Propriétés barrières des emballages cosmétiques

La performance barrière du flacon cosmétique d'emballage est une exigence importante pour la fonction protectrice de l'emballage.

Les matériaux d'emballage pour les cosmétiques sont principalement constitués de matériaux polymères tels que le polyéthylène (PE), mais lorsqu'il s'agit de bonnes propriétés barrières, le polypropylène (PP), le polyéthylène téréphtalate (PET), le polyéthylène-copolymère d'alcool vinylique (EVOH) est un matériau que nous utilisons souvent. mention.

La microstructure du plastique montre que les matériaux plastiques ne sont pas « imperméables à l'air ». on peut observer la surface des matériaux PE et PP au microscope électronique de forte puissance, et on peut voir qu'il y a des trous dans les matériaux, ce qui suffit à nous faire réaliser que les matières plastiques sont elles-mêmes à un certain degré de perméabilité.

Faut-il pour nous s'interroger sur les propriétés barrières des emballages cosmétiques ? La réponse est oui. En effet, dans le développement des emballages alimentaires, la propriété barrière de l'emballage est aussi importante que la propriété d'étanchéité. Il joue un rôle dans la préservation de la qualité, de la fraîcheur, de la saveur et de la durée de conservation des aliments. Or, dans le développement des emballages cosmétiques, la scellabilité est souvent mise en avant tout en négligeant la propriété barrière de l'emballage. C'est pourquoi, dans le développement cosmétique proprement dit, on rencontre des crèmes ou des lotions avec une bonne étanchéité globale de l'emballage. Après un certain temps, il a été constaté que la texture de la crème devenait de plus en plus épaisse et ne pouvait même pas être utilisée du tout ; il existait également certaines formules contenant des actifs organiques volatils, qui pénétraient lentement à travers les matériaux d'emballage, d'où l'absence d'actifs correspondants. Par conséquent, la fonction barrière de l'emballage doit être prise en compte dans le développement d'emballages cosmétiques afin d'assurer un bon toucher de la peau, un effet de conservation et de prolonger la durée de conservation du produit. Ce n'est qu'en comprenant correctement la définition des propriétés barrières et du mécanisme de perméation des matériaux, et en comprenant les facteurs influençant les propriétés barrières des matériaux polymères, que nous pourrons choisir des matériaux d'emballage aux propriétés barrières adaptées en fonction des besoins réels dans le développement d'emballages cosmétiques, de manière à réussir.

Il existe des documents dans le domaine de la recherche sur les polymères qui indiquent que pour que les matériaux polymères aient de bonnes propriétés barrières, ils doivent avoir les propriétés structurelles suivantes :

1. Un certain degré de polarité. Par exemple, il y a des atomes de fluor dans la chaîne moléculaire, des groupes hydroxyle et des groupes ester ; comme le montre le tableau 1, les propriétés de barrière à l'oxygène de l'alcool polyvinylique avec des groupes hydroxyle sur les groupes latéraux de la chaîne moléculaire sont nettement meilleures que le polyéthylène.

2. La chaîne de polymère a une rigidité élevée et est inerte à la perméation ;

3.En raison de la symétrie, de l'ordre, de la cristallisation ou de l'orientation des molécules, les chaînes polymères ont la capacité de se tasser étroitement; certains polymères peuvent avoir différents degrés de cristallisation. Une cristallinité élevée peut apporter de meilleures propriétés de barrière. Le tableau 2 ci-dessous compare les propriétés de barrière aux gaz des polyoléfines à différents niveaux de cristallinité. Généralement, une cristallinité plus élevée a une perméabilité plus faible.

L'orientation des chaînes moléculaires du polymère a une grande influence sur ses propriétés barrières. Pour les polymères amorphes, l'orientation de la chaîne moléculaire peut réduire la pénétration de 10-15%. Pour les polymères cristallins, une réduction de plus de 50% peut être observée. L'orientation a une relation particulière avec le processus de soufflage de la bouteille. Par conséquent, il est plus efficace d'améliorer les performances de barrière de la bouteille en contrôlant l'orientation pendant le processus de moulage par soufflage que d'appliquer un revêtement barrière sur l'extérieur de la bouteille. Par exemple, les propriétés barrière à l'oxygène des matériaux PP, PS et PET après orientation sont grandement améliorées par rapport à celles sans orientation, et allongement. La propriété barrière du PET avec un taux de 500% est supérieure de près de 50% à celle avant non orienté.

4. Il existe une force de liaison ou d'attraction entre la chaîne polymère et la chaîne ;

5. Température de transition vitreuse élevée

En général, les polymères linéaires avec des structures moléculaires simples auront un état d'empilement régulier et une capacité de barrière plus élevée, mais le squelette de la chaîne principale contient de grandes bases de mesure, ce qui entraîne une mauvaise régularité d'empilement et une capacité de barrière réduite. ?

« Les différents processus de traitement et de moulage des matériaux ont également un impact sur les propriétés barrières des matériaux. Choisissez des polymères avec des caractéristiques différentes et utilisez des méthodes de traitement appropriées pour obtenir des matériaux barrières avec d'excellentes performances globales. Par exemple, les propriétés barrières du LLDPE et du LDPE sont inférieures à celles du HDPE. Dans l'application de tuyaux à une seule couche, le LLDPE, le LDPE et le HDPE peuvent être physiquement mélangés pour produire un ensemble de tuyaux qui a une certaine propriété de barrière et est facile à thermosouder ; par exemple, l'EVOH est un copolymère d'éthylène/alcool vinylique, qui est une structure en chaîne. Le polymère cristallin combine la bonne aptitude au traitement du polyéthylène et les propriétés de barrière aux gaz extrêmement élevées de l'alcool polyvinylique. La présence de segments polaires d'alcool vinylique dans la chaîne moléculaire le rend également bon pour les solvants non polaires tels que les hydrocarbures. Propriétés barrières. La présence de segments d'éthylène non polaires peut améliorer ses propriétés de barrière aux solvants polaires tels que l'eau. Cependant, il existe des groupes hydroxyle dans la structure moléculaire des résines EVOH. Les résines EVOH sont hydrophiles et hygroscopiques. Après avoir absorbé l'humidité, les performances de la barrière aux gaz seront affectées, il est donc nécessaire d'utiliser la technologie multicouche pour envelopper la couche de résine EVOH avec une résine barrière à l'humidité forte telle que la polyoléfine pour fabriquer un matériau composite avec d'excellentes propriétés de barrière complètes.

l'application de matériaux barrières dans les emballages cosmétiques

À l'heure actuelle, l'application des matériaux d'emballage barrière dans le domaine de l'emballage cosmétique est dans une période d'utilisation croissante. Les matériaux domestiques à haute barrière couramment utilisés comprennent la feuille d'aluminium, l'alcool polyvinylique (PVA), le copolymère éthylène-alcool vinylique (EVOH), le nylon (PA), le polyéthylène téréphtalate (PET), etc. La feuille d'aluminium, le PVA et l'EVOH sont des matériaux à haute barrière , et le PA et le PET ont des propriétés de barrière similaires et sont des matériaux à barrière moyenne.

Pour les cosmétiques d'emballage de tuyau, si le produit lui-même a des propriétés de barrière élevées, les trois types de tuyaux en plastique barrière suivants sont généralement utilisés.

1. Tuyau composite aluminium-plastique, sa structure typique est PE/PE+EAA/AL/PE+EAA/PE, qui est faite de papier d'aluminium et de film plastique par co-extrusion et composée en feuilles puis en tuyaux. La barrière principale est La propriété de barrière de la couche de feuille d'aluminium dépend principalement du degré de perforation de la feuille d'aluminium. Lorsque l'épaisseur de la feuille d'aluminium augmente, la propriété barrière augmente ;

2. Tuyau composite barrière entièrement en plastique, sa structure typique est PE/PE/EVOH/PE/PE, tous composés de plastique, et sa couche barrière est généralement en EVOH ou en PET plaqué d'oxyde. Lorsque l'épaisseur d'EVOH augmente, la barrière est renforcée ;

3. Tuyau de coextrusion en plastique à structure à cinq couches, sa structure typique est PE/MAH-PE/EVOH/MAH-PE/PE, qui est constitué de plusieurs plastiques ensemble par extrusion à vis en même temps pour faire une feuille, qui est également fabriqué par EVOH A l'effet barrière.

Pour les cosmétiques d'emballage sous film

Les films barrières courants comprennent les films barrières de co-extrusion, les films de stratification (composite à voie sèche, composite sans solvant, composite adhésif thermofusible, composite d'extrusion), les films barrières et le dépôt en phase vapeur (placage d'aluminium sous vide), le placage d'oxyde d'aluminium, le placage d'oxyde de silicium ) films barrières, respectivement réalisés par méthode de co-extrusion, méthode de laminage, méthode d'enduction et méthode d'évaporation, le procédé ne sera pas décrit en détail ici, la structure couramment utilisée dans les films cosmétiques est PET/AL/PE, PET/Al/CPP , PET/VMPET/PE, PET/EVOH/PE et autres sacs composites à trois couches et PET/Al/PET/PE, PET/PE/AL/PE/CPP et autres structures multicouches, Fondamentalement, feuille d'aluminium, EVOH, et PET aluminisé sont utilisés comme couches barrières. Dans des applications pratiques, une structure de film barrière appropriée peut être sélectionnée à partir de la considération complète des propriétés de barrière, des propriétés de thermoscellage, des propriétés de déchirure facile et des coûts de produit.