CN112389863B - 一种pet瓶以及奶或奶制品的常温储存方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PET瓶以及奶或奶制品的常温储存方法。该PET瓶其包括瓶底、瓶身和瓶口，其中：瓶身由外层、中间层和内层组成；中间层含有第一阻光材料；内层和外层分别含有第二阻光材料；瓶底、瓶口为由含有第二阻光材料的PET材料制成的单层结构，或者，瓶底、瓶口的部分区域为由含有第二阻光材料的PET材料制成的单层结构且其他区域为与瓶身相同的结构，或者，瓶底、瓶口全部为与瓶身相同的结构。本发明还提供了一种奶或奶制品的常温储存方法，其是以上述PET瓶作为储存容器。本发明的PET瓶具有良好的阻光效果，能够完全阻挡全波段的光照，为所包装的奶或奶制品提供保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种PET瓶以及奶或奶制品的常温储存方法，属于奶制品包装技术领域。
背景技术
影响牛奶中脂肪氧化的因素有很多，主要有氧气、光照、储存温度等，光氧化是牛奶中乳脂肪氧化的主要诱因，牛奶可吸收部分可见光或紫外光，使乳脂肪发生光氧化作用。光氧化对乳制品酸败具有促进作用，其酸败程度与光线波长、光照强度及持续时间、以及产品的溶氧量有关，而且核黄素在牛奶中可用作主要的光敏剂，促进乳脂肪的光氧化作用进程。
光敏剂对光照的吸收量越大，光敏剂降解得越迅速，包装材料可以通过影响产品中的氧气和光照而影响产品的风味，在油脂氧化过程中起重要作用的光敏成分在不同的可见光光照波段有着不同的吸附特性，光敏成分吸收峰越大，光敏成分作用生成的单重态氧越多，光照氧化程度就越严重。
综上，牛奶风味变化跟牛奶中的光敏物质密切相关，因此控制包装材料中光的透过率就可以控制牛奶风味变化。
利乐包装材料是世界上已知的应用最广泛的常温储存奶或奶制品的包装形式，这种包装材料除了具备无菌性之外，还具有非常优秀的阻光性能，可以完全阻挡全波段的光照。但利乐包装也存在缺陷，比如机械强度不够、造型单一等。
随着饮料行业的发展，PET包装及无菌灌装设备应运而生，且已成熟运用在含乳及其他饮料行业中。PET瓶机械强度高，造型可以多变，可以重复开启和关闭，便于携带。但未添加助剂的PET瓶无色透明，不能有效阻隔光线，不能直接应用到常温长货架期纯牛奶中。
目前已经有人进行尝试通过改进PET瓶的方式来将透光率降至最小程度，这些尝试包括使用紫外(UV)光吸收剂，将各种颜色的色油加入到PET包装瓶，以及直接添加阻光色母到PET瓶中。将UV吸收剂加入到透明PET瓶中能在低于380纳米的紫外光范围中提供优异的保护，但在400-700纳米的可见光范围中则几乎没有产生益处。在PET瓶中添加色油，由于色油使用的工艺限制，添加量一般不超过2％，这导致PET瓶的阻光效果难以满足实际的需要。在透明PET瓶中直接添加阻光色母的方式(单层混料)提供了较好的不透明性和其内容物的保护，但在550-700纳米的可见光范围中仍然需要改进，此外，为获得较好的不透明性，阻光色母的添加量高，容易导致瓶子的加工工艺窗口变窄和机械物理性能不足，瓶子容易破损导致丧失阻隔性能。
此外，PET单层瓶为了达到一定的阻光效果需要较高含量的阻光材料，这会导致阻光材料难以均匀分散，也会影响瓶身的壁厚，难以获得较为均匀的壁厚，对于阻光性能也会带来不利的影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种PET瓶，该PET瓶具有三层结构，通过添加阻光材料能够将光透过率控制在很低的程度，具有良好的阻光性能。
本发明的目的还在于提供一种奶或奶制品的常温储存方法，其是通过采用具有很低光透过率的PET瓶作为奶或奶制品的储存容器，从而实现奶或奶制品的常温储存。
为达到上述目的，本发明提供了一种PET瓶，其包括瓶底、瓶身和瓶口，其中：
瓶身由外层、中间层和内层组成；所述中间层含有第一阻光材料，并且所述第一阻光材料为黑色阻光材料；所述内层和外层分别含有第二阻光材料；
所述瓶底为由含有第二阻光材料的PET材料制成的单层结构，或者，所述瓶底的部分区域为由含有第二阻光材料的PET材料制成的单层结构且其他区域为与瓶身相同的结构，或者，所述瓶底全部为与瓶身相同的结构；
所述瓶口为由含有第二阻光材料的PET材料制成的单层结构，或者，所述瓶口的部分区域为由含有第二阻光材料的PET材料制成的单层结构且其他区域为与瓶身相同的结构，或者，所述瓶口全部为与瓶身相同的结构；
以该PET瓶的总质量计，所述第一阻光材料的总含量为0.02％-5.25％，所述第二阻光材料的总含量为0.21％-12.15％。
PET瓶一般分为瓶口、瓶身、瓶底三个部分，其中，瓶口是指支撑环以上的部分，瓶底是指底部合模线以下的部分。“与瓶身相同的结构”是指具有与瓶身相同的由外层、中间层和内层组成的三层结构，并且，中间层含有第一阻光材料，内层和外层分别含有第二阻光材料。当瓶底、瓶口的部分区域为由含有第二阻光材料的PET材料制成的单层结构且其他区域为与瓶身相同的结构(即三层结构部分)时，单层结构部分和三层结构部分相连接的位置的厚度相同，单层结构部分和三层结构部分所占的比例可以根据需要设置。
在本发明的PET瓶中，内层是指PET瓶内部会与包装内容物接触的层，外层是指PET瓶外部与环境接触的层，其中，中间层位于外层和内层之间，其中的黑色阻光材料起到主要的阻光作用，内层和外层中的第二阻光材料起到辅助阻光的作用，通过二者的配合可以调控PET瓶的整体阻光性能。PET瓶的内层和外层的厚度、阻光材料的种类及含量、所占克重等可以完全相同，也可以根据需要而选择不同的情况。当剖开具有三层结构的PET瓶的瓶壁时，可以看到较为清晰的三层结构，其中，含有黑色阻光材料的中间层位于中间，其两侧分别是内层和外层。
当PET瓶具有两层结构时，例如内层添加黑色阻光材料提供主要的阻光性能，外层添加二氧化钛等第二阻光材料提供辅助的阻光性能，由于黑色阻光材料的加入，内层的颜色会非常深，几乎是深灰色，甚至黑色，这很难被消费者所接受。本发明的PET瓶通过采用三层的结构，将含有黑色阻光材料的中间层设置在含有二氧化钛等第二阻光材料的外层、内层之间，能够从PET瓶的外部以及内部分别遮盖住颜色比较深的中间层，从而使PET瓶的外观与普通白色包装瓶(例如添加阻光色母的PET单层瓶)无明显差异，符合消费者对奶或奶制品产品包装的印象。
根据本发明的具体实施方案，在本发明的PET瓶中，以质量百分比计，第一阻光材料和第二阻光材料的用量优选分别控制在以下范围：从中间层、内层、外层的角度来看，以中间层的质量计，中间层中的第一阻光材料的含量为0.2％-17.5％；分别以内层、外层的质量计，内层和外层中的第二阻光材料的含量分别为0.3％-13.5％。
相对于现有PET瓶，本发明的PET瓶通过采用黑色阻光材料以及三层结构可以降低二氧化钛等第二阻光材料的使用量，从而从整体上降低阻光材料等添加剂的使用量，从而提高瓶体的粘度，提升强度性能。
根据本发明的具体实施方案，本发明的PET瓶的厚度可以为0.1mm-1.0mm；优选为0.25-0.5mm。本发明的PET瓶由于采用了三层结构，将炭黑等黑色阻光材料设置在瓶身中间，所得到的瓶体的壁厚值比较集中，瓶壁的厚度比较均匀，例如，PET瓶的厚度可以控制在0.3-0.45mm这一范围之内。
根据本发明的具体实施方案，优选地，本发明还提供了以下的PET瓶：在该PET瓶中，以该PET瓶的总质量计，第一阻光材料的含量为0.02％-1.05％，第二阻光材料的含量为0.21％-6.75％。该PET瓶的光透过率能够达到≤0.4％的程度，具有更加优异的阻光性能，能够更好地满足奶或奶制品等的常温储存和售卖要求。根据本发明的具体实施方案，更优选地，在上述PET瓶中，以中间层的质量计，中间层中的第一阻光材料的含量为0.2％-3.5％；分别以内层、外层的质量计，内层和外层中的第二阻光材料的含量分别为0.3％-7.5％。
根据本发明的具体实施方案，优选地，本发明还提供了以下的PET瓶：在该PET瓶中，以PET瓶的总质量计，第一阻光材料的含量为0.04％-0.42％，第二阻光材料的含量为1.26％-6.75％。该PET瓶的光透过率能够达到≤0.1％的程度，具有更加优异的阻光性能，能够更好地满足纯牛奶的常温储存要求。此外，根据调查发现，消费者对于瓶身的内部和外部的颜色有较大的关注度，一般都倾向于目前市场上常见的白色、乳白色，难以接受较深的颜色，而添加黑色阻光材料之后，瓶身颜色会加深，白度降低，这会严重影响消费者的消费体验，本发明的PET瓶可以通过将内层、中间层以及外层中的阻光材料的添加量控制在上述范围，以调整瓶身颜色，一般情况下，该PET瓶的外观颜色与仅添加10质量％阻光色母的PET单层瓶没有肉眼可见的差异，只有在光线较好、仔细观察的情况下，才能看到二者之间的差异，尤其是直接进行对比的情况下，但是外观颜色能够达到消费者可以接受的程度。根据本发明的具体实施方案，更优选地，在上述PET瓶中，以中间层的质量计，所述中间层中的第一阻光材料的含量为0.4％-1.4％；分别以内层、外层的质量计，内层和外层中的第二阻光材料的含量分别为1.8％-7.5％。
根据本发明的具体实施方案，优选地，本发明还提供了以下的PET瓶：以该PET瓶的总质量计，第一阻光材料的含量为0.04％-0.42％，第二阻光材料的含量为2.52％-6.75％。通过将第一阻光材料、第二阻光材料的含量控制在上述范围之内，可以在保证光透过率达到≤0.1％的情况下，使PET瓶达到与仅添加10质量％的阻光色母的PET单层瓶同样的外观颜色效果，其明亮度(L值)与PET单层瓶相当。根据本发明的具体实施方案，更优选地，在上述PET瓶中，以中间层的质量计，所述中间层中的第一阻光材料的含量为0.4％-1.4％；分别以内层、外层的质量计，内层和外层中的第二阻光材料的含量分别为3.6％-7.5％。
根据本发明的具体实施方案，优选地，本发明还提供了以下的PET瓶：以该PET瓶的总质量计，第一阻光材料的含量为0.06％-0.42％，第二阻光材料的含量为0.63％-1.35％。由于阻光色母的价格较高，导致现有的PET瓶的成本也比较高，将PET瓶的阻光材料控制在上述范围内，可以在保证光透过率达到≤0.1％的情况下，大幅降低成本，可以降低约45-50％(相对于PET单层瓶)。根据本发明的具体实施方案，更优选地，在上述PET瓶中，以中间层的质量计，所述中间层中的第一阻光材料的含量为0.6％-1.4％；分别以内层、外层的质量计，内层和外层中的第二阻光材料的含量分别为0.9％-1.5％。
本发明的阻光材料(包括第一阻光材料、第二阻光材料)是指能够通过吸收、反射、散射、折射等方式阻隔光线，避免光线进入PET瓶内部的材料，黑色阻光材料是指阻光材料为黑颜色的。根据本发明的具体实施方案，适用于本发明的第一阻光材料(黑色阻光材料)优选包括炭黑、活性炭、石墨、颜料黑等中的一种或几种的组合(优选以粉末的形式添加)，该黑色阻光材料可以以黑色母的形式添加，其中黑色阻光材料的含量可以控制为10％-50％，优选20％-35％；除了黑色阻光材料之外，黑色母中还可以含有其他适当的成分(例如溶剂、载体、添加剂等)。适用于本发明的PET瓶的内层、外层的阻光材料包括二氧化钛和/或钛白粉等(优选以粉末的形式添加)，同样的，二氧化钛也能够以阻光色母的形式添加，其中二氧化钛含量可以控制为50％以上，优选60％-75％；阻光色母中也可以含有其他适当的成分，例如溶剂、载体等；根据实际的需要，内层、外层中也可以适当添加炭黑等黑色阻光材料以及金属粉等。
本发明的PET瓶可以采用多层注塑、多层注坯吹塑、多层共挤出吹塑等方法制备。根据本发明的具体实施方案，本发明所提供的PET瓶所采用的PET原料可以是与现有PET瓶相同的原料，除了PET以及阻光材料之外，原料中也可以含有其他适当的助剂等成分。
本发明还提供了一种奶或奶制品的常温储存方法，其是以本发明所提供的PET瓶作为储存容器，所储存的奶及奶制品可以是酸奶、含乳饮料、纯牛奶等。
根据本发明的具体实施方案，优选地，该方法是以本发明提供的光透过率≤0.1％的PET瓶作为储存容器，并且，该方法所储存的奶为纯牛奶。
本发明所提供的PET瓶具有良好的阻光效果，能够完全阻挡全波段的光照，为所包装的奶或奶制品提供保护。
附图说明
图1为在炭黑含量为0.1％的情况下的二氧化钛含量与光透过率最高值的关系曲线。
图2为在炭黑含量为0.2％的情况下的二氧化钛含量与光透过率最高值的关系曲线。
图3为常温保存一定货架期后的产品可接受度结果。
图4为实施例15的PET瓶在不同位置处的平均壁厚分布曲线。
图5为对比例1的PET单层瓶在不同位置处的平均壁厚分布曲线。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
在本发明中，光透过率均是指针对波长200-800纳米的全波段光源的光透过率。光透过率均使用Color Quest XE光谱光度计进行检测，检测的是200-800纳米的全波段光源的光透过率，并且，光透过率以瓶肩或瓶身处的较低数据为准，可以多次检测取平均值。对于光透过率的数值，≤0.2％是指该瓶对于波长在200-800纳米范围内的全波段光源的光透过率均不超过0.2％；如果A瓶的光透过率＜0.2％，B瓶的光透过率＜0.1％，则认为B瓶的阻光效果比A瓶更好。光透过率最高值是指对于波长在200-800纳米范围内的光源的最高的光透过率数值。
Color Quest XE是一个高性能的光谱光度计，能在生产中和实验室里，用于检测原材料、评定成品或开发颜色分析方法。光谱光度计检测光透过率的原理是将标的物固定在预型件支架，使用双光路照射标的物，通过球面镜传输设置感应器，收集所有散射和透射的光，从而计算出标的物的光透过率。这种方法可以避免普通线性传输设置感应器感应不到散射光的量，使检测结果更准确。
明亮度以L值表示，通过色差仪检测，L值：0-100表示从黑色到白色。该L值以瓶身较为平整的表面处的检测结果为准，可以多次检测取平均值。
对比例1
本对比例提供了一种单层混料的PET单层瓶，其成分为PET、阻光色母(主要成分为二氧化钛，含量为60％-75％)和其他助剂。该单层混料PET包装瓶为添加10％阻光色母的单层混料PET瓶，其光透过率＜0.4％。
实施例
本实施例提供了一组PET瓶，其瓶身和瓶底均为三层结构，中间层添加有炭黑，内层和外层分别添加有二氧化钛，瓶口的部分区域为由含有第二阻光材料的PET材料制成的单层结构且其他区域为与瓶身相同的三层结构。炭黑和二氧化钛的含量(以PET瓶的总重量计)以及相应的光透过率分别如表1所示。其中，在炭黑含量为0.1％的情况下，二氧化钛含量与光透过率最高值的关系曲线如图1所示，在炭黑含量为0.2％的情况下，二氧化钛含量与光透过率最高值的关系曲线如图2所示。
表1 PET瓶的炭黑、二氧化钛含量及光透过率值
| 实施例序号 | 炭黑含量，％ | 二氧化钛含量，％ | 光透过率 |
| 1 | 0.1 | 0 | ≤0.8％ |
| 2 | 0.1 | 0.28 | ≤0.4％ |
| 3 | 0.1 | 0.56 | ≤0.2％ |
| 4 | 0.1 | 0.84 | ≤0.1％ |
| 5 | 0.1 | 1.12 | ≤0.03％ |
| 6 | 0.1 | 2.24 | ≤0.02％ |
| 7 | 0.1 | 3.36 | ≤0.02％ |
| 8 | 0.1 | 4.48 | ≤0.02％ |
| 9 | 0.2 | 0 | ≤0.6％ |
| 10 | 0.2 | 0.28 | ≤0.2％ |
| 11 | 0.2 | 0.56 | ≤0.1％ |
| 12 | 0.2 | 1.12 | ≤0.02％ |
| 13 | 0.2 | 2.24 | ≤0.02％ |
| 14 | 0.2 | 3.36 | ≤0.02％ |
| 15 | 0.2 | 4.48 | ≤0.02％ |
| 16 | 0.2 | 5.60 | ≤0.02％ |
| 17 | 0.2 | 6.72 | ≤0.02％ |
一、货架期试验
试验方法，采用实施例15的PET瓶和利乐包分别包装金典纯牛奶，每隔一定时间安排进行消费者测试实验。在本试验中，PET瓶以含有阻光材料的瓶盖封闭，确保光线无法通过瓶口进入。
邀请70名消费者进行成对喜好比较，推断出感官差别存在所需要的最少一致答案数为44人。
消费者接受者接受度采用5分标度法，即：1分完全不能接受，2分不能接受，3分谈不上接受不接受，4分可以接受，5分完全可以接受。
常温保存一定货架期后的产品可接受度结果如图3所示。
二、壁厚测试
对实施例15的PET瓶和对比例1的PET单层瓶进行壁厚检测，具体按照以下方式进行：选择距离瓶底不同高度的8个点，分别检测这8个点处的壁厚值；选择5个样品，分别检测其相应的壁厚值，然后取平均值。
检测结果分别如图4、图5以及表2、表3所示，其中，图4为实施例15的PET瓶在不同位置处的平均壁厚分布曲线，图5为对比例1的PET单层瓶在不同位置处的平均壁厚分布曲线。
表2实施例15的PET瓶的不同位置处的壁厚值
表3对比例1的PET单层瓶的不同位置处的壁厚值
根据表2、表3的数据可以看出：实施例15的PET瓶的壁厚平均值分布在0.332-0.412mm之间，最大值与最小值之差为0.080mm，对比例1的PET单层瓶的壁厚平均值分布在0.262-0.443mm之间，最大值与最小值之差为0.181mm。由此可以看出：实施例15的PET瓶的壁厚值分布范围更窄、分布更集中，壁厚更加均匀，这有助于阻光材料的均匀分布，进而得到阻光效果更好的PET瓶。由图4、图5可以看出：相对于对比例1的PET单层瓶，实施例15的PET瓶的壁厚平均值分布曲线更加平缓，也能够证明上述观点。
三、跌落强度试验
对实施例15的PET瓶进行跌落强度试验，具体按照以下方式进行：向瓶中充入0.5bar的空气，然后分别在4℃、22℃下将瓶置于1.4m高度使其自由下落，观察瓶的破损情况，两种温度下分别进行10次。
测试结果如下：实施例15的PET瓶在全部20次试验中均未出现破损，通过了相关测试。
四、明亮度测试
对对比例1的PET单层瓶和实施例6-8、12-15的PET瓶的明亮度L值进行测试，具体按照以下方式进行：在瓶身较为平整的部位选择三个位置，分别采用色差仪测试其L值，然后求取平均值，具体结果如表4所示。
表4明亮度测试结果
目前所存在的PET单层瓶不含炭黑等黑色阻光材料，而二氧化钛的含量很高，因此，其外观颜色是比较好的，非常接近于纯白色。
由表4的数据可以看出：实施例12的PET瓶含有较多的炭黑、较少的二氧化钛，导致外层对于中间层的颜色的遮盖度不够，其明亮度L值相对较低。
实施例6、13的PET瓶的L值可以达到85以上，虽然低于对比例1的PET单层瓶，但是相差不大，通过肉眼观察发现：这些PET瓶的外观也非常接近白色，明亮度能够接受。
实施例7-8、实施例14-15的PET瓶的L值稍高于对比例1的PET单层瓶(或者说L值基本相当)，这说明这些PET瓶的外观达到了非常好的程度，能够与PET单层瓶相当。
Claims (19)
1.一种PET瓶，其包括瓶底、瓶身和瓶口，其中：
所述瓶身由外层、中间层和内层组成；所述中间层含有第一阻光材料，并且所述第一阻光材料为黑色阻光材料；所述内层和外层分别含有第二阻光材料；
所述瓶底为由含有第二阻光材料的PET材料制成的单层结构，或者，所述瓶底的部分区域为由含有第二阻光材料的PET材料制成的单层结构且其他区域为与瓶身相同的结构，或者，所述瓶底全部为与瓶身相同的结构；
所述瓶口为由含有第二阻光材料的PET材料制成的单层结构，或者，所述瓶口的部分区域为由含有第二阻光材料的PET材料制成的单层结构且其他区域为与瓶身相同的结构，或者，所述瓶口全部为与瓶身相同的结构；
以该PET瓶的总质量计，所述第一阻光材料的总含量为0.02％-1.05％，所述第二阻光材料的总含量为0.21％-6.75％；
以质量百分比计，所述中间层中的第一阻光材料的含量为0.2％-3.5％。
2.根据权利要求1所述的PET瓶，其中，以质量百分比计，所述内层和外层中的第二阻光材料的含量分别为0.3％-13.5％。
3.根据权利要求1或2所述的PET瓶，其中，该PET瓶的厚度为0.1mm-1.0mm。
4.根据权利要求3所述的PET瓶，其中，该PET瓶的厚度为0.25-0.5mm。
5.根据权利要求3所述的PET瓶，其中，该PET瓶的厚度为0.3-0.45mm。
6.根据权利要求1所述的PET瓶，其中，以质量百分比计，所述内层和外层中的第二阻光材料的含量分别为0.3％-7.5％。
7.根据权利要求1所述的PET瓶，其中，以该PET瓶的总质量计，所述第一阻光材料的含量为0.04％-0.42％，所述第二阻光材料的含量为1.26％-6.75％。
8.根据权利要求7所述的PET瓶，其中，以质量百分比计，所述中间层中的第一阻光材料的含量为0.4％-1.4％。
9.根据权利要求7或8所述的PET瓶，其中，以质量百分比计，所述内层和外层中的第二阻光材料的含量分别为1.8％-7.5％。
10.根据权利要求1或7所述的PET瓶，其中，以该PET瓶的总质量计，所述第一阻光材料的含量为0.04％-0.42％，所述第二阻光材料的含量为2.52％-6.75％。
11.根据权利要求10所述的PET瓶，其中，以质量百分比计，所述中间层中的第一阻光材料的含量为0.4％-1.4％。
12.根据权利要求10或11所述的PET瓶，其中，以质量百分比计，所述内层和外层中的第二阻光材料的含量分别为3.6％-7.5％。
13.根据权利要求1或7所述的PET瓶，其中，以该PET瓶的总质量计，所述第一阻光材料的含量为0.06％-0.42％，所述第二阻光材料的含量为0.63％-1.35％。
14.根据权利要求13所述的PET瓶，其中，以质量百分比计，所述中间层中的第一阻光材料的含量为0.6％-1.4％。
15.根据权利要求13或14所述的PET瓶，其中，以质量百分比计，所述内层和外层中的第二阻光材料的含量分别为0.9％-1.5％。
16.根据权利要求1-15任一项所述的PET瓶，其中，所述第一阻光材料包括炭黑、活性炭、石墨、颜料黑中的一种或几种的组合。
17.根据权利要求1-16任一项所述的PET瓶，其中，所述内层和外层中的第二阻光材料包括二氧化钛和/或钛白粉。
18.一种奶或奶制品的常温储存方法，其是以权利要求1-17任一项所述的PET瓶作为储存容器。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，该方法是以权利要求7-17任一项所述的PET瓶作为储存容器，并且，该方法所储存的奶为纯牛奶。
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