обзоры

ПЭТ бутылки.

Сырьем для изготовления ПЭТ бутылок является полиэтилентерефталат. Этот материал первоначально был синтезирован в Англии в 1941 году компанией "British Calico Printers", получено было синтетическое волокно. Авторские права на  полиэтилентерефталат были проданы компаниям "DuPont" и "ICI", которые позднее осуществили многократную продажу лицензий на производство нового синтетического волокна заинтересованным компаниям.
Сферой применения полиэтилентерефталата до 60-х годов прошлого века являлась текстильная промышленность, позднее из него начали производить упаковочную пленку. А уже в 70-х годах компания DuPont впервые изготовила бутылку из полиэтилентерефталата (ПЭТ-бутылку). Целью компании DuPont было, создание тары, которая могла бы конкурировать со стеклянной, при розливе напитков.
В настоящее время производство тары для упаковки продуктов самая значительная область использования  материала ПЭТ. Первыми спроектировали оборудование для производства пластиковых бутылок методом выдува французская и немецкая компании ("Sidel", "Krupp Corpoplast").
Новая пластиковая бутылка оказалась очень практичной. Молочная ПЭТ-бутылка имеет вес в 12 раз меньше стеклянной, при одинаковой емкости. Бутылка из полиэтилентерефталата имеет прекрасный прозрачный, привлекательный вид, она как нельзя лучше подходит для розлива лимонадов, газ-воды, соков. Полиэтилентерефталат для производства бутылок может быть окрашен в любой цвет в соответствии с идеями дизайнеров и популярностью у потребителя. А преимущества транспортировки напитков в пластиковой таре нельзя переоценить, понятие "бой тары", буквально, исчезло. В сочетании с минимальным весом, возможностью абсолютной переработки и неограниченным разнообразием форм и цветов, это подняло пластиковую бутылку на новый уровень, не только вне конкуренции со стеклом, но и открыло абсолютно новые направления использования полиэтилентерефталата.
Мы назвали неоспоримые преимущества пластиковой тары, но имеет она и  недостатки. Основным из них являются низкие защитные (или барьерные) качества. Полиэтилентерефталат пропускает внутрь кислород и лучи ультрафиолета, наружу - углекислый газ. Объясняется это высокомолекулярной структурой полимерного материала, молекулы кислорода, углекислого газа имеют значительно меньший размер, чем молекулы полимера, и проходят сквозь него. Такое свойство полиэтилентерефталата снижает возможные сроки хранения разлитых в пластик напитков. Существуют различные национальные стандарты допустимого времени хранения напитка в ПЭТ-упаковке. От двух недель по стандартам Германии, до четырех месяцев - по Российским. Бесспорно, что задача усиления барьерных качеств, стоит перед всеми  производителями пластиковой тары. Решение задачи идет несколькими путями, а именно: применение многослойности, поиск других пластиковых материалов, усиление полиэтилентерефталата добавками, а также, покрытие его слоями других материалов. Идут работы по поиску оптимальной формы ПЭТ-бутылки, оптимизации соотношений поверхности соприкосновения с напитком и емкости бутылки.
Многослойная технология уже прошла проверку временем и совершенствуется непрерывно. Она предполагает нанесение между слоями ПЭТ слоев других полимеров, имеющих различные защитные свойства. Один вид полимера защищает от ультрафиолета, другой от попадания кислорода, поглощая его. Такие барьерные слои называют, соответственно, пассивным и активным барьерами. Общее количество слоев доходит, обычно, до пяти, первым и последним слоем является полиэтилентерефталат. Применение многослойной технологии повышает стоимость бутылки до двух раз, в связи с более высокой стоимостью оборудования. Многослойность несет с собой еще один недостаток - ограничение возможности переработки использованных бутылок. Тем не менее, известнейшие производители пива Чехии, Дании, Нидерландов, Германии, Британии разливают свое пиво в многослойные ПЭТ-бутылки. В других странах, таких как, Австралия, Швейцария, Новая Зеландия используют трехслойную бутылку, при производстве которой, между слоями свежего ПЭТ, помещается слой вторичного. Такая технология не усиливает защитный барьер, но решает проблему утилизации использованной тары, отвечает экологическим требованиям, способствует сохранению окружающей среды.
Еще один вариант трехслойной технологии, представляет собой, технология расположения между  слоями полиэтилентерефталата слоя пассивного барьера, например, нейлонового. Защитные свойства нейлона выше, он достаточно дешев, имеет высокую прозрачность. Применят в качестве среднего слоя, также, этиленвинилакоголь и этиленвинилацетат. Такие трехслойные бутылки позволяют увеличить сроки хранения в них пива в шесть раз.
В роли активного барьера, обычно работает поглощающий кислород  Amosorb. Используют сочетание барьерных слоев активного и пассивного с полиэтилентерефталатом, а также ведутся работы по созданию слоев, имеющих комбинированные свойства, позволяющие одновременно предотвращать проникновение лучей ультрафиолета и поглощать кислород. Себестоимость производства таких бутылок  возрастает на порядок, по сравнению с однослойными.
Пожалуй, самым дорогой является технология напыления барьерного слоя. Производственное оборудование для нее слишком дорого стоит, стоимость одной вакуумной установки для напыления доходит до 1,5 млн. евро, что сдерживает распространение технологии напыления. Слои напыляют как внутрь, так и снаружи бутылки. Для внутреннего напыления используется воздействие на газовую смесь, содержащую барьерные вещества, сильным микроволновым импульсом, в результате которого смесь переходит в плазменное состояние на очень короткое время, и  покрывает тонким слоем внутренность бутылки.  В качестве газовых смесей чаще всего применяют углеродные. Существуют технологии, посредством которых, на внутренность бутылки напыляют тончайший слой кварцевого стекла.   При наружном напылении барьерных слоев бутылку располагают в камере с соответствующей газовой смесью, которая и покрывает бутылку снаружи. Очень мощными разработчиками технологий и производителями плазменного оборудования  являются  Германские компании. Успешно работают над технологиями нанесения барьерного покрытия Шведские компании. Специальных барьерных смесей и спреев производится достаточно много разновидностей, некоторые из них способны увеличить сроки хранения в три раза. Традиционным производителем спреев считается  Япония.
Метод добавления в полиэтилентерефталат веществ с высокими защитными свойствами, значительно дешевле многослойного производства тары. Добавками служат, обычно, те же вещества, что используют  для создания барьерных слоев. Amosorb применяется чаще других кислородопоглотителей, полиэтиленнафталат и нейлон  -популярные пассивные добавки. Производители ПЭТ бутылок вынуждены постоянно искать баланс между усилением ее защитных свойств и повышением стоимости.  Барьерные добавки значительно дороже самого полиэтилентерефталата, чем больше их вносится, тем дороже становится бутылка, но улучшение барьерных свойств увеличивает возможные строки хранения продукта в такой таре. Побочным эффектом применения большого объема добавок является мутность полиэтилентерефталата. Считается, что самый оптимальный баланс достигается при  содержании добавок от 8 до 10 процентов.
Материалом, способным заменить при производстве пластиковой бутылки полиэтилентерефталат (ПЭТ), до настоящего времени считается полиэтиленнафталат (ПЭН). Барьерные характеристики ПЭНа лучше, имеет он и более высокую термоустойчивость, что дает возможность пастеризации пива, разлитого в бутылки из полиэтиленнафталата. Пастеризация, в свою очередь, позволяет увеличить сроки хранения пива. Основным сдерживающим фактором в расширении использования ПЭН, традиционно остается его высокая стоимость  по отношению к ПЭТ. Правительство некоторых стран решает проблему путем поощрения использования производителями пива многоразовых пластиковых бутылок из ПЭН. Многоразовая пластиковая бутылка характеризуется, прежде всего, большим весом, чем одноразовая. Разливать же пиво в  такие бутылки можно до 40 раз, это позволяет в значительной мере компенсировать дороговизну бутылок и снижет затраты по утилизации. Для учета количества кругов использования бутылок, применяют специальные метки, наносимые на бутылку при очередном заполнении ее пивом. При достижении максимально допустимого количества кругов, бутылки отправляют в утилизацию. В Европе многоразовую бутылку из полиэтиленнафталата используют известные датские  производители пива. По некоторым данным, до 40% всего европейского пива уже разливается  в многоразовый пластик.

 

7.07.2010