新型PET共混樹脂,其突破性技術在于使單層PET啤酒瓶極大地提高了對氧氣和二氧化碳氣體的阻隔性,并達到所有啤酒保質期標準。Poly Shield特別優異的吸氧性使其避免了其他類似產品的“空瓶壽命”問題。 
 
   Poly Shield單層啤酒瓶技術可用普通注塑機生產瓶坯,不需要重大額外投資且不會增加生產過程的復雜性,使產品成本大大降低。此技術已在全球數家啤酒生產廠試用。Poly Shield已于今年7月20日得到了歐盟啤酒包裝食用安全相關法律認可,可以直接用于啤酒包裝,此認可包括德國及歐盟其他國家。
 
PET納米復合技術
   國內開展了PET聚合物/層狀硅酸(及無機)鹽納米復合材料的研究,并取得了理論研究和工業化開發的突破性進展,固態化納米前驅體應用于PET啤酒瓶的技術后,可大大降低PET啤酒瓶成本,達到每瓶0.6元。而且加入納米材料的PET啤酒瓶密封性好,可以有效阻隔氧氣、二氧化碳,便于回收。啤酒的保質期可以達到12個月。目前,納米PET啤酒瓶制造項目已在蘭州高新技術開發區立項,并已經投入資金1200萬元。
 
   盡管國際國內PET啤酒瓶研發熱情高漲,新應用新技術的報道接連不斷,可是作為用戶的啤酒企業卻顯得很平靜。主要原因是國內啤酒市場競爭很激烈,產品利潤率下降,因此,啤酒企業對啤酒包裝的成本增加很敏感,哪怕是每瓶啤酒增加一分錢的成本都要反復考慮。
 
   PET啤酒瓶在國內的推廣應用存在著三方面的問題。一是回收環節,目前回收洗瓶需要承受80℃的水溫,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;二是對PET啤酒瓶在生產過程中的可靠性沒有信心,如灌裝問題,PET啤酒瓶的剛性較玻璃瓶差,瓶口容易變形造成漏氣;三是改用PET瓶包裝需要對現有設備進行改造,而當初改用鋁罐完全無需額外的設備投資或改變生產工藝,額外增加的設備投資,這也讓老啤酒企業沒有很大的積極性。
 
   新技術的出現,并不意味著市場已經成熟,根據目前啤酒PET包裝的普遍情況,價格問題是阻礙PET啤酒瓶大范圍推廣的一個重要因素,從消費者的角度看,PET啤酒瓶還不能給最終的消費者帶來直接利益?磥恚琍ET啤酒包裝真正要獲得大面積使用,還有漫長的路要走。 
 

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