Propiedades de barrera de los envases cosméticos

El rendimiento de barrera de la botella de envase cosmético es un requisito importante para la función protectora del envase.

Los materiales de empaque para cosméticos están hechos principalmente de materiales poliméricos como el polietileno (PE), pero cuando se trata de buenas propiedades de barrera, el polipropileno (PP), el tereftalato de polietileno (PET), el copolímero de polietileno y alcohol vinílico (EVOH) es un material que a menudo usamos. mencion.

La microestructura del plástico muestra que los materiales plásticos no son “impermeables al aire”. podemos observar la superficie de los materiales de PE y PP bajo un microscopio electrónico de alta potencia, y podemos ver que hay agujeros en los materiales, lo cual es suficiente para darnos cuenta de que los materiales plásticos tienen un cierto grado de permeabilidad.

¿Es necesario que tengamos en cuenta las propiedades barrera de los envases cosméticos? La respuesta es sí. De hecho, en el desarrollo de envases para alimentos, la propiedad de barrera del envase es tan importante como la propiedad de sellado. Desempeña un papel en la preservación de la calidad, la frescura, el sabor y la vida útil de los alimentos. Sin embargo, en el desarrollo de envases cosméticos, a menudo se enfatiza la sellabilidad mientras se descuida la propiedad de barrera del envase. Esta es la razón por la que en el desarrollo cosmético real, se encuentran productos de crema o loción con una buena sellabilidad global del envase. Después de un período de tiempo, se encontró que la textura de la crema se volvió más y más espesa, e incluso no se podía usar en absoluto; también había algunas fórmulas que contenían sustancias activas orgánicas volátiles, que penetraban lentamente a través de los materiales de empaque, lo que provocaba la falta de los ingredientes activos correspondientes. Por lo tanto, la función de barrera del envase debe tenerse en cuenta en el desarrollo de envases cosméticos para garantizar una buena sensación en la piel, un efecto de conservación y prolongar la vida útil del producto. Solo al comprender correctamente la definición de las propiedades de barrera y el mecanismo de permeación de los materiales, y al comprender los factores que influyen en las propiedades de barrera de los materiales poliméricos, podemos elegir materiales de empaque con propiedades de barrera adecuadas de acuerdo con las necesidades reales en el desarrollo de empaques de cosméticos, a fin de hacer bien.

Existen documentos en el campo de la investigación de polímeros que indican que para que los materiales poliméricos tengan buenas propiedades de barrera, deben tener las siguientes propiedades estructurales:

1. Cierto grado de polaridad. Por ejemplo, hay átomos de flúor en la cadena molecular, grupos hidroxilo y grupos éster; como se muestra en la Tabla 1, las propiedades de barrera contra el oxígeno del alcohol polivinílico con grupos hidroxilo en los grupos laterales de la cadena molecular son significativamente mejores que las del polietileno.

2. La cadena de polímero tiene una gran rigidez y es inerte al permeado;

3.Debido a la simetría, el orden, la cristalización o la orientación de las moléculas, las cadenas de polímeros tienen la capacidad de agruparse estrechamente; ciertos polímeros pueden tener diferentes grados de cristalización. La alta cristalinidad puede aportar mejores propiedades de barrera. La Tabla 2 a continuación compara las propiedades de barrera de gas de las poliolefinas a diferentes niveles de cristalinidad. Generalmente, una mayor cristalinidad tiene una menor permeabilidad.

La orientación de las cadenas moleculares del polímero tiene una gran influencia en sus propiedades de barrera. Para polímeros amorfos, la orientación de la cadena molecular puede reducir la penetración en 10-15%. Para polímeros cristalinos, se puede observar una reducción de más de 50%. La orientación tiene una relación especial con el proceso de soplado de la botella. Por lo tanto, es más eficaz mejorar el rendimiento de barrera de la botella controlando la orientación durante el proceso de moldeo por soplado que aplicando un revestimiento de barrera en el exterior de la botella. Por ejemplo, las propiedades de barrera contra el oxígeno de los materiales PP, PS y PET después de la orientación mejoran mucho en comparación con aquellos sin orientación, y el alargamiento.

4. Hay una fuerza de unión o atracción entre la cadena de polímero y la cadena;

5. Alta temperatura de transición vítrea

En general, los polímeros lineales con estructuras moleculares simples tendrán un estado de apilamiento regular y una mayor capacidad de barrera, pero el esqueleto de la cadena principal contiene grandes bases de medición, lo que provoca una regularidad de apilamiento deficiente y una capacidad de barrera reducida. ?

“Los diferentes procesos de procesamiento y moldeo de materiales también tienen un impacto en las propiedades de barrera de los materiales. Elija polímeros con diferentes características y utilice métodos de procesamiento adecuados para obtener materiales de barrera con un excelente rendimiento integral. Por ejemplo, las propiedades de barrera de LLDPE y LDPE son más bajas que las de HDPE. En la aplicación de tuberías de una sola capa, LLDPE, LDPE y HDPE se pueden mezclar físicamente para producir un paquete de manguera que tiene una cierta propiedad de barrera y es fácil de sellar con calor; por ejemplo, EVOH es un copolímero de etileno/alcohol vinílico, que es una estructura de cadena. El polímero cristalino combina la buena procesabilidad del polietileno y las propiedades de barrera contra gases extremadamente altas del alcohol polivinílico. La presencia de segmentos polares de alcohol vinílico en la cadena molecular lo hace también bueno para solventes no polares como los hidrocarburos. Propiedades de barrera. La presencia de segmentos de etileno no polares puede mejorar sus propiedades de barrera frente a disolventes polares como el agua. Sin embargo, existen grupos hidroxilo en la estructura molecular de las resinas EVOH. Las resinas EVOH son hidrófilas e higroscópicas. Después de absorber la humedad, el rendimiento de la barrera de gas se verá afectado, por lo que es necesario utilizar tecnología multicapa para envolver la capa de resina EVOH con una resina resistente a la humedad como la poliolefina para hacer un material compuesto con excelentes propiedades de barrera integrales.

la aplicación de materiales de barrera en envases cosméticos

En la actualidad, la aplicación de materiales de envasado de barrera en el campo de los envases cosméticos se encuentra en un período de uso creciente. Los materiales domésticos de alta barrera comúnmente utilizados incluyen papel de aluminio, alcohol polivinílico (PVA), copolímero de etileno y alcohol vinílico (EVOH), nailon (PA), tereftalato de polietileno (PET), etc. El papel de aluminio, el PVA y el EVOH son materiales de alta barrera. , y PA y PET tienen propiedades de barrera similares y son materiales de barrera media.

Para el envasado de cosméticos con mangueras, si el producto en sí tiene altas propiedades de barrera, generalmente se utilizan los siguientes tres tipos de mangueras de plástico de barrera.

1. Manguera compuesta de aluminio y plástico, su estructura típica es PE/PE+EAA/AL/PE+EAA/PE, que está hecha de papel de aluminio y película plástica mediante coextrusión y compuesta en láminas y luego en tuberías. La barrera principal es La propiedad de barrera de la capa de papel de aluminio depende principalmente del grado de perforación del papel de aluminio. Cuando aumenta el grosor de la hoja de aluminio, aumenta la propiedad de barrera;

2. Manguera compuesta de barrera totalmente plástica, su estructura típica es PE/PE/EVOH/PE/PE, todo compuesto de plástico, y su capa de barrera suele ser EVOH o PET enchapado en óxido. A medida que aumenta el espesor de EVOH, se mejora la barrera;

3. Manguera de coextrusión de plástico de estructura de cinco capas, su estructura típica es PE/MAH-PE/EVOH/MAH-PE/PE, que está hecha de múltiples plásticos juntos por extrusión de tornillo al mismo tiempo para hacer una lámina, que es también elaborado por EVOH Para el efecto barrera.

Para cosméticos de embalaje de película.

Las películas de barrera comunes incluyen películas de barrera de coextrusión, películas de laminación (compuesto de proceso seco, compuesto sin solvente, compuesto de adhesivo termofusible, compuesto de extrusión) películas de barrera y deposición de vapor (recubrimiento de aluminio al vacío), recubrimiento de óxido de aluminio, recubrimiento de óxido de silicio ) películas de barrera, fabricadas respectivamente por el método de coextrusión, método de laminación, método de recubrimiento y método de evaporación, el proceso no se describirá en detalle aquí, la estructura comúnmente utilizada en películas cosméticas es PET/AL/PE, PET/Al/CPP , PET/VMPET/PE, PET/EVOH/PE y otras bolsas compuestas de tres capas y PET/Al/PET/PE, PET/PE/AL/PE/CPP y otras estructuras multicapa, Básicamente, papel de aluminio, EVOH y PET aluminizado se utilizan como capas de barrera. En aplicaciones prácticas, se puede seleccionar una estructura de película de barrera adecuada a partir de la consideración integral de las propiedades de barrera, las propiedades de sellado térmico, las propiedades de fácil desgarro y los costos del producto.