DLC涂层将广泛用于PET塑料瓶
2008-02-28 00:00:00.0 来源:http://www.pdchina.com.cn 责编:尤思佳
为了保证软饮料的质量,就要阻止气体在塑料瓶壁上发生渗透,这需要选用气体渗透性小的包装材料,这些材料我们一般称作高阻隔性包装材料。PET瓶气体阻隔性能的提高主要有以下四种方式:通过多层共挤技术加工,使之具有多层复合结构;表面涂层处理;加入一些气体捕获剂;与其他具有阻隔性能的材料共混。其中多层共挤技术是目前已成功运用的方法,然而阻隔性能的提高较小,同时难以循环利用,成本较高。表面涂层是用于提高PET瓶的气体阻隔性能的一种新兴的技术,可以得到非常薄的气体阻隔性膜,能够有效地阻止气体分子通过PET瓶壁,同时可以解决再循环利用的问题。
目前所采用的一些涂层材料都经过了实践的检验,其中金刚石碳素膜(DLC)和氧化硅材料是工业上非常受欢迎的材料。氧化硅涂层用于提高PET薄膜的气体阻隔性能比金刚石碳素膜要早。在上个世纪80年代初期,就开始通过物理气相沉积和化学气相沉积方式得到氧化硅涂层。然而氧化硅薄膜具有脆性,为了在PET表面获得持久的机械强度就需要相对复杂的处理。近年来金刚石碳素膜(无定型的碳氢化合物)涂层于PET表面(如图1)的一些产品在市场上已经出现,PET瓶的气体阻隔性能得到了很大提高。
一、金刚石碳素膜涂层过程
金刚石碳素膜涂层一般采用等离子体化学气相沉积技术(PCVD),如图2所示。在真空条件下,通过等离子体气相沉积技术在PET瓶内表面得到非常薄的DLC涂层。涂层的过程如下:首先把瓶子放在真空室里进行抽真空处理,然后注入C2H2气体,在变频高压的作用下产生碳氢化合物的等离子体,最后离子和自由基在PET瓶内表面沉积,得到DLC涂层。
二、金刚石碳素膜涂层的特点
DLC膜含有大量的氢,因此具有非常好的黏结性和抗裂变能力,同时使PET瓶具有如下优点:气体高阻隔性能,阻隔氧气和二氧化碳,保证软饮料的品质;风味阻隔性能,阻止瓶子和包装物之间的迁移和吸附过程,使软饮料保持原有的风味;UV阻隔性能,具有吸收紫外线的功能,避免软饮料受紫外线的影响;化学惰性,不会和其他物质反应,具有化学稳定性;利于回收利用同时保持PET瓶的现有优点。
DLC涂层的PET瓶的阻隔性能得到很大提高,如表1。但是PET瓶的阻隔性能与温度的变化有较大的关系。温度升高时,涂层和未涂层的PET瓶都具有较低的阻隔性能,这表明尽管该涂层是热稳定性的材料,但是分子的热运动仍会影响PET瓶的气体阻隔特性。
DLC涂层PET瓶的发展
DLC涂层的PET瓶的未来发展主要从市场需求出发,着眼于技术的发展和完善。应用前景非常看好,市场潜力很大,估计占有PET10%的市场份额,大约300亿个,广泛地应用于软饮料的包装,包括茶、果汁、碳酸饮料等。目前在日本用于茶饮料的包装,已经在市场上出现,在2005年已有5 000万个进入市场。随着软饮料市场的逐步扩大,DLC涂层PET瓶将会得到进一步地推广应用。
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