Barrière-eigenschappen van cosmetische verpakkingen

De barrièreprestaties van de cosmetische fles van de verpakking zijn een belangrijke vereiste voor de beschermende functie van de verpakking.

Verpakkingsmaterialen voor cosmetica zijn meestal gemaakt van polymere materialen zoals polyethyleen (PE), maar als het gaat om goede barrière-eigenschappen, zijn polypropyleen (PP), polyethyleentereftalaat (PET), polyethyleen-vinylalcoholcopolymeer (EVOH) een materiaal dat we vaak noemen.

De microstructuur van plastic laat zien dat plastic materialen niet "luchtdicht" zijn. we kunnen het oppervlak van PE- en PP-materialen observeren onder een krachtige elektronenmicroscoop, en we kunnen zien dat er gaten in de materialen zitten, wat voldoende is om ons te laten beseffen dat plastic materialen zelf een zekere mate van doorlaatbaarheid hebben.

Moeten we rekening houden met de barrière-eigenschappen van cosmetische verpakkingen? Het antwoord is ja. Bij de ontwikkeling van voedselverpakkingen is de barrière-eigenschap van de verpakking zelfs even belangrijk als de afdichtingseigenschap. Het speelt een rol bij het behoud van de kwaliteit, versheid, smaak en houdbaarheid van het voedsel. Bij de ontwikkeling van cosmetische verpakkingen wordt echter vaak de nadruk gelegd op de sealbaarheid, terwijl de barrière-eigenschap van de verpakking wordt verwaarloosd. Dit is de reden waarom men in de eigenlijke cosmetica-ontwikkeling crème- of lotionproducten tegenkomt met een goede algemene verzegelbaarheid van de verpakking. Na verloop van tijd bleek dat de textuur van de crème dikker en dikker werd en zelfs helemaal niet meer te gebruiken was; er waren ook enkele formules die vluchtige organische werkzame stoffen bevatten, die langzaam door de verpakkingsmaterialen naar buiten drongen, waardoor de overeenkomstige actieve ingrediënten ontbraken. Daarom moet bij de ontwikkeling van cosmetische verpakkingen rekening worden gehouden met de barrièrefunctie van de verpakking om een goed gevoel op de huid, een conserveringseffect en een langere houdbaarheid van het product te garanderen. Alleen door de definitie van barrière-eigenschappen en permeatiemechanisme van materialen correct te begrijpen en de beïnvloedende factoren van barrière-eigenschappen van polymeermaterialen te begrijpen, kunnen we verpakkingsmaterialen kiezen met geschikte barrière-eigenschappen volgens de werkelijke behoeften bij de ontwikkeling van cosmeticaverpakkingen, om te goed doen.

Er zijn documenten op het gebied van polymeeronderzoek die aangeven dat polymeermaterialen, om goede barrière-eigenschappen te hebben, de volgende structurele eigenschappen moeten hebben:

1. Een zekere mate van polariteit. Er zijn bijvoorbeeld fluoratomen in de moleculaire keten, hydroxylgroepen en estergroepen; zoals weergegeven in tabel 1, zijn de zuurstofbarrière-eigenschappen van polyvinylalcohol met hydroxylgroepen aan de zijgroepen van de moleculaire keten significant beter dan die van polyethyleen.

2. De polymeerketen heeft een hoge stijfheid en is inert om te doordringen;

3. Vanwege de symmetrie, volgorde, kristallisatie of oriëntatie van moleculen, hebben polymeerketens het vermogen om stevig samen te pakken; bepaalde polymeren kunnen verschillende kristallisatiegraden hebben. Hoge kristalliniteit kan betere barrière-eigenschappen opleveren. Tabel 2 hieronder vergelijkt de gasbarrière-eigenschappen van polyolefinen bij verschillende kristalliniteitsniveaus. Over het algemeen heeft een hogere kristalliniteit een lagere permeabiliteit.

De oriëntatie van moleculaire ketens van polymeren heeft een grote invloed op de barrière-eigenschappen ervan. Voor amorfe polymeren kan de oriëntatie van de moleculaire keten de penetratie met 10-15% verminderen. Voor kristallijne polymeren is een reductie van meer dan 50% waar te nemen. De oriëntatie heeft een speciale relatie met het blaasproces van de fles. Daarom is het effectiever om de barrièreprestaties van de fles te verbeteren door de oriëntatie tijdens het blaasvormproces te regelen dan door een barrièrecoating aan te brengen op de buitenkant van de fles. De zuurstofbarrière-eigenschappen van PP-, PS- en PET-materialen na oriëntatie zijn bijvoorbeeld aanzienlijk verbeterd in vergelijking met die zonder oriëntatie en rek. De barrière-eigenschap van PET met een snelheid van 500% is bijna 50% hoger dan die vóór ongeoriënteerd.

4. Er is een bindende kracht of aantrekkingskracht tussen de polymeerketen en de keten;

5. Hoge glasovergangstemperatuur

Over het algemeen zullen lineaire polymeren met eenvoudige moleculaire structuren een regelmatige stapeltoestand en een hogere barrièrecapaciteit hebben, maar het skelet van de hoofdketen bevat grote meetbases, wat een slechte stapelregelmaat en een verminderde barrièrecapaciteit veroorzaakt. ?

“Verschillende materiaalverwerkings- en vormprocessen hebben ook invloed op de barrière-eigenschappen van materialen. Kies polymeren met verschillende kenmerken en gebruik geschikte verwerkingsmethoden om barrièrematerialen met uitstekende uitgebreide prestaties te verkrijgen. Zo zijn de barrière-eigenschappen van LLDPE en LDPE lager dan die van HDPE. Bij de toepassing van enkellaagse buizen kunnen LLDPE, LDPE en HDPE fysiek worden gemengd om een slangenpakket te produceren dat een bepaalde barrière-eigenschap heeft en gemakkelijk te smelten is; EVOH is bijvoorbeeld een copolymeer van ethyleen/vinylalcohol, wat een ketenstructuur is. Het kristallijne polymeer combineert de goede verwerkbaarheid van polyethyleen met de extreem hoge gasbarrière-eigenschappen van polyvinylalcohol. De aanwezigheid van polaire vinylalcoholsegmenten in de moleculaire keten maakt het ook geschikt voor niet-polaire oplosmiddelen zoals koolwaterstoffen. Barrière eigenschappen. De aanwezigheid van niet-polaire ethyleensegmenten kan de barrière-eigenschappen ervan voor polaire oplosmiddelen zoals water verbeteren. Er zijn echter hydroxylgroepen in de moleculaire structuur van EVOH-harsen. EVOH-harsen zijn hydrofiel en hygroscopisch. Na het absorberen van vocht, zullen de prestaties van de gasbarrière worden beïnvloed, dus het is noodzakelijk om meerlaagse technologie te gebruiken om de EVOH-harslaag te omwikkelen met een sterke vochtbarrièrehars zoals polyolefine om een composietmateriaal te maken met uitstekende uitgebreide barrière-eigenschappen.

de toepassing van barrièrematerialen in cosmetische verpakkingen

Momenteel wordt de toepassing van barrièreverpakkingsmaterialen op het gebied van cosmetische verpakkingen steeds meer gebruikt. Veelgebruikte materialen met een hoge barrière voor huishoudelijk gebruik zijn aluminiumfolie, polyvinylalcohol (PVA), ethyleen-vinylalcoholcopolymeer (EVOH), nylon (PA), polyethyleentereftalaat (PET), enz. Aluminiumfolie, PVA en EVOH zijn materialen met een hoge barrière , en PA en PET hebben vergelijkbare barrière-eigenschappen en zijn materialen met een gemiddelde barrière.

Voor cosmetica voor slangverpakkingen, als het product zelf hoge barrière-eigenschappen heeft, worden meestal de volgende drie soorten plastic barrièreslangen gebruikt.

1. Aluminium-kunststof composietslang, de typische structuur is PE/PE+EAA/AL/PE+EAA/PE, die is gemaakt van aluminiumfolie en plastic film door co-extrusie en samengesteld tot platen en vervolgens buizen. De belangrijkste barrière is De barrière-eigenschap van de aluminiumfolielaag hangt voornamelijk af van de pinhole-graad van de aluminiumfolie. Wanneer de dikte van de aluminiumfolie toeneemt, neemt de barrière-eigenschap toe;

2. Volledig kunststof barrière composietslang, de typische structuur is PE/PE/EVOH/PE/PE, allemaal samengesteld uit plastic, en de barrièrelaag is meestal EVOH of geoxideerd PET. Naarmate de dikte van EVOH toeneemt, wordt de barrière verbeterd;

3. Kunststof co-extrusieslang met vijf lagen structuur, de typische structuur is PE / MAH-PE / EVOH / MAH-PE / PE, die is gemaakt van meerdere kunststoffen samen door schroefextrusie in één keer om een vel te maken, dat is ook gemaakt door EVOH Naar het barrière-effect.

Voor filmverpakkingen cosmetica

Gebruikelijke barrièrefilms zijn onder meer co-extrusiebarrièrefilms, lamineerfilms (droogprocescomposiet, oplosmiddelvrij composiet, smeltlijmcomposiet, extrusiecomposiet) barrièrefilms en dampafzetting (vacuümaluminiumplating), aluminiumoxideplating, siliciumoxideplating ) barrièrefilms, respectievelijk gemaakt door co-extrusiemethode, lamineermethode, coatingmethode en verdampingsmethode, het proces zal hier niet in detail worden beschreven, de structuur die gewoonlijk wordt gebruikt in cosmetische films is PET /AL/PE, PET/Al/CPP , PET/VMPET/PE, PET/EVOH/PE en andere drielaagse composietzakken en PET/Al/PET/PE, PET/PE/AL/PE/CPP en andere meerlaagse structuren, in principe aluminiumfolie, EVOH en gealuminiseerd PET wordt gebruikt als barrièrelaag. In praktische toepassingen kan een geschikte barrièrefilmstructuur worden gekozen uit de uitgebreide overweging van barrière-eigenschappen, warmteafdichtingseigenschappen, gemakkelijke scheureigenschappen en productkosten.