塑料啤酒瓶

主题涵盖

背景

好处

缺点

技术因素

塑料啤酒瓶

带有屏障涂层的塑料啤酒瓶

外部有机涂料

无机涂料

多层结构的塑料啤酒瓶

智能包装

总结

背景

想象一下去海滩野餐，带着啤酒。你可能会认为，这是一种田园式的生活，除非你(a)必须扛着沉重的瓶子，(b)把瓶子掉得满地都是玻璃碎片。这就是为什么新的安全和轻的PET啤酒瓶子可以证明双重吸引力的户外饮酒者，以及在音乐节和俱乐部服务。

随着室内和室外休闲活动的兴起，如音乐节和体育赛事，以及俱乐部现场的增长，传统玻璃饮料可能会破裂或被破坏的容器可以越来越被视为安全危险。在这一考虑之上，我们忙碌的现代化生活方式有利于“抓住和走”，并在移动“的品质上有利于清洁和安全的包装概念。可重新密封的PET单服务容器适用于这些需求，在我们匆匆忙忙时，它在其上将我们减轻了。

好处

长期以来，为氧敏感饮料开发一种透明的、塑料的、具有成本效益的消费包装一直是包装行业的技术和制造目标。PET瓶通常是一个同等的玻璃容器的七分之一的重量，不会破碎或摔碎，并且已经被用于碳酸软饮料，特别是在较大的2和3升的尺寸。近年来，PET也从单一容量的玻璃和金属容器中获得了相当大的市场份额。

缺点

引入用于啤酒的PET容器的主要障碍是，当涉及到氧气和二氧化碳的渗透时，PET有点像一个气体“筛子”。啤酒的保质期取决于它能保持多长时间的味道，这是由于暴露在氧气中而受到限制的，特别是对于味道清淡的啤酒。随着碳酸水平的降低，这些美味也会受到不利影响。因此，最近材料发展的重点是提高PET对这亚博网站下载两种气体的阻隔性能，以实现更长的货架寿命，满足消费者和零售需求。

技术因素

与所有包装一样，PET容器必须以用户友好的方式将其内容交付给消费者，同时保持产品的新鲜度和特色。最终，一个装满的容器的性能是根据产品在一段时间后的味道来判断的，这变得不可接受的点通常被认为是产品的保质期。

用于携带不是特别氧敏感的产品的PET容器，商业上可行的搁板寿命并不难以实现。这些产品包括水和碳酸软饮料，甚至是一些啤酒和粘合剂，其架子寿命通常为三至四个月。在此之后，由于氧气“稳定”，碳酸化损失随着味道（感官）降解而导致的，导致疲劳的产物。

塑料啤酒瓶

宠物屏障改善的方法分为两个主要类别，涂有屏障材料（图1）或多层塑料瓶的吹塑宠物瓶（图1），或者吹入屏障或氧气清除层。

带屏障的塑料啤酒瓶涂料

涂层技术大致可以分为两类，一类是利用真空或等离子通道沉积非常薄的材料薄膜，如碳或硅，另一类是依靠雾化喷洒液体有机材料到瓶子的外表面。亚博网站下载理想情况下，所有的涂层材料都不能干扰回收亚博网站下载的经济效益，也不能损害瓶子的外观，但是进一步考虑薄膜内部沉积的一个重要因素是材料需要被批准用于食品接触。

外部有机涂料

自20世纪80年代初以来，外部有机涂料已经存在，当PVDC用于改善大型两升PET瓶的保质期，但只有边缘改善。在20世纪90年代中期，基于两种组分环氧胺化学（Bairocade）的屏障涂层溶液由PPG开发，首先是延长较较较较热气候的软饮料尺寸的保质期，然后用于啤酒。

透明、有光泽的外部喷涂涂层为C0的迁移提供了极好的屏障₂和O₂，不受湿度影响。低温热固性固化与PET瓶兼容，并提供坚固的薄膜，坚固的灌装和处理条件。涂料被设计用于厚度在6µm和10µm之间的传统瓶，并允许使用标准树脂和预制件与现有的注塑和吹塑设备。app亚博体育与未涂层的PET相比，涂层对PET啤酒容器的性能提高了约19倍，并可使其零售货架寿命至少延长9个月。

无机涂料

这种替代无机涂料可以在吹制后应用于瓶子的内部或外部。最新的发展是使用碳或硅的等离子涂层，现在已经开发出了用于三维形状(如瓶子)的连贯涂层的方法。Sidel Actis和麒麟DLC涂层技术在瓶的内表面产生一层薄薄的非晶碳，通常为100到200nm厚。这是从高真空环境中的高能乙炔气体等离子体中沉积下来的。该涂层为两种O₂和有限公司₂，因为它在瓶子的内部，防止O₂在啤酒储存的前几周，它会溶解在PET基质中。

因为沉积层本质上是脆的，它们必须非常薄，以避免在容器应力下脱落。容器应力是由瓶子膨胀和蠕动造成的，当瓶子被装满时，以及在来自内容物的压力下。其他因素包括瓶子搬运造成的损坏和磨损，但如果瓶子在里面，这些显然不会影响涂层的完整性。这些碳基涂层的缺点是外观呈黄褐色。虽然这不是一个问题，对于典型的琥珀色啤酒瓶，它可以削弱外观的透明PET瓶。碳涂层的阻隔性能改进与有机涂层相似，同样具有9个月的潜在零售保质期。

硅技术如Glaskin和BestPet依赖于SiO的应用_X真空等离子体涂层，给予40 ~ 60nm厚的阻挡层。Glaskin工艺将玻璃透明涂层应用于瓶子内部，而BestPet技术将其应用于外部。SiO_X提供比无定形碳更好的屏障，至少在原则上，但更脆，必须应用在比碳涂层更薄的层，使在碳酸瓶中实现连贯无裂纹层困难。SiO提供的三到四个月的保质期_X涂料可接受碳酸软饮料和某些酒精饮料，但不符合大多数欧洲酿酒厂的标准。

多层结构的塑料啤酒瓶

使用涂层来改善PET的气体渗透性能的另一种方法是使用多层技术。这些依赖于共挤压或共注射预制体的生产，由PET和其他聚合物的多层结构制成，图2a和2b。最终成型吹制出的瓶子有多达7层不同的聚合物层，这些聚合物层可以作为气体渗透的物理屏障，或者具有清除PET中的氧气和拦截外部扩散进来的氧气的化学活性。

1997年，一个多层PET瓶旨在取代塑料杯在音乐和体育赛事是首次进入单一服务啤酒市场。通过将共挤压预制件吹入三层瓶壁，外层为PET，内层为高阻隔聚合物乙烯乙烯醇(EVOH)或尼龙MXD6封装(占瓶重5%至10%)，从而延长了保质期。后来的发展允许在五层结构的内层加入消费后回收(PCR)材料，这对塑料容器的可回收性问题是一个重要的积极方面。多达25%的回收PET树脂可以被纳入这一层。

这种包装使单层PET瓶的阻挡性能提高了6倍左右，使氧敏光啤酒在明显降解之前的保质期达到4个月左右。Sealica工艺提供了一种替代方法，使用“Blox”，这是一种基于环氧的屏障材料，作为覆盖层注入到预制体上，厚度可达预制体的40%。

智能包装

虽然上述技术或多或少都是有效的，但解决渗透性问题最有效的方法可能是创造“更智能”的包装，能够对气体渗透性做出化学反应。在气体到达啤酒之前，可以将氧清除材料亚博网站下载加入聚合物层中与气体发生反应，图2c。这些活性阻隔瓶通常由三层组成，外层的PET层围绕着“功能性”阻隔层。

这种活性屏障技术最先进的是Oxbar，它采用了MXD6尼龙的清除剂，采用了专利的金属催化氧还原化学。该系统与瓶内的氧气反应非常迅速，具有高氧容量，确保了长期的活动寿命。类似的活性屏障技术在MXD6尼龙中使用X-312清除剂，或全聚酯Amosorb 3000作为五层或三层多层瓶结构中的活性成分。

对于这些类型的活性氧清除包装的啤酒，货架寿命的性能完全取决于碳酸损失率。C0₂通过MXD6作为物理屏障的存在减少了损失，但它仍然限制了瓶子的性能。随着MXD6作为“功能性”屏障，实现了大约四个月的啤酒保质期，尽管阻挡层的氧气“容量”可以为单份瓶子的24个月。

一旦产品中的氧气含量达到百万分之一左右，经过训练的味觉测试人员就能识别出非典型淡啤酒特性的变化。在6个月(典型的保质期)期间，传统的PET容器允许啤酒超过这个值的30倍。只有非晶碳、有机涂层和Oxbar技术达到1ppm规格，图3a。碳化损失的规范通常定义为产品一氧化碳损失10%时的保质期₂．这里涂层通常优于多层结构，图3b，并给出一个转化为九个月保质期的屏障性能，这是欧洲酿酒商的一个重要目标。

总结

总的来说，很明显，这些发展导致了一些可行的宠物啤酒瓶的技术解决方案，这些解决方案符合啤酒厂和消费者的需求，但没有单一技术理想地满足整个应用的应用。不同的产品和市场需要不同的解决方案，产品是市场而不是技术驱动。屏障涂层技术提供最长的碳酸化保质期和良好的氧气屏障特性，而活性多层瓶子提供制造灵活性和出色的氧气屏障性能，但碳化保质期较短。

最后，产品保质期性能的基本指标是味道，这项工作的一个重要部分包括味道性能评估，使用一个训练有素的味道面板来比较产品与对照。不用说，这些小组的成员一般都大大超额。

对使用塑料制作啤酒瓶的公众意见进行了调查，消费者研究表明，毫不奇怪，接受度最高的是18至25岁的人群，最低的是50岁以上的人群。伴随着PET包装的软饮料长大的这一代人不会再考虑塑料瓶装的啤酒，所以很可能用不了多久，PET包装的啤酒将成为世界各地的超市、酒吧和俱乐部的常事。

然而，无论在这里描述的技术如何改善宠物的屏障特性，仍然存在密封瓶子的问题。通过瓶子封闭的气体渗透对于小瓶尺寸来说，可以很重要，并否定一些屏障改进。可用的封闭系统是金属冠，塑料封闭和铝制扭转封闭。所需要的是一个屏障瓶加封闭系统，满足产品性能需求的屏障封闭的开发必须用瓶子携手合作。

所以，当你准备为下一次户外用餐装上几公斤的玻璃容器，或者笨拙地把瓶子撞在人行道上时，你可以安慰自己，在不久的将来，野餐的重量会减轻，你的啤酒也会反弹回来。

主要作者:Ian Bucklow和Paul Butler

资料来源:《材料亚博网站下载世界》第8卷，第8期，第14-17页，2000年8月．

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