Производство экструзионных туб в России

Производством экструзионных туб в России занимается также 8 компаний, из которых четыре предприятия специализируется исключительно на экструзионных тубах. Совокупный объем производства составил в 2004 г. около 195 млн. туб. Из этого объема на долю однослойных туб приходится 167,5 млн. шт., а на долю многослойных туб - 27,5 млн. шт. Крупнейшим предприятием на рынке экструзионных туб является Тубопласт-Отрадное. На данном рынке предприятие занимает около 36%. Тубопласт специализируется исключительно на экструзионных тубах. Другим крупным игроком является Московский тубный завод. Его рыночная доля в общем объеме отечественного производства экструзионных туб составляет 22%.

Физико-химические свойства зубных паст

Требования к упаковке зубных паст определяются их физико – химическими свойствами. По физическому состоянию зубные пасты относятся, соответственно, к группе паст.

Пасты – многокомпонентные смеси, обладающие свойствами вязко – пластичного тела.

Первичной функцией зубной пасты является удаление приставшего вещества с твёрдой поверхности с минимальным травмированием этой поверхности. Это обычная чистка в домашних условиях, которую осуществляют с помощью абразивного порошка, к которому добавляют поверхностно-абразивный агент. Функция ПАВ состоит в том, чтобы облегчить удаление прилипшей плёнки и суспендирование удалённого загрязнения.

Требования к удобству упаковки и использования определяют то, что этот базовый продукт - порошок нужно превратить в пасту. Для этого добавляют жидкости, которые обладают смачивающим действием и предотвращают высыхание пасты. Чтобы поддержать суспензию твёрдых веществ в стабильном и достаточно вязком состоянии, необходимо увеличить вязкость жидкой фазы введением гелеобразователя. Затем нужно добавить отдушку, консерванты, красители, подслащивающие вещества и активные компоненты, и все эти ингредиенты должны быть нетоксичными и не иметь раздражающего действия при условиях применения пасты.

В целом продукт должен сохранять свою консистенцию в интервале температур от 0 до 37°С. Паста должна быть пригодной для хранения, не изменять при этом своих физических и химических свойств в том же интервале температур.

Простая зубная паста, составленная с учётом этих требований может потребовать модификации, если нужно ввести один или несколько активных компонентов. В этом случае продукт превращается в средство доставки активного ингредиента, и в этом неизбежно влияет на его состав.

Как указывалось выше, необходимо вводить компоненты с увлажняющими свойствами для предотвращения высыхания зубной пасты. Как правило, это случается, когда тубу оставляют без колпачка. Чтобы высыхание не происходило, добавляют глицерин или сорбитол. Это прекрасные увлажнители с точки зрения стабильности и отсутствия токсичности. К ним можно добавлять полиэтиленгликоль молекулярной массы от 300 до 1500.

Требования к упаковке, маркировке и этикетке средств гигиены

Полости рта

Выписка из СанПиН 1.2.676-97 «Гигиенические требования к производству, качеству и безопасности средств гигиены полости рта» (утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 20 октября 1997 г. N 24)

10. Требования к упаковке, маркировке и этикетке 10.1. Упаковка должна обеспечивать сохранность свойств готовой продукции в течение установленных сроков годности и удобство пользования.

10.2. Оформление упаковки должно быть единым для каждой партии продукции.

10.3. Требования к упаковке и маркировке средств гигиены полости рта определены ГОСТом 28303 и ИСО 11609

10.4. Лаковое покрытие алюминиевых туб, используемых для упаковки средств гигиены полости рта, не должно иметь нарушений целостности в течение срока годности продукции и удовлетворять требованиям ТУ 1417-002-00333776-93.

10.5. Маркировка и упаковка потребительской и транспортировочной тары должны быть четкими, недвусмысленными.

10.6. На потребительской таре со средствами гигиены полости рта должно быть указано:

- наименование средства гигиены полости рта;

- фирменное название;

- наименование и адрес изготовителя (или основного поставщика);

- страна происхождения продукции;

- номер партии или серии;

- наименование основных ингредиентов;

- дата изготовления и срок годности, либо дата истечения срока реализации (в этом случае на упаковке должно быть указание: использовать до… или годен до…);

- объем нетто (мл) и (или) масса (г).

10.7. Маркировка на потребительскую тару должна быть нанесена трудносмываемой краской на русском языке непосредственно на ее поверхность или типографским способом на этикетку, прочно приклеенную на тару. 10.8. Требования, изложенные в пунктах 7.5, 7.6, 7.7, распространяются на все ввозимые из-за рубежа средства гигиены полости рта. Допускается исполнение маркировки на языке страны-изготовителя при условии сопровождения каждой индивидуальной упаковки листком-аннотацией, выполненной на русском языке. 10.9. На упаковке допускается наличие знаков одобрения стоматологических ассоциаций или ведущих стоматологических институтов при наличии соответствующих разрешений с их стороны.

Тубы

 

Тубой называется разовая потребительская тара с корпусом, обеспечивающим выдавливание содержимого, с узкой горловиной, укупориваемой бушоном (колпачком), и дном, закрываемым после наполнения продукцией.

Весь объем тубы – это объем упакованного в нее продукта. Достоинств у тубы множество, причем самых разнообразных. Например, возможность многократного извлечения содержимого, к тому же в любом легко дозируемом количестве, способность выдерживать давление до нескольких атмосфер, при этом футляр обладает прочными защитными свойствами. «Кожа» тубы, будь то металл, пластик или ламинат, защищает содержимое, упакованное в нее, от бактерий, воды, кислорода и света, она же препятствует потери активных составляющих продукта. К тому же тубы являются не только удобной и экономичной одноразовой потребитель­ской тарой, но одновременно и самым простым дозировочным устройством. По производственным затратам этот вид тары является, пожалуй, одним из самых дешевых. Ни в одном другом средстве упаковки пока не удалось совместить эти функции проще и эффективнее.

Пожалуй, не существует такого пастообразного продукта, который невоз­можно было бы упаковать в тубы для продажи потребителям. Широко применяются тубы металлические, пластмассовые и изготовленные из комбинированных многослойных материалов (ламинатов) с объемом наполнения от 4 до 500 см³, с наружным диаметром корпуса от 10 до 60 мм и длиной от 35 до 300 мм.

Материал корпуса тубы должен обладать хорошими барьерными свойствами, быть инертным к упакованной про­дукции, обеспечивать требуемую прочность и герметичность корпуса, хорошо обрабатываться, надежно удерживать покрытия и декоративное полиграфическое оформление и, главное, легко деформироваться от малого усилия сжатия, создаваемого без значительного напряжения паль­цами человека.

Туба (рис.1а) состоит из головки, узкая горловина которой перехо­дит в плечо в форме усеченного конуса, и корпуса в виде тонкостенной трубки, один конец которой соединяется по периметру с плечом головки, а второй открыт. Горловина туб выполняется с цилиндрической или конической наружной поверхностью, содержащей стандартную метрическую резьбу или резьбу с мелким шагом. Особенностью конической горловины является то, что колпачок (бушон) закручивается на нее вполоборота. Отверстие в горловине обычно имеет круглую форму. Однако чтобы придать выдавливаемому продукту другую форму, вы­полняются и фигурные отверстия в виде овала, эллипса, щели, звездочки и т.д. Отверстие горловины при необходимости герметично закрывается тонкой мембраной, приклеенной к ее торцу или выполненной при изго­товлении тубы. Такая мембрана защищает упакованную продукцию в процессе товарообращения и хранения от контакта с окружающей средой (воздухом), а также от проникновения и незаметного использования содержимого.

Вскрывается мембрана прокалыванием при первом использовании содержимого упаковки. Тубы с фармацевтической и неко­торой другой продукцией часто содержат на горловинах специальные конструктивные элементы, например, в виде удлиненного носика (рис.16), шприца для инъекций, намазывателя, натирателя, массирующего и других функциональных приспособлений, повышающих эффективность использования содержимого. Горловина головки тубыпереходит в плечо, имеющее форму усеченного конуса с наклоном образующей в пределах от 25 до 35°. Плечо в свою очередь соединяется по периметру с концом тонкостенного корпуса. Корпус тубы имеет цилиндрическую форму или образует расширяющуюся книзу под углом 1—2° коническую поверхность. Конические корпуса позволяют задвигать пустые тубы друг в друга, образуя из них стопы высотой около 750 мм.

 

Рис.1. Исполнение туб и их конструктивных элементов.

 

В результате этого при транспортировке и хранении пустых туб на 75% экономится занимаемое ими пространство, тубы лучше защищаются от загрязнений (пыли и других) и механических повреждений, их поштучная выдача в тубонаполнительных автоматах, осуществляется более компактными и простыми магазинными питателями.

Металлические тубы на начальном этапе применения изготовлялись из пластичных сплавов на основе олова и свинца. Начиная с 1920-х годов и по настоящее время их изготовляют из более легкого, безвредного и дешевого высокопластичного алюминия технической чистоты, содержащего не более 0,3% примесей. Для этого из полос или листов алюминия марки АД00 толщиной 4—5 мм вначале вырубают круглые или шести­гранные заготовки, которые затем галтуют во вращающихся барабанах для снятия заусенцев. Далее полученные заготовки отжигают в электро­печах при температуре 520—560°С в течение 90—120 мин для снятия наклепа и повышения пластичности материала. После этого заготовки промывают в 2-процентном растворе кальцинированной соды и чистой воде, а также высушивают при температуре около 100 °С. Для облегчения последующей вытяжки туб в галтовочном барабане заготовки зажиривают гидрированным кашалотовым жиром в пропорции 1 г жира на 1 кг заготовок. Далее на автоматических прессах холодным выдавливанием (экструдингом) из заготовок формуются бесшовные тубы с толщиной стенок корпуса около 0,1 мм. Затем на специальных автоматах произво­дят торцовку горловины, накатку резьбы и подрезку корпуса тубы на заданную длину. На последующих операциях производственного процес­са тубы отжигаются в проходных печах для снятия наклепа, повышения пластичности материала и удаления жировых технологических смазок. Затем 2—3-кратным напылением лакируется внутренняя поверхность тубы, высушивается и производится внешнее оформление корпуса, кото­рое включает окраску поверхности обкатывающимся роликом, нанесение печатного полиграфического изображения, лакирование и сушку. На последних операциях на горловину туб закручивают колпачки (бушоны), внутреннюю хвостовую поверхность корпуса промазывают водно-амми­ачной пастой, которая затем высушивается и обеспечивает дополнитель­ную герметизацию фальцевого закрывающего соединения. В конце на специальной конусообразующей машине корпуса изготовленных туб растягиваются на 1—2° в конусообразную форму, при этом они упрочняются и укорачиваются по длине на 3—5 мм. В этой же машине готовые тубы автоматически задвигаются друг в друга и собираются в стопы длиной около 750 мм. Их укладывают в тару и транспортируют на тубонаполнительные автоматы.

Достоинства алюминиевых туб заключаются в прочном и герметичном цельноштампованном корпусе, идеальных барьерных характеристиках материала, эффективном процессе производства, а также в высоко эластичном корпусе, практически не имеющем остаточной упругости, приводящей к самопроизвольному восстановлению его формы после снятия сжимающего усилия. Этим в процессе длительного потребления упакованной продукции исключается попадание внутрь тубы воздуха через горловину и его взаимодействие с содержимым, а также обеспе­чивается использование продукта практически без остатка.

Пластмассовые тубы появились на рынке упаковки в 1980-х годах и к настоящему времени получили достаточно широкое распространение Они дешевле алюминиевых, обладают исключительными возможностями для привлекательного декоративного оформления, их упругий корпус после сжатия всегда восстанавливает свою первоначальную форму, сохраняя тем самым на всем протяжении использования содержимого привлекательный внешний вид. Изготовляются пластмассовые тубы в основном из полиэтилена высокой и низкой плотности, а также из смеси этих материалов с толщиной стенки корпуса 0,4—0,5 мм. Полиэтилен хорошо окрашивается в массе и предоставляет широкие возможности для декоративного многокрасочного оформления туб сухим офсетным способом, тиснением фольгой, трафаретной печатью и другими метода­ми. Для улучшения сцепления красочного слоя поверхность заготовок туб подвергается предварительной обработке электрическими коронными разрядами или пламенем газовой горелки. После сушки печатных красок полиэтиленовые тубы покрываются бесцветным лаком, который защищает красочное оформление и делает поверхность блестящей и еще более привлекательной. Ввиду того, что полиэтилен не обладает высокой диффузионной плотностью, печатные краски и лаки, используемые для оформления туб, должны быть устойчивы не только к свету и другим факторам внешней среды, но и к содержимому туб.

Дальнейшее совершенствование этого вида тары привело к созданию и широкому применению ламинатных туб. Ламинатные тубы изготавливаются из гибких многослойных материалов, называемых ламинатами. Ламинаты — гибкие многослойные материалы, получаемые в ре­зультате соединения исходных материалов в многослойные ламинирова­нием и кашированием. Изготавливают тубы из ламинатов, содержащих в основе как алюминиевую фольгу толщиной 30—40 мкм, так и специальную полимерную пленку с высокой диффузионной плотностью. Наибо­лее широко для этих целей применяются, например, пятислойные ламинаты толщиной 0,3—0,4 мм, у которых средний слой из алюминиевой фольги или специального полимера соединяется с наружными слоями из полиэтилена через промежуточные слои из соответствующего сополи­мера, например, такого, как нукрел, созданный фирмой «Du Pont».

Нукрел — это кислотная сополимерная смола, применяемая в ламинатах в качестве связующего слоя благодаря отличной сцепляемосги с фольгой, полиэтиленом и другими самыми разнообразными материалами, а также обеспечивающая экономическую выгоду такой упаковки.

Вследствие этого ламинатные тубы сочетают в себе прочность, эластичность и высокую диффузионную плотность, присущую алюминие­вым тубам, с привлекательным внешним видом и другими достоинства­ми пластмассовых туб.

Пластмассовые тубы изготавливаются бесшовными, например, экструзией с раздувкой, и собранными из отдельно изготовленных составных частей (сборными). В сборных тубах присоединение корпуса к головке может осуществляться как в процессе непосредственного изготовления головки, например, методами литья под давлением или термоформова­ния, так и на последующей сварочной операции. Производство бесшов­ных пластмассовых туб характеризуется низкой производительностью, и они по этой причине применяются относительно редко. В то же время постоянно и устойчиво увеличиваются объемы производства на высоко­производительном автоматическом оборудовании пластмассовых и осо­бенно ламинатных сборных туб. Головки для этих туб изготавливают в основном из полиэтилена методом литья под давлением и термоформо­вания. Корпуса сборных туб бывают бесшовными и с продольным сварочным швом. Бесшовные цилиндрические корпуса получают путем разрезки на куски требуемой длины соответствующей пластмассовой бесшовной длинномерной трубки, изготовленной методом экструзии. При этом декоративное многокрасочное оформление полученных заго­товок выполняется на последующих операциях производственного процесса. Корпуса с продольным сварным швом изготавливают из предва­рительно декорированного ленточного материала, свернутого в рулон. В процессе изготовления корпусов эта лента разматывается с рулона и сворачивается в трубку с точным совмещением и сваркой внахлестку ее краев. Затем полученная трубка разрезается на заготовки заданной дли­ны. Точная отрезка обеспечивается при этом фотоэлементом, восприни­мающим специальные метки на декорированной поверхности ленты. Полученная из ленты трубка перед разрезкой на мерные заготовки может дополнительно покрываться внешним слоем полиэтилена путем переэкзии. При этом повышается прочность корпуса, и продольный сварочный шов на поверхности трубки становится едва заметным. Бесшовные цилиндрические корпуса изготавливаются в основном из однородной пластмассы, в то время как корпуса с продольным сварным швом делаются обычно из многослойных рулонных материалов (ламинатов). Ламинатные корпуса с дополнительным внешним полиэтиленовым покрытием стоят дороже обычных и применяются поэтому только для особой продукции.

Герметичное соединение корпуса 1 с плечом 2 головки в сборных тубахвыполняется обычно сваркой (рис. 1и). В ламинатных тубах на головку в области плеча 2 дополнительно приваривают штампованные из того же ламината внешние (рис.1к) или внутренние кольцевые вставки (рондели) 3, повышающие диффузионную плотность тубы в этой зоне. Для образования сварных соединений может применяться термоконтак­тная, лучевая или ультразвуковая сварка, а также сварка горячим возду­хом или токами высокой частоты. Сборка туб завершается накручивани­ем на горловину головки колпачков (бушонов), и после этого готовые изделия подаются на тубонаполнительные автоматы.

Функциональные приспособления, например, такие, как инсерт, могут встраиваться и непосредственно в тубу.

Инсерт — специальная пластмассовая вставка, помещаемая впере днюю часть тубы и обеспечивающая выдавливание из нее содержимого с цветными полосками. Инсерт (рис.2л) представляет собой полимер­ную трубку 1, встроенную в горловину 2 тубы. Внутри этой трубки содержатся продольные канавки 3, соединяющиеся наклонными отвер­стиями 4 с полостью тубы в зоне сопряжения ее горловины с плечом. В процессе упаковывания такая туба вначале заполняется цветной пастой до уровня нижнего торца трубки 1, а затем — основной пастой 6 до полного объема и закрывается. При выдавливании содержимого из тубы основная паста 6 поступает в горловину 2 по осевому отверстию трубки 1, а цветная паста 5 при этом подается в трубку 1 через наклонные боковые отверстия 4 и наносится в канавках 3 продольными цветными полосами на поверхность основной пасты, придавая ей привлекательный внешний вид.

Алюминиевые тубы

Алюминиевые тубы – это превосходная упаковка для самых различных товаров бытовой химии, фармацевтики, пищевой промышленности, косметики и парфюмерии. В отличие от аналогов из ламината и пластика, алюминиевая туба уникальна по своим барьерным свойствам: при использовании она не втягивает внутрь воздух, что предохраняет содержимое от окисления и микробиологического заражения, а латексное кольцо делает ее идеально герметичной. Именно поэтому во всем мире производители лечебной косметики и парфюмерии, парамедицинских препаратов, а в последнее время и элитной косметики, содержащей активные компоненты, по-прежнему отдают предпочтение именно алюминиевым тубам.

Для изготовления туб используется алюминий чистоты 99,7%. Тубы диаметром 25 мм – вместимостью от 40 до 60 мл и диаметром 35 мм – вместимостью от 100 до 140 мл выпускаются с защитной мембраной. Бушон подбирается по цвету и размерам в соответствии с пожеланиями заказчика и имеет специальный выступ для прокалывания мембраны. Возможность нанесения на внешнюю поверхность тубы красочной печати делает продукцию заметной и привлекательной.

Для предохранения содержимого от кон­такта с металлом на внутреннюю поверх­ность тубы наносится защитный лак. Внутренние покрытия (существует более десятка их разновидностей) подбираются после тестирования продукта, который бу­дет заключен в тубе.

Очень важный параметр — пористость (количество и размер пор на защитном покрытии и, допустимое количество оговари­вается ГОСТом). В зависимости от пористости подбирают толщину слоя, — тем более толстого, чем больше пористость. Покрытие не ломает­ся и не рвется при изгибе. Так что главный аргумент противников алюминиевых туб — вредное воздействие металла на со­держимое — действительности не соответ­ствует.

Экономические заметки

Алюминиевые тубы бывают цилиндричес­кой или конической формы. У конических туб диаметр плеча меньше, чем хвостовой части, за счет этого тубы вкладывают друг в друга при упаковке. В результате достигается экономия на транспортных расходах (в среднем в пять раз). Учиты­вая небольшие объемы потребления алю­миниевых туб в России, не все фирмы считают необходимым перестраивать обо­рудование для выпуска конических туб: партии и так вполне компактны.

 

Табл.1 Максимальный разброс вместимости и длины алюминиевых туб для заданного диаметра

Диаметр	Цилиндрические	Конические
Вместимость, мл	Длина, мм	Вместимость, мл	Длина, мм
9,8			-	-
			-	-
	2-3	39-51	-	-
13,5	4-10	47-100	5-10	55-98
	7-16	55-110	7-15	58-104
	10-30	57-134	10-30	59-139
	15-40	64-150	15-40	67-145
	30-60	89-160	30-60	93-163
	40-85	94-175	40-80	98-172
	50-100	101-190	40-100	95-185
	60-115	106-190	60-105	160-175
	80-140	116-205	80-140	121-191
	125-145	160-180	125-145	155-175
	100-204	113-205	100-200	118-209
	160-250	138-201
50,3	245-460	180-190

 

При транспортировке очень важна хоро­шая упаковка, чтобы не помять тубы. Гофрокороба с ячейками дают полную гаран­тию сохранности туб, но транспорт в этом случае обойдется в два раза дороже, так как тубы укладываются неплотно. К тому же вынимать их придется вручную. Коробку без ячеек сразу можно загружать в бункер тубонаполнительной машины.

Самый идеальный вариант — упаковать готовое изделие в алюминиевой тубе в кар­тонный футляр, так как алюминиевая туба легко теряет товарный вид. Но, конечно, в результате такого удорожания алюминие­вые тубы рискуют одним из главных своих достоинств — низкой стоимостью.

Если выстроить «тубные» материалы по возрастанию цены, то выглядеть этот ряд будет следующим образом: алюминий, ламинат, пластик. Во многом цена зависит также от качества материала (для произ­водства алюминиевых туб используется алюминий А5-А7, т. е. содержащий 99,5%-99,7% чистого алюминия), от ди­зайна и компонентов тубы, от объема заказанной партии и размера (диаметр и дли­на). Выбирать необходимые параметры сле­дует обдуманно: по словам заместителя ге­нерального директора ОWK Александра Та­расова, при диаметре тубы свыше 40 мм полезный объем увеличивается на 20%, а цена возрастает на 120%.

Функции и декорации

В зависимости от предназначения тубы подбираются функциональные и декора­тивные элементы. Производители туб способны предложить столько интерес­ных решений, что заказчик будет ограни­чен лишь собственной кредитоспособнос­тью.

Самой первой «появляется на свет» мем­брана, если горловина тубы должна быть закрыта. В этом случае изначально берет­ся рондель без отверстия. Мембрана обес­печивает целостность, неприкосновен­ность продукта до первого использования. Без мембраны (по решению Минздрава РФ) выпускается зубная паста, так как при прокалывании часть мембраны может по­пасть внутрь тюбика и впоследствии пора­нить десны.

Кроме стандартного круглого носика, су­ществует носик с ограниченным («эконо­мичным») выходом, удлиненный узконап­равленный носик («клюв» или канула), ко­торый подойдет для клея или глазной мази. Туба, носик которой имеет декоративный выход (например, в виде звезды), одновре­менно сыграет роль кондитерского шприца для украшения блюд.

Накладная пластмассовая резьба накле­ивается поверх алюминиевой и влияет только на внешний вид тубы. В редких слу­чаях пластиковый вкладыш вставляется внутрь горловины (так как защитный лак запрыскивается со стороны хвоста, и гор­ловина — самая удаленная от источника лака часть тубы).

Выбору колпачков (бушонов) традицион­но уделяется особое внимание — от их удобства и дизайна привлекательность тубы зависит не меньше, чем от всего ос­тального оформления в целом. Любая фир­ма предложит обширный выбор бушонов всевозможных форм и размеров из ПЭ или, реже, из ПС, ПП. При наличии мембраны подбирается бушон с выступом для ее про­бивки — эта маленькая деталь значитель­но упрощает процедуру открывания тубы: не придется метаться в поисках подходяще­го колющего предмета.

Открытый конецтубы герметично зажи­мается после ее наполнения. Различаются двойная фальцовка (займет около 14 мм), тройная (+ 5 мм), согнутая двойная (+ 4-6 мм), гребневый замок (+ 8-11 мм). Для особенно текучих продуктов на внутрен­нюю сторону хвостовой части тубы нано­сится латексное покрытие (10—15 мм). При сильном сжатии резина склеивается, затем хвост зажимается.

Практически всегда туба покрывается белой грунтовочной эмалью, иначе при пе­чати алюминий «возьмет» слишком много краски. Иногда эмалируют, красят плечи тубы. Еще один вариант дизайна — гофри­рованные круги. Но чаще всего плечи по­лируют, хотя, например, на Московском тубном заводе от этой операции отказа­лись — алюминий окисляется на воздухе и со временем все равно становится мато­вым.