Реферат - Аэрозольная упаковка
Подождите немного. Документ загружается.
1.5. Область применения аэрозольных упаковок
Области применения аэрозолей очень разнообразны. В настоящее
время насчитывается около 300 видов продуктов, выпускаемых в
аэрозольной упаковке. Самую большую группу составляют средства
бытовой химии. К ним относятся инсектициды, инсектофунгициды,
репелленты, дезодоранты, лаки и краски, средства для
подкрахмаливания белья, пятновыводители, средства для ухода за
обувью, мебелью, автомобилями и т.п.
Инсектициды предназначаются для уничтожения и отпугивания
насекомых и применяются для дезинфекции производственных и
бытовых помещений, транспорта, для защиты садов и огородов, для
обработки домашних животных, для индивидуальной защиты от
укусов насекомых и т.д.
По назначению аэрозольные инсектициды, фунгициды и
репелленты можно разделить на следующие категории:
Инсектициды для уничтожения летающих насекомых.
Инсектициды для уничтожения ползающих насекомых.
Средства против моли.
Инсектициды-дезодоранты для дезинфекции мусорных ящиков
и т.п.
Инсектициды для обработки домашних животных.
Средства для защиты комнатных растений и садово-огородных
культур от грибковых болезней и вредителей.
Репелленты:
для защиты людей;
для защиты домашних животных.
11
Как уже говорилось, промышленное производство аэрозольных
упаковок во всех странах начиналось именно с инсектицидов. Это не
случайно: на примере аэрозольной упаковки инсектицидов наиболее
ярко демонстрируются преимущества использования вещества в виде
аэрозоля. Эффективность инсектицидов в аэрозольной форме
благодаря значительному увеличению активной поверхности
распыленных частиц и большей легкости проникновения их в
организм насекомого настолько возрастает, что их действие
становится почти моментальным.
Наиболее быстро действуют те препараты, которые проникают в
организм насекомых через органы дыхания и кожные покровы.
Именно эти препараты применяются в аэрозольных упаковках.
Освежители воздуха являются одним из наиболее распространенных
продуктов, применяемых в аэрозольной упаковке. Назначение этих
дезодорантов - удаление неприятного запаха в помещениях, обработка
мусорных ящиков и т.п. Жилым помещениям освежители воздуха
придают желаемый аромат.
Прочие средства бытовой химии: полирующие, чистящие
составы, крахмальные растворы в аэрозольной упаковке –
предназначены для облегчения труда домохозяек
С помощью аэрозольной упаковки, содержащей готовый раствор
крахмала, можно быстро накрахмалить воротнички и манжеты.
Специальные вещества, включенные в рецептуру, облегчают
скольжение утюга и исключают прилипание его к накрахмаленной
ткани. Аэрозольная упаковка позволяет нанести тончайший слой лака
на мебель, пол, пластмассовые предметы, обработать защитным
составом металлические предметы для предохранения их от коррозии,
очистить стеклянные и зеркальные поверхности и т.п.
12
Вторую большую группу товаров, выпускаемых в настоящее
время в аэрозольной упаковке, составляют парфюмерно-
косметические средства.
Наиболее распространены здесь средства ухода за волосами.
Например, лаки для волос, ассортимент которых чрезвычайно
разнообразен. Выпускаются лаки для тонких волос, оттеночные, лаки
с блестками, лаки для сохранения прически в дождливую погоду и т.д.
Аэрозольная упаковка дает возможность получать тончайшую пленку
лака на волосах наиболее быстрым и удобным способом и поэтому
имеет неоспоримое преимущество перед другими способами
нанесения.
Популярна эта форма выпуска для кремов и гелей для бритья,
такое производство было впервые налажено в 1950 году в США и
теперь постепенно вытесняет все не аэрозольные типы этого вида
продукции несмотря на то, что кремы для бритья в аэрозольной
упаковке несколько дороже обычных. Кремы для бритья в
аэрозольной форме не только более удобны в употреблении, но и
обладают лучшими физическими и гигиеническими свойствами: пена,
образуемая ими, может сохраняться без изменения свойств от 2 до 5
минут, обладает относительно хорошими поверхностно-активными
свойствами и не раздражает кожу (pH от 8,0 до 9,0).
В аэрозольной упаковке выпускаются и кремы для рук, масла для
загара, дезодоранты и т.д. Например, аэрозольная упаковка масел для
загара имеет неоспоримое преимущество перед обычным видом
упаковки. Во-первых, продукт не изменяется под влиянием солнечных
лучей, повышенной температуры и поэтому удобен для пользования
на пляже. Во-вторых, металлический баллон хорошо защищает
содержимое от загрязнения. Кроме того, такая упаковка дает
возможность экономно расходовать продукт.
13
Лаки и краски также являются одним из наиболее перспективных
продуктов для использования в аэрозольной упаковке. Пользуясь
лаком в аэрозольной упаковке, можно быстро и легко в домашних
условиях обновить поверхность деревянных, металлических и
кожаных предметов. Лакокрасочные составы в аэрозольной упаковке
имеют преимущество перед обычными лаками и красками как при
хранении (полная герметичность), так и при нанесении (исключение
тары, необходимости в дорогостоящем оборудовании для распыления
и в растворителях для мытья кистей).
Аэрозольные упаковки со смазочными маслами производятся в
США, Франции, Норвегии, Финляндии, Австрии и других странах.
Выпускают как жировые, так и сухие смазки. Медицинские аэрозоли
успешно развиваются в течение последних 20 лет в США и 13 лет в
странах Западной Европы. Хотя эта область применения весьма
перспективна, темпы развития производства здесь значительно
медленнее, чем в других областях. Причинами являются отсутствие
некоторых исходных веществ и недостаточная разработка технологии
наполнения.
Преимущество аэрозольной упаковки с медицинскими
средствами перед обычной тарой заключается в следующем:
повышается активность препарата благодаря увеличению его
поверхности;
сохраняется стерильность препаратов;
исключаются загрязнения и прочие посторонние включения;
сохраняются первоначальные свойства независимо от
атмосферных явлений (состав не поглощает воду, не высыхает
и т.п.).
14
Кроме того, некоторые аэрозольные ингаляционные препараты
могут применяться для оказания немедленной помощи и заменять
инъекцию. Пользование препаратом наружного применения в
аэрозольной упаковке способствует быстрой адсорбции медикамента
пораженной поверхностью, так как препарат распределяется по ней
тонким слоем без обычной для мазей жировой основы, затрудняющей
доступ самого препарата к коже. Использование медикаментов
местного значения в аэрозольной упаковке при лечении язв, раневых
поверхностей и т.п. исключает механическое раздражение,
неизбежное при нанесении препарата обычным способом._
В заключение можно сказать, что перечень описанных здесь
видов аэрозольных упаковок далеко не полон и лишь дает понятие о
возможности их применения. В настоящее время во всех странах
расширяется ассортимент продуктов, предназначенных для упаковки
в аэрозольную тару
15
2. Аэрозольные технологии
2.1 Получение различных видов распыления веществ с
помощью аэрозольной упаковки
Основной задачей аэрозольной упаковки является выдача
находящегося в ней под давлением вещества в таком виде, который
обеспечивал бы наиболее эффективное воздействие продукта и
максимальное удобство. При помощи аэрозольной упаковки можно
распылять жидкие вещества и пудры, получать пену из жидких
веществ и выдавать наружу пастообразные вещества в виде вязкой
струи разнообразной конфигурации.
2.2 Распыление жидких веществ
Аэрозольные баллоны в основном служат для выдачи жидких
веществ в распыленном виде, что широко применяется в быту,
сельском хозяйстве, медицине, промышленности и других областях.
Распыленные жидкости, главным образом, используются для
нанесения на поверхность и для образования облака из мелких капель
в воздухе. К первой группе относятся лакокрасочные материалы,
пятновыводители, средства для чистки и полировки, жидкости для
подкрахмаливания и целый ряд других веществ. Ко второй группе
относятся жидкости для уничтожения летающих насекомых, удаления
неприятного запаха в воздухе, различные дезинфекционные средства
и т. д.
Жидкости, предназначенные для распыления при помощи
аэрозольной упаковки, находятся в ней под давлением, которое
создает пропеллент. В качестве пропеллентов для распыления
жидкостей используют в основном сжиженные газы:
"фторхлорзамещенные углеводороды (фреоны), парафиновые
углеводороды (пропан, бутан, изобутан и др.), хлорзамещенные
16
углеводороды (винилхлорид, метилхлорид) и сжатые газы: азот,
закись азота, двуокись углерода, последние в основном употребляю
тел для пищевых продуктов.
Если пропеллентом служит сжиженный газ, то в зависимости от
свойств жидкого продукта и пропеллента различают два случая: 1)
продукт и пропеллент совмещаются и 2) продукт и пропеллент не
совмещаются Продукт совмещается с пропеллентом. Это относится
чаще всего к растворам на основе органических растворителей,
совмещающихся с фреонами (реже на основе воды).
Рис.2. Аэрозольная упаковка, содержащая пропеллент,
совмещающийся с активным продуктом: а — в стационарном
состоянии; б — в действии.
При совмещении жидкого пропеллента с жидким продуктом в
аэрозольной упаковке возникают две фазы: А - газовая (смесь
насыщенных паров пропеллента и других летучих жидкостей,
включенных в рецептуру), которая занимает свободное пространство
в упаковке, и Б - жидкая (смесь продукта и жидкого пропеллента).
Под давлением газовой фазы А жидкая фаза Б поднимается по
сифонной трубке и через клапанное устройство попадает наружу, где
пропеллент, бурно испаряясь, дробит жидкость на мельчайшие
частицы Р. Перед употреблением не требуется взбалтывать упаковку,
так как при хранении расслоения жидкости не происходит.
17
В случае распыления эмульсий, где активное вещество является
дисперсной фазой, пропеллент должен совмещаться со смесью
жидких компонентов состава, образующих дисперсионную среду. При
хранении аэрозольных упаковок эмульсии расслаиваются, как
показано на рис. 3, а, причем образуются одна газовая фаза А и две
жидкие Б и В
Рис.3. Аэрозольная упаковка, содержащая эмульсию:
а - в стационарном состоянии (расслоение эмульсии); 6 - распыление
после взбалтывания (образование эмульсии).
Фаза В представляет собой активное вещество пли его раствор, а
Б — смесь пропеллента с остальными жидкими компонентами, не
совмещающимися с раствором активного вещества. При
взбалтывании упаковки (рис. 3,6) образуется одна жидкая фаза Б, в
которой Б служит дисперсионной средой, а В дисперсной фазой. При
открытом положении клапана, как и в предыдущем примере,
насыщенные пары пропеллента (фаза А) выдавливают эмульсию
наружу, где она дробится на мелкие частички Р. В обоих случаях
газовая фаза, состоящая в основном из насыщенных паров
пропеллентов, служит для выдачи жидкой фазы в воздух при
открытом положении клапана. Жидкая фаза, состоящая из жидкого
продукта и пропеллента, после выдачи из упаковки дробится в
18
воздухе на мелкие частицы, благодаря бурному испарению
содержащегося в ней пропеллента.
Размеры распыляемых частиц зависят от количества пропеллента
в содержимом баллона, температуры кипения пропеллента, летучести
растворителя, температуры окружающей среды, вязкости продукта,
конструкции клапана и т. д. Например, характер распыления при 20ºС
в зависимости от количества пропеллента (фреон-12 или смесь
фреонов 11 и 12) в жидкой фазе при одной и той же конструкции
клапана имеет следующие особенности:
1. При содержании пропеллента в аэрозольной упаковке до 30 вес.
% выдача продукта из упаковки осуществляется в виде струи,
что используется только в редких специальных случаях.
2. При содержании пропеллента от 30 до 50 вес.% получается
грубое распыление, которое почти не применяется.
3. Составы, содержащие от 50 до 60 вес.% пропеллента,
употребляются для распыления жидкостей, предназначенных
для нанесения на поверхности, т. е различных лакокрасочных
материалов(эмали, лаки и краски),пятновыводителей, средств
для чистки и полировки, средств для подкрахмаливания и т. д.
4. Составы, содержащие от 70 до 90 вес. % пропеллента,
используются для распыления жидкостей с целью образования
облака из мельчайших капель, которое способно довольно долго
удерживаться в воздухе. Такие составы используются для
распыления средств уничтожения летающих насекомых;
освежителей воздуха, удаляющих неприятный запах в
помещениях; различных дезинфекционных средств и т. д.
19
Рис. 4. Аэрозольная упаковка, содержащая пропеллент, не
совмещающийся с активным продуктом.
Внутреннее давление в упаковке не влияет непосредственно на
размер частиц, так как оно определяется не количеством сжиженного
газа в баллоне, а давлением его насыщенного пара, которое остается
постоянным, пока не будет израсходована последняя капля
пропилента.
От внутреннего давления зависит в некоторой степени конус
распыления и режим расхода содержимого.
Температура окружающей среды влияет на распыление
следующим образом.
Во-первых, давление насыщенного пара пропеллента находится в
прямой зависимости от температуры, т. е. при понижении
температуры – понижается, при повышении - повышается.
Во-вторых, растворители улетучиваются быстрее при
повышенных температурах, чем при низких.
В-третьих, если используются вещества, вязкость которых сильно
колеблется с изменением температуры, тогда и размеры
образующихся частиц также будут зависеть от изменений
температуры.
Иногда при повышении температуры содержимое баллона
расслаивается. Это явление исчезает при повышении температуры.
20