Новое на сайте
Опубликован журнал № 3/2024 и его содержание.
04.10.2024Опубликован журнал № 2/2024 и его содержание.
03.07.2024
Результаты опросов по терминологии
Баурова Н.И., к.т.н., преподаватель
Московский автомобильно-дорожный институт
- упаковка должна обеспечивать максимальный срок хранения клея, - не должна изменять физические и химические свойства клея, - не должна вступать в химическую реакцию с содержимым, - должна обеспечивать удобную транспортировку и хранение клея, - должна обеспечивать герметичность при хранении, - должна учитывать особенности нанесения клея. |
1. Металл. Отличительными свойствами металлической тары являются высокая механическая прочность (особенно на сжатие), ударостойкость, устойчивость к воздействию внутреннего давления. Металлическая упаковка надёжно предохраняет содержимое от воздействия света, газов, воздуха, воды и других агрессивных факторов. Раньше тара из белой жести для расфасовки клеев занимала первое место. Белая жесть - прекрасный материал для печати и лакирования. В связи с тем, что себестоимость производства олова, используемого для горячего лужения жести, постоянно возрастает, белая жесть постепенно заменяется другими видами жести без покрытия оловом (чёрная лакированная жесть, хромированная, алюминиевая, никелированная и лакированная). Одним из основных направлений замены белой жести является широкое применение алюминия и его сплавов (преимущественно с магнием и марганцем для повышения прочности). В настоящее время практически вся тара изготавливается из алюминия, обладающего рядом преимуществ:
- плотность алюминия почти в три раза меньше плотности жести;
- хорошая формуемость, пластичность и хорошая термостойкость;
- водо-, паро-, газо- и жиронепроницаемость;
- микробиологическая устойчивость;
- высокая светоотражательная способность;
- возможность комбинировать его с другими материалами.
К основным видам упаковочных материалов из алюминиевого сплава относятся:
- жёсткая алюминиевая тара;
- полужёсткий упаковочный материал толщиной 0,02-0,1 мм;
- гибкий или мягкий упаковочный материал с использованием алюминиевой фольги.
При использовании металлической тары следует помнить о возможности миграции ионов металла в клей. При правильном хранении ионы металлов (олова, алюминия, меди, свинца и др.) не оказывают значительного влияния на свойства полимерных материалов (исключение составляют случаи неправильного хранения и превышение сроков хранения).
2. Пластик. Для производства упаковки используется несколько видов пластика:
- полиэтилен низкой плотности (ПЭНП);
- полиэтилен высокой плотности (ПЭВП);
- линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП);
- полипропилен (ПП);
- сополимеры этилена с другими мономерами (полипропиленом, винилацетатом), полибутен, поли-4-метилпентен и т.п.
Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП). Важным показателем ПЭНП является температура размягчения. Температура размягчения ПЭНП намного ниже температуры кипения воды, поэтому этот материал не может быть использован для контакта с кипящей водой или паром при стерилизации. Полиэтилен низкой плотности - пластичный, слегка матовый, воскообразный на ощупь материал. Плотность его может изменяться в пределах 0,916 - 0,935 г/см3. Плёнки из ПЭНП легко свариваются тепловой сваркой и образуют прочные швы. А вот склеивание этих плёнок затруднено, но возможно при использовании клеев-расплавов, особенно на основе смесей полиэтилена и полиизобутилена. Нанесение печати на плёнки из ПЭНП может осуществляться разными методами, но только при условии предварительной обработки поверхности в силу её инертной неполярной природы химическими или физическими методами. Плёнки из ПЭНП обладают такими свойствами, как прочность при растяжении и сжатии, стойкость к удару и раздиру. Очень важно, что сохраняется прочность при очень низких температурах (-60 - -70°С). Плёнки водо- и паронепроницаемы, однако проницаемы для газов, поэтому непригодны для упаковки клеев, чувствительных к окислению. Плёнки из ПЭНП имеют высокую химическую стойкость, но при этом низкую жиро- и маслостойкость.
Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) синтезируется с использованием катализатора Циглера-Натта (комбинация триэтилалюминия и производных титана). Плёнки на основе ПЭВП более жёстки, менее воскообразны на ощупь, имеют большую плотность (0,96 г/см3) по сравнению с плёнками на основе ПЭНП. Прочность при растяжении и сжатии выше, чем у ПЭНП, а сопротивление раздиру и удару ниже. Благодаря более плотной упаковке макромолекул проницаемость ПЭВП ниже, чем у ПЭНП примерно в 5-6 раз. По водопроницаемости ПЭВП уступает только плёнкам на основе сополимеров винилхлорида и винилиденхлорида. По химической стойкости ПЭВП также превосходит ПЭНП (особенно по стойкости к маслам и жирам). Одной из важнейших областей применения ПЭЗП является изготовление дутых экструдированных пустотелых сосудов (бочек, канистр, бутылей) для транспортирования и хранения кислот и щелочей. Также ПЭВП чаще других материалов используется для производства упаковки для клеев.
Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП). Свойства ЛПЭНП являются промежуточными между свойствами ПЭНП и ПЭВП. Основными преимуществами ЛПЭНП по сравнению с ПЭНП являются: более высокая химическая стойкость; более высокие эксплуатационные свойства как при низких, так и при высоких температурах; большая устойчивость к растрескиванию; повышенная стойкость к проколу и раздиру.
Полипропилен (ПП) по свойствам приближается к ПЭВП, выгодно отличаясь от последнего меньшей плотностью, большой механической прочностью, жиро- и теплостойкостью, однако полипропилен значительно уступает полиэтилену в морозостойкости. Определяющим преимуществом применения полипропилена является более высокая температура плавления (170°С), что выражается в высокой теплостойкости материалов на его основе. Клеи, упакованные в полипропилен, кратковременно выдерживают температуру до 130°С, что позволяет применять полипропилен в качестве упаковочного стерилизуемого материала. Кроме того, полипропилен отличается высокой прозрачностью и более высокой ударной прочностью (особенно при низких температурах) по сравнению с полиэтиленом. Для улучшения качества сварного шва полипропилена при изготовлении тары покрывают другим полимером с более низкой температурой плавления. Часто для этой цели используют сополимер винилиденхлорида с винилхлоридом, как для покрытия плёнок из целлофана. Стоимость ПП значительно выше, чем аналогичных изделий из ПЭНП, поэтому они применяются только для упаковки дорогих клеев (где упаковка должна соответствовать стоимости клея).
3. Стекло. Стекло химически инертно и непроницаемо для газов, жидкостей, сырости, устойчиво к действию химических агентов, гигиенично, прозрачно и легко формуется. Основным недостатком стекла является его хрупкость. Главным компонентом промышленных стекол является кремнезём. Он вводится в состав стекла в виде кварцевого песка. Высокосортные кварцевые пески содержат 99-99,8% кремнезема и 0,2-1,0% примесей. Качество кварцевого песка зависит от содержания и зернистости кремнезёма и характера посторонних примесей. Структурные исследования стекла свидетельствуют о микронеоднородности аморфной его фазы, в которой имеются более тонкие структурные образования - кристаллиты. Стекло для химической промышленности содержит около 72% кремнезёма, 13,5% оксида натрия, 9% оксида кальция, 2% оксида магния, 2% оксида алюминия и других веществ в небольшом количестве (оксида брома, оксида железа, сульфат натрия). В химической промышленности обычно применяют два типа стекла: нейтральное борнокремнезёмное стекло (очень дорогостоящее, используемое для упаковки клеев с короткой жизнеспособностью) и натриевокальциевое стекло без обработки (наиболее распространённое). В настоящее время интенсивно ведутся работы по уменьшению массы стеклотары и повышению её механических свойств за счёт обработки поверхности различными веществами, нанесением полимерных покрытий на основе полиуретана, поливинилхлорида и т.д. Внедрение облегчённой, упрочнённой стеклянной тары экономически выгодно и, учитывая неограниченные запасы природного сырья и возможность повторной утилизации, делает стекло перспективным материалом для производства тары.
4. Бумажная упаковка. Она используется для фасовки сыпучих клеев (в основном строительных). Основной характеристикой бумажной упаковки является вес одного квадратного метра в граммах. По этому показателю различают бумагу от 5 до 150 г/м2, тонкий картон от 151 до 400 г/м2 и картон от 401 до 1200 г/м2.
Тонкий картон с плотностью от 141 до 400 г/м2 - часто используемый упаковочный материал как самостоятельно, так и в сочетании с другими материалами. При производстве тонкого картона помимо основного волокнистого материала используют вторичное сырье, красящие вещества, пигменты, склеивающие вещества (каустическая сода, квасцы и т.д.), крахмал для придания более качественного внешнего вида его поверхности. Часто тонкий картон лакируют с внешней стороны. Именно этот вид картона наиболее часто используют для упаковки сыпучих клеев.
К бумажной упаковке предъявляются следующие требования:
- Бумага и картон, служащие для изготовления тары на ротационных машинах, должны иметь равномерную толщину по всей ширине, что обеспечит движение полотна бумаги (картона) на машине без перекосов и образования морщин.
- Влажность бумаги должна быть в пределах 6-8%, а картона 6-12%.
- Бумага и картон, предназначенные для нанесения печати, должны иметь гладкую поверхность и зольность не менее 8%.
- Механическая прочность бумажных материалов, применяемых для изготовления тары, должна соответствовать требованиям, предъявляемым к прочности изделий в зависимости от веса и свойств затариваемой в них продукции, способов её транспортировки и условий хранения.
- Бумажные материалы, используемые для изготовления тары, должны обладать водо-, паро-, жиро- и газонепроницаемостью. Эти свойства бумажные материалы приобретают либо в технологическом процессе их производства за счёт соответствующего размола волокнистых материалов, проклейки и добавки в массу синтетических смол, либо за счёт специальной обработки уже готовых бумажных материалов, в результате чего получаются новые комбинированные материалы.
Туба
+ Обеспечивает высокую герметичность больших объёмов клея. Позволяет точно контролировать толщину клеевого шва.
– Для нанесения клея из тубы необходима дополнительная оснастка (пистолет). Тубы не предполагают длительного срока хранения вскрытых упаковок.
Тюбик и флакон
Тюбики предназначены для упаковки вязких клеев, которые необходимо выдавливать из тюбика, а флаконы для упаковки клеев с низкой вязкостью, способных вытекать из флакона.
+ Наиболее удобная тара для бытового использования клеев. При многократном использовании одной упаковки клея данная тара наиболее хорошо сохраняет основные свойства клея.
– Основной недостаток флаконов и тюбиков – высокая вероятность загустевания клея у отверстия. Чтобы избежать этой проблемы на внутренней стороне крышки должна быть пластиковая игла, которая при завинчивании крышки закрывает отверстие и препятствует загустеванию клея у отверстия. У тюбиков наиболее часто нарушение герметичности происходит в местах запайки (на торце). При нарушении герметичности клей вблизи повреждения тары постепенно затвердевает. «На глаз» проверить качество клея в тюбике можно тщательно прощупав упаковку – она должна быть без уплотнений и затвердевших участков.
Контейнер
Применяется для хранения вязких и пластилинообразных клеев.
+ В контейнере отходы клея, которые невозможно извлечь из тары, минимальны.
– Клей из контейнера берётся при помощи посторонних предметов (шпателя, специальных лопаток или руками), что может привести к попаданию грязи на оставшейся в контейнере клей.
Сдвоенный диспенсер
Используется для двухкомпонентных материалов.
+ Позволяет наиболее точно дозировать равное количество компонентов.
– У отвердителя и клея, как правило, различная вязкость и различная скорость течения. Поэтому у диспенсера отверстия для выдавливания компонентов должны учитывать эту особенность и несколько отличаться по размеру, чтобы одним нажатием на поршень получить одинаковое количество компонентов. Качественные диспенсеры имеют отверстия для выдавливания клея различных размеров. А вот дешёвые диспенсеры это не учитывают, и в результате не позволяют точно дозировать компоненты, что негативно отражается на прочностных свойствах клея.
Одноразовые ампулы
+ Обеспечивают хорошую герметичность при хранении и длительный срок хранения материала.
– Наиболее экономичная упаковка – перерасход клея исключён (объём ампулы учитывает расход клея для устранения определённого вида повреждений).
Аэрозольный баллон
+ Обеспечивает максимальную герметичность упаковки при многократном использовании клея. Позволяет наносить клей равномерным тонким слоем на поверхности большой площади.
– Повышенные требования безопасности при транспортировке и хранении. Наиболее «опасные» зоны баллона – распылитель и дно баллона. Чтобы избежать загустевания клея в распылителе, современные производители выпускают баллоны со съёмными распылителями или в комплекте со специальными иглами, которыми после использования необходимо очистить сопло. По дну баллона обычно проходит шов, через который возможно протекание клея, и если по шву наблюдается утечка клея, то такой состав не годен к использованию.