????前言
????包裝容器是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡奈锛?，它肩?fù)著物品存儲(chǔ)、運(yùn)輸中保護(hù)物品形態(tài)及質(zhì)量的功能。容器所使用的材料有金屬、玻璃、紙以及塑料等。在這些材料中，塑料具有質(zhì)輕、柔軟、透明等特點(diǎn)，應(yīng)用面廣、使用方便，預(yù)計(jì)今后其使用范圍將進(jìn)一步拓展。然而塑料與玻璃、金屬等材料相比，對(duì)氣體的阻隔性差，見圖1。?在飲料、食品領(lǐng)域，包裝容器的阻隔性是一個(gè)重要的因素，飲料、食品會(huì)由于氧化而導(dǎo)致品質(zhì)下降。為解決塑料容器阻隔性差的問(wèn)題，傳統(tǒng)的方法是以EVOH等阻隔性樹脂為中間層，制多層塑料容器，見圖2。
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????近年來(lái)人們對(duì)氣體阻隔性的要求進(jìn)一步提高，日本東洋制罐公司為適應(yīng)這一需求，著手開發(fā)了具有比傳統(tǒng)阻隔性容器更高阻隔性的透明吸氧多層聚烯烴容器，并實(shí)現(xiàn)了容器的商品化。本文以介紹透明吸氧多層阻隔性聚烯烴容器的阻隔性技術(shù)、多層化技術(shù)及其阻隔性為中心，其次也介紹一些其他類型的氣體阻隔容器。
????1、透明吸氧多層阻隔性聚烯烴容器マムチプロック
????本容器可抑制氧氣從容器的外部進(jìn)入容器的內(nèi)部，防止內(nèi)容物因氧化而導(dǎo)致的品質(zhì)下降。歷來(lái)的一層EVOH樹脂等惰性（被動(dòng)）阻隔層，不能完全防止氧氣透過(guò)，因此使用吸收氧氣的材料之活性阻隔層與EVOH層積層（復(fù)合），從EVOH層透過(guò)的極少量的氧，被氧氣吸收層捕獲，抑制氧氣透過(guò)到容器的內(nèi)部，本容器的層結(jié)構(gòu)如圖3所示。下面將詳細(xì)地介紹其技術(shù)要點(diǎn)（氣體阻隔技術(shù)與多層化技術(shù)）以及容器的性能。
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????1.1氣體阻隔技術(shù)
????本品阻隔技術(shù)的特征，是通過(guò)通用樹脂的熔混改性制吸氧材料，并將吸氧材料作為活性阻隔性材料使用。吸氧材料以吸氧性聚烯烴為基體，在其中分散聚苯乙烯、過(guò)度金屬鹽而得，見圖4。
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????吸氧反應(yīng)是利用樹脂的自動(dòng)氧化，通過(guò)添加聚苯乙烯系樹脂使基體樹脂出現(xiàn)吸氧現(xiàn)象。圖5是PE/過(guò)度金屬鹽體系與PE/苯乙烯系樹脂/過(guò)度金屬鹽體系的吸氧性的比較。后者的粒子，初期即能發(fā)現(xiàn)吸氧現(xiàn)象。以此為基礎(chǔ)，對(duì)樹脂種類、組成比、混煉條件等進(jìn)行了研究，將吸氧材料的吸氧性提高到了實(shí)用化的水平。
????1.2?多層化技術(shù)
????本品的特點(diǎn)是在吸氧層的兩旁設(shè)置EVOH層，如圖6所示。采用這種結(jié)構(gòu)的理由是：⑴抑制通過(guò)氧氣的量；⑵防止容器失去活性。通過(guò)降低從外部進(jìn)入的氧氣量，使吸氧材料能更有效地捕捉氧氣。又，在兩側(cè)沒(méi)有EVOH的情況下，由于吸氧材料以PE為主體，氧氣透過(guò)量大，吸收性能下降，特別是成型后，容器不僅要防止氧氣從容器的外部進(jìn)入導(dǎo)致吸氧材料失去活性，也需要防止氧氣從容器的內(nèi)部進(jìn)入導(dǎo)致吸氧材料失去活性，因此有必要設(shè)置惰性阻隔層。
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????為了作成這樣的結(jié)構(gòu)，將EVOH層分為兩層；為實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)EVOH層更薄層的、均勻的擠出，開發(fā)了新的模頭，其多層化的方法如圖7所示。當(dāng)采用傳統(tǒng)的方法時(shí)，由于薄壁層的樹脂的壓力低，它與其它樹脂積層時(shí)，會(huì)產(chǎn)生壓力差，薄壁層不能均勻擠出，發(fā)生該層缺料或厚度波動(dòng)的問(wèn)題。新的方法是在模內(nèi)預(yù)先使EVOH和粘合劑積層，以提升樹脂壓力，減少積層時(shí)的壓差，使薄壁的EVOH層均勻擠出成為可能。
????1.3容器的性能
????本品與傳統(tǒng)的、以EVOH為中間層的阻隔性容器之性能的比較，如圖8。在30℃、80%RH的環(huán)境中，傳統(tǒng)的阻隔性容器，隨著時(shí)間的推移，氧氣會(huì)進(jìn)入容器之中，引起容器中內(nèi)容物的品質(zhì)下降；本品能夠在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，保持氧氣的透過(guò)率為零，表明吸氧材料是有效的。
????以維生素C隨時(shí)間推移的變化作為內(nèi)容物氧化變質(zhì)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，如圖9所示。在40℃75%RH的條件下，在6個(gè)月內(nèi)，隨著時(shí)間的推移，傳統(tǒng)的阻隔瓶所包裝的維生素C會(huì)發(fā)黃，而本品所包裝的維生素C幾乎不發(fā)黃，色相測(cè)試數(shù)據(jù)相差顯著。試驗(yàn)雖然是在高溫高濕條件下進(jìn)行的，在常溫下，亦確認(rèn)了吸氧性阻隔性容器是比傳統(tǒng)阻隔性容器具有更高阻氧性能的容器。本品可用作蛋黃醬的包裝容器。
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????2、其它氣體阻隔性容器
????到目前為止，利用多種氣體阻隔性技術(shù)的塑料容器已實(shí)用化。可根據(jù)需求采用活性阻隔性技術(shù)或者惰性阻隔性技術(shù)。下面介紹具有代表性的阻隔性技術(shù)。
????2.1鐵系吸氧多層容器オキシガ-ド
????オキシガ-ド是一種具有氧氣吸收層的多層容器，氧氣吸收層是將以鐵粉為主的吸氧劑配入聚烯烴中而制得的。オキシガ-ド用于無(wú)菌米飯的托盤使用。該容器的基本結(jié)構(gòu)如圖10所示，由外層/惰性阻隔層/吸氧層/內(nèi)層構(gòu)成。オキシガ-ドオキシガ-ド具有傳統(tǒng)的惰性阻隔性容器所沒(méi)有的新功能：不僅能阻隔容器外面的氧進(jìn)入容器，而且還能降低容器內(nèi)殘存氧的濃度。鐵質(zhì)吸氧劑的特征是吸氧速度快、吸氧量多、衛(wèi)生性能優(yōu)良，而且吸氧性的出現(xiàn)以水為必要條件，這種“觸發(fā)”功能是一大特點(diǎn)。
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????圖11是オキシガ-ドオキシガ-ド與傳統(tǒng)的惰性阻隔性材料的比較，它是用N2將容器中的氧置換以后，在22℃、60%RH條件下測(cè)定的結(jié)果。傳統(tǒng)的阻隔性容器中初期有0.3%左右的氧，在6～8個(gè)月以后，容器中的氧達(dá)到1.0%左右；與之相反，容器オキシガ-ドオキシガ-ド，存放初期氧的濃度徐徐下降并長(zhǎng)期保持在低濃度狀態(tài)下。根據(jù)這樣的結(jié)果可以看出，它不僅捕捉透過(guò)的氧氣而且還能吸收容器內(nèi)殘存的氧氣。雖然該容器不透明，可用于微波爐加熱，沸煮、蒸煮滅菌。
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????2.2吸氧多層PET瓶ォキシブロックTM
????吸氧多層PET瓶ォキシブロックTM是中間層具有吸氧性的功能性容器?？捎糜诠?、功能性飲料、茶水等包裝，特別是加熱銷售的商品的包裝。吸氧多層PET瓶ォキシブロックTM的結(jié)構(gòu)如圖12所示，是PET/吸氧層/PET/吸氧層/PET的2種材料的5層結(jié)構(gòu)。吸氧層的阻隔性高，由耐熱性與PET相當(dāng)?shù)姆枷隳猃圡XD6、吸氧成分和觸媒組成，該容器以透明性不下降及高阻氧性為特征。
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????圖13是單層PET瓶和活性阻隔性容器——吸氧多層PET瓶ォキシブロックTM的阻氧性能的比較，由圖可以看出，吸氧多層PET瓶ォキシブロックTM在室溫及加熱條件下，均可將容器中的氧的濃度，抑制到幾乎等于零的水平。
????2.3涂覆SiOx膜的PET高氣體阻隔性瓶SiBARD?○R?
????SiBARD?○R是惰性阻隔容器。前面所介紹的活性阻隔技術(shù)，特別針對(duì)氧，抑制容器內(nèi)容物因氧化而引起的變質(zhì)。然而，不僅對(duì)氧，必須對(duì)水分、二氧化碳等阻隔的內(nèi)容物也很多，對(duì)于這些商品，采用活性材料就不能解決問(wèn)題，在這種情況下，具有對(duì)多種氣體阻隔性的惰性阻隔材料則是有效的。SiBARD?○R的阻隔膜通過(guò)微波等離子體技術(shù)（CVD）涂覆到PET瓶的內(nèi)表面，其結(jié)構(gòu)如圖14所示，它是兩層結(jié)構(gòu)，膜厚10～20nm，第一層是柔軟、致密性優(yōu)的有機(jī)硅聚合物膜，第二層是阻隔性優(yōu)的氧化硅膜。以兼具高阻隔性、鍍膜的致密性及柔軟性為特征。另外，SiOx膜無(wú)色透明，具有良好的再生性能。
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????SiBARD?○R容器與未蒸鍍的PET瓶相比，具有很高的阻隔性，對(duì)氧的透過(guò)性在未蒸鍍的PET瓶的1/35以下（見圖15）、對(duì)水蒸汽的透過(guò)性在未蒸鍍的PET瓶的1/10以下（見圖16）、二氧化碳?jí)毫p小量降低到未蒸鍍的PET瓶的1/4以下（圖17）。另外它對(duì)香氣的吸收量小（見圖18），因此具有優(yōu)良的保香性?，F(xiàn)在SiBARD?○R容器已用于須對(duì)氧和水分有阻隔性的食用油的包裝。?
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????結(jié)束語(yǔ)
????本文以吸氧透明多層聚烯烴容器為中心，介紹了塑料包裝容器的阻隔性技術(shù)。今后還會(huì)基于消費(fèi)者的意愿、環(huán)境意識(shí)的提高、全球化等種種因素，對(duì)包裝提出更多要求。其中氣體阻隔性是重要是功能之一，對(duì)它將有更高的要求，將得到更大的發(fā)展。
