PET动向 | 萨克米探索PET瓶盖的可能性

在目前的技术发展状态下，是否有可能生产用于饮料包装的PET瓶盖？可以取代HDPE（聚烯烃）吗？在什么条件下？性能和功能特征是否一致？但最重要的是…总拥有成本（TCO）和环境可持续性方面是否具有真正的优势？
萨克米在5月20日西班牙马拉加(Malaga)举行的AMI-塑料瓶盖创新研讨会上发表了题为“PET设计的新时代？萨克米对PET饮料瓶盖的看法”的演讲，回答了上述问题。
 

萨克米在马拉加向观众展示一个29mm PET水盖，该盖型不是随机选择的，是全球饮料品类中最常用的瓶口标准。
此瓶盖的特点是防盗环采用折边且分段的形式以便于下盖；分段螺纹便于成型，同时降低了开启扭矩便于瓶盖的开启；以及一个橄榄形内塞，以确保适当的密封。萨克米压塑成型设备CCM生产上述瓶盖，循环时间为2.7秒，瓶盖完全透明，在室温下的性能与HDPE盖相当。后道加工步骤如切环和折边，实验室测试时表现出良好的稳定性和可重复性。
 

瓶盖作为包装的重要组成部分，是消费者接触产品的第一点。瓶盖负责密封，从而确保内容物的安全性和新鲜度。
就化学和物理性能而言，聚烯烃已被证明特别适合这种应用。目前，所有饮料盖都是由聚烯烃制成的，主要是HDPE。从经济和环境的角度来看，这是非常高效的。事实上，在过去的二十年里，主要的驱动因素是减少原生树脂的消耗（瓶盖和瓶口的总重量减少50%以上）和能源使用。最近，一些市场开始出现瓶盖到瓶盖(cap2cap)的回收链。
 

从回收的角度来看，将HDPE（来自瓶盖）与PET（来自瓶身）分离相对简单且具有性价比：通过粉碎材料，HDPE从水中上浮，PET却不会上浮，从而实现了这两种材料的回收和再利用。

在生产方面，应该指出的是，PET盖可能所需的成型周期要比HDPE盖长70%以上，并且在相同条件下，PET瓶盖可能比聚烯烃更重。
为什么要改用PET？这将实现单一材料包装，从而提高PET在回收过程中的产量。此外，透明的PET盖更加美观

与HDPE相比，PET面临一些重大挑战：其中最主要的是其无定形结构和吸湿性，这两者共同导致材料在应力下变形（尽管PET在理论上具有优越的机械性能）。

对这两种材料的详细比较有助于确定“工艺窗口”，突出相对差异，并评估成本影响。
 

• PET的密度比HDPE高约40%；
• PET的加工温度超过270 °C，明显高于HDPE（<200 °C）；
• PET的结晶速度比HDPE慢得多，其玻璃化转变温度非常接近部分瓶盖的工作温度（热灌装）。

与HDPE相比，PET的熔点更高，不可避免地需要更多的能量来熔化并随后将材料冷却到脱模温度。
PET盖所需成型周期比HDPE盖长70%（由于加工温度较高、结晶较慢和热扩散率较低），并且由于材料特性（如收缩率和弹性模量）不同，还需要专用模具。

PET盖性能与HDPE盖相似，有两个重要考虑因素：
 

• 对高温高度敏感，在物流和仓储中必须考虑温度的影响；
• 为获得同等性能，PET盖的重量比HDPE盖重约20%——其理论强度被高吸湿性所抵消。根据测试，高吸湿性会使其机械性能降低高达60%。减小壁厚的努力（例如HDPE盖中约0.4mm）在成型过程中面临着技术限制，如机械公差、应力诱导结晶等。

全新PET盖的设计和开发符合有关瓶盖性能要求的国际标准。此外，萨克米采用的生产工艺将避免使用可能干扰后续回收的添加剂和染料：使用的PET是适用于瓶生产的PET或rPET。

在瓶盖生产和应用技术方面，萨克米刻意避免引入特殊的旋盖设备，在我们的压塑成型设备CCM上进行生产测试，包括在线切环，折边，以及综合质量控制。
试点生产线由除湿装置、挤出机、改装的压塑成型设备、切环和折边设备以及视检设备组成并进行了测试。
 

萨克米于近期推出高速升级版压塑成型设备CCM64MD能够满足国内用户和市场需求。超高速高产64个模腔，产量高达每分钟2850个HDPE瓶盖（每小时171000个瓶盖），循环时间1.35秒。与现有同型号设备相比，占地面积减少50%，单位能耗减少15%，为0.43 kWh/kg。在此背景下，从HDPE到PET的任何潜在转变都需要考虑几个因素：性能（特别是在储存温度、运输等方面）、更高的总拥有成本、针对特定环境和生产场景量身定制的生命周期评估等。萨克米实验室为客户开发和定制的早期应用方案提供支持。