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发表时间: 2019-10-24 11:15:29
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用于化妆品的包装资料,除掉自身就具备杰出隔绝性的玻璃、陶瓷和金属资料以外,不论吹塑瓶仍是注塑罐,不论软管仍是薄膜,都是由高分子资料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯—乙烯醇共聚物(EVOH)或者这些资料的物理或化学改性类资料组成,也就是咱们常提的塑料。塑料的微观结构标明,塑料资料并不是“密不透风”的,如下图所示,在高倍电镜下调查PE和PP资料外表,能够看到资料内存在孔洞,足以使咱们认识到塑料资料自身就具有必定的浸透性。
那咱们是否有必要去考虑化妆品包装的隔绝性呢?答案是肯定的。实践上在食品包装开发时包装的隔绝性和密封性一样被注重,它对食品起到了保质、保鲜、保风味以及延长货架寿命的效果。但在化妆品包装开发时,往往在密封性被强调的一起忽视了包装的隔绝性,这也是为什么在实践化妆品开发中会遇到全体包装密封性做的很好的膏霜或乳液类产品,经过一段时间后打开发现膏霜质地变稠变厚,甚至底子不能被运用;还存在一些配方中含有易挥发的有机活性物,经过包装资料慢慢浸透出去导致相应活性成分的欠缺。所以化妆品包装开发时需求一样考虑包装的隔绝性功能,才干保证好的运用肤感,保存效果以及延长产品的保质期。只有正确认识资料的隔绝性界说和浸透机理,了解高分子资料的隔绝性的影响要素,才干在化妆品包装开发工作中按实践需求挑选隔绝性适合的包装资料,做到游刃有余。
一、资料隔绝界说
1. 资料的隔绝性是指特定的浸透物从资料一侧浸透经过抵达另一侧(一般是由高浓度侧浸透经过资料进入低浓度侧)的隔绝功能,常见的浸透物包含无机气体、水蒸气和有机物。依照这不同性质的浸透物对应的隔绝性称为透气性(透氧性、透氮性、透二氧化碳性等)、透湿性以及透有机物性。
2. 一般,咱们说资料隔绝性好就意味着这种资料应该一起具有好的气体隔绝性、水蒸气隔绝性、有机物隔绝性,说某种资料的隔绝性好应该是针对特定浸透物而言隔绝性好。单一资料很难满意对所有浸透物都具有好的隔绝性,比方具有很好的气体隔绝性的资料实践上对水蒸气和有机物的隔绝性未必会好,即便说某种资料的气体隔绝性好指的也是针对特定气体有好的隔绝性,比方好的阻氧性或阻氮性;又比方常用的HDPE比PA的阻水功能好,但阻气功能反却低于PA;再比方EVOH在环境湿度很低时具有很高的气体隔绝性,但随着环境湿度的升高吸水后,其对无机气体的隔绝性会显着下降,相应隔绝水蒸气功能变差。所以在实践对供应商提出化妆品包装隔绝性要求的时分需求具体清晰到对什么的隔绝性要求。根据浸透的方向还有隔绝渗入仍是渗出的区别。
二、浸透机理
1. 资料对特定浸透物的高隔绝性标明资料对其的低浸透性,如低透氧率代表高阻氧性,低透湿率标明高阻水性。隔绝功能够说是阻透性,了解浸透物在包装资料中的浸透进程,能够帮助咱们了解隔绝性的影响要素。
2. 整个浸透进程能够分为吸附、溶解、分散、解吸四个部分,气体、水蒸气或有机物从高浓度区进入资料外表,经过在资料内部的分散,又从低浓度区的另一外表解吸。假定密封的高含水量的化妆品处在低湿度的环境中,咱们用这个模型模拟一下包装容器内水分丢失的进程,如下图2所示水蒸气会接触包装容器内壁,溶解到包装层后,在资料内沿着浓度梯度分散,终究解吸附分散到大气中,假如外在温度添加,会加快这种浸透进程。这也就能解释之前提到的即便密封性现已做到很好的化妆品仍是会由于水蒸气的渗出而导致产品变稠变厚影响顾客运用。
3. 小分子浸透物透过聚合物主要是经过非晶区、结晶缺点部分而完成的,资料的微裂纹、针孔、缺点均会导致浸透性添加。从图1咱们能够在高倍镜显微镜下看到显着的资料缺点。
三、高分子资料隔绝性的影响要素
1. 浸透物对包装资料的浸透性取决于浸透物的品种(分子体积、形状和极性)、高分子资料的结构及功能以及浸透物与高分子资料的相互效果(极性相似相容)。实践浸透进程一般由这三个要素归纳影响,由于浸透物品种以及其于资料间的相互效果比较复杂,这儿就先只剖析高分子资料结构及功能对包装隔绝性的影响。
2. 包装资料隔绝性的影响要素包含资料自身的链结构、相结构、结晶度,链的取向与堆砌状况,别的制成包装工艺的不同也会对终究资料的隔绝性有影响。
高分子研究范畴有文献标明高分子资料要具备好的隔绝性自身必须具备以下结构特性
1. 某种程度上的极性。例如分子链上有氟原子,羟基和酯基存在; 如下表1所示,分子链侧基上带有羟基的聚乙烯醇的阻氧功能要显着优于聚乙烯。
2.聚合物链具有较高的刚性,关于浸透物呈惰性;
3.由于分子的对称性,有序性,结晶或取向使聚合物链具有紧密堆砌的才能;某种聚合物能够有不同程度的结晶。高结晶度能够带来更好的隔绝性。下表2比较了聚烯烃在不同结晶度时对气体的隔绝性差异。一般,较高结晶度具有较低的浸透性。
聚合物分子链的取向对其隔绝性有很大影响,无定型聚合物,分子链取向能够降低10-15%的浸透。而关于结晶聚合物,能够调查到减少超越50%的浸透。取向与瓶子的吹塑进程有着特别的关系。因此靠操控吹塑进程中的取向来进步瓶子隔绝功能比在瓶子外面涂上隔绝性涂层要更有效,如PP、PS和PET资料取向后阻氧性较未取向有很大进步,伸长率500%的PET比未取向前隔绝性增强近50%。
4.聚合物链和链之间存在键合力或吸引力;
5.高的玻璃化转变温度
归纳来说,具有简单分子结构的线性聚合物会具有规整的堆砌状况和较高的隔绝才能,但主链骨架上因含有巨大测基而引起堆砌规整性变差,隔绝才能下降。
“不同的资料加工成型工艺对资料隔绝性也有影响,挑选具有不同特性的聚合物,采用适宜的加工方法能够得到归纳功能优秀的隔绝资料。比方LLDPE, LDPE的隔绝性低于HDPE,在挤出单层管运用时,能够将LLDPE、LDPE和HDPE物理共混制得具有必定隔绝性一起易热封的软管包装;再比方EVOH是乙烯/乙烯醇的共聚物,是一种链状结构的结晶性聚合物,集聚乙烯杰出的加工性和聚乙烯醇极高的气体隔绝性于一体,分子链中极性乙烯醇链段的存在,使得其对烃类等非极性溶剂也具有杰出的隔绝性,非极性乙烯链段的存能够进步其对水等极性溶剂的隔绝性,但EVOH树脂的分子结构中存在着羟基,EVOH树脂具有亲水性和吸湿性,吸附湿气后,气体的隔绝功能会受到影响,所以需求运用多层技能将如聚烯烃等强隔湿树脂把EVOH树脂层包裹起来,做成归纳隔绝功能优异的复合资料。
四、隔绝性资料在化妆品包装中的运用
现在,隔绝性包装资料在化妆品包装范畴的运用处于运用的增长期,国内常用的高隔绝性资料有铝箔、聚乙烯醇(PVA)、乙烯—乙烯醇共聚物(EVOH)、尼龙(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。铝箔、PVA、EVOH属于高隔绝性资料,PA与PET的隔绝性相近,属于中等隔绝性资料。
针对软管包装类化妆品,假如产品自身有高隔绝性要求,一般选用以下三种结构的隔绝塑料软管。
1.铝塑复合软管,其典型结构为PE/PE+EAA/AL/PE+EAA/PE,由铝箔、塑料薄膜经过共挤复合制成片材后再制管,起隔绝效果的主要是铝箔层,其隔绝性主要取决于铝箔的针孔度,当铝箔厚度添加时隔绝性增强;
2.全塑隔绝复合软管,其典型结构为PE/PE/EVOH/PE/PE,全部由塑料组成,其隔绝层一般为EVOH或氧化物镀层PET,随着EVOH厚度的添加,隔绝性增强;
3.五层结构塑料共挤软管,其典型结构为PE/MAH-PE/EVOH/MAH-PE/PE,由多种塑料在一起一次经过螺杆挤出成型制成片材,也是经过EVOH起到隔绝效果。
针对薄膜包装类化妆品
常见的隔绝性薄膜有共挤出类隔绝性薄膜、贴合类(干法复合类、无溶剂复合类、热熔胶复合类、挤出复合类)隔绝性薄膜、蒸镀类(真空镀铝、镀氧化铝、镀氧化硅)隔绝性薄膜,分别由共挤出法、贴合复合法、涂布法以及蒸镀法制成,这儿对工艺就不具体赘述,常用于化妆品薄膜的结构有PET/AL/PE、PET/Al/CPP、PET/VMPET/PE、PET/EVOH/PE等三层复合袋以及PET/Al/PET/PE 、PET/PE/AL/PE/CPP等多层结构,基本上也是选用铝箔、EVOH以及镀铝PET作为隔绝层,实践运用中可从隔绝性、热封性、易撕性以及产品成本方面归纳考虑来选用适宜的隔绝性薄膜结构。
关于增强PET瓶子
其隔绝性运用改性资料以及新工艺也有文献报道,但关于作为化妆品的PET瓶现在假如不是遇到比较灵敏的配方基本能满意现有隔绝性需求。
总结
需求留意的是对以上化妆品包装的隔绝性主要是指对无机气体以及水蒸气的隔绝,假如针对配方中有一些易挥发的小分子有机物,需求以实践情况为主,由于影响阻透的要素不仅仅是包装资料自身,还跟小分子有机物自身的结构、尺寸以及小分子有机物与高分子资料间的相互效果有关,需求了解化妆品配方中的这些易挥发的活性成分,再配合挑选几种不同的隔绝性包装做隔绝性测验,终究挑选出适宜的包装容器。