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利用多层阻隔技术释放PET包装的潜力
来源:中国德富塑料网
时间: 2017-08-08
专题: 展会

中国德富塑料网讯:自包装行业采用PET的早期,人们就已认识到这种材料的优异性能,它能在许多食品、饮料、家居和个人护理产品中取代玻璃和铝质包装。除了具有容纳和分配产品以及向消费者传递营销信息的作用以外,包装还必须为其内容物提供必要的保护,比如至少在计划的保质期内。一些简单的应用例子包括防止碳酸饮料所含的二氧化碳逸出,防止氧气接触敏感的果汁和酱汁产品,以及限制乳制品暴露于光照(包括可见光、紫外线或红外线)下。虽然PET比许多其他包装聚合物有着更好的阻隔性,但它仍然是可透气的,并且包装的内容物会与环境之间发生一定程度的气体交换,这通常成为限制产品保质期的因素。

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扩展PET包装的阻隔性能有多种方法,最终选择哪种技术将取决于多个因素。这些因素包括阻隔性能所需改善的程度、保持生产灵活性的需要、物流链的局限,当然还有生产的总成本。改进传统PET包装的阻隔性能最简单的解决方案是在注塑系统的挤出机上将PET与一种市售的阻隔材料混合。混合产物的耐透气性(被动阻隔)得到改善,甚至可以主动捕获聚合物基质中的氧分子(活性氧清除剂)。这种方法除了聚合物计量和混合助剂之外,不需要任何设备更换,这在某些情况下或许是一种适当的解决方案。但最简单的解决方案往往也会有严重的局限性,甚至会带来害处。阻隔性改善因子与添加到混合物中的阻隔材料的量成正比。随着添加剂水平的增加,PET瓶的清晰度和透明度通常会下降,这就限制了在保持需要的包装外观的情况下所能达到的改善程度。更为重要的是,与多层包装相比,混合方案会增加阻隔材料的成本,并且对可回收性有着潜在的影响。

给瓶子涂层是改善单层PET包装耐气体渗透能力的另一个可选择的方案。在瓶子内表面涂一薄层玻璃状涂层可以形成高效的防气体渗透被动阻隔。可在吹塑工序之后的等离子处理时进行涂层。氧化硅涂层清澈透明,而无定形碳涂层则会给透明的包装增加浅黄的颜色。这种涂层的效果可能受到瓶子变形的限制,会破坏瓶子的完整性,使阻隔性改善的净效果下降。相比之下,多层共注塑阻隔解决方案则提供了更大的包装设计自由度,因为这样一来包装变形程度对阻隔性能就不那么重要,甚至是无关紧要。这样还可以加入活性氧清除剂材料,防止氧气进入,以降低顶部空间中的氧含量。在有应用需要时,还可以创造出能够提供光阻隔的多层结构。

在操作层面上,由于耗材成本低,因此涂层方案具有吸引力。同时,由于等离子涂层系统是吹瓶和灌装之间额外增加的工艺步骤,对瓶胚注塑厂商而言,要供应多个吹瓶生产点成为了一项挑战。系统供应商的选择,除其他因素外,还要考虑所选涂层的类型。阻隔涂层的质量控制是通过监测工艺参数完成的。氧化硅涂层本身只能使用实验室级仪器,如扫描电子显微镜来检测。多层瓶胚中的阻隔层分布的质量可以通过非破坏性和破坏性的检查手段来确认。

多层瓶胚是通过顺序注塑或同时共注塑工艺而实现的。用上述两种工艺得到的瓶胚都包含一个独特的阻隔材料层,夹在PET的内层和外层之间。尽管在食品和饮料行业中通常会批准使用阻隔材料,然而另一个好处是,只有PET能与内容物直接接触。注塑之后的吹瓶和灌装步骤不需要改变现有的生产线,这就意味着在需要时,生产商能够保持灵活性,通过运作一家中央注塑设备工厂来供应多个吹瓶和罐装地点的需求。