2. Аэрозольный баллончик straight sided [9]
Основные типы аэрозольных баллончиков из жести:1. Аэрозольный банллончик necked-in [9]
На рисунке:АЗРОЗОЛЬНЫЕ КЛАПАНЫ (KOH-I-NOOR, Чехия)Данные клапаны изготавливаются для баллонов с диаметром горла 20 мм и 25, 4 мм со штоковым запором типа «мама» и «папа». Отдельные части аэрозольного клапана можно комбинировать в зависимости от типа наполнителя.Сборочный комплект:1. Корпус 2. Внутренняя прокладка 3. Запор 4. Пружина 5. Карман 6. Внешняя прокладка7. Сифонная трубка
В качестве пропеллентов в аэрозольных упаковках обычно используются смесь пропана и бутана, а так же фреоны (сжиженные фторхлоруглеводороды).По мере расходования содержимого упаковки недостаток пропеллента в газовой фазе все время пополняется благодаря испарению жидких фреонов из раствора, что обеспечивает постоянное внутреннее давление на всем протяжении пользования упаковкой. Требования к аэрозольным баллонам, по сравнению с обычной тарой, значительно выше. Баллон должен быть легким, изящным, но, вместе с тем, обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать давление 18 Бар и сопротивление разрыву 23 Бар. Так, современный аэрозольный баллон из белой жести объемом 500 мл весит всего 100 грамм, а из алюминия еще меньше [7]. Металлические баллоныНаиболее распространенным материалом для изготовления аэрозольных баллонов является металл: белая жесть, черная жесть, алюминий. Металлические баллоны могут состоять из трех, двух и одной детали (моноблок).Трехдетальный баллон из белой жести появился одним из первых и в настоящее время наиболее распространен. В США баллоны такого типа были выпущены в 40-х годах на основе существующей банки пива. Подобный баллон изготавливается по следующей схеме. На листы жести наносится лакокрасочное покрытие, затем лист на специальном станке скручивается в цилиндр необходимого диаметра и сваривается по шву. Дно и крышка изготавливаются отдельно (штамповкой) и прикатываются (привальцовываются ) к корпусу, образуя двойной шов, состоящий из пяти слоев жести.На современном этапе развития производства баллонов для аэрозольной упаковки появились моноблочные баллоны из алюминия. Благодаря отсутствию швов, они отличаются высокой надежностью в отношении герметичности и прочности. Цилиндрические корпуса таких баллонов изготавливают из плоской заготовки с помощью мощных прессов ударного выдавливания.Распространению алюминиевых баллонов способствовали: простая технология изготовления, возможность придания им различной формы и наружного оформления, в том числе возможность анодирования. Именно поэтому алюминиевые баллоны иногда предпочитают жестяным при упаковке косметических продуктов. Первые металлические аэрозольные упаковки в Англии и других европейских странах были изготовлены из алюминия, но затем постепенно их стали вытеснять более дешевые баллоны из жести [7].Распыление продукта из аэрозольной упаковки осуществляется через клапан [8]. Клапанное устройство включает не только основной механизм клапана, но и детали, с которыми он монтируется. Наиболее распространенный или, как его принято называть, стандартный аэрозольный клапан показан на рисунке в двух вариантах «папа» и «мама».Клапан приводится в действие нажатием на распылительную головку вертикально вниз. Вместе с головкой двигается вниз шток, сжимая пружину. Отверстие в штоке выходит из-под резиновой прокладки в полость кармана, заполненного продуктом. В это отверстие устремляется продукт и через полость штока направляется в головку для распыления. При освобождении головки пружина поднимает шток вверх и действие клапана прекращается.Основные детали клапана:Корпус клапана служит для сборки и последующего крепления его на баллон. Корпуса клапанов изготавливаются из жести, нержавеющей стали, алюминия. Деталь изготавливается штамповкой в 5-6 операций. Для предохранения от коррозии и в декоративных целях корпуса клапанов покрывают защитным лаком или гальваническим покрытием (хромирование или никелирование).Карман в аэрозольных клапанах, имеющих пружину, служит гнездом для пружины и удерживает вместе детали клапана за исключением распылительной головки. Сифонная трубка также вставляется в карман или надевается на него. Обычно эта деталь выполняется из капрона, нейлона или полиэтилена низкого давления.Шток (запор) может иметь самую разнообразную конструкцию. Конструкция зависит от клапана в целом и от распылительной головки в частности. Внутренняя полость штока служит для подачи продукта в распылительную головку, для этого в штоке имеется отверстие диаметром 0.3-0.7 мм. Изготавливается шток из пластмассы (нейлон, полиэтилен) или из металла.Пружина возвращает шток с распылительной головкой в первоначальное положение, т. е. закрывает клапан. Пружина изготавливается из пружинной проволоки (обычной и нержавеющей) диаметром 0,4-0,8 мм.Резиновые прокладки (внутренняя и внешняя). В клапане, как правило, их две. Одна предназначается для герметизации места сопряжения штока с отверстием в корпусе клапана и одновременно служит ниппелем, закрывающим или открывающим клапан. Когда боковое отверстие в штоке находится выше ниппеля, клапан закрыт, если отверстие путем нажатия на распылительную головку сместить ниже ниппеля, продукт пойдет в полость штока и дальше в распылительную головку. Изготавливается данная прокладка из различных полимерных материалов (неопрен, буна, бутил, витон) в зависимости от природы химических веществ, с которыми будет контактировать данная деталь в период ее использования в составе аэрозольного баллона.Вторую резиновую прокладку ставят в месте запрессовки кромки корпуса клапана на горловине баллона.Резиновая прокладка (ниппель), с помощью которой закрывается клапанный шток, имеет решающее значение в клапане. Требования к точности изготовления ниппелей на всех зарубежных заводах очень жесткие. Строго должны быть выдержаны диаметры самой прокладки и отверстия.Сборка клапана производится следующим порядком: в карман вставляется пружина и шток с надетым на него ниппелем, затем все эти детали вставляются в гнездо корпуса клапана и в специальном цанговом устройстве станка обжимаются. После этого на хвостовик кармана клапана надевается сифонная трубка. Сборка клапана осуществляется на автоматическом и полуавтоматическом оборудовании. В настоящее время за рубежом (в Чехии, Франции, Германии, Италии) налажен выпуск как стандартных клапанов, так и клапанов для различных групп аэрозольной продукции. Например, клапаны для пен, клапаны для вязких продуктов, клапаны для порошков и суспензий и т.д.
В клапане, изображенном на рисунке, герметизация упаковки зависит от расположения штока (4) и уплотняющей резинки-ниппеля (7). В штоке (4) проходное отверстие при свободном положении распылительной головки (3) находится выше ниппеля. В этом состоянии упаковка герметически закрыта. При нажатии на распылительную головку шток подается вниз и отверстие в нем опускается ниже ниппеля. Так как внутреннее давление в баллоне, создаваемое газом-пропеллентом, всегда выше атмосферного, то продукт поднимается по сифонной трубке к клапану, а оттуда через сопло распылительной головки выдается наружу.При выходе продукта из сопла происходит его механическое распыление [6].
Устройство аэрозольных баллончиков.Аэрозольная упаковка проста по устройству [6]. Она состоит из металлического (алюминиевого или жестяного), пластмассового или стеклянного баллона, клапанного устройства с распылительной головкой и с сифонной трубкой и защитного колпачка. Колпачок предохраняет распылительную головку от нечаянного нажима.Клапанное устройство состоит из целого ряда деталей.
[1] сайт Arcelor Packaging[2] - сайт European Aerosol Federation (FEA)[3] - сайт APEAL - Ассоциация европейских производителей стальной упаковки [4] - Журнал Сырье и упаковка 8 (47) Области применения аэрозольных упаковок[5] - Журнал Сырье и упаковка 4 (53), Аэрозоли в косметике и бытовой химии
Достаточно подробно об областях применения аэрозолей изложено в статье [4]. В настоящее время насчитывается около 300 видов продуктов, выпускаемых в аэрозольной упаковке. Самую большую группу составляют средства бытовой химии. К ним относятся инсектициды, инсектофунгициды, репелленты, дезодоранты, лаки и краски, средства для подкрахмаливания белья, пятновыводители, средства для ухода за обувью, мебелью, автомобилями и т.п.Инсектициды предназначаются для уничтожения и отпугивания насекомых и применяются для дезинфекции производственных и бытовых помещений, транспорта, для защиты садов и огородов, для обработки домашних животных, для индивидуальной защиты от укусов насекомых и т.д.Освежители воздуха являются одним из наиболее распространенных продуктов, применяемых в аэрозольной упаковке. Назначение этих дезодорантов - удаление неприятного запаха в помещениях, обработка мусорных ящиков и т.п. Жилым помещениям освежители воздуха придают желаемый аромат.Прочие средства бытовой химии: полирующие, чистящие составы, крахмальные растворы в аэрозольной упаковке предназначены для облегчения труда домохозяек.С помощью аэрозольной упаковки, содержащей готовый раствор крахмала, можно быстро накрахмалить воротнички и манжеты. Специальные вещества, включенные в рецептуру, облегчают скольжение утюга и исключают прилипание его к накрахмаленной ткани. Аэрозольная упаковка позволяет нанести тончайший слой лака на мебель, пол, пластмассовые предметы, обработать защитным составом металлические предметы для предохранения их от коррозии, очистить стеклянные и зеркальные поверхности и т.п.Вторую большую группу товаров, выпускаемых в настоящее время в аэрозольной упаковке, составляют парфюмерно-косметические средства. Наиболее распространены здесь средства ухода за волосами. Например, лаки для волос выпускаются для тонких волос, оттеночные, лаки с блестками, лаки для сохранения прически в дождливую погоду и т.д. Популярны кремы и гели для бритья в аэрозольной форме, так как обладают лучшими физическими и гигиеническими свойствами. В аэрозольной упаковке выпускаются и кремы для рук, масла для загара, дезодоранты и т.д. Лаки и краски также являются одним из наиболее перспективных продуктов для использования в аэрозольной упаковке, так как имеют преимущество перед обычными лаками и красками как при хранении (полная герметичность) и исключают необходимость в растворителях для мытья кистей. Аэрозольные упаковки со смазочными маслами производятся в США, Франции, Норвегии, Финляндии, Австрии и других странах. Выпускают как жировые, так и сухие смазки.Медицинские аэрозоли успешно развиваются в течение последних 20 лет в США и 13 лет в странах Западной Европы. Хотя эта область применения весьма перспективна, темпы развития производства здесь значительно медленнее, чем в других областях. Аэрозольные ингаляционные препараты могут применяться для оказания немедленной помощи и заменять инъекцию. Использование медикаментов местного значения в аэрозольной упаковке при лечении язв, раневых поверхностей и т.п. исключает механическое раздражение, неизбежное при нанесении препарата обычным способом [4]. Кроме перечисленных продуктов, в аэрозольных упаковках выпускаются средства для огнетушения, смеси для запуска двигателей внутреннего сгорания в условиях низкой температуры, а также материалы для покрытия приводных ремней, и вещества для нанесения их на матрицы при штамповке. В США в аэрозольных упаковках выпускается свыше пятисот различных продуктов, в ЕС - более 300 [5].
62,7% - аэрозольные баллончики из жести, 37,1% - из алюминия, 0,2% - из стекла и пластика.
Европейское аэрозольное производство в 2004 году [3].
Доля аэрозольной продукции в Европе в 2004 году [2].55% - косметика, 21% - для домашнего потребления, 8% - пищевые продукты, 7% - для автомобильной промышленности, 6% - медицина, 3% - лаки, краски.
Существует тысячи аэрозольных брэндов в Европе, охватывающих все области применения: для личного потребления, для домашнего потребления, для пищевых продуктов, фармацевтики и промышленного потребления. Основные примеры [2]:АВТОМОБИЛЬНАЯ ОТРАСЛЬ- Полироли, анти-обледенители, очистители, проникающие смазки и масла, очистители стекол, очистители двигателей, спреи для обезжиривания.КОСМЕТИКА- Лаки для волос, пена для бритья, гели для бритья, спреи для тела, антипреспиранты, муссы для волос.ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ- Кремы, горчица, масло.АЭРОЗОЛИ ДЛЯ ДОМАШНЕГО ОБИХОДА- Очистители стекол, очистители плиты, ковров, освежители воздуха, инсектициды, полироли мебели, пены для ванн, крахмальные спреи, спреи для обуви, краски и лаки.ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ- Смазки, замораживатели, спреи против плесени.МЕДИЦИНА - Спреи для дизинфекции, ингаляторы от астмы, спреи от ожогов.КРАСКИ И ЛАКИ- Спрей-краски, анти-коррозионные спреи.Аэрозоли для косметики и домашнего потребления соcтавляют приблизительно 75% всех аэрозолей производимых в Европе [2]
Область применения.
Производство аэрозольной продукции в Европе по годам [2].
Европа самый крупный производитель аэрозолей 4,8 млрд. в 2004 году.
Почти 10,7 млрд. аэрозольных баллончиков производится в мире каждый год, из них 4,85 млрд. в Европе, 3,6 млрд. в США (90% из жести) и 2 млрд. в остальном мире, также преимущественно из жести [1].Европейский рынок является мировым лидером в производстве аэрозольных баллончиков 45% мирового производства баллончиков. Наибольшее производство аэрозольных баллончиков в Европе в секторе косметики 55% [1], 21% для домашнего потребления, оставшиеся 24% для промышленных нужд, автомобилей, красок и т.п. [3].Жесть основной материал на аэрозольном рынке Европы 63%. Большой рост продаж аэрозолей происходит в восточной Европе [3].Рост потребления жести 10% за последние 10 лет, преимущественно происходит в секторе косметики [1].
Некоторые цифры.
Аэрозольные баллончики и комплектующие для их изготовления.
Аэрозольные баллончики, комплектующие аэрозольных баллончиков, производители аэрозольных баллончиков, аэрозольный рынок
