吸氧樹脂OXY-CAPTTM的特性與用途

■ 文/陳昌杰譯

吸氧樹脂OXY-CAPTTM的特性與用途

■ 文/陳昌杰譯

前言：近年來基于透明、輕盈、經濟等原因，塑料薄膜、片材或者它們的成型品成為了以保存內容物為目的的包裝材料的主流。人們對其中的所謂活性包裝的功能性包裝材料給以了關注，利用無機或有機物質的氧化反應的吸氧包裝，成了內容物保質技術的一個大的課題。包括三菱カス化學株式會社的各個公司對吸氧包裝進行了討論，然而無機類的吸氧包裝具有不透明，且會使金屬探測儀的使用受到限制等諸多問題。有機吸氧包裝可以克服上述缺點，但有機吸氧劑又會遇到需要水分或光照活化吸氧樹脂或者吸氧以后由于氧化強度下降或者產出現分解產物溶出的問題。新型吸氧樹脂克服了上述種種缺陷，本文介紹了該新型吸氧劑的特性及用途。

1、OXY-CAPTTM樹脂的特征

如前所述，現有的吸氧樹脂由于氧化分解導致強度下降或者產生臭氣、分解產物溶出等問題，其原因在于氧化反應導致樹脂的骨架斷裂，分子量下降，臭氣源于甲醛等物質的產生。吸氧樹脂OXY-CAPTTM含有萘滿的骨架，該樹脂氧化如圖1所示,因為在氧化過程中樹脂的骨架保持不變，因此以前吸氧樹脂的問題得以改善。由于骨架含有聚酯、聚酰胺和聚烯烴等樹脂結構的一部分，可呈現吸氧性。

圖1 OXY-CAPTTM樹脂的構造及氧化機理

1-1吸氧功能

OXY-CAPTTM樹脂的吸氧的原理，是利用樹脂骨架的自動氧化，通過添加過渡性金屬的鹽類，呈現出吸氧功能。圖2給出了OXY-CAPTTM樹脂薄膜在不同溫度、不同濕度保存1個月時的氧的吸收量。

圖2 OXY-CAPTTM樹脂的吸氧量

圖3 OXY-CAPTTM樹脂的阻氧性

圖3顯示了OXY-CAPTTM樹脂的阻氧性，它無論在那一溫度、那一濕度下都呈現出吸氧功能，可能在長時間內使透氧率接近于零。

1-2 OXY-CAPTTM樹脂的特征

如圖4給出了OXY-CAPTTM樹脂吸氧后有機碳的溶出量，圖5給出了吸氧前后強度的變化。

圖4 吸氧后有機碳的溶出量

圖5 吸氧前后抗張強度的比較

如圖所示，與已有的吸氧樹脂相比，OXY-CAPTTM樹脂具有抑制分解物的產生及吸氧后強度維持不變的特點。另外看不到吸氧后樹脂產生的臭氣。

2、OXY-CAPTTM樹脂的用途

OXY-CAPTTM樹脂的吸氧不需要水分及光的激活，在高的和低的濕度下，均呈現出吸氧性；另外吸氧后，不產生溶出物，不產生臭氣，因此可能在飲料等高水分活性的食品容器、粉末調味品、咖啡、茶等低水分活性物品的食品容器、藥片藥劑等醫藥容器等方面應用。圖6表示了OXY-CAPTTM樹脂使用于包裝材料的模式圖。當使用OXY-CAPTTM樹脂層為多層結構的中間層時，可以吸收從外部侵入的氧，防止氧侵入到容器的內部的可能性。

圖6 OXY-CAPTTM樹脂的多層結構

2-1 PET瓶用

PET容器廣泛用于飲料容器及食品容器，但因為有些微的氧透過，容易氧化的酒類、茶、果汁長期保存時，內容物氧化劣化，出現風味變差、顏色變差的問題。因此使用OXYCAPTTM樹脂作為PET多層容器的中間層，可捕捉從容器外部侵入的氧，防止它進入容器的內部。另外OXY-CAPTTM樹脂和PET的親和力強，不需要使用粘合劑，可以得到透明性好的容器，得到抗分層性優良的容器。

圖7表示了使用OXY-CAPTTM樹脂的PET多層瓶的氧透過隨時間的變化。它表明通過OXY-CAPTTM樹脂的使用，捕捉氧而保護內容物不致氧化。

圖7 PET多層容器的阻氧性

2-2聚烯烴多層容器用

聚烯烴多層容器因為價格便宜、機械性能優良而得到廣泛的應用。然而聚烯烴的阻氧性匱乏，在要求阻氧的應用領域，需要與乙烯-乙烯醇（EVOH）那樣的高阻氧樹脂復合，因此OXY-CAPTTM樹脂摻入阻氧樹脂中、在阻氧層樹脂的內側追加OXY-CAPTTM樹脂層，可進一步提高對氧氣的阻隔性。圖8是在EVOH中摻入少量OXY-CAPTTM樹脂的聚烯烴多層包裝袋與一般的以EVOH為阻隔層的包裝袋的氧濃度變化的比較。OXY-CAPTTM樹脂的多層包裝袋，可防止氧的侵入，濃度沒有變化。

圖8 聚烯烴多層包裝袋袋內氧濃度的變化

2-3 醫用多層容器用

圖9 多層藥水瓶的阻氧性

近年多個生物藥品的專利失效，轉移為通用要品的可能性變大，作為新型藥品包裝的差異化，將尋求替代玻璃的樹脂包裝容器，樹脂容器可能主要使用環烯聚合物COP。COP透明性、阻隔水蒸氣優良，但缺乏阻氧性，對氧差的生物醫藥包裝，為此追求高阻氧性容器。

圖10 系多層藥水瓶的水蒸氣阻隔性

因此，期待通過OXY-CAPTTM樹脂作為中間層，賦予高阻氧性，抑制內容物的氧化分解。圖9系多層藥水瓶的阻氧性，圖10系多層藥水瓶的水蒸氣阻隔性。通過OXY-CAPTTM樹脂作為中間層，氧氣的透過接近于零，，另外因其有與COP同等的水蒸氣阻隔性，可能得到接近于玻璃容器的保存性。3、結束語

OXY-CAPTTM樹脂的使用可抑制以前吸氧樹脂的臭氣、或者產生溶出物的問題，防止保存物中的內容物的氧化劣化，提高內容物的品質，延長貨架期，還可能進一步應用到醫用容器。但愿今后通過新型吸氧劑的開發，提供更高性能更高功能的包裝材料，進一步豐富我們的生活。

原載包裝技術（日）平成26年3月號37～40頁