肖军
(湖北十堰市顺达化工材料公司)
多年以来,奶类产品、果汁等较易变坏的饮料,大部分都是以无菌纸板包装方法推出市场。但近些年塑料瓶包装奶类饮料,正卷土重来。塑料瓶包装无论在外观形状、大小、颜色等各方面都十分有弹性,以配合在不同时间及地方的市场推广。
塑料包装是指各种以塑料为原料制成的包装的总称。常见的塑料包装有塑料周变箱、塑料桶、塑料瓶、塑料软管、塑料薄膜袋、塑料编织袋以及泡沫塑料缝冲包装等,广泛适用于食品、医药品、纺织品、五金交电产品、各种器材、服装、日杂用品等包装。塑料瓶主要用于饮料、食品、酱菜、蜂蜜、干果、食用油、农兽药等液体或者固体一次性塑料包装容器。对于塑料瓶生产厂家来说,生产的产品用于饮料、食品、医药这些市场的包装大家都熟知。随着透明改性剂即成核剂的开发成功,在普通PP中加入0.1~0.4%山梨醇缩二甲苯(苯甲醛)成核剂,便可制得高透明PP塑胶原料,从而广泛应用于热成型容器、食品、药品瓶等,其价格适中,是PS、ABS、PET塑料、PE塑胶原料液体瓶的竞争对手,有着广阔的市场前景。
随着新材料与新技术的不断应用,目前已经出现PC、PET、PEN、PET与PEN的混合材料,以及PETG等其他新型塑料为代表的塑料。PC优点是能耐120℃以上高温、机械强度大,但价贵而阻气性差,已逐渐退出了啤酒包装领域。据报道,现在又有改良型的PC被重新推向市场。PEN具有良好的耐热和气体阻隔性,能抗紫外线,也能承受巴氏杀菌和高温浸洗温度其使用寿命可超过6个月,重量轻,但成本高,限制了PEN的推广使用范围。于是出现了PET,但由于其不耐高温,所以适合冷杀菌啤酒,因为杀菌啤酒使用膜过滤技术,不经过巴氏灭菌或高温瞬时灭菌,但不能很好地阻隔气体的渗透,不但二氧化碳含量低,还易使啤酒氰化变质,其应用因而受到很大局限。PET是开发最早、产量最大、应用最广的聚酯产品。
液体塑料瓶在无菌包装中的运用给无菌包装技能的开展供给了宽广天地。所谓无菌包装,是将通过灭菌的食物饮料、奶制品、调味品等在无菌环境下进行包装,关闭在通过灭菌的容器中。这种包装在不加防腐剂,不经冷藏的条件下有较长的货架寿数。塑料瓶瓶内无菌的工艺要求比较简单;因此,成品的坏包率也很低,所以品质控制方面也比较易于处理。这种包装不仅为生产商提供更具经济效益的加工及包装方法,而且更为消费者提供了另外一种优质的选择。液体饮料塑料瓶的应用范围非常的广,具有代表性的是饮料包装。包括碳酸饮料、果汁、茶饮料、运动饮料、饮用水、速溶咖啡、酒类的包装。在这些包装中,碳酸饮料包装是它最大的用途之一,大约占了液体塑料瓶消费总数的三分之一。一些热灌饮品有可能逐渐的占据市场的主导位置。啤酒瓶是很有潜力的要被开发的市场。目前基本上仅限于不适合玻璃瓶的场合。比如沙滩、游泳池和体育运动场等地方,它的容量一般在330毫升的比较常见。不过不管面临的问题有多少,对于塑料瓶厂家来说走出去也是必须面对和选择的道路。
塑料是一种以高分子聚合物树脂为基本成分,再加入一些用来改善性能的各种添加剂制成的高分子材料。塑料瓶是使用聚酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)为原料,添加了相应的有机溶剂后,经过高温加热后,通过塑料模具经过吹塑、挤吹、或者注塑成型的塑料容器。塑料瓶具有不易破碎、成本低廉、透明度高、食品级原料等特点。
塑料瓶用于食品包装表现出的优越性能特点如下:塑料包装材料具有良好的热封等封合性能,并且易于与其他材料复合,弥补单一材料包装性能的缺陷,构成具有优良综合包装性能的复合包装材料;塑料可加工成薄膜、片材、丝带织物及各种形状的容器,适应各种物态食品的包装和其他各种包装的需要。塑料瓶包装材料良好的机械性能使它便于成型加工和包装操作,食品包装的高速自动化;按材料单位质量计算的强度高,制成的包装容器及制品重址轻,方便贮运、便于携带使用。塑料可制成透明包装材料,体现包装的可视性,也可通过着色、印刷等方法斌于包装精美的图案、鲜艳的色彩,提高商品的展示效果,从而树立商品形象。促进销售。塑料能耐一般的酸、碱、盐及油脂的腐蚀,大多数塑料包装材料可达到食品包装的卫生安全性要求。选择适宜的塑料包装材料,可满足诸如食品包装的阻气保香、防水、防潮等密封性要求,也可满足生鲜食品气调保鲜包装的一定透气性要求。
塑料瓶方便携带、不怕摔、具有耐酸耐碱特性、生产方便,也利于回收。塑料瓶具有不易破碎、成本低廉、透明度高、食品级原料等特点。液体饮料塑料瓶和盖子的密封性能、水蒸气渗透性是作为它两个非常重要的技术指标。它们对被包装的产品稳定性起着关键的作用。无论是用液体塑料瓶盛放什么样的产品,都必须要考虑塑料瓶的使用性能是否良好。液体塑料瓶还被应用在食用油的包装中。由于它的耐油性比较好,还有很好的透明度、没有毒、阻隔性好,可以保护食用油免受氧气的破坏而发生变质的现象。还被应用在调味品的包装中。
液体饮料塑料瓶质轻、保香性很好,用于酱油、醋、番茄汁等汁状调味品的包装是一个非常具有潜力的市场。此外,还被应用在农药、日化产品和医药等一些非食品的包装中,并且有很好的使用效果。它可以减少包装的破损率,减少环境的污染。化妆品的包装可以提升产品的价值。越来越多的饮料,如果汁、非碳酸饮料、冰茶、咖啡、运动类饮料、纯净水、巴式消毒奶等,都必须在灌装过程中保持良好的抗菌性。近年来,这些饮料越来越多地选用PET瓶或PP和HDPE瓶为容器。有专家预测未来几年,PET瓶无菌灌装市场将以两倍于现在的速度递增。塑料瓶的无菌灌装必然包括分别对内容物、对瓶体和瓶盖的消毒工序,同时还要将这三者在无菌环境下组合在一起。对内容物的消毒,通常在短时间的高温环境下进行。
近些年我国饮料市场上的新包装逐渐多了起来,用于饮料包装的塑料种类主要有几种:
聚乙烯(简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂,是以乙烯单体聚合而成的聚合物。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯熔点为100~130℃,其耐低温性能优良。在-60℃下仍可保持良好的力学性能,但使用温度在80~110℃。聚乙烯为典型的热塑性塑料,是无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末,成型加工的 PE树脂均是经挤出造粒的蜡状颗粒料,外观呈乳白色。聚乙烯化学稳定性较好,室温下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺类、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾等溶液,但不耐强氧化的腐蚀。在室温下上述溶剂会对聚乙烯产生缓慢的侵蚀作用,而在90~100℃下,浓硫酸和浓硝酸会快速地侵蚀聚乙烯,使其破坏或分解。聚乙烯具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良。聚乙烯在大气、阳光和氧的作用下,会发生老化,变色、龟裂、变脆或粉化,丧失其力学性能。在成型加工温度下,也会因氧化作用,使其熔体戮度下降,发生变色、出现条纹,在成型加工和使用过程或选材时应予以注意。
聚氯乙烯PVC是氯乙烯单体(简称VCM)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂;或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。根据应用范围的不同,PVC可分为通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。通用型PVC树脂是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的;高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中加入链增长剂聚合而成的树脂;交联PVC树脂是在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。PVC为无定形结构的白色粉末,支化度较小,相对密度1.4左右,玻璃化温度77~90℃,170℃左右开始分解,对光和热的稳定性差,在100℃以上或经长时间阳光曝晒,就会分解而产生氯化氢,并进一步自动催化分解,引起变色,物理机械性能也迅速下降,在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。工业生产的PVC分子量一般在5万~11万范围内,具有较大的多分散性,分子量随聚合温度的降低而增加;无固定熔点,80~85℃开始软化,130℃变为粘弹态,160~180℃开始转变为粘流态;有较好的机械性能,抗张强度60MPa左右,冲击强度5~10kJ/m2;有优异的介电性能。PVC曾是世界上产量最大的通用塑料,应用非常广泛。
塑料瓶主要是由聚乙烯或聚丙烯等材料并添加了多种有机溶剂后制成的。塑料瓶广泛使用聚酯PET、聚乙烯PE、聚丙烯PP为原料,添加了相应的有机溶剂后,经过高温加热后,通过塑料模具经过吹塑、挤吹、或者注塑成型的塑料容器。饮料PET瓶是指瓶里面含一种叫做聚对苯二甲酸乙二醇酯,或简称PET的塑料材质,是由对苯二甲酸和乙二醇化合后产生的聚合物。PET塑料具质轻、透明度高、耐冲击不易碎裂等特性,也可阻止二氧化碳气体,让汽水保持有气。塑料瓶是经过一定温度压强下吹塑成型,可以由瓶坯加工形成,也可以直接由注塑吹塑一台机器加工形成。制造聚乙烯的办法很多,其中最常见的一种,是在 200~300℃高温和 1000~2000个大气压压强下将乙烯聚合制成。在聚乙烯里,不掺杂其他物质。这样制得的聚乙烯密度低,质地柔软,对于阳光、空气、水分和化学试剂,都具有较高的稳定性,所以无需外加稳定剂、增塑剂,而稳定剂和增塑剂则多半是有毒或有剧毒的。
塑料瓶在生产时具有一定的的生产工艺和方法,其中塑料瓶加工方法包括:挤吹,注塑,压延,吹塑,模压,层压,浇铸,等好多种方式。塑料瓶的生产工艺常用的有两种:一是挤吹工艺,即将塑料原料加入挤出机中,经加热熔融塑化挤出熔融型坯,再放入瓶子模具中吹胀成型,冷却定型后从模具中取出,修除废边后得到成品。这种工艺主要用来生产聚乙烯、聚氯乙烯塑料瓶,如牛奶瓶、酱油瓶等;二是注拉吹工艺,即将塑料原料经注塑机注射成型管状型坯,然后放入瓶子模具中经拉伸吹注成型,冷却后得到成品。
液体塑料瓶主要是由聚乙烯或聚丙烯等材料并添加了多种有机溶剂后制成的。饮料瓶多数是塑料制品,聚乙烯、聚丙烯这两种材料无毒无味,用来灌装饮料等对人体很安全。但聚乙烯一旦受高温或是酸性腐蚀就会慢慢溶解,并释放出有机溶剂,就会对人体造成危害。
优质塑料瓶的应用离不开合理的瓶体结构设计和完善的生产设备以及成熟的方法。近年来,我国塑料瓶包装有了较快的发展。塑料瓶包装具有质轻、无破损、卫生等优点,符合包装要求。目前国内在食品/药品包装方面,已逐步实现以“塑”代“玻”。目前,我国的 PET瓶生产企业中既有拥有世界上各知名企业制造的最先进的PET瓶自动生产线的大型骨干企业,同时,也有大量采用我国自行设计制造的各种不同自动化程度的简易、实用型双向PET吹瓶机的中小型企业,呈现出一个前所未有的百花争艳、欣欣向荣的局面。
液态饮料食品行业仍有较大增长空间,下游行业的快速发展以及人们对生活品质的追求,必然要求将包装机械的高精度、智能化、高速化水平提出更高的要求。目前,以饮料为主的液态食品包装机械水平较高的国家主要是德国、法国、日本、意大利和瑞典等,国际几大巨头如德国克朗斯集团、法国西得乐、KHS公司仍占据着全球大部分市场份额。不过,我国近年的出口数量及金额都呈现出稳定增长的趋势,也说明了部分国产液态食品包装设备的技术已经相对成熟,在满足了一部分内需后,更是支持了其他国家和地区的设备需求。
国内的食品饮料瓶包装,比如咖啡、果汁等饮料瓶包装也越来越多以350ML这类包装为主。事实上,350ML的容量能够达到人们解渴的需求,同时摄入的热量也不会过多,是非常符合现在年轻人的消费观的。另外,现在冬季,越来越多的店铺和零售市场开始提供加热的饮料。但值得注意的,食品饮料瓶大部分以PET塑料包装为主,经过加热后,超过70℃以上的温度,PET饮料塑料瓶往往会释放有害物质,这导致的食品安全问题值得担忧。
当前世界经济在发生的变化,国内的产业结构也处于不断的升级阶段。在当前的产业升级过程中,一些低附加值的塑料瓶企业遭各种各样的经营困境遇了前所未有的挑战,面临着各种各样的困难。中大型饮料瓶企业发展机遇将会更加广阔,掌握行业内先进制瓶技术的企业显然会更受大型食品饮料企业欢迎。饮料瓶市场的利润将会进一步降低,由于大型食品饮料企业具有更大的话语权和定价权,显然,PET食品瓶企业利润将进一步受到挤压。小型饮料瓶企业将面临着更大的市场竞争压力,食品饮料瓶市场充满了机遇与挑战。
【】【】
未来5年的饮料市场在发展现有的果汁、茶类、瓶装饮用水、功能性饮料,以及碳酸饮料等产品的同时,将会向低糖或无糖饮料,以及纯天然、含乳类等健康性饮料方向发展。产品的发展趋势将进一步推动包装差异化的发展,例如PET无菌冷灌装包装、HDPE奶类包装,以及无菌纸盒包装等。饮料产品开发的多样性将最终推动饮料包装材料和结构的创新。
综上所述,塑料瓶用作包装材料是现代包装技术发展的一个标志,随着市场的发展,高端奢侈品消费越来越受到市场追捧。塑料作为包装材料,在使用时要保证良好的应用,发扬优点,避免塑料瓶的缺点,减少不必要的麻烦,保证塑料瓶的更多作用和价值,促进食品工业的发展及销售方式的变革,未来将成为投资机会前景广阔。
[1]塑料瓶包装占据塑料包装行业半壁江山.塑料制造2015年第0卷第6期50-50页.
[2]苏基.我国传统塑料瓶包装市场竞争激烈.食品开发2014年第0卷第2期55-55页.
[3]PET/HDPE塑料瓶成为乳饮料的主导包装.塑料包装2009年第19卷第4期62-62页.
[4]季树太.啤酒塑料瓶包装趋势.酿酒2010年第2期14-15页.
[5]塑料瓶包装牛奶比纸盒包装更诱人.广东塑料2005年第7期75-75页.