自包裝行業(yè)采用PET的早期支你，人們就已認(rèn)識(shí)到這種材料的優(yōu)異性能处嫌，它能在許多食品偿股、飲料、家居和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中取代玻璃和鋁質(zhì)包裝睡谒。除了具有容納和分配產(chǎn)品以及向消費(fèi)者傳遞營銷信息的作用以外另焕，包裝還必須為其內(nèi)容物提供必要的保護(hù)窖认，比如至少在計(jì)劃的保質(zhì)期內(nèi)劲藐。一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用例子包括防止碳酸飲料所含的二氧化碳逸出，防止氧氣接觸敏感的果汁和醬汁產(chǎn)品陨闹，以及限制乳制品暴露于光照(包括可見光楞捂、紫外線或紅外線)下。雖然PET比許多其他包裝聚合物有著更好的阻隔性正林，但它仍然是可透氣的泡一，并且包裝的內(nèi)容物會(huì)與環(huán)境之間發(fā)生一定程度的氣體交換，這通常成為限制產(chǎn)品保質(zhì)期的因素桃铛。
隨著包裝尺寸的減小肋森，如何為產(chǎn)品提供充分的保護(hù)已成為一項(xiàng)日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。氣體進(jìn)入(或損失)的速率與包裝的表面積成正比假磺，而允許進(jìn)入或離開包裝的氣體總量由產(chǎn)品體積決定烈杠。隨著包裝體積的減小，表面積與體積之比不可避免會(huì)增大努扶，這就需要通過改善包裝阻隔性來滿足必要的產(chǎn)品保質(zhì)期的要求跃百。在消費(fèi)者對(duì)小包裝(含量控制和隨時(shí)隨地消費(fèi))的偏好以及品牌所有者對(duì)上架產(chǎn)品實(shí)行差異化的需求不斷增長的推動(dòng)下，小容量包裝將越來越普遍晦了。小容量包裝還能讓品牌所有者以廣大潛在消費(fèi)者能夠接受的價(jià)格點(diǎn)向新興市場(chǎng)推出產(chǎn)品患刻，而不會(huì)侵蝕價(jià)值。
改進(jìn)PET包裝阻隔性能的傳統(tǒng)方法
擴(kuò)展PET包裝的阻隔性能有多種方法普统，最終選擇哪種技術(shù)將取決于多個(gè)因素杠锻。這些因素包括阻隔性能所需改善的程度、保持生產(chǎn)靈活性的需要、物流鏈的局限珍特，當(dāng)然還有生產(chǎn)的總成本祝峻。

二氧化碳損失的比較——單層、單層混合與多層阻隔技術(shù)的比較
改進(jìn)傳統(tǒng)PET包裝的阻隔性能最簡(jiǎn)單的解決方案是在注塑系統(tǒng)的擠出機(jī)上將PET與一種市售的阻隔材料混合扎筒±痴遥混合產(chǎn)物的耐透氣性(被動(dòng)阻隔)得到改善，甚至可以主動(dòng)捕獲聚合物基質(zhì)中的氧分子(活性氧清除劑)嗜桌。這種方法除了聚合物計(jì)量和混合助劑之外奥溺，不需要任何設(shè)備更換，這在某些情況下或許是一種適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案症脂。但最簡(jiǎn)單的解決方案往往也會(huì)有嚴(yán)重的局限性谚赎，甚至?xí)砗μ帯Ｗ韪粜愿纳埔蜃优c添加到混合物中的阻隔材料的量成正比诱篷。隨著添加劑水平的增加，PET瓶的清晰度和透明度通常會(huì)下降雳灵，這就限制了在保持需要的包裝外觀的情況下所能達(dá)到的改善程度棕所。更為重要的是，與多層包裝相比悯辙，混合方案會(huì)增加阻隔材料的成本地垢，并且對(duì)可回收性有著潛在的影響。
給瓶子涂層是改善單層PET包裝耐氣體滲透能力的另一個(gè)可選擇的方案预署。在瓶子內(nèi)表面涂一薄層玻璃狀涂層可以形成高效的防氣體滲透被動(dòng)阻隔尊伟。可在吹塑工序之后的等離子處理時(shí)進(jìn)行涂層聂歹。氧化硅涂層清澈透明野疟，而無定形碳涂層則會(huì)給透明的包裝增加淺黃的顏色。這種涂層的效果可能受到瓶子變形的限制乘步，會(huì)破壞瓶子的完整性廷碴，使阻隔性改善的凈效果下降。相比之下榨降，多層共注塑阻隔解決方案則提供了更大的包裝設(shè)計(jì)自由度就用，因?yàn)檫@樣一來包裝變形程度對(duì)阻隔性能就不那么重要，甚至是無關(guān)緊要扇牢。這樣還可以加入活性氧清除劑材料霉处，防止氧氣進(jìn)入，以降低頂部空間中的氧含量椰陋。在有應(yīng)用需要時(shí)嫌松，還可以創(chuàng)造出能夠提供光阻隔的多層結(jié)構(gòu)。
在操作層面上，由于耗材成本低豆瘫，因此涂層方案具有吸引力珊蟀。同時(shí)，由于等離子涂層系統(tǒng)是吹瓶和灌裝之間額外增加的工藝步驟外驱，對(duì)瓶胚注塑廠商而言育灸，要供應(yīng)多個(gè)吹瓶生產(chǎn)點(diǎn)成為了一項(xiàng)挑戰(zhàn)。系統(tǒng)供應(yīng)商的選擇昵宇，除其他因素外磅崭，還要考慮所選涂層的類型。阻隔涂層的質(zhì)量控制是通過監(jiān)測(cè)工藝參數(shù)完成的瓦哎。氧化硅涂層本身只能使用實(shí)驗(yàn)室級(jí)儀器砸喻，如掃描電子顯微鏡來檢測(cè)。多層瓶胚中的阻隔層分布的質(zhì)量可以通過非破壞性和破壞性的檢查手段來確認(rèn)蒋譬。
多層瓶胚是通過順序注塑或同時(shí)共注塑工藝而實(shí)現(xiàn)的割岛。用上述兩種工藝得到的瓶胚都包含一個(gè)獨(dú)特的阻隔材料層，夾在PET的內(nèi)層和外層之間寓蔼。盡管在食品和飲料行業(yè)中通常會(huì)批準(zhǔn)使用阻隔材料咱贪，然而另一個(gè)好處是，只有PET能與內(nèi)容物直接接觸筛六。注塑之后的吹瓶和灌裝步驟不需要改變現(xiàn)有的生產(chǎn)線价值，這就意味著在需要時(shí)，生產(chǎn)商能夠保持靈活性通溜，通過運(yùn)作一家中央注塑設(shè)備工廠來供應(yīng)多個(gè)吹瓶和罐裝地點(diǎn)的需求拷治。
赫斯基多層阻隔技術(shù)
赫斯基的多層技術(shù)是一種完全集成的系統(tǒng)解決方案，它以公司的HyPET HPP產(chǎn)品線一流的單層瓶胚性能和可靠性為基礎(chǔ)溪毕。同時(shí)胃琴，由于PET和阻隔材料可同時(shí)通過澆口流入模腔，共注塑能縮短注塑周期并具備注塑薄壁瓶胚的能力遍沟。多層熔融流在共注塑熱流道的注嘴中形成洽咬，假設(shè)能保持相同的熱流道注嘴間距和界面，標(biāo)準(zhǔn)模具的冷半囊形瘢可以在單層和多層系統(tǒng)之間互換橙围。雖然共注塑系統(tǒng)必須配置有兩個(gè)注塑單元和一個(gè)共注塑熱流道，以及必要的輔助和控制系統(tǒng)着逐，赫斯基的多層系統(tǒng)則有著充分的靈活性崔赌，既可以運(yùn)行單層模具(完整模具和熱流道)也可以出于需求、季節(jié)性或目標(biāo)市場(chǎng)的變化耸别，在不更換模具的情況下生產(chǎn)單層瓶胚健芭。

多層阻隔技術(shù)可將阻隔層精確地放在需要的地方县钥。左圖是偏置黑色層，遠(yuǎn)離表面趨向核心慈迈。右圖是一個(gè)完全密封的瓶胚圓頂若贮。
與PET的單層混合物相比，被動(dòng)和主動(dòng)阻隔材料在多層包裝中的濃縮層中使用時(shí)均更有效痒留。只需使用約50%或更少的混合阻隔材料谴麦，即可在多層阻隔包裝中獲得相同的阻隔改進(jìn)因子以及相關(guān)的保質(zhì)期。共注塑系統(tǒng)的效果已有報(bào)道伸头，并在實(shí)驗(yàn)室研究中得到證實(shí)匾效。盡管二者的機(jī)理不同，它對(duì)于必須防止氧氣接觸產(chǎn)品的氧氣清除劑應(yīng)用恤磷，以及必須將碳酸化保持在包裝內(nèi)部的被動(dòng)阻隔應(yīng)用均適用面哼。對(duì)于被動(dòng)阻隔層的情況，通過為氣體分子產(chǎn)生更密集的“柵欄”來降低氣體滲透率绷煎。對(duì)于活性清除劑的情況筹唠，通過確保只有到達(dá)阻隔層的氧分子與清除劑反應(yīng)并被捕獲來延長清除劑材料的作用能力。
盡管光阻隔應(yīng)用不涉及氣體擴(kuò)散機(jī)制火毕，但仍能從多層技術(shù)中獲得類似的材料成本和包裝性能優(yōu)勢(shì)昧挚。在室溫下，為更長時(shí)間保存乳制品(如超高溫處理牛奶)的保存能力受制于多種因素假盼，包括核黃素(維生素B2)的分解以及光照引起的蛋白質(zhì)和脂肪的氧化，導(dǎo)致營養(yǎng)價(jià)值和口味的損失盘另。單層瓶胚的TiO2母料(氧化鈦通常用于產(chǎn)生強(qiáng)烈不透明的白色)含量很難顯著高于12%惋探，并且在某些點(diǎn)上不可能拉伸吹瓶，從而限制了其所能達(dá)到的光阻隔能力巩荧。相比之下抗海，由于多層瓶胚在白色PET中包含一個(gè)隱藏的黑色PET層，其透光性大大降低福耐，最高可阻擋99.99%650nm波長的光葫羡，同時(shí)又減少了對(duì)昂貴的不透明白色添加劑的需求量。
由于能夠通過瓶胚拱頂提供不間斷的阻隔層覆蓋昌罩，提高了整個(gè)包裝的阻隔性能哭懈，這對(duì)于對(duì)氧氣和光敏感的產(chǎn)品尤為重要。特別地茎用，某些食品類型(例如意粉醬汁)在包裝內(nèi)不容易被混合遣总，導(dǎo)致在未被阻隔層覆蓋的包裝部分可能發(fā)生局部氧化，從而造成變質(zhì)轨功。赫斯基的熱流道設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)允許以圓頂端部封閉或開放(瓶底有無阻隔層均可)的方式來注塑多層瓶胚旭斥，在前一種情況下容达，可提供出色的端部處理(后緣)控制或阻隔層。
2015年垂券，赫斯基開始選擇性地與一些早期采用客戶合作花盐，在市場(chǎng)上推出該多層技術(shù)。從那時(shí)起菇爪，客戶已選擇依靠這種解決方案來為各種產(chǎn)品提供包裝算芯，包括碳酸軟飲料、礦泉水娄帖、果汁乏根、醬汁，現(xiàn)在已擴(kuò)展到乳制品仔省、啤酒和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的應(yīng)用中俄躺。在各種情況下，多層技術(shù)均能讓客戶以相同的成本達(dá)到更長的保質(zhì)期红集，或以更低的成本達(dá)到相同保質(zhì)期亲沃，同時(shí)讓注塑解決方案保持完全的靈活性，而不會(huì)對(duì)下游設(shè)備或物流造成額外限制判懒。
降低總生產(chǎn)成本的一個(gè)重要因素是能夠精確地為具體的產(chǎn)品確定用量并分配剛好適量的阻隔材料袋员，同時(shí)保持赫斯基HyPET HPP系統(tǒng)的強(qiáng)勁生產(chǎn)力。眾所周知刀雳，原料成本是包裝總成本的主要組成部分痘嫉。阻隔材料雖然占包裝重量的百分比相對(duì)較低(通常為2%至15%)，但要比PET貴得多粪世。這就使得如何確保將最小必需用量的阻隔材料輸送到每個(gè)模腔馆义，并以最有效的方式分布在瓶胚內(nèi)顯得至關(guān)重要。
這種先進(jìn)的控制水平只有通過采用獨(dú)特的胁塞，最先進(jìn)熱流道設(shè)計(jì)的完全集成的系統(tǒng)才能達(dá)到咏尝。熱流道所基于的技術(shù)即使在所有控制裝置尚未進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整之前，也能實(shí)現(xiàn)前所未有的平衡度啸罢。這就減少了熱流道中熔融流體分裂的次數(shù)编检，而這也是熱流道不平衡的一個(gè)最重要的因素。
這種熱流道技術(shù)還提供了前所未有的設(shè)計(jì)自由度扰才，優(yōu)化了兩種材料熔體輸送系統(tǒng)的流道布局允懂，實(shí)現(xiàn)了高度的熱控制。許多阻隔材料具有較低的熔點(diǎn)训桶，并且對(duì)溫度的敏感性比PET高累驮。過熱或滯留時(shí)間過長均可能導(dǎo)致材料降解。這不僅影響瓶胚和瓶子的質(zhì)量舵揭，還會(huì)增加熱流道翻新的時(shí)間谤专。使用赫斯基的共注塑熱流道躁锡，兩種材料的輸送系統(tǒng)是熱分離的，并由嵌入式Altanium控制系統(tǒng)獨(dú)立控制置侍，確保當(dāng)兩種材料在澆口之前混合時(shí)映之，阻隔材料僅受PET加工溫度的控制。
熟悉共注塑的注塑廠商會(huì)認(rèn)識(shí)到瘫骏，為了改善熱流道平衡和確保熔體在多個(gè)澆口的流動(dòng)和溫度變化率盡可能均勻颜要，可以通過降低和升高分流板和注嘴頭的溫度來調(diào)節(jié)熱流道。赫斯基熱流道通過增加分流板區(qū)的數(shù)量和單獨(dú)控溫的注嘴頭來實(shí)現(xiàn)控制的靈活性哭夺。傳統(tǒng)的氣動(dòng)閥門系統(tǒng)已經(jīng)升級(jí)為電動(dòng)伺服的板驅(qū)動(dòng)同步閥針式系統(tǒng)量奸。同時(shí)，這種高度的平衡性意味著進(jìn)一步調(diào)整性能所需要的溫度范圍顯著降低卷撞，進(jìn)一步降低了阻隔材料所承受的最高溫度澄璃。

多層阻隔技術(shù)適用于各種應(yīng)用，包括碳酸軟飲料盐文、礦泉水圣翅、果汁、醬汁咏摔，現(xiàn)已擴(kuò)展到乳制品和啤酒行業(yè)握饼。
赫斯基的客戶經(jīng)過在現(xiàn)場(chǎng)數(shù)百萬個(gè)生產(chǎn)周期的使用后，對(duì)熱流道的性能穩(wěn)定性作出了評(píng)價(jià)昙百，這種穩(wěn)定性不需要計(jì)劃外的維護(hù)即可達(dá)到诡泌。當(dāng)用對(duì)溫度敏感的阻隔材料生產(chǎn)時(shí)，在系統(tǒng)關(guān)閉和重新啟動(dòng)期間用PET清洗兩個(gè)熱流道熔體輸送系統(tǒng)是一種很好的做法啄枕，而且現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化坝辫。即使是最好的維護(hù)措施也難免發(fā)生意外事件，例如異物污染原料射亏。如果污染物顆粒進(jìn)入熱流道，最可能的堵塞區(qū)域是熱流道注嘴竭业，因?yàn)檫@里的熔體通道最小智润。過去，這個(gè)部位是出了名的難以清洗未辆，往往需要將整個(gè)熱流道拆下窟绷。HyPET HPP5阻隔系統(tǒng)具有前置可拆卸注嘴設(shè)計(jì)，可在注塑機(jī)中通過鎖定模腔板咐柜，使注嘴頭露出來維護(hù)或更換熱流道注嘴兼蜈。
雖然共注塑比傳統(tǒng)的單層注塑工藝復(fù)雜，但整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作得到赫斯基的智能化拙友，以瓶胚為中心的控制系統(tǒng)的支持为狸，將注塑流程和輔助設(shè)備的各個(gè)方面集成在一起歼郭。新產(chǎn)品生產(chǎn)的流程設(shè)置開始于為瓶胚質(zhì)量制定單層工藝流程。在啟動(dòng)阻隔材料注入后臭膊，控制系統(tǒng)將根據(jù)阻隔材料的含量自動(dòng)調(diào)整PET注塑曲線盆扳，并生成阻隔層的注塑曲線，這點(diǎn)可由操作員進(jìn)一步細(xì)調(diào)栏赋。對(duì)共注塑工藝陌生的客戶發(fā)現(xiàn)俭整，赫斯基系統(tǒng)對(duì)用戶很友好，經(jīng)過短時(shí)間的培訓(xùn)后仙衩，客戶即可放心地在生產(chǎn)中進(jìn)行操作妄由，同時(shí)可通過赫斯基服務(wù)網(wǎng)絡(luò)快速、有效的支持來保障系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)方面篇挡。
赫斯基的多層技術(shù)為需要強(qiáng)化阻隔性能的食品和飲料產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了一個(gè)完整像淋、集成的解決方案，具有很高的性價(jià)比姥胳、生產(chǎn)效率和靈活性鹰坐。它讓品牌所有者能夠依靠PET來生產(chǎn)更具吸引力的包裝。這些包裝在商場(chǎng)的貨架上脫穎而出贵健，支持替換可替代的材料迷啄，所有這些因素均有助于提高PET包裝材料的增長潛力。
見證成功
在推出新的多層技術(shù)時(shí)朋蔫，赫斯基與歐洲最著名的瓶胚和PET瓶制造商合作罚渐，對(duì)這一領(lǐng)域的解決方案進(jìn)行了測(cè)試和驗(yàn)證。由于在合作驗(yàn)證新技術(shù)方面有著業(yè)已證實(shí)的記錄驯妄，赫斯基知道這家歐洲客戶很適合作為早期的合作伙伴荷并。兩家公司也共同致力于開發(fā)解決方案，推動(dòng)PET行業(yè)向前發(fā)展青扔，并拓展可尋址的PET市場(chǎng)源织。這對(duì)于赫斯基的客戶也是絕佳時(shí)機(jī)，因?yàn)樗麄儸F(xiàn)有的共注塑阻隔層系統(tǒng)正在經(jīng)歷維護(hù)微猖、維修和穩(wěn)定性問題谈息，期待能找到升級(jí)解決方案。
該客戶歐洲工廠中的第一套多層系統(tǒng)的安裝和啟動(dòng)得到了赫斯基地區(qū)服務(wù)工程師及來自公司加拿大安大略省博爾頓市總部的多層阻隔問題專家的全力支持凛剥。作為合格認(rèn)證過程的一部分侠仇，該系統(tǒng)成功完成了兩批多層瓶胚的不間斷生產(chǎn)，一批是28克汽水瓶的瓶胚犁珠，另一批是14克果汁瓶的瓶胚逻炊。
事實(shí)上，如果將赫斯基的新型多層技術(shù)與其現(xiàn)有的共注塑阻隔系統(tǒng)進(jìn)行比較的話雇牍，客戶在運(yùn)行系統(tǒng)幾個(gè)月后并未發(fā)現(xiàn)性能的變化嗅呻。在過去藤习，每當(dāng)測(cè)試替代品時(shí)，他們通常會(huì)在幾個(gè)星期后看到阻隔性能的惡化跋章，這一次卻不同虐恋。他們還發(fā)現(xiàn)，對(duì)阻隔層重量的控制有了顯著改善往姆。在用赫斯基的新型多層阻隔層系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)馒符，對(duì)瓶胚阻隔層含量控制的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性顯著優(yōu)于目前所能達(dá)到的水平。兩種應(yīng)用都是按阻隔層占瓶胚總重量的+/- 0.5%的公差生產(chǎn)的宏湾，這是在縮短注塑周期達(dá)40%的同時(shí)實(shí)現(xiàn)的淘砌。
在用完全相同的應(yīng)用與現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的共注塑系統(tǒng)進(jìn)行比較時(shí)，赫斯基的多層系統(tǒng)能以更一致的方式運(yùn)行更長的時(shí)間旋稚，而無任何性能上的下降厦浦，同時(shí)可以降低對(duì)熱流道的維護(hù)需求。今天奕枝，這家客戶正繼續(xù)與赫斯基就未來的多層阻隔項(xiàng)目展開合作棺榔。