I materiali di imballaggio per cosmetici sono principalmente plastica, vetro e carta. Durante l'uso, la lavorazione e lo stoccaggio, a causa di vari fattori esterni come luce, ossigeno, calore, radiazioni, odori, pioggia, muffe, batteri, ecc., la struttura chimica della plastica si altera, con conseguente perdita delle sue eccellenti proprietà originarie. Questo fenomeno è generalmente chiamato invecchiamento. Le principali manifestazioni dell'invecchiamento della plastica sono lo scolorimento, le modifiche delle proprietà fisiche, le modifiche delle proprietà meccaniche e le modifiche delle proprietà elettriche.
1. Premesse dell'invecchiamento plastico
Nella vita di tutti i giorni, alcuni prodotti sono inevitabilmente esposti alla luce, e i raggi ultravioletti della luce solare, uniti alle alte temperature, alla pioggia e alla rugiada, possono causare fenomeni di invecchiamento come perdita di resistenza, screpolature, sfaldamento, opacizzazione, scolorimento e sfaldamento. La luce solare e l'umidità sono i principali fattori che causano l'invecchiamento dei materiali. La luce solare può degradare molti materiali, a seconda della loro sensibilità e dello spettro di luce utilizzato. Ogni materiale reagisce in modo diverso a tale spettro.
I fattori di invecchiamento più comuni per le materie plastiche nell'ambiente naturale sono il calore e la luce ultravioletta, poiché gli ambienti a cui i materiali plastici sono maggiormente esposti sono caratterizzati da calore e luce solare (luce ultravioletta). Studiare l'invecchiamento delle materie plastiche causato da questi due tipi di ambienti è di particolare importanza per l'utilizzo pratico. I test di invecchiamento possono essere suddivisi approssimativamente in due categorie: esposizione all'aria aperta e test di invecchiamento accelerato in laboratorio.
Prima di immettere il prodotto sul mercato su larga scala, è necessario effettuare un esperimento di invecchiamento accelerato per valutarne la resistenza. Tuttavia, l'invecchiamento naturale può richiedere diversi anni o anche di più per mostrare i risultati, il che ovviamente non è compatibile con la produzione reale. Inoltre, le condizioni climatiche variano da luogo a luogo. Lo stesso materiale di prova deve essere testato in luoghi diversi, il che aumenta notevolmente i costi di prova.
2. Test di esposizione all'aperto
L'esposizione diretta all'aperto si riferisce all'esposizione diretta alla luce solare e ad altre condizioni climatiche. È il metodo più diretto per valutare la resistenza agli agenti atmosferici dei materiali plastici.
Vantaggi:
Costo assoluto basso
Buona consistenza
Semplice e facile da usare
Svantaggi:
Solitamente ciclo molto lungo
diversità climatica globale
Campioni diversi presentano una sensibilità diversa in climi diversi.
3. Metodo di prova di invecchiamento accelerato in laboratorio
Il test di invecchiamento accelerato in laboratorio non solo riduce i tempi di analisi, ma offre anche un'elevata ripetibilità e un ampio campo di applicazione. L'intero processo viene eseguito in laboratorio, senza limitazioni geografiche, ed è facile da gestire e altamente controllabile. La simulazione dell'ambiente di illuminazione reale e l'utilizzo di metodi di invecchiamento accelerato artificiale consentono di valutare rapidamente le prestazioni dei materiali. I principali metodi utilizzati sono il test di invecchiamento con luce ultravioletta, il test di invecchiamento con lampada allo xeno e il test di invecchiamento con lampada ad arco di carbonio.
1. Metodo di prova di invecchiamento con luce allo xeno
Il test di invecchiamento con lampada allo xeno è un test che simula l'intero spettro della luce solare. Questo test permette di riprodurre in breve tempo le condizioni climatiche naturali e artificiali. Rappresenta un mezzo importante per selezionare le formule e ottimizzare la composizione del prodotto durante la fase di ricerca scientifica e produzione, ed è inoltre una parte fondamentale del controllo qualità.
I dati dei test di invecchiamento con lampade allo xeno possono aiutare a selezionare nuovi materiali, trasformare quelli esistenti e valutare come le modifiche alle formule influiscono sulla durata dei prodotti.
Principio di base: la camera di prova con lampade allo xeno utilizza lampade allo xeno per simulare gli effetti della luce solare e umidità condensata per simulare pioggia e rugiada. Il materiale da testare viene sottoposto a un ciclo alternato di luce e umidità a una determinata temperatura, e può riprodurre in pochi giorni o settimane i rischi che si verificano all'esterno per mesi o addirittura anni.
Applicazione di prova:
Può fornire simulazioni ambientali e test accelerati per la ricerca scientifica, lo sviluppo di prodotti e il controllo qualità.
Può essere utilizzato per la selezione di nuovi materiali, il miglioramento di materiali esistenti o la valutazione della durabilità dopo modifiche nella composizione del materiale.
È in grado di simulare efficacemente i cambiamenti causati dai materiali esposti alla luce solare in diverse condizioni ambientali.
2. Metodo di prova di invecchiamento con luce fluorescente UV
Il test di invecchiamento UV simula principalmente l'effetto di degradazione della luce UV presente nella luce solare sul prodotto. Allo stesso tempo, può anche riprodurre i danni causati da pioggia e rugiada. Il test viene eseguito esponendo il materiale da testare a un ciclo interattivo controllato di luce solare e umidità, con un progressivo aumento della temperatura. Per simulare la luce solare vengono utilizzate lampade fluorescenti a raggi ultravioletti, mentre l'influenza dell'umidità può essere simulata tramite condensazione o nebulizzazione.
La lampada fluorescente UV è una lampada a mercurio a bassa pressione con una lunghezza d'onda di 254 nm. Grazie all'aggiunta di fosforo, che ne converte la lunghezza d'onda in una più lunga, la distribuzione energetica della lampada fluorescente UV dipende dallo spettro di emissione generato dal fosforo e dalla diffusione del tubo di vetro. Le lampade fluorescenti si dividono generalmente in UVA e UVB. Il tipo di lampada UV da utilizzare dipende dall'applicazione specifica.
3. Metodo di prova di invecchiamento con lampada ad arco di carbonio
La lampada ad arco di carbonio è una tecnologia datata. Originariamente, questo strumento veniva utilizzato dai chimici tedeschi specializzati nella produzione di coloranti sintetici per valutare la resistenza alla luce dei tessuti tinti. Le lampade ad arco di carbonio si dividono in lampade ad arco di carbonio chiuse e aperte. Indipendentemente dal tipo, il loro spettro emesso è molto diverso da quello della luce solare. Data la lunga storia di questa tecnologia, le prime tecniche di simulazione dell'invecchiamento tramite luce artificiale utilizzavano proprio questo tipo di apparecchiatura; pertanto, questo metodo è ancora presente nelle normative più datate, in particolare in quelle giapponesi, dove la tecnologia delle lampade ad arco di carbonio era spesso impiegata come metodo di prova per l'invecchiamento tramite luce artificiale.
Data di pubblicazione: 20 agosto 2024