Укупорочные средства

Укупорочные средства в потребительской таре имеют огромное значение. Они:
• сохраняют количество и качество упакованной продукции;
• способствуют неприкосновенности товара;
• защищают продукцию от внешних воздействий, а также от порчи продукта и утечки.

Конструкция герметично укупоренной тары не позволяет газам, парам и жидкостям проникать внутрь. Герметичность может быть разной, так как пропускание газов, паров и разных жидкостей имеют каждый свою закономерность. Одни материалы обеспечивают, например, герметичность газов, другие не пропускают жидкости. Укупорочные средства различаются также по степени обеспечения герметичности, а все виды закрытой тары можно разделить на абсолютно укупоренную тару, плотно укупоренную и хорошо укупоренную.

Абсолютно укупоренная тара является непроницаемой для газообразных продуктов. Примером этому виду может служить обычная консервная банка, которая запаяна, а также стеклянная ампула или полимерная.

Плотно укупоренная тара является непроницаемой для паров (в том числе, паров воды). Сюда можно отнести упаковку с использованием пробок в распор, разнообразных колпачков из термоусадочного материала, обжимных крышек с герметизирующими прокладками, а также клапанов с ниппелями и т. п.

Хорошо укупоренная тара способна защитить упакованные изделия от выливания и просыпания наружу. Изделия такого вида обычно представляет собой тару с винтовыми колпачками и крышками, с колпачками с дозаторами и т. д.

Для укупоривания часто применяют разнообразные технологические приемы и различные средства. Например, элементарным является то, что чтобы жидкость не вытекла, необходимо правильно завернуть колпачок. Частым приемом, обеспечивающим абсолютно плотное закупоривание тары, можно назвать заваривание (формирование сварного шва) тары, её запаивание (пайка металла, запаивание стекла), а также формирование закаточного шва с герметизирующим составом и нанесение герметизирующих паст или восков. Применяются также и другие виды укупорки тары.

Укупорочные средства используются как средство для герметизации и поддержания эстетического внешнего вида. Они могут содержать какие-либо декоративные элементы или иметь декоративную отделку. Укупорочное средство (means of closing) – это вспомогательное средство, предназначенное для укупорки тары.

Колпачок (cap, capsule, pilfer-proof) – это укупорочное средство, которое надевается на горловину тары, и необходимое для того, чтобы обеспечивать герметичность и/или защиты тары. *Кронен-пробка (crown cap)*– это укупорочное средство, выполненное в виде металлического колпачка, имеющее корончатую форму с уплотнительной прокладкой.
Пробкой (stopper) называется укупорочное средство, которое вставляется внутрь горловины тары.
Крышкой (lid, cap, cover, twist-off cap) называют укупорочное средство, которое закрепляется по всему наружному периметру верха или горловины тары.
Мюзле (muzzle, wirehood) – это металлическое укупорочное средство, применяемое для
укупоривания различных видов бутылок с пищевыми жидкостями и имеющими избыточное давление. Мюзле закрепляется на горловине тары после укупоривания ее пробкой.

Основными видами укупорочных средств для товаров продовольственной группы являются стандартизированные средства. Например, для тары, которая используется для бытовой химии, косметики и парфюмерии, многие укупорочные средства не содержатся в ГОСТе. Однако на современном рынке товаров они широко представлены.

Из укупорочных средств для непродовольственных товаров можно выделить такие виды.

1. В зависимости от герметизации:

Полимерные крышки и колпачки используют чаще всего для укупоривания тары под парфюмерно-косметические средства. Их вырабатывают с помощью литья или путем прессования. Это обеспечивает точность исполнения размеров. По своим конструктивным
особенностям колпачки разделяются на бушоны – это колпачки конической формы, которые навинчиваются на тубы. Внутри бушона содержится мембрана для прокалывания.

Герметизирующие элементы выполняются обычно с помощью вспомогательных материалов. Конструкция колпачка или крышки содержит обычно элементы уплотнения на ней или на горловине тары.

Герметичная прокладка. Её главным принципом является правильный подбор пары материалов, которые существенно отличающихся по мягкости (модулю упругости). Так, например, при использовании жесткой тары нужна мягкая прокладка или же колпачок, и когда, наоборот, для более мягкого материала тары требуется жесткий уплотняющий элемент. Для стеклянной тары поэтому больше подходят полимерные колпачки, а также полиэтиленовые или резиновые уплотнители.

Уплотнительные элементы выполняются в виде сфер, колец, конусов (пыжей), дисков, пластин и других видов в зависимости от того, какой диаметр у горловины и какой она конструкции. Наиболее простыми конструктивными уплотняющими элементами являются винтовой колпачок, эластичный выступ-впадина, стандартная пробка, наклеивающаяся или заваривающаяся мембрана.

Стеклянные пробки используются для герметизации стеклянной тары парфюмерии. Их различают двух разновидностей: притерные и с полимерной прокладкой, которая обтягивает ножку-стебель. Последняя является более распространенной, поскольку имеет более простой процесс укупоривания.

Предохранительные мембраны герметизируют упакованную продукцию и защищают её от несанкционированного применения. Изготавливают мембраны обычно из фольги с применением полимерного покрытия или полимерной пленки. Способами герметизации является заваривание мембраны при повышенных температурах или же приклеивание с помощью адгезивов. Мембранами закрываются горловины банок, бутылок, тубы и т.д. Наименее герметичным элементом является мембрана-вкладыш, изготовленная обычно из того же полимерного материала, что и банка (нет мягкого герметизирующего элемента). Такая предохранительная мембрана лишь просто вставляется в горловину, то есть никак не герметизируется, поэтому может возникнуть просвет между заплечиками горловины банки и мембраной, через который влага может легко испарятся.

2. В зависимости от того, каково назначение функционального приспособления, их разделяют на устройства, которые удобна для распыления, дозирования, намазывания, для выдачи средства по порциям или каплям. Формы и размеры дозирующего отверстия зависят от агрегатного состояния и вязкости продукции.

Приспособления применяют:
• для порошкообразных веществ – носики;
• для высоковязких жидкостей и гелей – ролики и шарики;
• для вязких жидкостей – дозаторы;
• для низковязких жидкостей, в частности водно-спиртовых растворов, – пульвериза-
торы;

3. Удобство нанесения фасованной продукции с помощью укупорочного средства сильно зависят от формы самих аппликаторов. Аппликаторами называются специальные наконечники для флакончиков и туб. Аппликаторы могут быть удлиненными (для нанесения средства на глаза), губными (закругленный), скошенными под углом, а также других видов. Для жидкой продукции используются различные виды колпачков.

Среди них:
Колпачок флип-топ (flip-top) – это откидной верх, то есть крышка с защелкой. Винтовые колпачки с крышкой флип-топ используются на тюбиках, бутылках, флакончиках с жидкостями, кремами и с высоковязким содержимым, например с зубной пастой. Они могут содержать винтовой колпачок, который совмещен с декоративным колпачком, а также могут содержать внутренние ребра жесткости и иметь разную форму откидной крышки, например, квадратную, круглую, плоскую или выпуклую и т.д., а также различаться по конструкции (цельная и сборная).

Колпачки декоративные, насаживаемые с крышкой флип-топ, отличаются от винтовых колпачков тем, что они зажимные, и их производят в основном из нежесткого полимерного материала. Из недостатков таких крышек можно назвать некачественно выполненную защелку, которая может неплотно соединять элементы, за счет чего может произойти окисление косметики, её вытекание или высыхание.

Вставки-сопла в горловину необходимы для удобного разбрызгивания. Их применяют для закупоривания жидких средств бытовой химии.
Насадки в виде пробок с отверстиями или пробок с носиками используются для порошкообразных средств. Разновидностью насадки можно считать шлем с отрезаемым носиком. Такой вид укупорочного средства часто применяют при упаковки средств для сада и огорода, для вязкого клея и кремообразных веществ, таких как, например, краска для волос и других видов продуктов. Дозируется продукт за счет нажатия на корпус тары.

Роликовые (закрепленные в двух точках) и шариковые (свободно вращающиеся) устройства, использующиеся для намазывания. Встречаются в косметике, например, в шариковых дезодорантов-антиперсперантов, а также в канцелярских товарах (клей) и в других вариантах продукции.

4. В зависимости от конструкции средства для дозирования упакованных продуктов можно легко разделить на такие виды:
• простые, которые выполнены из одного материала и обычно являющиеся составной частью тары;
• сложные – это сборные конструкции, которые изготовлены из различных материалов: пластмасс различной жесткости, металлических шариков, пружин, трубок и т.п.

Очень распространены среди укупорочных средств колпачки с дозирующими устройствами-дозаторами.

Колпачок пуш-пул (push-pull – толкай-тяни), тот же колпачок с выдвижным носиком является наиболее распространенным видом укупорочного средства для различных видов жидких средств, например, мыла жидкого, шампуней и т.д. Выступающую часть колпачка тянется вверх, и тогда открывается зазор между уплотнительным стержнем и дозирующим отверстием. Таким образом, жидкость поступает небольшой струйкой. После того, как извлечено нужное количество, колпачок опускается вниз. В случае необходимости, колпачок можно отвернуть полностью. Дозирование идет за счет свободного выливания жидкости. Существуют также колпачки пуш-пул без винтовой нарезки, то есть зажимная. Всего различают следующие виды пуш-пул колпачков:

• колпачки с отверстием для дозирования, закрываемые мини-крышкой, которая соединена с горловиной «пояском»;
• колпачки с подающими головками, чаще всего используемые на тубах или флаконах, в в них содержимое выдавливается с поворотом колпачка, а отверстие открывается и закрывается выдвижным стержнем.

Дозирование происходит с помощью распылительных головок, используя спрей-пульверизатор, диспенсер и триггеров. Для того, чтобы произвести распыление, используются также воздушно-насосные системы, типа помпы. Диспенсером обычно называют дозирующую головку с помпой или вакуумный диспенсер. Отверстие в распылительной головке («актуаторе») производят в зависимости от вязкости жидкости, то есть чем меньше у жидкости вязкость, тем соответственно будет меньше отверстие. Распылительная головка обычно защищена колпачком, который называется аксессуаром.

Спрей (spray – распылитель, пульверизатор) используется для дозирования маловязких жидкостей. К ним относятся, например, туалетная вода, средства для ухода за лицом и телом, средства бытовой химии и т.д. По типу закупоривания спреи относят к плотно укупорочным средствам, так как головки завальцовываются на горловине флакона. Натуральные спреи представляют собой вид укупорки, при котором распыление идет за счет давления воздуха, который подается в распылительную головку при нажатии на нее. Жидкость проходит по специальной трубке-капилляру, которая является часть пульверизатора и опускается во флакон до самого дна. Процесс распыления происходит за счет смешения жидкости флакона с воздухом в головке.

Диспенсер (dispencer) называется тип укупорки, используемый для эмульсионного крема, лосьонов для тела, жидкого мыла, средств для тела и других подобных жидкостей. Герметичность исполнения такого типа укупорки может быть как завальцованной, вакуумной, так и хорошо укупоренной, то есть объединенная с откручивающимся винтовым колпачком. Головка помпы для вязких средств довольно часто объединяется в общую конструкцию с байонетным затвором. Он открывает устройство лишь при повороте рычага головки на строго определенный угол. Нажатие осуществляется на специальный рычаг, который совместно является и носиком для дозирования средства. Вакуумные диспенсеры являются современными видами упаковки косметических средств, которые позволяют герметизировать жидкости даже во время их применения, обеспечивается необычной конструкцией распылительной головки и корпуса. Заполнение осуществляется с хвостовой части флакона с жидкостью. Запорным элементом является пистон с защелкивающимся клапаном, а дно закрывается крышкой. Содержимое выливается за счет разницы внутри флакона и пониженного давления внутри распылительной головки с сифоном (гофрированной трубкой), при этом не осуществляется перемешивание жидкости с воздухом, как, например, в помпах с трубкой).

Триггером (trigger – спусковой крючок, курок) называется падающее разбрызгивающее средство с воздушной помпой и с головкой, имеющей специальную конструкцию. Разбрызгивание происходит путем нажатия на триггер-курок. Он создает избыточное давление воздуха на жидкость. Часто триггер применяют для укупорки бытовой химии в больших бутылках или же во флаконах, имеющих удлиненную горловину. Особенностью триггера можно назвать его многофункциональность и возможность его повторного применения на другом флаконе.

Аэрозольные клапаны используются для сохранения и выдачи содержимого, а также для того, чтобы обеспечить герметичность аэрозольного баллона. Отличительной особенностью аэрозольного клапана является его способность работать под избыточным давлением газа-пропеллента внутри баллона. В качестве пропеллентов часто применяются фреоны и смеси фреонов, пропан-бутан, органические легкокипящие жидкости, а также диоксид углерода.

Распылительные головки необходимы для подачи продукции в аэрозольно-распылительном виде (микрокаплями); колпачки защищают распылительные головки от случайного срабатывания клапана и от всевозможных повреждений.

Аэрозольные клапаны помещают в горловинах алюминиевых или жестяных баллонов различных видов. Помещают распылительные головки в шток или на шток аэрозольного клапана. Работает клапан следующим образом. Клапан укрепляется в корпусе и надевается на горловину с использованием прокладки или уплотнительной пасты. Допустимая микроутечка пара через уплотнения ниппеля не должна превышать 0,4 см3 за 6 ч. Полимерную трубку нужно прочно прикреплять в нижней части кармана. Это необходимо для того, чтобы она не могла отсоединиться самопроизвольно. Необходимо, чтобы полимер для изготовления полимерной трубки был стойким к растрескиванию в активной среде. Открывается клапан при помощь нажима на головку, когда движущийся шток открывает ниппель. Регламентируется небольшое усиление нажатия – 40Н (4 кгс). Выдерживать клапан должен не менее 500 рабочих циклов открывания и закрывания.

В зависимости от того, насколько агрессивна упакованная жидкость, необходимо производить защиту клапана от коррозии методом лакирования. Для инертных средств клапан используется без покрытия. Необходимо также учитывать, что антикоррозионное покрытие должно полностью просохнуть, иначе, клапан может заклинить и отказать в работе.

Наружная поверхность головки должна обладать гладкой поверхностью, без каких-либо
дефектов. Для безопасности на нее наносится четкий рельефный указатель направления выхода содержимого. Запрессованное сопло должно быть яркого цвета и выдерживать давление пара 1–1,2 МПа. Колпачок может быть гладким или рельефным. Допускается также остаток точечного литника высотой не более 0,5 мм.

Укупорочные средства, которые контактируют с продуктами питания, не должны менять органолептические свойства упакованной продукции.

Необходимо в обязательном порядке проверять укупорочные средства по следующим показателям безопасности:
• геометрические размеры проверяются для всех видом и разновидностей укупорочных средств;
• внешний вид проверяется для всех видов и разновидностей укупорочных средств;
• герметичность укупоривания проверяется для всех пробок, колпачков металлических, полимерных, комбинированных (кроме термоусадочных), проверяются все металлические крышки и все кронен-пробки;
• органолептические свойства проверяются у всех видов и разновидностей (кроме скоб);
• физико-механические свойства проверяются у корковых пробок, колпачков металлических, полимерных, комбинированных (кроме парфюмерно-косметической продукции и колпачка типа «Алка»), мюзле и скоб, кронен-пробок, крышек только металлических, уплотнительных паст;
• контроль крутящего момента проверяется у пробок корковых, колпачков алюминиевых и полимерных с перфорацией и винтовых, в том числе полимерных колпачов типа «Гуала», комбинированных винтовых колпачков и винтовых кронен-пробок;
• влажность обязательно проверяется у корковых пробок и вспомогательных прокладок;
• химическую стойкость лакокрасочного покрытия проверяют у окрашенных и лакированных средств, таких как алюминиевые колпачки с перфорацией и винтовые (без дозирующего устройства) и крышек металлических для стеклянных банок;
• поведение в кипящей воде проверяется у корковых пробок и прокладок, пробок комбинированных, крышек винтовых по типу твист-офф и крышек полимерных для закрывания стеклянных банок, для консервирования, последние обязательно определяются на коробление в кипящей воде;
• химическая стойкость определяется у пробок полимерных, колпачков алюминиевых винтовых (без дозатора), крышек металлических всех разновидностей для стеклянных банок;
• сопротивление давлению определяется у пробок полимерных и кронен-пробок;
• масса изделия;
• технические характеристики укупорочного средства.

От точности размеров укупорочного средства зависит и качество укупорки, особенно это касается укупорки на автоматических линиях.
Все укупорочные средства должны отвечать этим и некоторым другим показателям, которые указаны в нормативно-технической документации на соответствующую продукцию.

Укупорочные средства разделяются по множеству признаков. В основном они классифицируются по:
• кратности использования;
• способу открывания;
• методу уплотнения и применяемым уплотняющим элементам;
• выполняемым дополнительным функциям;
• защите от случайного или преднамеренного вскрытия (при первом использовании).

Все укупорочные средства делятся на обычные средства и фирменные. Многократное открывание и закрывание флакона, снабженного обычным укупорочным средством, не связано с их заметными необратимыми изменениями. В продукции, где используется фирменная укупорка вскрытие и первое употребление продукции может последовать лишь после разрушения или необратимого изменения упаковки. Такая упаковка рассчитывается на однократное использование.

По своим конструктивным видам укупорочные средства разделяются на крышки и пробки. У крышек разновидностями являются бушоны, которые навинчиваются на тубы, и колпачки, которые применяются для укупоривания бутылок и флаконов различных видов.

Функция защиты от предварительного вскрытия для тары и укупорочных средств связана с гарантией целостности упакованного продукта, поэтому необходимо использовать такие укупорочные средства, которые бы отчетливо показывали было ли вскрытие тары или нет. В Европе сейчас существует два типа укупорочных средств, защищающих от несанкционированного вскрытия или фальсификации:
1) средства, устойчивые к вскрытию (tamper proof; tamper resistant);
2) средства, обнаруживающие вскрытие (tamper evident – TE).

К первому виду средств относят:
• крышки child resistant, которые защищают от вскрытия детьми, их чаще всего используется для укупоривания опасных препаратов, а также применяют для некоторых видов средств бытовой химии, которые содержат опасные кислоты или щелочи и применяют для защиты от случайного вскрытия (поворот только при нажатии или в определенном положении, при совмещении стрелок);
• колпачки с байонетными соединениями, которые позволяют легко закрыть и открыть флакон путем осевого вращения и поворота на определенный угол, их применяют в укупорке, которая защищена от случайного вскрытия (могут выдерживать большое избыточное давление);
• затворы и защелки по типу выступ-впадина или выступ-выступ, которые объединены с винтовым колпачком, такая конструкция требует определенных усилий для того, чтобы его открыть и таким образом защищает содержимое от случайного вскрытия.

Ко второму типу защиты тары относят:
• пластмассовые колпачки, имеющие предохранительное отрывное кольцо или контрольную ленту, которая отрывается при вскрытии, например, сюда можно отнести систему крышек из ПЭВН с предохранительным кольцом для стеклянных банок вместимостью 250 мл, которая была разработана российской фирмой «Герсун-Нева» (Санкт-Петербург). Банки обладают новой конструкцией горловины под эту крышку;
• этикетки, которые подняты до уровня колпачка, или же сами колпачки (капсюли), выполненные из термоусадочной пленки, так как их просто нельзя удалить незаметно и затем повторно надеть, это будет сразу видно.

Многие иностранные производители применяют крышки, открывающиеся с треском (snap-cap), что указывает на то, что товар не вскрывался ранее;
• двойные крышки состоят из двух слоев. Из первого слоя, устойчивого к отклеиванию и под ним второго слоя, запрессованного мембраны, которая обеспечивает контролируемое открытие;
• тройные крышки или тройная печать изготавливаются из полиэтиленнафталата, поливинилиденхлорида и сополимера этилена с винилацетатом, имеющих промежуточные слои, которые наполнены SiO2 и Al2O3. Такие крышки обладают низкой проницаемостью по отношению к кислороду, к парам воды и к аромату упакованного продукта;
• крышки производителя Telatemp Corp содержат показатель «открыто» в том случае, если имеется хотя бы частичное нарушение герметичности упаковки;
• конструкции крышек, которые обладают специальной насечкой и ключом. Примером могут служить банки, требующие легко вскрываемые крышки;
• крышки, которые предохраняют от выплескивания, Dri-TopTM содержат алюминиевый
фильтр, задвигающийся в банку во время ее открывания. Этот фильтр легко пропускает газ, но он не позволяет содержимому выливаться, а также предохраняет его от заражения микробами. Часто такие крышки используются для банок с газированными напитками.

Ежегодно мировая потребность в различных видах колпачков и укупорочных средствах увеличивается примерно на 4,6%. Прогнозируется, что в дальнейшем будут развиваться различные рынки потребительских товаров быстрого использования, особенно в странах, где развита экономика, причем наибольшую выгоду принесут именно укупорочные изделия и другие упаковочные продукты. Продажи различных видов укупорочных средств растут за счет того, что увеличивается использования их в традиционно не укупориваемой упаковке, например, в асептических картонных упаковках для напитков и пластиковых пакетах, а также металлических банках, гибкой таре и многоцелевых пластиковых бутылках. Доход от продажи укупорочных средств будет расти за счет увеличения ассортимента продукции в сторону более дорогостоящих видах, которые обеспечивают повышенный уровень безопасности продукции, а также делают их удобными для потребителей и улучшают привлекательность продукции.
Прирост ожидается на всех развивающихся рынках, в особенности в Юго-Восточной Азии и в Латинской Америке. По данным также в такой стране, как Китай, ежегодный прирост составляет 10% , опережая при этом Японию. Большое количество рынка в Западной Европе будет увеличиваться незначительно.

Пластиковые укупорочные изделия постепенно вытесняют традиционные металлические и корковые виды укупорки. Это легко объяснить технологическим преимуществом и преимуществом пластика над стеклом, картоном в потребительской упаковке, особенно это касается сектора безалкогольных напитках и фармацевтических товаров. Напитки по-прежнему будут занимать 2/3 от общего количества всех укупоривающих колпачков и крышек. Ожидается значительный прирост в области потребительской бытовой химии и чистящих средств, в косметике, которые переживают быстрый рост и становятся наиболее активными потребителями упаковки в развивающихся странах.