座人塑料包装材料在饮品领域的应用

塑料包装材料在饮品领域的应用

目前，全世界每年消费饮料37.85亿L（10亿加仑），消耗各种类型的包装材料100亿美元。2001年，我国消费饮料4.2千亿元人民币以上，且每年增长5%。近来，金属罐、纸罐和塑料瓶正同传统的玻璃瓶竞争，争夺这巨大的市场。

（1）碳酸软饮料包装

传统的碳酸软饮料包装材料是玻璃瓶和金属听罐，但目前塑料容器已占整个碳酸软饮料包装的40%。这是由于PET具良好的透明性和强度，对CO2气体的不可渗透性等优点。最早使用塑料瓶包装饮料的公司是美国的Du Pont公司，它科学地预见，可以采用合成纤维的定向技术来赋予PET以必要的强度和对CO2的阻隔性。实践证明，在PET熔点以下进行双向拉伸，使长链聚合物分子由混乱排布而沿力的方向走向排布，可以获得更好的强度、阻隔性和透明性。这种双轴定向HDPE瓶在20世纪50年代就开始了，后来PP瓶也进行了双轴定向。但上述两种聚合物定向后的性能仍旧在强度、耐应力、开裂性和CO2阻隔性等方面都达不到包装碳酸软饮料的要求。

20世纪70年代末期，开发成功了PET双向拉伸瓶，它的重量仅是相同何种玻璃瓶的1/10，跌落的耐开裂性良好，而且同玻璃瓶一样透明，一般为1～4L的规格。但是它也有如下几个缺点：第一，双向拉伸PET瓶比双向拉伸HDPE和PP瓶贵。第二，双向拉伸PET瓶对0.5L的小容量饮料瓶而言，其CO2渗透率0.31mL（cm2·d·MP标准的制修订项目a）还嫌太高。而这个规格占总的碳酸饮料瓶的60%，必须仍旧使用玻璃瓶和金属罐才能保证瓶有3个月的碳酸饮料运用期。第三，PET瓶还不能回收再利用，为安全起见，回收瓶子必须进行彻底的清洗和消毒杀菌，通常是使用高温水蒸气，PET瓶是否可经受这样的调温而不发生变形。PET树脂的成本高和双轴定向瓶的生产过程的复杂性是两个主要缺点。现在已经开发了涂覆PVDC高阻隔性树脂来PET小规格瓶CO2阻隔性不充分的缺点，适用期可提高两倍，但成本较高。把阻隔性树脂同一般树脂共挤出吹塑瓶可以解决成本和生产工艺复杂性的缺点。1978年底德国可口可乐公司对1.5L的PET瓶的回收再利用作了试验，试验瓶重100g，是标准PET瓶的两倍重，但是仍旧只有相同容量的玻璃瓶的1/10重量，使用后用碱性液体若所测材料的拉伸应力 应变曲线没有初始直线段时清洗，再充填并充CO2气压，使用一个复杂的检测仪器来检查瓶的结构，再用一只仪器来检查有无杂质残留在瓶中，结果可以再生利用20次。

（2）非碳酸饮料包装

这种产品包装不需要有CO2的阻隔性，所以一般不使用成本高的PET瓶，而使用HDPE和多层塑料阻隔性容器来代替。这种产品主要是高水果成分的果汁和低水果含量的果汁饮料，其中含有较多的香料、色素和水。果汁中橘子汁占50%以上，这些产品的零售都在冷冻状态下进行。对果汁饮料而言，则很多零售是常温下进行的。果汁饮料中苹果汁占果汁饮料的第二位36%，橘子饮料为第一位占39%。目前，水果饮料市场以HDPE、PP和纸板顶裙盒三种包装材料为主。选择什么样的包装同生产地距离消费地的远近有关，冷冻下销售和存储有助于适用期的提高。应当指出的是，新鲜水果汁严密地包封有足够好的适用期，因为它本身有一定的酸性。某些橘子汁生产厂家使用拉伸吹制模塑聚丙烯容器，因为透明性好，可看到橘子汁的内容物质量。

尽管PET瓶有着成本较高的缺点，还是在热充灌和常温适用期的包装中得到了应用。25.4kg（2夸脱）的PET容器用PP真空成型杯来作底座，这种容器外形上是八角形的，可以耐87.7℃（190°F）热充灌杀菌包装。

（3）阻隔水果饮料包装

果汁包装业和塑料生产商常想用重量轻、不破碎的塑料容器来替代玻璃瓶，并希望具有非冷冻下的长适用期和同天然水果压榨汁一样的风味。水果饮料中橘子汁是最多的，而它也是对氧高度敏感的果汁，此外还应注意到应尽可能地保住水果中的维生素C含量，而维生素C是水果中另一种高度氧敏感性物质。一种全塑包装已能够满足上述的要求，这就是HDPE/粘结性树脂/再生料层/EVOH组成的共挤吹制模塑瓶，另一种结构是PP/再生料层/粘结性树脂层/EVOH。上述结构的材料制成带手柄的壶的包装形式，来包装直接由橘子水果压榨出来的橘子汁浓缩物，EVOH对橘子汁的关键性成分有一些亲和性，为此，如果用它同橘子汁作接触层的话，会对阻氧性和风味有些微量的影响，但是仍旧能满足要求。最新的全塑容器由Rampart包装公司生产的PP/粘结性树脂/EVOH/粘结性树脂/PP热成型共挤出杯子和盖材，用于高酸性果汁的热充灌。EVOH具有良好的深拉伸特性的阻隔性材料，可以避免拉伸中产生局部过薄现象，成型杯子厚度均匀，盖材和杯体用专门的设备焊封，保证绝对密封。

一般使用的苹果汁规格是205.5g（7.55盎司），这种容器有一年的保质期，全塑阻隔容器已占市场的65%。在使用纸板时，可以EVOH、Al箔、尼龙来阻氧，结构为PE/纸板/PE/EVOH/粘结层/EVOH。铝箔在无菌纸盒包装中包装UHT牛乳，而在美国这种包装以“砖形包装”（Brik-Pak）的形式用于200～375mL规格果汁和软饮料的销售。现在常常把六个上述包装用卡纸套袋或者用收缩薄膜收缩包装成捆出售。大规格的5.44kg（12磅）和1L容器的橘子汁和苹果汁也开始使用砖形包装并打入市场。

欧洲无菌包装的橘子饮料也广泛采用砖形包装。包装这种高酸性果汁的纸盒，就如同牛奶一样需要一层离子型树脂或酸的共聚物，以提高最内一层PE同箔层的粘结。

PE/纸板/PE/箔/离子型或丙烯酸共聚物/PE，只有离子型树脂或酸的共聚物才能提供必要的热封强度，并在酸性介质环境中保持整体性。大约80%的包装使用离子型树脂，其余使用酸的共聚物：EAA或EMAA或者离子型树脂同酸共聚物的掺混物。

（4）水的包装

非碳酸水在美国有20亿美元的市场，并且年增长率为14%，是目前增长最快的饮料。在加利福尼亚、佛罗里达和得克萨斯三个州，占全美瓶装水消费的60%。水对包装有一些与别的食品包装不一样的要求，如：包装必须无任何一点气味进入水中，必须有足够的强度，必须安全可靠。绝大部分商品水是用3.785L（1加仑）的吹制模塑HDPE壶和18.9L（5加仑）的PC瓶盛装的。HDPE壶已开发用于牛奶包装，也可直接用于水包装，它方便价廉。除了HDPE和PC外，PET和PVC也用于包装水，但数量较少。大型的18.9L（5加仑）规格的水用高透明、重量轻、耐裂，平均使用寿命超过85次的PC为原料。PVC瓶成本低，使用寿命平均为65次。这些瓶子在回收使用超过使用期后，最后可用于非食品包装出售，如清洗剂、机油等。

（5）醇类饮料包装

醇类饮料主要是葡萄酒、啤酒、白兰地、蒸馏白酒。一般均使用箱中袋形式的塑料袋包装或砖型纸/铝/塑复合包装。醇类饮料的包装有三个时期，古时候只供个人或家庭饮用；第二暑期出现了啤酒、葡萄酒和白酒包装都采用玻璃瓶；最近，由于包装材料及包装机械的发展，酒饮料需要远距离运输和销售，出现了各种包装形式，如纸罐、金属罐、塑料容器。一般常使用1.75L的烈酒瓶装，可空运，占美国市场的40%，塑料材料以PET和PVC为主。葡萄酒有时作为佐餐饮料，Tetra pak公司的无菌纸盒包装，其中以铝箔为阻隔层，一般为750mL的规格最普遍。大容量零售酒，可以使用20L的刚性的PET球罐，备有泵或加压装置，通过施压酒流到杯中销售。这种PET球罐盛装的防水的纸板箱中，冰镇葡萄酒在没有开赛之前的保存期大约为8个月，而开赛之后大约为10天。烈性酒（白酒）和红葡萄酒比较便宜，通常均用塑料瓶包装，烈性酒瓶对阻隔氧的要求不高，而红葡萄酒对氧的敏感性高，应使用阻隔性材料，它在储存中会不断熟化。啤酒还含有碳酸，应考虑强度和阻CO2气体的特性。

饮大型造纸企业主营业务营收增长料复合罐正在不断发展。大日本印刷株式会社生产一种L型纸盒，结构为PE/纸/PE，用于冷藏流通的一般乳饮料和清凉饮料包装。还生产一种L-Al用型：（外面）PE/纸/PE/铝箔/PE（内面）五层铝塑纸复合罐，可用于热充灌常温下流通的包装饮料、果汁饮料、清酒、矿泉水等。为了提高强度还使用到PET的结构：（外面）PE/纸/Al/PET/PE/（内面），盖材由内层PE/Al箔/耐蚀涂布/HS剂，易开的外层为PET/Al箔，开启时剥去外层，延AC箔同HS剂接触处可剥离，1、自锁性：而盖材开口处冲切有孔，冲孔处仅存同盖材PE热封的一层PE，为此易插入塑料吸管而吸取。非阻隔性的G纸罐，仅用挤出涂覆方法在纸上两面涂PE，结构简单。HF罐以铝为而阻隔性材质，可以5～6层结构，热充填后无菌包装，常温下有6～12个月的保质期。使用无空气的箱内袋结构的包装，包装容量可达到900～1800mL，充填前内袋与箱体组装在一起，充灌后密封，易开盖装在箱体外，使用非常方便。（周祥兴）（《中国包装报》）