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面對(duì)啤酒這一巨大的市場(chǎng),發(fā)達(dá)國(guó)家的聚酯生產(chǎn)商和啤酒，生產(chǎn)商先后開(kāi)發(fā)了各種提高PET阻隔性的方法。
1 采用等離子體技術(shù)在表面涂敷氧化硅軟玻璃
圖1 實(shí)驗(yàn)裝置原理圖
PET表面涂氧化硅，技術(shù)由日本的大日本印刷公司和東洋油墨公司1996年開(kāi)發(fā)投入市場(chǎng)。此技術(shù)為在PET上涂一層高純度硅氧化物,又稱(chēng)為鍍陶瓷膜或GT膜,原理,見(jiàn)圖1。通過(guò)電子槍蒸鍍技術(shù)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(jìn)行耐微波烘烤和高溫蒸煮等優(yōu)點(diǎn)。
2000年10月,Krones公司與Coca - Cola制瓶廠合作開(kāi)發(fā)世界上第一臺(tái)采用等離子體沉積氧化硅技術(shù)(Bestpe工藝)的設(shè)備,并投入使用。設(shè)備能力為處理20000個(gè)瓶/h (1.5L),見(jiàn)
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(wèi)生許可后,采用Glaskin工藝,在PET瓶?jī)?nèi)壁涂一層氧化硅( SiOx)生產(chǎn)的500mL已用于啤酒包裝。SiOx作為的阻隔層,目前已在世界范圍內(nèi)不少公司得到應(yīng)用。
2 PET涂無(wú)定型碳
法國(guó)的Sidel公司開(kāi)發(fā)成功的等離子內(nèi)表面無(wú)定型碳(類(lèi)金剛石DLC)的涂復(fù)技術(shù)(ACTIS),組培瓶即用微波使乙炔等離子化并在PET瓶的內(nèi)表面形成厚度0.1μm的無(wú)定型碳涂層,從而得到高阻隔性的,據(jù)稱(chēng)該涂復(fù)較普通對(duì)二氧化碳的阻隔性提高7倍、對(duì)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(shí),其儲(chǔ)存期可達(dá)4個(gè)月以上。而且含無(wú)定型碳涂層的和普通一樣,極易回收利用,環(huán)保適應(yīng)性好[ 13 ],是一種制備高阻隔性PET啤比較理想的方法。在2000年,中國(guó)包裝協(xié)會(huì)塑料專(zhuān)業(yè)委員會(huì)濟(jì)南年會(huì)上,Sidel公司曾在會(huì)上介紹了ACTIS技術(shù)及其10000只/h的處理裝置。圖3 制備高阻隔的生產(chǎn)線(xiàn)表面無(wú)定型碳的涂復(fù)技術(shù)除了用于啤酒包裝外,也可應(yīng)用于易氧化的茶水等商品的包裝。日本北海道引進(jìn)ACTIS
生產(chǎn)線(xiàn),進(jìn)行340m綠茶阻隔包裝瓶生產(chǎn),見(jiàn)圖3。人們發(fā)現(xiàn)無(wú)定型碳中氫的存在對(duì)薄膜的柔韌性有較大的改進(jìn)。近2年來(lái),世界上又發(fā)展了無(wú)定型碳阻隔包裝材料,即含氫無(wú)定型碳或碳?xì)浠衔锿繉?有的文獻(xiàn)又稱(chēng)為氫化無(wú)定型碳( a - C: H) (類(lèi)金剛石碳薄膜)。它的化學(xué)組成為: C1H0.25～0.5,含氫較無(wú)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?xì)浠衔锿繉硬坏泄鈱W(xué)透明性、低磨損、低摩擦、優(yōu)良的氣體阻隔性;并有非常好的柔韌性,玻璃瓶生產(chǎn)廠家再生收無(wú)任何困難,沒(méi)有環(huán)境污染,而且有更高的力學(xué)強(qiáng)度。在PET上涂敷氫化無(wú)定型碳制成的啤酒瓶,可使啤酒保鮮期超過(guò)6個(gè)月,達(dá)到與玻璃瓶一樣的效果,且成本
低于玻璃瓶。除此之外,有關(guān)資料還報(bào)道了日本生產(chǎn)設(shè)備廠家
日精ASB和等離子涂復(fù)設(shè)備生廠家(株)以及三菱商事塑料公司合作,開(kāi)發(fā)成功與ACTIS相似的DL制備技術(shù)。經(jīng)該技術(shù)處理的PET瓶的氣體阻隔性,較未涂復(fù)的PET瓶提高10倍;日精ASB公司還在小試的基礎(chǔ)上,采用DLC涂復(fù)裝置與PET拉伸吹塑機(jī)PFS - 4B設(shè)備配套,實(shí)現(xiàn)了由瓶坯到拉伸吹塑以至表面處理的連續(xù)生產(chǎn)線(xiàn),解決在高阻隔化的領(lǐng)域中,多層吹塑技術(shù)將面臨表面涂布技術(shù)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
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