吸氧树脂OXY-CAPTTM的特性与用途

■ 文/陈昌杰译

吸氧树脂OXY-CAPTTM的特性与用途

■ 文/陈昌杰译

前言：近年来基于透明、轻盈、经济等原因，塑料薄膜、片材或者它们的成型品成为了以保存内容物为目的的包装材料的主流。人们对其中的所谓活性包装的功能性包装材料给以了关注，利用无机或有机物质的氧化反应的吸氧包装，成了内容物保质技术的一个大的课题。包括三菱カス化学株式会社的各个公司对吸氧包装进行了讨论，然而无机类的吸氧包装具有不透明，且会使金属探测仪的使用受到限制等诸多问题。有机吸氧包装可以克服上述缺点，但有机吸氧剂又会遇到需要水分或光照活化吸氧树脂或者吸氧以后由于氧化强度下降或者产出现分解产物溶出的问题。新型吸氧树脂克服了上述种种缺陷，本文介绍了该新型吸氧剂的特性及用途。

1、OXY-CAPTTM树脂的特征

如前所述，现有的吸氧树脂由于氧化分解导致强度下降或者产生臭气、分解产物溶出等问题，其原因在于氧化反应导致树脂的骨架断裂，分子量下降，臭气源于甲醛等物质的产生。吸氧树脂OXY-CAPTTM含有萘满的骨架，该树脂氧化如图1所示,因为在氧化过程中树脂的骨架保持不变，因此以前吸氧树脂的问题得以改善。由于骨架含有聚酯、聚酰胺和聚烯烃等树脂结构的一部分，可呈现吸氧性。

图1 OXY-CAPTTM树脂的构造及氧化机理

1-1吸氧功能

OXY-CAPTTM树脂的吸氧的原理，是利用树脂骨架的自动氧化，通过添加过渡性金属的盐类，呈现出吸氧功能。图2给出了OXY-CAPTTM树脂薄膜在不同温度、不同湿度保存1个月时的氧的吸收量。

图2 OXY-CAPTTM树脂的吸氧量

图3 OXY-CAPTTM树脂的阻氧性

图3显示了OXY-CAPTTM树脂的阻氧性，它无论在那一温度、那一湿度下都呈现出吸氧功能，可能在长时间内使透氧率接近于零。

1-2 OXY-CAPTTM树脂的特征

如图4给出了OXY-CAPTTM树脂吸氧后有机碳的溶出量，图5给出了吸氧前后强度的变化。

图4 吸氧后有机碳的溶出量

图5 吸氧前后抗张强度的比较

如图所示，与已有的吸氧树脂相比，OXY-CAPTTM树脂具有抑制分解物的产生及吸氧后强度维持不变的特点。另外看不到吸氧后树脂产生的臭气。

2、OXY-CAPTTM树脂的用途

OXY-CAPTTM树脂的吸氧不需要水分及光的激活，在高的和低的湿度下，均呈现出吸氧性；另外吸氧后，不产生溶出物，不产生臭气，因此可能在饮料等高水分活性的食品容器、粉末调味品、咖啡、茶等低水分活性物品的食品容器、药片药剂等医药容器等方面应用。图6表示了OXY-CAPTTM树脂使用于包装材料的模式图。当使用OXY-CAPTTM树脂层为多层结构的中间层时，可以吸收从外部侵入的氧，防止氧侵入到容器的内部的可能性。

图6 OXY-CAPTTM树脂的多层结构

2-1 PET瓶用

PET容器广泛用于饮料容器及食品容器，但因为有些微的氧透过，容易氧化的酒类、茶、果汁长期保存时，内容物氧化劣化，出现风味变差、颜色变差的问题。因此使用OXYCAPTTM树脂作为PET多层容器的中间层，可捕捉从容器外部侵入的氧，防止它进入容器的内部。另外OXY-CAPTTM树脂和PET的亲和力强，不需要使用粘合剂，可以得到透明性好的容器，得到抗分层性优良的容器。

图7表示了使用OXY-CAPTTM树脂的PET多层瓶的氧透过随时间的变化。它表明通过OXY-CAPTTM树脂的使用，捕捉氧而保护内容物不致氧化。

图7 PET多层容器的阻氧性

2-2聚烯烃多层容器用

聚烯烃多层容器因为价格便宜、机械性能优良而得到广泛的应用。然而聚烯烃的阻氧性匮乏，在要求阻氧的应用领域，需要与乙烯-乙烯醇（EVOH）那样的高阻氧树脂复合，因此OXY-CAPTTM树脂掺入阻氧树脂中、在阻氧层树脂的内侧追加OXY-CAPTTM树脂层，可进一步提高对氧气的阻隔性。图8是在EVOH中掺入少量OXY-CAPTTM树脂的聚烯烃多层包装袋与一般的以EVOH为阻隔层的包装袋的氧浓度变化的比较。OXY-CAPTTM树脂的多层包装袋，可防止氧的侵入，浓度没有变化。

图8 聚烯烃多层包装袋袋内氧浓度的变化

2-3 医用多层容器用

图9 多层药水瓶的阻氧性

近年多个生物药品的专利失效，转移为通用要品的可能性变大，作为新型药品包装的差异化，将寻求替代玻璃的树脂包装容器，树脂容器可能主要使用环烯聚合物COP。COP透明性、阻隔水蒸气优良，但缺乏阻氧性，对氧差的生物医药包装，为此追求高阻氧性容器。

图10 系多层药水瓶的水蒸气阻隔性

因此，期待通过OXY-CAPTTM树脂作为中间层，赋予高阻氧性，抑制内容物的氧化分解。图9系多层药水瓶的阻氧性，图10系多层药水瓶的水蒸气阻隔性。通过OXY-CAPTTM树脂作为中间层，氧气的透过接近于零，，另外因其有与COP同等的水蒸气阻隔性，可能得到接近于玻璃容器的保存性。3、结束语

OXY-CAPTTM树脂的使用可抑制以前吸氧树脂的臭气、或者产生溶出物的问题，防止保存物中的内容物的氧化劣化，提高内容物的品质，延长货架期，还可能进一步应用到医用容器。但愿今后通过新型吸氧剂的开发，提供更高性能更高功能的包装材料，进一步丰富我们的生活。

原载包装技术（日）平成26年3月号37～40页