聚酯啤酒瓶探究进展及应用前景

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1、聚酯啤酒瓶探究进展及应用前景中图分类号：TQ32文献标识码：A摘要：在包装工业日益完善的今天，仍然有一些食品包装不够完美，成为人们关注的焦点，啤酒包装就是其中的一种。长期以来，玻璃瓶一直都是啤酒包装的主要包装材料,但是玻璃瓶啤酒包装存在着很多不足，如易碎、瓶子过重、生产过程耗能高等，这就需要我们采用一种新的材料来制作啤酒瓶。目前，国际上正在兴起聚酯啤酒瓶。综述了聚酯啤酒瓶的发展历程，发展瓶颈，提高聚酯啤酒瓶阻隔性的方法,聚酯啤酒瓶开发中存在的问题等，并对聚酯啤酒瓶的发展前景进行了预测。关键词：聚酯啤酒瓶；PEN瓶；PET瓶；阻隔性引言啤酒中因含二氧化碳含量非常高，

2、所以啤酒对于包装材料有非常高的要求，尤其是在包装器皿的耐氧化和屏障性方面，因为抗氧化性和二氧化碳的含量直接影响着啤酒的质量，所以啤酒对包装器皿的耐氧化和屏障性要求非常高。长期以来，玻璃瓶一直是啤酒的主导包装材料，玻璃瓶啤酒的包装约占全部啤酒包装的85%以上，玻璃啤酒瓶的年消费量达5000亿只左右，其中新瓶的消费量约占22%左右⑴,剩下的是回收瓶。但是玻璃瓶具有容易破碎、密度较大、质量较重、生产过程消耗的能量较高、容易发生酒瓶爆炸等缺点，所以，近年来玻璃瓶在啤酒包装中的主导地位被慢慢的动摇。同时，聚酯塑料瓶具有外观质感优美、商品装潢方便、能很大程度上减少爆瓶的发生等

3、优点，能够提高消费者的购买欲望，所以说聚酯塑料瓶具有许多玻璃瓶所没有的优点。因此，塑料啤酒瓶在很大程度上将成为未来啤酒酒包装的主导产品，啤酒界人士和广大消费者都十分希望啤酒也能够像软饮料那样实现塑料化包装［2］。1聚酯啤酒瓶的发展20世纪60年代，美国杜邦公司研发出了包装用瓶级聚酯，成功制造出了第一代聚酯包装瓶，并成功应用到可口可乐的包装中，这一事件具有里程碑式的重要意义。随后，随着聚酯包装瓶的进一步发展，极大的促进了碳酸饮料、果汁、茶、矿泉水等的发展，渐渐的在塑料饮料行业一统天下。但是，聚酯瓶在啤酒包装中的发展却十分缓慢，甚至困难重重。究其原因是：啤酒的货架期通

4、常达到120日甚至6个月，由于啤酒对光和氧极端敏感，所以要求啤酒在销售过程中氧的渗透性极低，一般氧的渗透性＜10-6g,此外还要求CO2的损失率「1%,但是这些要求都远远超过了单纯的聚酯塑料瓶的阻透性［3］;而且，很多啤酒厂对啤酒采用先罐装后巴氏灭菌法消毒(75°C,15min),要求瓶子能耐峰值温度2989,这也远远超过了聚酯瓶的玻璃化温度；此外，啤酒瓶在回收使用的过程中还有经受5°C-80°C碱液清洗而不发生热收缩,再加上聚酯瓶易划伤、具有“残香”等问题，不宜回收反复使用，这些因素都制约了聚酯瓶在啤酒包装中的发展。目前企业所试用的聚酯啤酒瓶有两种，即聚对苯二甲

5、酸乙二酯(PET)瓶和聚蔡二甲酸乙二酯(PEN)瓶。2提高聚酯啤酒瓶的阻隔性能的方法制约聚酯啤酒瓶发展的最大因素就是阻隔性能较玻璃瓶低，为此必须设法提高聚酯啤酒瓶的阻隔性能。目前提高聚酯啤酒瓶阻隔性的方法主要有以下几种：表面涂层法、共混或共聚、氧清除剂、多层复合、纳米技术。2.1表面涂层技术2.1.1等离子体涂覆技术聚酯啤酒瓶的涂覆方法有很多种，其中最具有市场潜力的是等离子体涂覆技术。等离子体涂覆是一种干式处理工艺，处理深度为纳米级,在改善材料界面物理性能的同时，又不会影响材料本身。目前的等离子体涂覆技术主要有以下几种(1)钻石型碳涂层(DLC)DLC是由日本日精

6、ASB、三菱商事、Youtec及日本Kirin啤酒公司联合开发出的新型钻石型碳处理工艺。该工艺使用高频电流真空放电使离子碳和氢成为第四态“'等离子体”,然后在瓶子内表面凝固形成厚度为20〜40nm的类似钻石碳结构精细涂层。使用DLC涂层的聚酯瓶大大提高了对氧气的阻透性、对二氧化碳及对水的阻透性。[4](2)无定形碳涂层无定形碳处理技术(Actis)与DLC技术类似，是利用等离子化乙烘在瓶子内壁凝聚，从而形成成一层高度氢化的非晶态碳的均匀固体膜，此固体模的厚度约为20—150nmo进过Actis工艺处理过的PET瓶的阻氧性能提高了30倍，阻CO2性能提高了7倍，此外

7、提高了防乙醛的渗透性。此种瓶装的啤酒在经历6个月左右的时间后，碳酸气的损失率仅为5%左右。[4-6](3)阻隔性硅胶涂层阻隔性硅胶涂层是一种新型的用来提高阻透性而使用的硅处理PET技术。该阻隔性硅胶涂层技术是在高真空等离子状态下，在瓶子的外部，利用SiOx，作物理蒸气沉淀处理。此工艺处理的瓶子可提高阻透性2—4倍，而且不损害啤酒的口感和气味。此外还有另外一种阻隔性硅胶涂层技术。该技术是在PET瓶内壁等离子涂覆一层厚度约为0.1-0.2pm的玻璃状SiOx涂层，作为阻透涂层。此工艺处理的瓶子灌装啤酒或果汁，货架期可延长到5~11个月。更为先进的一种新的等离子体涂覆技

8、术是利用气