有關(guān)PET瓶全面知識解讀
2018-05-14 人閱讀
誰為未來埋單
2004年中國飲料市場規(guī)模達到2449萬t，尤其是茶、果汁、功能性飲料的高速增長繼續(xù)為熱灌裝PET瓶帶來機遇，若以60％的PET包裝采用率和1000ml的PET瓶標準測算，至少會有上百億只以上的PET瓶需求。
而啤酒，則是一個技術(shù)攻關(guān)和消費心理學(xué)的問題。除了保鮮、殺菌等問題，消費者能否接受塑料瓶裝的啤酒也是一個尚待驗證的問題。人們期望著在2005年能有3.5％的PET瓶裝啤酒。顯然，相對于2002年的0.1％而言，這是一個值得冒險的嘗試。
PET的吹瓶技術(shù)
“就業(yè)內(nèi)有關(guān)人士中華包裝瓶網(wǎng)認為中國的包裝機械與pet瓶子生產(chǎn)，遠遠趕不上飲料的發(fā)展”。在吹瓶領(lǐng)域，中國目前發(fā)展的主要是兩步法，因為兩步法的效率相對比較高一些。從吹瓶來看，國外已經(jīng)達到每小時50000多瓶，甚至70000多瓶，我國剛剛才25000瓶。
西得樂（Sidel）的亞太總裁張忠先生認為，全世界的一步法市場正在下降，二步法正在成長，主要原因有兩個：第一是，現(xiàn)在的瓶胚隨處可以買到，瓶胚的商業(yè)化非常普遍；一步法的成長當時是有一個因素，就是客戶在很多地方?jīng)]有方法找到合適的瓶胚，而現(xiàn)在由于瓶胚的大量生產(chǎn)，客戶可以很方便地獲得瓶胚而無需自己生產(chǎn)。第二是，二步法在成本和質(zhì)量上都比一步法有優(yōu)勢。在吹瓶市場中，包裝瓶的成本具有極其敏感的特性，兩個至關(guān)重要的因素決定了投資回報率：機器的生產(chǎn)能力和每個吹瓶工位的產(chǎn)量。西得樂推出的“雙模腔”概念（在同一模具上開出雙模腔），在同一工位上同時吹制2個瓶子，非常適合單人裝小型容器的規(guī)模化生產(chǎn)。西得樂的SB020二代雙模腔設(shè)備產(chǎn)率可以達到60000瓶/h。
SIGCorpoplast公司的董事總經(jīng)理OlafWeiland先生認為，“未來每一個生產(chǎn)廠商都會在自己的工廠里生產(chǎn)自己所需要的容器”。顯然從經(jīng)濟效益講，運輸空瓶到灌裝廠會增加成本。現(xiàn)在飲料行業(yè)的生產(chǎn)是從吹瓶、灌裝到包裝一條龍，提高整線效率。兩步法具有重量輕、操作簡單、生產(chǎn)靈活等特點，可以直接使用瓶胚而不必考慮PET原料等諸多問題，將精力集中在成品灌裝等環(huán)節(jié)。中國區(qū)總監(jiān)陳俊添先生介紹了SIGCorpoplast的吹瓶機，其更換模具時間短，每個模腔每小時產(chǎn)量可以達到1630瓶，速度是很快的。
Krones公司的ContiformH40拉伸吹塑制模機，可以進行熱成形瓶子和標準瓶子的生產(chǎn)，500ml的瓶子的產(chǎn)量為44000瓶/h，適合于熱灌裝PET瓶吹瓶。
綠葉對根的情意
瓶蓋是一個經(jīng)常被消費者忽視的細節(jié)，但對于廠商，這卻是個大問題。意大利捷飛特的李克平先生對瓶蓋和瓶蓋模具有著多年的研究，“生產(chǎn)塑料瓶蓋看上去很簡單，但是，塑料瓶蓋模具的制造蘊藏著很高的專業(yè)技術(shù)”。捷飛特公司以設(shè)計和制造多腔位、高精度、熱流道的注塑模具著稱。2000年捷飛特公司研制出64腔快速成型瓶蓋模具，并在Nestal快速注塑機上實現(xiàn)3s一個開合，創(chuàng)造了64腔等級的瓶蓋模具開合周期的世界紀錄。
“歐洲許多塑料瓶蓋生產(chǎn)廠家追求的是在確保瓶蓋物理功能的情況下，盡量減輕瓶蓋克重、提高生產(chǎn)率，以便降低成本增加市場份額。”捷飛特公司順應(yīng)市場需求，開發(fā)出MIVA系列瓶蓋。以MIWAL3P為例，28mm，僅有1.5～1.6g，比傳統(tǒng)的PET瓶塑料瓶蓋輕1g，這種瓶蓋只要旋轉(zhuǎn)90°就可以打開，開啟扭矩低，老少適宜。目前，已有7套捷飛特公司提供的這種64腔瓶蓋模具在娃哈哈集團使用。捷飛特公司還發(fā)明了非旋轉(zhuǎn)雙料注塑模具的專利技術(shù)，用于一次性生產(chǎn)帶襯墊瓶蓋。這一發(fā)明大大節(jié)省了帶墊瓶蓋對生產(chǎn)設(shè)備的投資。帶墊瓶蓋的傳統(tǒng)生產(chǎn)是由注塑瓶蓋設(shè)備、注塑或滴塑襯墊設(shè)備以及組裝設(shè)備來實現(xiàn)，用捷飛特公司的雙料注塑模具，可在原有的注機上增加一個注塑單元即可輕而易舉的實現(xiàn)帶墊瓶蓋的生產(chǎn)。
薩克米SACMI的壓制瓶蓋是另外一種技術(shù)，它與傳統(tǒng)的注塑瓶蓋不同，是第一個將壓塑制蓋設(shè)備推向市場的機械制造商。薩克米旋轉(zhuǎn)式液壓機使得模具簡單化，因此壓縮成型所需要的投資成本遠少于注射成形的成本。由于薩克米同時完全自行設(shè)計和制造塑膠蓋模具，使其具有較大的整體優(yōu)勢。根據(jù)薩克米的介紹，這種壓制瓶蓋非常適合圓形瓶蓋的生產(chǎn)。薩克米在7月份ProPak展出了600個/min打蓋機，但他們最快的產(chǎn)品達到了1200個/min，目前已經(jīng)有7臺這種產(chǎn)品售出。
注塑和壓制瓶蓋代表了兩種不同的工藝，前者可以買各種模具，進行靈活的式樣設(shè)計，可以設(shè)計相對復(fù)雜的蓋子，但模具成本較高；而壓制瓶蓋則相對成本較低。
百利蓋Bericap是專業(yè)提供瓶蓋的德國家族企業(yè)，下屬18家企業(yè)，2003年銷售額達到3.1億歐元。在中國的昆山公司成立于1998年，在中國主要提供30/25和PCO28瓶嘴的瓶蓋，38mm、48mm和五加侖的TamperEvident瓶蓋。以及功能性瓶蓋（如瓶裝水的防盜蓋）。其為中國的“非碳酸水飲料”行業(yè)生產(chǎn)了大約9億只30mm瓶蓋。目前推出的“百利蓋服務(wù)包”是與用戶一起研究的新的包裝形式，已經(jīng)遠遠超出了標準瓶蓋的設(shè)計。如在38mm熱灌裝領(lǐng)域，SK38/16DoubleSeal熱灌裝瓶蓋成為大型設(shè)備進行高效灌裝的理想解決方案。
臺灣欣全屬于康師傅集團下屬的公司，也是食品飲料包裝用瓶蓋、瓶胚的專家，其創(chuàng)新的KingCan瓶蓋可以為各種可重復(fù)灌裝或不可回收日用包裝如玻璃瓶、塑料瓶、紙盒和金屬容器提供瓶蓋，也可以提供多種帶墊片或無墊片的瓶蓋；顏色可以多種多樣，提供單色到4色的頂部印刷或浮雕，以利于品牌宣傳；同時為PET瓶口提供專利的內(nèi)塞式密封蓋的設(shè)計與制造。
挑戰(zhàn)無處不在的空氣
PET瓶具有透明性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、阻隔性能較好、質(zhì)輕價廉和可回收利用等優(yōu)點，但有3種PET瓶包裝需要阻隔性：一是對O2敏感的果汁和乳制品以及小瓶的碳酸飲料；二是含CO2的產(chǎn)品；三是既對O2敏感又含CO2的產(chǎn)品，如啤酒。作為啤酒瓶，PET瓶的阻隔性受到了嚴峻的考驗，啤酒包裝是所有飲料中要求最高的。這就是2002年全球2500億個啤酒容器中只有不足0.1％使用PET瓶的原因。
首先是耐壓強度，能夠阻止高壓下CO2的滲出和外界O2的滲入；其次是耐熱強度，要能耐得住巴氏滅菌的高溫；第三是耐沖擊度。提高PET瓶的阻隔性功能成為各大公司的主攻方向，這涉及到原料、設(shè)備、加工工藝以及PET的改性等。
目前，阻隔技術(shù)主要體現(xiàn)在幾個方面：第一是表面涂層法，如西得樂公司的Actis技術(shù)，采用無定形碳涂層，比普通PET瓶的隔氧效果提高30倍，成本僅是玻璃瓶的78％、金屬罐的65％，在回收利用上具有明顯的優(yōu)勢。其Actis20型等離子涂層機，每小時可以處理10000個0.6L的PET瓶。西得樂在2001年曾在中國大舉推廣了Actis涂層技術(shù)，但當時中國甚至全世界的PET瓶在啤酒市場的普及顯然被高估了。但今天已經(jīng)不同了，20世紀70年代后期出生的年輕人幾乎是含著、抱著、提著PET瓶長大的，認可度已經(jīng)大為提高；而Actis涂層的PET瓶在非常挑剔的德國啤酒市場已經(jīng)獲得了客戶和消費品的高度接受率。西得樂集團執(zhí)行副總裁PaulHolderith先生認為，在中國推廣的機會已經(jīng)來臨，但西得樂將會尋找合作伙伴一起來推廣，中國的飲料行業(yè)有許多勇于創(chuàng)新的先鋒企業(yè)，因此雙贏的空間非常大。SIGCorpoplast公司的Plasmax涂層設(shè)備經(jīng)理ArneAndersen先生告訴記者，Plasmax涂層設(shè)備采用“等離子激發(fā)化學(xué)制品氣化、沉降”（PIVCD）技術(shù)生產(chǎn)PET灌裝瓶身。這種等離子技術(shù)采用兩種氣體混合，點燃氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)在PET瓶內(nèi)壁涂成一層SiO2。這種涂層完全透明，不會改變原來PET瓶的顏色；涂層可以用化學(xué)劑清洗，完全回收；由于涂層是無機物，不會與產(chǎn)品發(fā)生反應(yīng)，因而保證了安全性。根據(jù)Andersen的數(shù)據(jù)，涂層PET瓶比未涂層的成本大約每1000個瓶子增加100元左右；但如果選擇涂層，就可以減薄PET瓶壁的厚度，減輕瓶重，從而降低制瓶成本。Plasmax12D涂層瓶子及系統(tǒng)，各種尺寸（0.4～1L）的PET瓶的涂層速度為10000瓶/h。
采用真空等離子增強化學(xué)氣象沉積法的技術(shù)得到了來自日本公司的強有力支持。這種鉆石型碳處理工藝DLC，主要是由日本日精愛思比ASB、日本麒麟啤酒、三菱商事等公司合作開發(fā)的。這種鍍膜的DLC膜的PET瓶對O2阻隔性能比普通PET瓶提高了20多倍，對CO2提高了7倍。透明度非常高，涂層柔軟，不易龜裂，耐酸堿度強。目前正在開發(fā)相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備，并向中國市場推進。
而阻隔性硅膠涂層則由可口可樂公司與德國克朗斯KRONES等公司合作開發(fā)了“提高阻隔性的硅處理PET瓶”，其工藝費用比采用PEN瓶或多層涂層瓶更為經(jīng)濟。但這種涂層可能使得PET瓶外層充滿針狀小孔；瑞士利樂TetraPak公司也開發(fā)了在PET瓶內(nèi)等離子涂覆SiO2技術(shù)，在瓶內(nèi)壁形成厚度為0.1～0.2mm的玻璃狀阻隔涂層，用這種瓶子罐裝啤酒，貨架期可延長到4～12個月。每小時可以處理18000個0.2～2L的啤酒瓶。
其他涂層技術(shù)如意大利的西帕SIPA公司采用美國PPG公司的環(huán)氧-胺阻隔涂料，生產(chǎn)了環(huán)氧-胺外涂層的PET瓶，形成光亮的耐劃傷阻隔層；利樂采用陶氏DOW化學(xué)公司的熱塑性環(huán)樹脂，用兩層的瓶來調(diào)整阻隔層的厚度；美國杜邦DuPont公司也在開發(fā)兩段涂覆技術(shù)，對O2和CO2的阻隔性可以提高到30倍以上。
除了噴涂阻隔層技術(shù)外，混合材料改性法配以多層共擠成型技術(shù)，市場發(fā)展也很快。在PET瓶中加入其他物質(zhì)，如PEN、LCP、MAX6等，形成新的塑料包裝材料。這種方法有材料共混改性、共聚改性、多層復(fù)合改性以及納米級PET塑料（NPET）等。敢于創(chuàng)新的珠海中富工業(yè)集團是國內(nèi)PET瓶產(chǎn)量領(lǐng)先的公司，是最早獲得可樂認可的PET瓶生產(chǎn)廠家。他們采用多層的復(fù)合改性，采用Kortec公司提供的多層共注工藝制成的PET瓶，可以經(jīng)受67℃高溫，啤酒保質(zhì)期可以達到6個月；加拿大的HUSKY公司提供的用于生產(chǎn)阻隔性瓶子多層瓶胚的方法，氣體的阻隔層是通過共擠出吹塑和最終型胚分開的方法制成。
克朗斯的BestPET等阻隔型涂層可以以2萬瓶/h的能力處理單層結(jié)構(gòu)的PET瓶，在啤酒、果汁、茶飲料、汽水和香水容器上獲得工業(yè)化的應(yīng)用。
灌裝比拼
2001年的市場革命以統(tǒng)一“鮮橙多”的熱灌裝PET瓶果汁飲料拉開了帷幕；而匯源為了奪回在果汁飲料市場的領(lǐng)導(dǎo)地位，引進PET無菌冷灌裝線，年加工能力超過100萬t，一舉扭轉(zhuǎn)頹勢，其中“他＋她”借助于出色的市場營銷，4個月的銷售量就殺入前列。
PET瓶無菌冷灌裝技術(shù)，可以通過降低PET瓶的克重而降低成本，但無菌PET設(shè)備的投資成本非常高，一條線的成本在1000多萬歐元左右，而且對于廠房的環(huán)境衛(wèi)生要求很高。國內(nèi)灌裝加工機械大約200家，具有整機、成套生產(chǎn)能力的不足30家。灌裝國內(nèi)最高才只有36000瓶/h，而國外已經(jīng)達到70000多瓶/h。國內(nèi)基本上以熱灌裝線為主，只有樂惠等有限廠家才能提供冷灌裝線技術(shù)。當PET粒子的價格平緩時，加上耐熱PET瓶的模具設(shè)計及設(shè)備技術(shù)的提升，可以進一步降低克重時，無菌灌裝空瓶成本的優(yōu)勢就逐步消失。西得樂公司的梅軍先生告訴記者，真正的考驗是來自含奶的茶飲料（如奶茶、咖啡奶等），這些生產(chǎn)線必須采用無菌PET瓶灌裝線。
成熟的啤酒市場日益下滑，走出低谷關(guān)鍵是要提倡產(chǎn)品質(zhì)量以及突破性的包裝手段。SIG-Simonazzi開發(fā)全新的啤酒殺菌工藝實現(xiàn)了長期保存PET瓶裝啤酒的穩(wěn)定質(zhì)量，即增強型的壓力冷殺菌EPT，就是在高速狀態(tài)下（根據(jù)壓力梯度）對已經(jīng)灌裝好的塑料瓶裝啤酒采用高壓水處理和半絕熱的快速熱處理相結(jié)合的方式進行殺菌。這種EPT工藝的特點是對已經(jīng)灌裝好的啤酒產(chǎn)品，直接應(yīng)用于產(chǎn)品和包裝材料（瓶子和蓋子）上，從而杜絕了灌裝過程中的二次污染。
廣州樂惠公司的遲宗波先生認為，可以充分借鑒國外冷灌裝的優(yōu)點，開發(fā)適合中國國情的無菌冷灌裝線。如消毒機采用克朗斯Krones模式，我國空氣質(zhì)量較差，在瓶子的吹塑、輸送過程中容易產(chǎn)生二次污染，克朗斯模式可以有效對瓶子內(nèi)外壁進行消毒殺菌；沖瓶機應(yīng)采用KHS公司的三通道模式，使得調(diào)節(jié)方便，若消毒劑殺菌不徹底可以在沖瓶機中再加一道消毒劑殺菌；在灌裝閥的結(jié)構(gòu)選擇PROCOMAC模式，因為國內(nèi)目前在橡膠密封材料差距較大，克朗斯和KHS公司的電磁膜片閥對于膜片密封件要求很高，而Procomac選用成熟無菌罐裝的無菌閥組，結(jié)構(gòu)簡單，而且采用非插入式、非密封灌裝以減少運動部件，有效地降低了運行和維護費用；潔凈室采用Procomac公司的設(shè)計，通過隔離服對設(shè)備操作，操作環(huán)境要求低。樂惠的無菌冷灌裝線在北京匯源已經(jīng)運行，可適合350～2500ml的PET瓶裝高酸、低酸及中性的果蔬汁、茶及各種飲料，保持了飲料的口感，保鮮度好，減少包裝材料成本達1/2～1/3。由于瓶子無需承受高溫，可以自由設(shè)計瓶型而無需擔心瓶子受熱變形（而這對于市場營銷上的考慮非常重要）。
但冷或熱灌裝線并不是決定市場的關(guān)鍵因素，如隸屬頂新集團的味全果汁，盡管采用熱灌裝工藝，但其采用冷鏈進行儲存、運輸?shù)龋淇诟幸廊缓芎茫谌A東市場銷售一直不錯。因此，內(nèi)容物其實是贏得消費者最為關(guān)鍵的因素。
貼標技術(shù)
在灌裝線中，貼標機的技術(shù)含量比較高，國內(nèi)市場仍然處于國外品牌壟斷的地位，目前國內(nèi)只有廣東平杭機械廠能夠跟得上市場的發(fā)展。從市場的角度而言，SIGAlfa阿爾法公司中國區(qū)經(jīng)理梁彤先生認為，貼標機一方面要在運行速度和灌裝機的速度持平的前提下靈活適應(yīng)客戶的需求，另一方面就是降低成本的要求。從技術(shù)而言，在國內(nèi)處于領(lǐng)先位置的克朗斯貼標技術(shù)部Robert先生認為貼標機方向就是組件式貼標機，同一臺機器滿足幾種不同的貼標方式。其中國部經(jīng)理馮建欣女士提到了克朗斯去年新推出的直接套管SleevematicDS和SleevematicDSInline內(nèi)嵌直接套管兩種貼標機，可以無需真空裝置，減少清潔工作。
薩克米貼標機Opera性能十分卓越，其滾動貼標機可以連續(xù)有效地以60000瓶/h工作，可以為空瓶和實瓶貼標簽，甚至可以為不足13g的輕瓶子進行貼標；同時他們也適合最新的標簽材料（18mm的OPP或PET），在使用上與其他材料上沒有差異。以前的貼標機的最大問題是在于裝瓶流水線的效率問題，用戶往往會安排2或3臺貼標機并行工作，特別是在滾動貼標過程中，往往有兩三臺機器。當線性布置的機器在同一條流水線上工作，這顯然是浪費資金。而滾動貼標機在效率上和速度上都有著較好的保證，同時適合收縮標簽。目前，薩克米正在攻克在非直壁的瓶身上貼標以及不干膠標簽實現(xiàn)高速化技術(shù)。
回收技術(shù)
PET瓶回收處理方法中，除了物理方法之外，化學(xué)回收日益受到重視，其中澳大利亞的Petrecyclepty公司的penew專利技術(shù)正在應(yīng)用中，該裝置可以處理100kt的PET瓶。該工藝是將處理著色或有涂層的PET瓶廢棄物，其過程是將PET瓶經(jīng)乙二醇蒸汽蒸1h，使之脆化，然后將其磨碎至1mm大小的顆粒，除去雜質(zhì)，醇解為低聚體，包括部分對苯二甲酸單體；再經(jīng)特殊過濾工序除去顏料添加劑或涂層雜物，最后產(chǎn)品在現(xiàn)有裝置與新鮮單體混合、酯化即可制得無色的PET瓶。
期待輝煌
近幾年塑料包裝市場迅速增長，產(chǎn)量平均年遞增11％以上，PET瓶功不可沒。正如SIG飲料機械公司總裁陳志俊先生認為，盡管PET包裝成本問題仍未解決，但由于形狀豐富，改進工藝可以增加保鮮期，易運輸、保存和回收，在中國前途。