Proprietà barriera dell'imballaggio cosmetico

Le prestazioni di barriera del flacone cosmetico da imballaggio sono un requisito importante per la funzione protettiva dell'imballaggio.

I materiali di imballaggio per i cosmetici sono per lo più costituiti da materiali polimerici come polietilene (PE), ma quando si tratta di buone proprietà barriera, polipropilene (PP), polietilene tereftalato (PET), polietilene-copolimero di alcool vinilico (EVOH) è un materiale che spesso citare.

La microstruttura della plastica mostra che i materiali plastici non sono "impermeabili all'aria". possiamo osservare la superficie dei materiali PE e PP sotto un microscopio elettronico ad alta potenza e possiamo vedere che ci sono buchi nei materiali, il che è sufficiente per farci capire che i materiali plastici sono essi stessi Ha un certo grado di permeabilità.

È necessario considerare le proprietà barriera del packaging cosmetico? La risposta è si. Infatti, nello sviluppo di imballaggi alimentari, la proprietà barriera dell'imballaggio è importante quanto la proprietà di tenuta. Svolge un ruolo nel preservare la qualità, la freschezza, il sapore e la durata di conservazione del cibo. Tuttavia, nello sviluppo dell'imballaggio cosmetico, la sigillabilità viene spesso enfatizzata trascurando la proprietà barriera della confezione. Questo è il motivo per cui nell'attuale sviluppo cosmetico si incontrano creme o lozioni con una buona sigillabilità complessiva dell'imballaggio. Dopo un periodo di tempo, si è constatato che la consistenza della crema diventava sempre più densa e addirittura non poteva essere utilizzata affatto; erano presenti anche alcuni formulati contenenti sostanze attive organiche volatili, che penetravano lentamente attraverso i materiali di confezionamento, con conseguente mancanza dei corrispondenti principi attivi. Pertanto, la funzione barriera dell'imballaggio deve essere considerata nello sviluppo dell'imballaggio cosmetico al fine di garantire una buona sensazione sulla pelle, un effetto di conservazione e prolungare la durata di conservazione del prodotto. Solo comprendendo correttamente la definizione delle proprietà barriera e il meccanismo di permeazione dei materiali e comprendendo i fattori che influenzano le proprietà barriera dei materiali polimerici, possiamo scegliere materiali di imballaggio con proprietà barriera adeguate in base alle effettive esigenze nello sviluppo di imballaggi cosmetici, in modo da fare bene.

Esistono documenti nel campo della ricerca sui polimeri che indicano che affinché i materiali polimerici abbiano buone proprietà barriera, devono avere le seguenti proprietà strutturali:

1. Un certo grado di polarità. Ad esempio, ci sono atomi di fluoro nella catena molecolare, gruppi idrossilici e gruppi estere; come mostrato nella Tabella 1, le proprietà di barriera all'ossigeno dell'alcool polivinilico con gruppi idrossilici sui gruppi laterali della catena molecolare sono significativamente migliori del polietilene.

2. La catena polimerica ha un'elevata rigidità ed è inerte alla permeazione;

3. A causa della simmetria, dell'ordine, della cristallizzazione o dell'orientamento delle molecole, le catene polimeriche hanno la capacità di impacchettarsi strettamente; alcuni polimeri possono avere diversi gradi di cristallizzazione. L'elevata cristallinità può apportare migliori proprietà di barriera. La tabella 2 sottostante confronta le proprietà di barriera ai gas delle poliolefine a diversi livelli di cristallinità. Generalmente, una maggiore cristallinità ha una minore permeabilità.

L'orientamento delle catene molecolari polimeriche ha una grande influenza sulle sue proprietà barriera. Per i polimeri amorfi, l'orientamento della catena molecolare può ridurre la penetrazione di 10-15%. Per i polimeri cristallini si può osservare una riduzione superiore a 50%. L'orientamento ha un rapporto speciale con il processo di soffiaggio della bottiglia. Pertanto, è più efficace migliorare le prestazioni barriera della bottiglia controllando l'orientamento durante il processo di stampaggio per soffiaggio piuttosto che applicare un rivestimento barriera all'esterno della bottiglia. Ad esempio, le proprietà barriera all'ossigeno dei materiali PP, PS e PET dopo l'orientamento sono notevolmente migliorate rispetto a quelle senza orientamento e l'allungamento La proprietà barriera del PET con un tasso di 500% è quasi 50% superiore a quella prima non orientata.

4. Esiste una forza di legame o attrazione tra la catena polimerica e la catena;

5. Alta temperatura di transizione vetrosa

In generale, i polimeri lineari con strutture molecolari semplici avranno uno stato di impilamento regolare e una maggiore capacità di barriera, ma lo scheletro della catena principale contiene grandi basi di misurazione, il che causa scarsa regolarità di impilamento e ridotta capacità di barriera. ?

“Anche i diversi processi di lavorazione e stampaggio dei materiali hanno un impatto sulle proprietà barriera dei materiali. Scegli polimeri con caratteristiche diverse e utilizza metodi di lavorazione appropriati per ottenere materiali barriera con eccellenti prestazioni globali. Ad esempio, le proprietà barriera di LLDPE e LDPE sono inferiori a quelle dell'HDPE. Nell'applicazione di tubi monostrato, LLDPE, LDPE e HDPE possono essere miscelati fisicamente per produrre un pacchetto di tubi flessibili che ha una certa proprietà barriera ed è facile da sigillare a caldo; ad esempio, EVOH è un copolimero di etilene/alcol vinilico, che è una struttura a catena. Il polimero cristallino combina la buona lavorabilità del polietilene e le proprietà di barriera ai gas estremamente elevate dell'alcol polivinilico. La presenza di segmenti di alcol vinilico polare nella catena molecolare lo rende adatto anche per solventi non polari come gli idrocarburi. Proprietà barriera. La presenza di segmenti di etilene non polari può migliorare le sue proprietà di barriera ai solventi polari come l'acqua. Tuttavia, ci sono gruppi idrossilici nella struttura molecolare delle resine EVOH. Le resine EVOH sono idrofile e igroscopiche. Dopo aver assorbito l'umidità, le prestazioni della barriera ai gas ne risentiranno, quindi è necessario utilizzare la tecnologia multistrato per avvolgere lo strato di resina EVOH con una resina resistente all'umidità come la poliolefina per realizzare un materiale composito con eccellenti proprietà di barriera complete.

l'applicazione di materiali barriera nel packaging cosmetico

Attualmente, l'applicazione di materiali di imballaggio barriera nel campo dell'imballaggio cosmetico è in un periodo di crescente utilizzo. I materiali domestici ad alta barriera comunemente usati includono fogli di alluminio, alcool polivinilico (PVA), copolimero etilene-alcool vinilico (EVOH), nylon (PA), polietilene tereftalato (PET), ecc. Foglio di alluminio, PVA ed EVOH sono materiali ad alta barriera , e PA e PET hanno proprietà di barriera simili e sono materiali a barriera media.

Per i cosmetici per l'imballaggio dei tubi flessibili, se il prodotto stesso ha proprietà barriera elevate, vengono solitamente utilizzati i seguenti tre tipi di tubi flessibili in plastica barriera.

1. Tubo composito alluminio-plastica, la sua struttura tipica è PE/PE+EAA/AL/PE+EAA/PE, che è costituito da un foglio di alluminio e da un film plastico attraverso la coestrusione e composto in fogli e poi tubi. La barriera principale è La proprietà barriera dello strato di foglio di alluminio dipende principalmente dal grado di foratura del foglio di alluminio. Quando lo spessore del foglio di alluminio aumenta, la proprietà barriera aumenta;

2. Tubo composito barriera interamente in plastica, la sua struttura tipica è PE/PE/EVOH/PE/PE, tutto composto da plastica, e il suo strato barriera è solitamente EVOH o PET placcato con ossido. All'aumentare dello spessore di EVOH, la barriera aumenta;

3. Tubo di coestrusione in plastica con struttura a cinque strati, la sua struttura tipica è PE/MAH-PE/EVOH/MAH-PE/PE, che è costituito da più materie plastiche insieme mediante estrusione a vite contemporaneamente per formare un foglio, che è realizzato anche da EVOH Per l'effetto barriera.

Per cosmetici da imballaggio in pellicola

I film barriera comuni includono film barriera per coestrusione, film per laminazione (compositi per processo a secco, compositi senza solventi, compositi adesivi hot melt, compositi per estrusione) e film barriera per deposizione di vapore (placcatura di alluminio sotto vuoto), placcatura con ossido di alluminio, placcatura con ossido di silicio ) film barriera, rispettivamente realizzati con metodo di coestrusione, metodo di laminazione, metodo di rivestimento e metodo di evaporazione, il processo non sarà descritto in dettaglio qui, la struttura comunemente utilizzata nei film cosmetici è PET/AL/PE, PET/Al/CPP , PET/VMPET/PE, PET/EVOH/PE e altri sacchetti compositi a tre strati e PET/Al/PET/PE, PET/PE/AL/PE/CPP e altre strutture multistrato, Fondamentalmente, foglio di alluminio, EVOH e il PET alluminato viene utilizzato come strato barriera. Nelle applicazioni pratiche, è possibile selezionare un'adeguata struttura del film barriera prendendo in considerazione le proprietà barriera, le proprietà di termosaldatura, le proprietà di facile lacerazione e i costi del prodotto.