Покупая средство ухода за кожей, мы обращаем внимание на состав продукта, но как часто мы задумываемся о составе флакона? Ведь упаковка тоже очень важна. Производители много работают над тем, чтобы она обеспечивала не только сохранность продукта, но и была бы удобной и привлекательной для покупателей. Из чего обычно состоит упаковка и как она производится?
Требования к материалам упаковки
Упаковка должна:
• как можно лучше обезопасить содержимое;
• обеспечить герметичность;
• гарантировать физическую и химическую защиту продукта от внешних факторов (свет: ИК и УФ; температура, механические воздействия);
• обеспечить удовлетворительную микробиологическую защиту;
• быть инертной по отношению к содержимому;
• быть наиболее удобной для использования;
• обеспечивать рациональное промышленное хранение и возможность повторной переработки;
• обладать разумной стоимостью по отношению к стоимости продукта (не должна превышать 1/10 цены продукта);
• допускать нанесение знаков и надписей;
• обладать удовлетворительной надежностью;
• быть биоразлагаемой;
• выглядеть эстетично.
До поступления в промышленное производство упаковку тестируют на все эти характеристики.
Практические испытания
• Испытания на безвредность: особенно важны для упаковок из пластика, поскольку они содержат много добавок. Изучается воздействие на пищу, воду, например, пластик оставляют в воде на некоторое время и далее исследуют воду на токсичность в краткосрочной и долгосрочной перспективе.
• Испытания условий хранения (влияние на содержимое): проводят климатические тесты и тесты на ускоренное старение, оценивая изменение качества содержимого.
• Испытания на совместимость содержимое/упаковка: с помощью тонкого химического анализа оценивают, не проникают ли какие-либо элементы упаковки в продукт после контакта. Под микроскопом анализируют изменения поверхности упаковки. Путем взвешивания определяют, абсорбировала ли упаковка косметический продукт.
• Метрологический контроль: определяют точное количество продукта, содержащегося в упаковке при производстве. Случайным (рандомизированным) образом из партии берут несколько упаковок. Обычно партия – это 10 000 штук готовой продукции или максимально произведенное количество штук за час. Оценивают среднее содержание продукта, отклонение от среднего, показатели колориметрии и др. параметры.
Материалы для изготовления упаковки
Стекло
Применяют для жидких продуктов. Стекло изготавливают из диоксида кремния – кремнезема.
Состав и производство стекла
Стекло изготавливают из оксида кремния – SiO2. Чтобы снизить температуру плавления в стекло добавляют плавень – эту роль играют оксиды щелочных металлов типа Na2O (оксид натрия) – (группа I).
Так называемые бинарные стекла (содержат образующее вещество и плавень) обычно не обладают необходимой прочностью. Поэтому в них добавляют стабилизаторы, щелочноземельные оксиды (группа II, часто оксиды кальция СаО).
Наконец, для придания цвета в состав стекла вводят модификаторы металлических оксидов.
Примечание: Стекло для фармацевтической промышленности изготавливается из боросиликатов (т. е. в него добавляют бор, что делает стекло не растворимым для содержимого).
Методы производства
Для изготовления стекла сырье сначала расплавляют в печи и затем постепенно охлаждают до достижения необходимой вязкости.
Существует несколько методов обработки стекла:
• шлифование;
• вытягивание;
• прокатка (чтобы получать листы);
• стеклодувные работы.
Свойства и функции стекла
• оптические свойства;
• механическое сопротивление, если стекло закаленное;
• исключительная устойчивость к действию химических веществ;
• способность выдерживать высокие температуры (стекло в автоклавах);
• непроницаемость для жидкостей и газов;
• изолирующие свойства (термическая и электрическая изоляция);
• эстетические свойства.
Недостатки: • тяжелое; • хрупкое; • дорогое.
Пластические материалы
1. Термопласты
Полимерные материалы, для производства которых используется в основном два типа реакций:
• полимеризация присоединением;
• конденсационная полимеризация.
Примеры термопластов
Полиэтилен (РЕ)
Мономер: этилен [-CH2-CH2-]* в возбужденном т.е. реактивном состоянии. Реакция полимеризации присоединением [-CH2-CH2-] n.
Существует два вида полиэтилена:
низкой плотности, полученный при высоком давлении (плотность 0,91 → ниже плотности воды);
- высокой плотности, полученный при низком давлении или в вакууме (плотность 0,96).
Из него производят:
флаконы с мягкими стенками (например, флаконы для порошков, капель для носа и пр.); капельницы; твердые флаконы (UPSA); тюбики для помады; пластиковые сумки.
Предметы из полиэтилена не гниют (не разрушаются). При горении образуются липкие шарики с запахом свечи.
Полипропилен (РР)
Мономер: пропилен [-CH2-CH2- CH2-]*. Реакция полимеризации присоединением: [-CH2-CH2-CH2-]n.
По своим свойствам он близок полиэтилену, но обладает некоторыми преимуществами: выше устойчивость к маслам; непроницаем для газа; выше сопротивляемость к температурам (допускает стерилизацию в автоклаве). В основном из него производят шприцы.
Поливинилхлорид (PVC)
Мономер: винилхлорид [-CH2-CH-]. Реакция полимеризации присоединением с участием Cl.
Материал без вкуса и запаха, твердый, с ним работают, как с металлом, его можно паять; устойчив к кислотам, спиртам, основаниям и маслам, но растворим в ароматических углеводородах (бензин и пр.).
Из-за своей прочности он используется для изготовления предметов длительного хранения (даже из очень тонкого материала получаются очень прочные предметы). В токсикологическом плане мономер считается канцерогенным, а полимер – не токсичным из-за своего большого размера. Утилизация PVC очень сложна, поскольку при сжигании образуется соляная кислота (HCl).
Из него изготавливают: трубы; емкости; коробки, флаконы и пр.
Его можно делать полупрозрачным, матовым, цветным, или делать из него нить для ткачества.
Полистирол
Мономер: стирол [C6H5-CH2-CH2-]*. Реакция полимеризации присоединением, полимер: [C6H5-CH2-CH2-] n. Нетоксичный, бесцветный, без запаха и вкуса. Прочный, устойчивый и выглядит как стекло. Свойства:
- устойчив к кислотам, основаниям и маслам;
- легко формуется;
- не переносит органических растворителей (эфирные масла, бензол, ацетон и пр.);
- очень дешевый.
Недостатки:
- ломкий;
- не устойчив к жаре.
Из пенообразной формы получают упаковочный наполнитель (мягкие белые шарики).
Полиамиды
Это пример широко распространенного материала – нейлона.
- или простой аминокислоты
Полиамиды обладают хорошими механическими свойствами и термической устойчивостью. Они не токсичны, непроницаемы для газа и позволяют хранить продукты в вакууме. Это гибкий материал.
Полиэтилентерефталат (PET)
Прозрачный, хорошо растяжимый материал.
Политетрафторэтилен (PTFE)
Полимер: [-CF2—CF2-] n. Обладает высоким механическим сопротивлением. Из него делают флаконы.
Поликарбонаты
Очень прозрачные, ударопрочные, устойчивые к температуре. Их называют заменителями стекол.
Полиацеталь
Очень прочный. В основном служит для двух целей: изготовление клапанов и герметичных контейнеров (объемом менее 250 мл).
Производные целлюлозы
Целлюлозу образуют цепочки глюкозы. На каждой молекуле глюкозы находятся три свободных функциональных группы (-ОН), которые образуют крепкие связи с другими линейными цепочками.
Целлюлозная пленка известна под названием целлофан. Это прозрачная пленка, с низкой проницаемостью для газа и жидкостей и нерастворимая в воде. Напротив, она поглощает водяные пары. Целлофан можно окрашивать или печатать на нем рисунки.
Азотированная форма целлюлозы – нитроцеллюлоза используется в качестве лака для бумаги и картона. При добавлении пластификатора (камфара) из нитроцеллюлозы получают целлулоид.
Силиконы
Представляют собой цепи из кислорода и кремния. Их применяют, например, для изготовления пробок и обеспечения водонепроницаемости других материалов.
Термоотверждаемые пластмассы
Это твердые тугоплавкие и нерастворимые вещества, основу которых составляют смолы.
Обладают очень плотной сетевой структурой, в которой молекулы не могут скользить друг относительно друга.
Эта группа включает: фенопласты, аминопласты, полиэфиры, полиуретаны.
Фенопласты
Получают при поликонденсации фенола и альдегида.
Пример: бакелит.
Аминопласты
Получают при поликонденсации альдегидов и аминов.
Производятся в виде прессматериалов (порошка и пр.) и служат для изготовления крышек и клеев.
Полиэфиры
Их получают путем поликонденсации кислот с многоатомными спиртами. Они используются в качестве защитного покрытия, но необходимо избегать их прямого контакта с косметическими средствами, поскольку полиэфиры токсичны.
Полиуретаны
Получают при взаимодействии многоатомного спирта с изоцианатными группами. Из них делают клеи, лаки, которые используются для термоизоляции.
Эластомеры
Натуральный каучук, синтетические эластомеры.
Независимо от своего состава, все они требуют вулканизации (тепловой обработки), которая снижает пластичность и повышает эластичность. Из них производят амортизаторы и прокладки.
Металлы
- Алюминий
Характерные особенности этого металла – легкость, пластичность и химическая устойчивость (за счет быстрого образования на поверхности оксидных пленок).
Из алюминия получают белесые почти бесцветные соли, которые не имеют вкуса, но очень токсичны. Они являются канцерогенными, также соли алюминия считаются одной из возможных причин болезни Альцгеймера.
Алюминий обладает амфотерным характером. Он хорошо растворим как основаниями, так и кислотами. В некоторых случаях, алюминий защищают пластическими материалами, такими как полиэтилен или рилсан.
Алюминий широко используется в качестве листового покрытия флаконов.
Он легкий, устойчив к запахам, непроницаем для света и УФ, защищает от перегрева.
- Олово
Устойчивый, податливый и не токсичный металл, служит в качестве защиты железа.
- Свинец
Ранее использовался для производства тюбиков для помады. Токсичен и может вызвать отравление.
- Нержавеющая сталь (INOX)
Используется для изготовления резервуаров, трубопроводов, клапанов и технологического оборудования. Обладает высокой химической и физической устойчивостью, но очень дорогостоящий материал.
Источник журнал Cabines Russie
Понравилась статья , ставьте лайк и подписывайтесь на канал.