Этюд в аэрозольных тонах. Часть первая

Предлагаем вниманию читателей обзор интересных новинок в области изготовления аэрозолей, сделанный Антоном Стиманом (Anton Steeman), экспертом по упаковке, ведущим блога Best In Packaging.

Я сделал подборку новых разработок в области аэрозольной технологии, выпущенных на рынок за последние шесть месяцев. Аэрозоли – очень интересная технология, с большим и привлекательным спектром возможностей и сфер применения. Долгое время эта область рассматривалась как «больше не развивающаяся» упаковка. Она даже сталкивалась (а порой еще и сейчас сталкивается) с сильной оппозицией и неприятием из-за ее связанной с загрязнением воздуха историей и негативного воздействия на окружающую среду. Прежде чем перейти к новым разработкам, давайте бросим взгляд на историю, негативные аспекты и заявления противников.

Для тех, кто не очень хорошо знаком с аэрозольной технологией, приведем краткое определение:

Аэрозоль – это упаковка с распылителем, в которой содержится определенное вещество под давлением и которая способна распылять это вещество (обычно посредством газа-пропеллента). Она представляет собой баллончик, содержащий жидкость под давлением. Когда клапан распылителя открыт, жидкость нагнетается и выходит через маленькое отверстие в виде мельчайших частичек или тумана. Так как газ расширяется, выдавливая содержимое, лишь небольшое количество пропеллента испаряется внутри, чтобы поддерживать равномерное давление. Снаружи капельки пропеллента испаряются мгновенно, обеспечивая выход очень мелких частичек или капель во взвешенном состоянии.

Примечание: Пульверизатор или ручной распылитель – подобное устройство, в котором давление создается за счет ручной помпы, а не за счет газа. Об этой системе, предшественнице вакуумных устройств, речь пойдет в статье ниже.

Краткая история

Хотя существуют свидетельства того, что контейнер с газом под давлением использовался уже 400 лет назад, общепринято, что предшественником современных аэрозолей является запатентованный в ноябре 1927 г. Эриком Ротхеймом (Erik Rotheim) в Норвегии аэрозольный баллончик, который мог содержать и распылять продукты и пропелленты. Во время Второй мировой войны правительство США финансировало исследования по поиску портативных средств для распыления инсектицидов на насекомых – переносчиков малярии. И в 1943 г. исследователи из министерства сельского хозяйства разработали аэрозольный баллончик, давление в котором создавал сжиженный газ.

Первые аэрозольные баллончики из алюминия были произведены в Германии в 1954 г. Это были двухкомпонентные баллончики, изготовленные на основе патента Эрнста Коля (Ernst Kohl). Их принципиальным недостатком было выпуклое дно, сделанное из жести, которое часто приводило к утечке газа в области шва.

В 1955 г. старт коммерческому продвижению аэрозолей был дан с выпуском на рынок в Германии первого спрея для волос. С тех пор различные отрасли промышленности взяли на вооружение эту систему упаковки, что привело к значительному росту доходов производителей аэрозольных баллончиков.

Экологические аспекты

Сначала в качестве пропеллентов широко использовался хлорфторуглерод (CFC), но после того как в 1989 г. в силу вступил Монреальский протокол, почти во всех странах этот газ были заменен другими из-за его негативного воздействия на озоновый слой Земли.

С тех пор аэрозольные баллоны не содержат хлорфторуглерода. В этих тонкостенных контейнерах из жести или алюминия давление создается за счет использования некоторых летучих углеводородных пропеллентов, таких как углекислый газ, пропан или бутан. Эти пропелленты относятся к «парниковым газам», которые способствуют глобальному потеплению и образованию смога.

Оксид азота и углекислый газ используются в качестве пропеллентов для дозирования пищевых продуктов (например, взбитых сливок или кулинарного жира).

В общем, можно сказать, что аэрозольный баллон никогда не бывает полностью пустым. Использованные баллончики считаются опасными отходами, так как могут содержать горючие или хлорированные растворители, либо другие токсичные вещества, вроде пестицидов или фталатов.

На рисунке изображена схема ручного пульверизатора.

В ответ на непривлекательность с точки зрения окружающей среды аэрозолей на основе пропеллентов в последние годы появилось значительное количество безвоздушных систем.

Безвоздушная технология

До того как появились безвоздушные (вакуумные) технологии, владельцы торговых марок использовали атмосферные насосы, или насосы с погружной трубкой. Когда насос с погружной трубкой, часто называемый пульверизатором, приводится в действие, он создает низкое давление перед содержащимся продуктом внутри бутылочки вблизи всасывающего отверстия насоса. Атмосферный воздух, находящийся за продуктом, устремляется в область низкого давления и выталкивает продукт вперед, пока он не распылится при помощи насоса.

Существует два основных типа вакуумных систем, наиболее распространенным из которых является поршневой насос для безвоздушного распыления. Такая система имеет литой поршень в бутылочке, помогающий выталкивать продукт. По конструкции безвоздушная система создает вакуум. Поршень позволяет этот вакуум удерживать.

С недавних пор популярность набирает система безвоздушного распыления с пакетом (pouch airless system), занимая значительную долю рынка вакуумных распылителей. Подобная система состоит из жесткого баллончика, содержащего мягкий пакет с вакуумной помпой. Когда продукт распыляется, пакет сжимается, так что внутрь него воздух не попадает.

После этого введения мы можем внимательнее рассмотреть новые разработки, появившиеся на рынке. Это вакуумные системы и вакуумные системы с пакетами. Мы увидим новинку Airless Paper Blow компании Yonwoo, Bag-On-Valves производства Coster, двухкамерный диспенсер от фирмы Gidea, и яйца в аэрозольном баллончике.

Но прежде чем углубиться в рассматривание новинок, давайте взглянем на недавние разработки в технологии изготовления аэрозоля.

Аэрозольный стальной баллон Stahl Monoblock

Баллончики для аэрозоля традиционно изготавливали из трех частей. Появление новых покрытий в 1960-х гг. сделало возможным производство однокомпонентных цельных алюминиевых баллончиков (Aluminium Monobloc). В прошлом году компания Mall + Herlan GmbH из Германии разработала опытный образец, сделанный из одного листа жести. Стальной баллончик Stahl Monoblock обладает всеми преимуществами цельного изделия, ранее доступными только для алюминиевых баллончиков. Этот опытный образец представляет собой технологическую инновацию, основываясь на сложной технике формовки. Использование жести дает преимущества в плане стоимости по сравнению с алюминием и соответственно повышает экономическую целесообразность производства аэрозолей.

Аэрозольный баллон с содержанием вторичного алюминия

В настоящее время аэрозольные баллончики, прессованные из алюминия, получают путем обработки заготовок из первичного алюминия методом ударного прессования.

Технологический прорыв, осуществленный компанией Ball Corp., позволяет использовать вторично переработанный алюминий в производстве аэрозольной упаковки. Получающийся новый металлический сплав демонстрирует повышенную прочность и дает возможность сократить толщину стенок на 10% без потери в качестве.

Компания Ball Corp. будет использовать алюминий, вторично переработанный из производственных отходов банок для напитков с разных предприятий Ball, для изготовления новых заготовок аэрозольных баллончиков.

Бессольвентное внутреннее порошковое покрытие Tubex

В этом году Tubex удостоилась награды Paris Aerosol за свое революционное и экологически чистое решение для внутренних покрытий, нанесение бессольвентного внутреннего порошкового напыления с оптимальными химическими свойствами и высокой способностью к упругой деформации.

Немецкий производитель косметической продукции Beiersdorf AG переводит производство своих аэрозольных баллонов, изготавливаемых фирмой Tubex, со стандартного на внутренне порошковое покрытие.

Tubex заявляет, что является единственным в мире производителем, способным наносить внутреннее порошковое покрытие в промышленных масштабах.

В 2010 г. компания Tubex выпустила опытный образец баллончика “Yes Green Can”, заявив, что “Yes Green Can” обладает всеми характеристиками современной экологической устойчивости.

Баллончик был изготовлен из заготовок, содержащих около 20% переработанных отходов производства алюминиевых банок, как чистых, так и с нанесенной печатью. Таким образом, была сокращена доля первичного алюминия. Более того, в процессе производства баллончика выбросы летучих органических соединений (VOC) были значительно снижены благодаря применению бессольвентного внутреннего порошкового покрытия и использованию грунта и лака на водной основе.

Тисненые баллончки от Ardagh

Ardagh Group создала трехкомпонентный аэрозольный баллончик для коллекции ароматов от модельера и обладательницы торговой марки Carolina Herrera. Аэрозольный баллон отличает использование технологии вдавленного тиснения, или обратного конгрева.

Поразительное тиснение дополняет тонкие цвета декорирования, а прозрачный колпачок подчеркивает блестящий отражающий купол и соответствующего цвета диспенсер. Технология была разработана специально для этого проекта и потребовала модификации существующих производственных линий.
В следующей статье я расскажу о некоторых новых разработках и особенных областях применения вакуумных аэрозолей и систем типа «мешочек на клапане».