| 面對啤酒這一巨大的市場,發達國家的聚酯生產商和啤酒，生產商先后開發了各種提高PET阻隔性的方法。
1 采用等離子體技術在PET瓶表面涂敷氧化硅軟玻璃
圖1 實驗裝置原理圖
PET表面涂氧化硅，技術由日本的大日本印刷公司和東洋油墨公司1996 年開發投入市場。此技術為在PET上涂一層高純度硅氧化物,又稱為鍍陶瓷膜或GT膜,原理,見圖1。通過電子槍蒸鍍技術在PET表面制備氧化硅層(又叫軟玻璃) ,除可獲得極高的阻隔性,而且還具有透明性高、阻隔性不受溫度和濕度的影響、可進行耐微波烘烤和高溫蒸煮等優點。
2000年10月, Krones公司與Coca - Cola制瓶廠合作開發世界上第一臺采用等離子體沉積氧化硅技術(Bestpe工藝)的設備,并投入使用。設備能力為處理20000個瓶/h (1. 5L) ,見
圖2 等離子體制備SiOx涂層瓶的工藝
Fig. 2 Schematic diagram of SiOx coating deposition by PECVD2002年瑞典最大的啤酒廠Spendrup s公司,在獲得衛生許可后,采用Glaskin工藝,在PET瓶內壁涂一層氧化硅( SiOx)生產的500mL PET瓶已用于啤酒包裝。SiOx作為PET瓶的阻隔層,目前已在世界范圍內不少公司得到應用。
2 PET涂無定型碳
法國的Sidel公司開發成功的等離子內表面無定型碳(類金剛石DLC)的涂復技術(ACTIS) ,即用微波使乙炔等離子化并在PET瓶的內表面形成厚度0. 1μm的無定型碳涂層,從而得到高阻隔性的PET瓶,據稱該涂復PET瓶較普通PET瓶對二氧化碳的阻隔性提高7倍、對氧的阻隔性提高30倍[ 7, 9 ] ,甚至有的提高35倍[ 12 ]。用于啤酒包裝時,其儲存期可達4個月以上。而且含無定型碳涂層的PET瓶和普通PET瓶一樣,極易回收利用,環保適應性好[ 13 ] ,是一種制備高阻隔性PET啤酒瓶比較理想的方法。在2000年,中國包裝協會塑料專業委員會濟南年會上, Sidel公司曾在會上介紹了ACTIS技術及其10000只/h的PET瓶處理裝置。
圖3 制備高阻隔PET瓶的生產線表面無定型碳的涂復技術除了用于啤酒包裝外,也可應用于易氧化的茶水等商品的包裝。日本北海道引進ACTIS
生產線,進行340mL綠茶阻隔包裝瓶生產,見圖3。人們發現無定型碳中氫的存在對薄膜的柔韌性有較大的改進。近2年來,世界上又發展了無定型碳阻隔包裝材料,即含氫無定型碳或碳氫化合物涂層,有的文獻又稱為氫化無定型碳( a - C: H) (類金剛石碳薄膜) 。它的化學組成為: C1H0. 25～0. 5 ,含氫較無定型碳中氫高,與氧化硅及其它金屬氧化物涂層相比,這種新的碳氫化合物涂層不但有光學透明性、低磨損、低摩擦、優良的氣體阻隔性;并有非常好的柔韌性,再生收無任何困難,沒有環境污染,而且有更高的力學強度。在PET上涂敷氫化無定型碳制成的啤酒瓶,可使啤酒保鮮期超過6個月,達到與玻璃瓶一樣的效果,且成本
低于玻璃瓶。除此之外,有關資料還報道了日本PET瓶生產設備廠家
日精ASB和等離子涂復設備生廠家(株) 以及三菱商事塑料公司合作,開發成功與ACTIS相似的DLC制備技術 。經該技術處理的PET瓶的氣體阻隔性,較未涂復的PET瓶提高10倍;日精ASB公司還在小試的基礎上,采用DLC涂復裝置與PET拉伸吹塑機PFS - 4B設備配套,實現了由瓶坯到拉伸吹塑以至表面處理的連續生產線,解決在PET瓶高阻隔化的領域中,多層吹塑技術將面臨表面涂布技術的嚴峻挑戰。
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