Укупорочные средства и вспомогательные материалы

Укупорочные средства различаются по степени обеспечения герметичности, а закрытую тару принято условно делить на абсолютно, плотно и хорошо укупоренную.

Плотно укупоренная тара непроницаема для паров (паров воды). Это тара с использованием пробок в распор, колпачков из термоусадочного материала, обжимных крышек с герметизирующими прокладками, клапанов с ниппелями и т.п. Хорошо укупоренная тара предохраняет продукцию от выливания и просыпания. Это тара с использованием винтовых колпачков и крышек, колпачков с дозаторами и т.п.

Условно укупорочные средства классифицируют следующим образом:

1. По назначению и кратности использования – обычные, многократного использования, фирменные – полноценного однократного использования.
2. По используемому материалу – полиэтиленовые, полипропиленовые, полистирольные, поливинилхлоридные, жестяные, комбинированные и т.д.
3. По способу открывания – нажим и поворот; сжатие и поворот; нажим и подъем; поворот; нажим (для защелки).
4. По методу закрепления на горловине – пробки, крышки, комбинированные (пробки-крышки).
5. По конструктивным элементам – закрепления на горловине, уплотнения, вскрытия упаковки, функционального назначения, предохраняющие от случайного вскрытия.

Обычные укупорочные средства можно использовать многократно, без каких-либо необратимых изменений в упаковке. Вскрытие фирменной укупорки и употребление продукции может последовать лишь после разрушения или необратимого изменения упаковки. Фирменные оригинальные укупорочные средства надежно защищают тару от вскрытия. Они предназначены для однократного использования.

По конструкции укупорочные средства разделяют также на крышки и пробки. Крышки закрывают наполнительное отверстие по наружному периметру; пробки вдавливаются или ввинчиваются в горловину тары. Разновидностями крышек являются бушоны, навинчиваемые на тубы, и колпачки, применяемые для укупоривания флаконов и бутылок.

Основные конструктивные элементы укупорочных средств предназначены для закрепления на горловине тары; герметизации и уплотнения; облегчения вскрытия; предохранения от случайного вскрытия, а также выполнения специальных операций.

Укупорочное средство можно закреплять: с помощью одно- и многозаходных резьб; растягивающихся эластичных элементов типа выступ-впадина; байонетных соединений; гладких или выступающих эластичных элементов, надеваемых с натягом; сваркой или склеиванием; стяжными кольцами, карабинными, клиновыми и рычажными затворами. Часто перечисленные методы применяют в различных комбинациях.

Герметизирующие и уплотняющие элементы укупорочных средств могут выполняться на таре и укупорочных средствах или в виде отдельных деталей, например прокладок. Наиболее распространены уплотнительные элементы в виде колец, конусов, дисков, сфер, губок, пластин, внешних и внутренних стаканов.

Основные понятия, относящиеся к укупоривающим средствам:

Укупоривание – закрывание упаковки после помещения в нее продукции с целью обеспечения ее сохранности и создания условий для ее транспортирования, хранения и сбыта.

Гарантийная укупорка – это укупорка, гарантирующая от случайного вскрытия или вскрытия с целью мошенничества.

Голограмма – полученная, зарегистрированная на пластинке, пленке картина интерференции двух лучей света от одного источника (лазера): луча, отраженного предметом, и луча, непосредственно идущего от источника света (опорного луча). Позволяет получать детальное объемное изображение предмета.

Колпачок – укупорочное изделие – обеспечивает герметичную укупорку бутылок и других емкостей. Изготавливается из полимеров, металлов и обычно имеет винтовую нарезку. Широко применяется в производстве алкогольных и безалкогольных напитков.

Кронен-пробка – укупорочное изделие – металлическая пробка корончатой формы с уплотнением в виде вкладыша или кольца, используется для герметизации стеклянных бутылок методом обжима. Наиболее широко используется для укупорки пивных бутылок.

Крышка винтовая – укупорочное изделие из металла или пластмассы с уплотняющим вкладышем или кольцом. Имеет резьбу или винтовые выступления, навинчивается на резьбовую горловину стеклянной, пластмассовой или металлической тары.

Крышка вдавливаемая (внахлобучку) – крышка металлическая, многократного использования, с отбортованным фланцем, вдавливается с натягом в горловину банки.

Крышка свободнонадеваемая – крышка цилиндрической, прямоугольной или иной формы с гладкими стенками. Надевается на гладкую горловину корпуса банки, может использоваться многократно.

Крышка СКО (для стеклянных банок консервная обжимная) – укупорочное изделие одноразового применения, используется для герметичного укупоривания цилиндрических стеклянных банок методом обкатки роликом. Обычно металлическая, с резиновой уплотняющей прокладкой.

Крышка «Твист-офф» – крышка с заверткой впритирку.

Пробка – укупорочное средство, обычно цилиндрической формы, изготавливаемое из стекла, металла, дерева, пластмассы или коры пробкового дерева, пробку можно многократно вставлять в отверстие упаковки и вынимать из него и соответственно надевать (навинчивать) или снимать. Одна из разновидностей – это кронен-пробка.

Уплотнительная прокладка – эластичная прокладка, обеспечивающая герметичное укупоривание тары (может быть резиновая, пластиковая и т.д.).

Современная техника, технологии и новые материалы нашли применение в производстве российских укупорочных средств, например:

• на смену картонным капсулам с сургучным покрытием пришли алюминиевые колпачки;
• вместо пробки и прокладки (в кронен-пробке) из прессованной крошки коры пробкового дуба (поставлялась по импорту) в настоящее время используются полимерные или относительно герметизирующие прокладки картонные из комбинированных материалов;
• начато внедрение крышек для консервирования, рассчитанных на банки с винтовым горлом;
• наряду с традиционными пробками и кронен-пробками получили широкое использование алюминиевые навинчивающиеся колпачки;
• для тары СКО (стеклянная консервная обкатная – I тип) изготавливаются крышки с уплотнительным резиновым кольцом. При закатывании ролик укупорной машины загибает края крышки вокруг венчика, резиновое кольцо при этом уплотняется и обеспечивает герметизацию банки. Тара СКО обладает высокой прочностью укупорки. Метод укупоривания простой, однако открывать такие банки трудно;
• стеклянную тару II типа (обжимную) укупоривают жестяными крышками путем нажима на крышку и вакуумом, который создается в стерилизованных банках после их охлаждения. Для герметизации на крышку вместо резинового кольца наносят уплотняющую пасту. Этот способ укупоривания обеспечивает легкость вскрытия банки, хорошую герметизацию и сокращает бой тары. Он широко применяется за границей под названием «Еврокан» (европейская крышка);
• тару III типа («твист-офф») укупоривают навинчиванием резьбовой крышки с уплотняющей пастой. За рубежом широко применяют банки этого типа укупорки «Твист-офф» (открыть). Однако в процессе хранения из-за недостаточного вакуумирования банок брак в системе «Твист-офф» составляет 4-5 %;
• в Германии была разработана новая система укупорки «Панно». Крышка в этом варианте изготавливается из алюминия, а для уплотнения применяется поливинилхлорид. Горловина банок оформлена двухходовой нарезкой.

Крышки не имеют резьбы. В процессе укупорки запорное устройство вдавливает в вертикальное положение крышки винтовую резьбу стекла. Алюминиевые крышки отлично приспосабливаются к неровностям горловины. Вертикальное положение на банку крышки делает ее относительно нечувствительной к недостаткам наполнения, и выходящие за пределы горловины, например, огурцы крышка запрессует в банку.

Однако этот способ имеет и недостатки, главный из них – высокая стоимость алюминиевых крышек (выше стоимости крышек из луженой жести).

Существует большое количество запатентованных укупорочных средств различной конструкции, но они касаются главным образом удобства использования. Например, колпачки для укупоривания бутылок с растительным маслом снабжены внутренней отрывной мембраной с кольцом, имеют специально оформленную нижнюю часть колпачка, которая предохраняет от выливания наружу остаточных капель масла. Упаковка питьевой воды серии «спорт» дополнительно к винтовому колпачку имеет дозирующую головку типа «пуш-пул».

Укупорочные средства, контактирующие с пищевыми продуктами, не должны изменять органолептические свойства продукции.

В обязательном порядке укупорочные средства должны проверять по следующим показателям безопасности:

• геометрические размеры – все виды и разновидности укупорочных средств;
• внешний вид – все виды и разновидности укупорочных средств;
• герметичность укупоривания – пробки (все), колпачки металлические, полимерные, комбинированные (кроме термоусадочных), крышки металлические (все) и кронен- пробки (все);
• органолептические – все виды и разновидности (кроме скобы);
• физико-механические – пробки корковые, колпачки металлические, полимерные и комбинированные (кроме парфюмерно-косметической продукции и колпачка типа «Алка»), мюзле и скоба, кронен-пробки, крышки – только металлические, уплотнительные пасты;
• контроль крутящего момента – пробки корковые, колпачки алюминиевые и полимерные с перфорацией и винтовые (включая полимерные типа «Гуала»), комбинированные винтовые колпачки и винтовые кронен-пробки;
• влажность обязательно определяют только у корковых пробок и вспомогательных прокладок;
• химическая стойкость лакокрасочного покрытия – только для окрашенных и лакированных средств – алюминиевых колпачков с перфорацией и винтовых (без дозирующего устройства) и крышек металлических для стеклянных банок;
• поведение в кипящей воде – корковые пробки и прокладки, пробки комбинированные, крышки винтовые (типа твист-офф) и крышки полимерные для закрывания стеклянных банок (консервирования), для последних обязательно определяется также коробление в кипящей воде;
• химическая стойкость – пробки полимерные, колпачки алюминиевые винтовые (без дозатора), крышки металлические всех разновидностей для стеклянных банок;
• сопротивление давлению – полимерные пробки и кронен-пробки.

К неперечисленным показателям, целесообразность применения которых устанавливается в НД, относятся масса изделия и технические характеристики укупорочного средства. Герметизирующие элементы могут быть выполнены либо с использованием вспомогательных материалов, либо конструкция колпачка (крышки) имеет элементы уплотнения непосредственно на нем или на горловине тары.

Главным принципом уплотнения для герметичной прокладки является подбор пары материалов, значительно отличающихся по мягкости (модулю упругости): при использовании жесткой тары необходима мягкая прокладка или колпачок, и наоборот, для мягкого материала тары необходим жесткий уплотняющий элемент. Именно поэтому для стеклянной тары наиболее пригодными являются полимерные колпачки, полиэтиленовые или резиновые уплотнители.

Уплотнительные элементы выполняют в виде колец, сфер, конусов (пыжей), дисков, пластин и т.д. в зависимости от диаметра горловины и ее конструкции. От точности размеров укупорочных средств зависит качество укупорки, особенно на автоматических линиях.

Для герметизации парфюмерных товаров в стеклянной таре используют стеклянные пробки двух разновидностей: притертые и с полимерной прокладкой, обтягивающей ножку-стебель. Вторая из указанных пробок более распространена, поскольку процесс укупоривания технологически более простой. Предохранительные мембраны герметизируют товар и защишают от несанкционированного использования содержимого. Мембраны изготавливают из фольги с полимерным покрытием или полимерных пленок.

Способы герметизации -заваривание мембраны при повышенной температуре или приклеивание с помощью адгезивов. Мембранами закрывают горловины бутылок, банок, носики туб. Наименее герметичной считается мембрана- вкладыш (полимерный диск) на горловину банки.

акая мембрана, как правило, изготовлена из того же полимерного материала, что и банка (нет мягкого герметизирующего элемента), она только вставляется в горловину, поэтому возможен просвет между заплечиками горловины банки и мембраной, через который происходит испарение влаги.

Функциональные приспособления разделяют по назначению на устройства для удобства распыления, дозирования, намазывания, выдачи средства по порциям или каплям. Форма и размеры дозирующего отверстия зависят от агрегатного состояния и вязкости продукции.

Приспособления применяют:

• для порошкообразных веществ – носики;
• высоковязких жидкостей и – ролики и шарики;
• вязких жидкостей – дозаторы;
• низковязких жидкостей, в частности водно-спиртовых растворов, – пульверизаторы;
• аэрозолей и муссов (пен) – клапаны распылительных головок.

Требования безопасности к укупорочным средствам

Укупорочные средства не должны причинять вред жизни или здоровью граждан, должны соответствовать содержимому и обеспечивать защиту продукта на всех этапах обращения при соблюдении условий транспортирования и хранения.

Укупорочные средства должны соответствовать функциональному назначению, обеспечивать герметичность упаковки, ее безопасное вскрытие без нанесения травм потребителю и быть удобны при пользовании.

Винтовые укупорочные средства должны обеспечивать открывание упаковки без усилий. Лакокрасочное покрытие, нанесенное на поверхность укупорочных средств, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами, не должно переходить в продукт.

Поверхность полимерных укупорочных средств должна быть без сквозных отверстий, не допускаются дефекты, характеризующиеся локальным и/или объемным нарушением сплошности, целостности и геометрической формы изделия. На укупорочных средствах не допускаются дефекты защитных приспособлений, для винтовых укупорочных средств – разрывы по резьбе.

Пробки для укупоривания упаковки с игристыми винами должны выдерживать сопротивление давлению 9 кПа в течение 10 мин или условиям их пастеризации (температура 60 ± 5 0С, время не менее 1 ч) без разрушений.

Крышки для консервирования должны быть стойкими к растворам кислот и к горячей обработке. После воздействия кислот и проведения обработки изделия должны оставаться без видимых изменений по сравнению с контрольными образцами. Коробление полимерных крышек, изготовленных из термопластов, – не более 1 %, из реактопластов – не более 0,5 %.

Клеевой шов защитных полимерных колпачков должен быть сплошным, ровным, без складок и прожженных мест и не должен расходиться при термической обработке. Значение максимально допустимого количества полимерной пыли, вносимой статическим электричеством и остающейся на изделии, составляет не менее 0,0005 г на одно изделие, в зависимости от полимерного материала конкретного укупорочного средства, и устанавливается в документах по стандартизации.

Конструкции металлических укупорочных средств с уплотнительными элементами должны обладать прочной фиксацией, исключающей их попадание внутрь упаковки. Металлические укупорочные средства должны быть устойчивы к коррозии. Не допускается применение укупорочных средств из фольги и материалов на основе свинца.

Корковые укупорочные средства (пробки цилиндрические, пробки с дополнительным верхом, прокладки уплотнительные, пробки конические) должны обеспечивать герметичность упаковки.

Влажность корковых укупорочных средств должна быть: для всех видов пробок – (6 ± 2) %; прокладок для кронен-пробок – не менее 8 %; прокладок для винтовых колпачков – не менее 10 %. Предел прочности при кручении для агломерированных и сборных корковых пробок должен быть не менее 6 декаН/см.

Капиллярность боковой поверхности корковых пробок над уровнем реактива должна быть: для натуральных и кольматиро- ванных пробок – не более 2,5 мм; агломерированных (агглютинированных) пробок – не более 1/3 длины; сборных пробок – не более 1/3 длины.

Максимально допустимое количество корковой пыли, остающееся на изделиях, должно быть: не более 0,003 г на одну пробку для натуральных, кольматированных, агломерированных и сборных пробок; не более 0,002 г на одну пробку – для агломерированных пробок, изготовленных методом агглютинации.

Клеевой шов комбинированных колпачков должен обладать необходимой прочностью, которую определяют по величине разрушающего усилия. В уплотнительных комбинированных прокладках не допускается расслаивание материалов на составляющие.

Уплотнительные прокладки из полимерных материалов металлических крышек, кронен-пробок и колпачков должны выдерживать термическую обработку: для пастеризуемой продукции – при температуре 100 ± 2 0С, для стерилизуемой продукции – 121 ± 2 0С, без нарушения их целостности и отслаивания.

Ленты классифицируют по типу материала на бумажные, тканевые, полимерные, металлические. Полимерные и бумажные ленты выпускают с липким слоем или без него. По назначению липкие ленты могут быть упаковочными, маркировочными, герметизирующими, прокладочными, декоративными.

По типу клеевого слоя и условиям активации липкие ленты делятся на активируемые растворителем (водой) или теплом, чувствительные к давлению постоянно липкие – скотчи. Для скрепления транспортного пакета, обвязки коробок, ящиков, мешков и других видов тары применяют полимерные обвязочные ленты, канатно-веревочные изделия и шпагаты.

Полимерные обвязочные (упаковочные) ленты изготавливают в основном из полипропилена, нейлона, вискозы, лавсана. Ширина обвязочных лент от 12-15 до 100 мм и более. Ленты прочные и эластичные, хорошо переносят нагрузки. Разный цвет обвязочных лент помогает сортировке грузов.

Технические ременные ленты ЛРТ выпускают из льна толщиной 20, 25, 35 мм. Они обладают высокой прочностью, но пониженной стойкостью к биоповреждениям. Технические веревки имеют толщину от 4,5 до 26 мм. В зависимости от применяемого материала веревки выпускают из натуральных волокон – пеньковые, льняные, кенафные, льнопеньковые и хлопчатобумажные трехпрядные, из синтетических волокон – полиамидные, полиэфирные, вискозные, полиэтиленовые.

Шпагаты для технических целей выпускают толщиной 1,1-4 мм. Шпагаты бывают льняные, пеньковые, джутовые, лыковые и из сизаля (сизальские), из крученой крафт-бумаги (бумажные), вискозные, полипропиленовые. Шпагаты применяют для обвязки групповой тары, поскольку их прочность более низкая, чем полимерных лент и веревок.

Металлические, стальные ленты и проволока обладают высокой прочностью, низким удлинением и применяются для скрепления грузов и деревянных ящиков. Стальную ленту и проволоку соединяют с помощью пломб или без них. Проволоку закрепляют на грузе, скручивая концы.

Вспомогательными средствами при обвязке являются металлические и полимерные скобы и уголки, которые защищают транспортную тару от излишнего сжатия на углах картонных ящиков и для фиксации ленты, а также стяжки (замки) для полимерных и металлических лент.

Средства малой механизации – размотчики (диспенсеры) для скотча, ручные устройства или тележки для размотки ленты. Нитки и мешкозашивочные машинки необходимы для сшивания горловины мешков, пришивания маркировочных лент, ярлыков и т. п.

Свинцовые пломбы используют для опломбирования тары. Применяют малые 7×10 мм и большие 6×16 мм пломбы и специальную стальную пломбировочную проволоку диаметром 0,7 мм. Для их закрепления используют специальные ручные машинки – пломбираторы. Грузы в мягкой таре пломбируют сургучом.

Пленки растягивающиеся и термоусадочные используют для скрепления групповой упаковки и транспортного пакета как альтернативу обвязке. Для предохранения содержимого коробок и ящиков от соприкосновения друг с другом применяют различные вкладыши. В потребительской таре – коробках с конфетами или наборами мелких предметов – коррексы, лотки, вставки.

В картонные ящики вкладывают донные листы, перегородки, обрешетки, обечайки различной формы из плоского или гофрированного картона для разделения ящика на несколько отсеков по размерам упаковываемой продукции. Для яиц применяют бугорчатые прокладки, изготовленные из прессованного картона.

В качестве вкладышей и амортизаторов для защиты хрупких предметов используют воздушно-пузырчатую пленку. Наиболее применяемыми амортизаторами или заполнителями пространства в таре являются вспененные полимерные материалы.

Пенопласты – это полимерные материалы, в которых газ образует дискретные, не сообщающиеся между собой ячейки (пузырьки) размером от нескольких мкм до долей мм. Наиболее применяемые материалы – пенополистирол и пенополиуретан (торговое название поролон). Пенопласты имеют низкую удельную массу, соответственно при одинаковом объеме газонаполненные упаковки являются более легкими.

Упаковка из пенопласта обладает особыми физическими свойствами: звуко-, теплоизоляционными и виброгасящими. Ее применяют в тех случаях, когда требуется защита продукции от толчков, ударов, механических повреждений, перепадов температуры.

Ящики из пенопластов или специальные вкладыши в ящики позволяют увеличивать сохранность замороженных продуктов, сокращают расход сухого льда при транспортировании за счет уменьшения теплопотерь. В зависимости от природы полимера упаковка может быть жесткой (полистирол) и мягкой, если полимерный материал является эластомером (пенополиуретан).

Жесткие пенопласты применяют для производства уголков- амортизаторов, которые устанавливают по углам изделий для фиксации их положения внутри потребительской или транспортной тары.

Амортизаторы-вкладыши помещают снизу и сверху изделия, что позволяет надежно его фиксировать (например, холодильник или стиральную машину) в транспортной таре. Вспененные поддоны из жестких конструкционных пенопластов позволяют заменить поддоны из древесины и металлов. Грузоподъемность таких пластиковых поддонов может составить от 2 до 2,5 т.

Листовой пенополистирол толщиной от 0,2 до 5 мм применяют для производства амортизаторов при транспортировании непродовольственных товаров, а также при выпуске лотков для мясных полуфабрикатов, овощей, фруктов, замороженных пищевых продуктов и др.

Пенополистирол в виде прутков и жгутиков различной формы применяют для упаковывания стеклянных товаров, других хрупких изделий и как амортизирующий заполнитель в ящики.

Полиуретаны используют как амортизирующий материал для заливки при упаковке крупногабаритных изделий. Амортизирующие вкладыши из мягкого материала высекают по форме товара например при упаковывании бытовой техники, хрупких предметов, зеркал, фарфоровых, фаянсовых изделий и т.п. Пенопласты на основе фенольных или эпоксидных смол используют для теплоизоляции контейнеров и рефрижераторов.