浅谈聚酯瓶在包装行业的应用

1 什么是聚酯

聚酯是一大类主链上含有酯基的聚合物的总称,用不同种类的二元酸和二元醇可以合成多种聚酯。采用饱和的二元酸与二元醇,通过缩聚反应可制得线性的热塑性饱和聚酯,一般称为热塑性聚酯。包装行业上用的最多的就是热塑性聚酯,主要有对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT)两种,其中PET就是通常所说的聚酯。

聚酯是高结晶聚合物,具有优良的机械性能,在热塑性塑料中,它的强韧性是最大的,并且具有良好的刚性、硬度、耐磨性、耐折性和尺寸稳定性,耐蠕变性较好。聚酯具有优良的防止异味透过性,良好的气密性和防潮性。耐热、耐寒性好,在较宽的温度范围内能保持其优良的物理机械性能。能在120℃下长期使用,在150℃下短期使用,在-200℃的液氮中仍不硬脆,在-40℃时仍可保持其抗冲击强度,可在-70～+150℃之间使用。能耐弱酸、弱碱和大多数有机溶剂,耐油性好,适于印刷。透明度高,光泽性能好。

2 聚酯瓶的结构与成型工艺

聚酯瓶瓶底结构的变化主要经历了3个阶段。

2.1 半球状结构

1995 年以前,PET瓶底部为半球状结构,其自立性依赖于与之粘结的HDPE瓶托,由于是用两种不同材料制造的,回收利用有一定困难。

2.25 足城堡形

1995 年瓶底结构设计成5足城堡形,1段工艺成型,提高了瓶身的自立能力,但瓶底厚度不匀,接近中心部厚度过大,底部结晶度低且变化幅度大。瓶体质量同2件成型瓶,但跌落强度、耐环境应力开裂性、防潮性与耐热耐压性均有所降低。

2.36 足城堡形

近几年聚酯瓶瓶底开始采用6足城堡形,采用2段成型工艺,即瓶体一次成型-瓶底局部加热-瓶底2次成型,较之1段成型,瓶底厚度均匀且普遍降低,结晶度提高且变化幅度不大。跌落强度、耐环境应力开裂性、防潮性与2件成型瓶相同,耐热耐压性能提高。特别值得注意的是瓶体质量比前二者降低17.3,符合当代包装的要求。

聚酯瓶的瓶身基本都是采用拉伸吹塑成型的。拉伸吹塑成型工艺有两种,其一是将注射成型管坯加热到塑料拉伸温度,在拉伸装置中进行轴向拉伸,然后将已拉伸的管坯移到吹塑模具中,闭模,吹胀管坯成型制品;其二是将挤出管材按要求切成一定长度,作为冷管坯,然后将冷管坯放入加热装置中加热到塑料拉伸温度,再将热管坯送至成型台,闭模,使管坯一端成型容器颈部和螺纹并进行轴向拉伸,吹胀管坯成型,冷却启模即得到容器制品。

拉伸吹塑成品率高,易于成型,生产效率高,制品质量易控制,冲击强度高。

3 聚酯瓶在包装行业中的应用

聚酯瓶在包装行业中主要用于含气饮料、果汁和矿泉水的包装,并且逐渐在向其它产品领域渗透。

3.1 含气饮料包装

含气饮料主要是碳酸饮料,因含有二氧化碳气体,所以对瓶子的密封性能要求很高,同时瓶内有一定内压,对瓶子的强度要求也比较高,聚酯瓶则是碳酸饮料最理想的包装容器。目前市场上的碳酸饮料品牌很多,如可乐、雪碧、美年达、七喜等等,都大量使用了聚酯瓶包装。据统计数据表明,碳酸饮料包装中聚酯瓶占了接近6成,其次是易拉罐和玻璃瓶。聚酯瓶的规格也比较多,比较常见的包括600ml、1L、1.25L、2L以及2.5L。

3.2 果汁类饮料包装

果汁类饮料的市场份额也很大,品牌也很多,例如统一、娃哈哈等。这类果汁类饮料不含气体,不存在内压的问题,但对保鲜的要求比较高,聚酯瓶因其良好的阻隔性成为大多数生产商首选的果汁包装容器。规格大多以500ml居多,也有容量比较大的1.5L。

3.3 食用油包装

食用油受热或光照容易氧化变质,聚酯瓶耐油性好,对紫外线也有较好的遮蔽性,可保护食用油免受氧化而不变质。我国的食用油现在大多都采用聚酯瓶包装,以大包装为主,规格多为5L或4L,也有稍小的规格,以2.5L和1.8L居多。

3.4 啤酒包装

传统的啤酒包装大多采用玻璃瓶,以捆扎形式出售,这种包装存在很大的安全隐患,就是在搬运、出入库、运输、销售时,瓶与瓶、捆与捆之间产生直接碰撞接触,发生爆瓶的隐患系数很大。近几年玻璃啤酒瓶爆炸伤人的案例屡有发生,这就对啤酒包装提出了新的要求。国外已经在开始开发并试用聚酯瓶代替玻璃瓶包装啤酒,我国的啤酒包装在未来也必然要和国际接轨,用聚酯瓶代替玻璃瓶便是大势所趋了。

3.5 其他产品包装

除上述产品外,聚酯瓶也逐渐用于其他产品的包装。如日化产品,这类产品大多含有化学成分,聚酯瓶能够很好的保护产品的化学性能,目前聚酯瓶在日化包装的市场份额很小,相信未来会有所发展。

聚酯瓶因其综合性能优于传统的玻璃瓶和金属罐类容器,在包装行业的发展很快。但聚酯瓶仍存在一些需要提高和改进的问题,例如传统的聚酯瓶不能用于需要热灌装的产品,这就需要在聚酯瓶的耐热性上再做文章。聚酯在我国的包装行业仍有很大的市场。