Właściwości barierowe opakowań kosmetycznych

Właściwości barierowe butelki kosmetycznej opakowaniowej są ważnym wymogiem dla funkcji ochronnej opakowania.

Opakowania kosmetyków wykonane są w większości z materiałów polimerowych takich jak polietylen (PE), jednak jeśli chodzi o dobre właściwości barierowe, często wybieranym materiałem jest polipropylen (PP), politereftalan etylenu (PET), kopolimer polietylenu i alkoholu winylowego (EVOH). wzmianka.

Mikrostruktura plastiku pokazuje, że tworzywa sztuczne nie są „nieprzepuszczalne dla powietrza”. możemy obserwować powierzchnię materiałów PE i PP pod mikroskopem elektronowym dużej mocy i widzimy, że w materiałach znajdują się dziury, co wystarczy, aby zdać sobie sprawę, że tworzywa sztuczne same w sobie mają pewien stopień przepuszczalności.

Czy musimy brać pod uwagę właściwości barierowe opakowań kosmetyków? Odpowiedź brzmi tak. W rzeczywistości przy opracowywaniu opakowań do żywności właściwości barierowe opakowania są równie ważne, jak właściwości uszczelniające. Odgrywa rolę w zachowaniu jakości, świeżości, smaku i trwałości żywności. Jednakże przy opracowywaniu opakowań kosmetycznych często podkreśla się szczelność, zaniedbując właściwości barierowe opakowania. Dlatego też w obecnym rozwoju kosmetyków spotyka się produkty w postaci kremów lub balsamów o dobrej ogólnej szczelności opakowań. Po pewnym czasie stwierdzono, że konsystencja kremu stawała się coraz gęstsza, a nawet w ogóle nie nadawała się do użycia; pojawiały się także formuły zawierające lotne organiczne substancje aktywne, które powoli przenikały przez opakowania, co skutkowało brakiem odpowiednich składników aktywnych. Dlatego przy opracowywaniu opakowań kosmetyków należy wziąć pod uwagę funkcję barierową opakowania, aby zapewnić dobre odczucie na skórze, efekt konserwujący i przedłużyć okres przydatności produktu do spożycia. Tylko poprzez prawidłowe zrozumienie definicji właściwości barierowych i mechanizmu przenikania materiałów oraz zrozumienie czynników wpływających na właściwości barierowe materiałów polimerowych, możemy wybrać materiały opakowaniowe o odpowiednich właściwościach barierowych zgodnie z aktualnymi potrzebami w rozwoju opakowań kosmetycznych, tak aby robić dobrze.

Istnieją dokumenty z zakresu badań polimerów, które wskazują, że aby materiały polimerowe miały dobre właściwości barierowe, muszą posiadać następujące właściwości strukturalne:

1. Pewien stopień polaryzacji. Na przykład w łańcuchu molekularnym znajdują się atomy fluoru, grupy hydroksylowe i grupy estrowe; jak pokazano w Tabeli 1, właściwości barierowe dla tlenu polialkoholu winylowego z grupami hydroksylowymi po bocznych grupach łańcucha molekularnego są znacznie lepsze niż polietylenu.

2. Łańcuch polimerowy ma wysoką sztywność i jest obojętny na przenikanie;

3. Ze względu na symetrię, porządek, krystalizację lub orientację cząsteczek, łańcuchy polimerowe mają zdolność ciasnego upakowania; niektóre polimery mogą mieć różny stopień krystalizacji. Wysoka krystaliczność może zapewnić lepsze właściwości barierowe. W tabeli 2 poniżej porównano właściwości barierowe dla gazu poliolefin przy różnych poziomach krystaliczności. Ogólnie rzecz biorąc, wyższa krystaliczność oznacza niższą przepuszczalność.

Orientacja łańcuchów molekularnych polimeru ma duży wpływ na jego właściwości barierowe. W przypadku polimerów amorficznych orientacja łańcucha molekularnego może zmniejszyć penetrację o 10-15%. W przypadku polimerów krystalicznych można zaobserwować redukcję większą niż 50%. Orientacja ma szczególny związek z procesem rozdmuchiwania butelki. Dlatego też skuteczniejsze jest poprawienie właściwości barierowych butelki poprzez kontrolowanie orientacji podczas procesu formowania z rozdmuchem, niż nałożenie powłoki barierowej na zewnątrz butelki. Na przykład właściwości barierowe dla tlenu materiałów PP, PS i PET po orientacji są znacznie ulepszone w porównaniu z materiałami bez orientacji i wydłużenia. Właściwości barierowe PET przy współczynniku 500% są prawie o 50% wyższe niż przed niezorientowaniem.

4. Pomiędzy łańcuchem polimeru a łańcuchem występuje siła wiązania lub przyciąganie;

5. Wysoka temperatura zeszklenia

Ogólnie rzecz biorąc, polimery liniowe o prostych strukturach molekularnych będą miały regularny stan ułożenia i większą zdolność barierową, ale szkielet łańcucha głównego zawiera duże bazy pomiarowe, co powoduje słabą regularność ułożenia i zmniejszoną zdolność barierową. ?

„Różne procesy przetwarzania i formowania materiałów również mają wpływ na właściwości barierowe materiałów. Wybierz polimery o różnych właściwościach i zastosuj odpowiednie metody przetwarzania, aby uzyskać materiały barierowe o doskonałych, kompleksowych właściwościach. Na przykład właściwości barierowe LLDPE i LDPE są niższe niż HDPE. Przy stosowaniu rur jednowarstwowych LLDPE, LDPE i HDPE można fizycznie zmieszać w celu wytworzenia pakietu węży, który ma pewne właściwości barierowe i jest łatwy do zgrzewania; na przykład EVOH jest kopolimerem etylenu/alkoholu winylowego, który ma strukturę łańcuchową. Polimer krystaliczny łączy w sobie dobrą przetwarzalność polietylenu i wyjątkowo wysokie właściwości barierowe dla gazu polialkoholu winylowego. Obecność polarnych segmentów alkoholu winylowego w łańcuchu molekularnym sprawia, że jest on dobry również dla niepolarnych rozpuszczalników, takich jak węglowodory. Właściwości barierowe. Obecność niepolarnych segmentów etylenowych może poprawić jego właściwości barierowe dla polarnych rozpuszczalników, takich jak woda. Jednakże w strukturze molekularnej żywic EVOH występują grupy hydroksylowe. Żywice EVOH są hydrofilowe i higroskopijne. Po wchłonięciu wilgoci będzie to miało wpływ na działanie bariery gazowej, dlatego konieczne jest zastosowanie technologii wielowarstwowej w celu owinięcia warstwy żywicy EVOH silną żywicą stanowiącą barierę dla wilgoci, taką jak poliolefina, aby uzyskać materiał kompozytowy o doskonałych kompleksowych właściwościach barierowych.

zastosowanie materiałów barierowych w opakowaniach kosmetyków

Obecnie zastosowanie barierowych materiałów opakowaniowych w branży opakowań kosmetycznych znajduje się w fazie rosnącego wykorzystania. Powszechnie stosowane w kraju materiały wysokobarierowe obejmują folię aluminiową, alkohol poliwinylowy (PVA), kopolimer etylenu i alkoholu winylowego (EVOH), nylon (PA), politereftalan etylenu (PET) itp. Folia aluminiowa, PVA i EVOH to materiały o wysokiej barierowości oraz PA i PET mają podobne właściwości barierowe i są materiałami średniobarierowymi.

W przypadku kosmetyków do pakowania węży, jeśli sam produkt ma wysokie właściwości barierowe, zwykle stosuje się następujące trzy rodzaje barierowych węży plastikowych.

1. Wąż kompozytowy aluminiowo-plastikowy, jego typowa konstrukcja to PE/PE+EAA/AL/PE+EAA/PE, który jest wykonany z folii aluminiowej i folii z tworzywa sztucznego poprzez współwytłaczanie i łączony w arkusze, a następnie rury. Główną barierą jest Właściwość barierowa warstwy folii aluminiowej zależy głównie od stopnia porów w folii aluminiowej. Wraz ze wzrostem grubości folii aluminiowej zwiększa się właściwość barierowa;

2. Wąż kompozytowy z barierą wykonaną w całości z tworzywa sztucznego, jego typowa konstrukcja to PE/PE/EVOH/PE/PE, całość składa się z tworzywa sztucznego, a jego warstwą barierową jest zwykle EVOH lub oksydowany PET. Wraz ze wzrostem grubości EVOH bariera ulega wzmocnieniu;

3. Wąż do współwytłaczania z tworzywa sztucznego o pięciowarstwowej strukturze, jego typową strukturą jest PE/MAH-PE/EVOH/MAH-PE/PE, który jest wykonany z wielu tworzyw sztucznych razem poprzez wytłaczanie ślimakowe jednocześnie w celu utworzenia arkusza, który jest również wyprodukowany przez EVOH. Do efektu bariery.

Do opakowań foliowych kosmetyków

Typowe folie barierowe obejmują współwytłaczane folie barierowe, folie do laminowania (kompozyt przetwarzany na sucho, kompozyt bezrozpuszczalnikowy, kompozyt z klejem topliwym, kompozyt wytłaczany) folie barierowe i osadzanie z fazy gazowej (powłoka aluminiowa próżniowa), powlekanie tlenkiem glinu, powlekanie tlenkiem krzemu ) folie barierowe, odpowiednio wykonane metodą współwytłaczania, metodą laminowania, metodą powlekania i metodą odparowania, proces nie będzie tutaj szczegółowo opisywany, struktura powszechnie stosowana w foliach kosmetycznych to PET/AL/PE, PET/Al/CPP , PET/VMPET/PE, PET/EVOH/PE i inne trójwarstwowe torby kompozytowe oraz PET/Al/PET/PE, PET/PE/AL/PE/CPP i inne struktury wielowarstwowe, Zasadniczo folia aluminiowa, EVOH i aluminiowany PET stosuje się jako warstwy barierowe. W zastosowaniach praktycznych odpowiednią strukturę folii barierowej można wybrać na podstawie kompleksowego rozważenia właściwości barierowych, właściwości zgrzewania, łatwości rozdzierania i kosztów produktu.