Materiały opakowaniowe do kosmetyków to głównie plastik, szkło i papier. Podczas użytkowania, przetwarzania i przechowywania tworzyw sztucznych, pod wpływem różnych czynników zewnętrznych, takich jak światło, tlen, ciepło, promieniowanie, zapach, deszcz, pleśń, bakterie itp., struktura chemiczna tworzyw sztucznych ulega zniszczeniu, co powoduje utratę ich pierwotnych, doskonałych właściwości. Zjawisko to nazywa się potocznie starzeniem. Głównymi objawami starzenia się tworzyw sztucznych są przebarwienia, zmiany właściwości fizycznych, mechanicznych i elektrycznych.
1. Tło starzenia się tworzyw sztucznych
W naszym życiu niektóre produkty są nieuchronnie narażone na działanie światła, a promieniowanie ultrafioletowe zawarte w świetle słonecznym, w połączeniu z wysoką temperaturą, deszczem i rosą, powoduje starzenie się produktu, takie jak utrata wytrzymałości, pękanie, łuszczenie się, matowienie, przebarwienia i pudrowanie. Światło słoneczne i wilgotność to główne czynniki powodujące starzenie się materiałów. Światło słoneczne może powodować degradację wielu materiałów, co jest związane z wrażliwością i widmem promieniowania. Każdy materiał reaguje inaczej na widmo promieniowania.
Najczęstszymi czynnikami starzenia tworzyw sztucznych w środowisku naturalnym są ciepło i promieniowanie ultrafioletowe, ponieważ tworzywa sztuczne są najbardziej narażone na działanie ciepła i światła słonecznego (promieniowania ultrafioletowego). Badanie starzenia tworzyw sztucznych pod wpływem tych dwóch rodzajów środowiska ma szczególne znaczenie w kontekście rzeczywistego użytkowania. Test starzenia można podzielić na dwie kategorie: ekspozycję na warunki zewnętrzne oraz laboratoryjny test przyspieszonego starzenia.
Przed wprowadzeniem produktu do użytku na dużą skalę należy przeprowadzić eksperyment starzenia światłem, aby ocenić jego odporność na starzenie. Należy jednak pamiętać, że naturalne starzenie może trwać kilka lat, a nawet dłużej, zanim efekty będą widoczne, co oczywiście nie jest zgodne z rzeczywistą produkcją. Ponadto warunki klimatyczne w różnych miejscach są różne. Ten sam materiał testowy musi być testowany w różnych miejscach, co znacznie zwiększa koszty.
2. Test narażenia na warunki zewnętrzne
Bezpośrednia ekspozycja na zewnątrz odnosi się do bezpośredniego wystawienia na działanie promieni słonecznych i innych warunków klimatycznych. Jest to najbardziej bezpośredni sposób oceny odporności tworzyw sztucznych na warunki atmosferyczne.
Zalety:
Niski koszt bezwzględny
Dobra konsystencja
Prosty i łatwy w obsłudze
Wady:
Zwykle bardzo długi cykl
Różnorodność klimatu globalnego
Różne próbki mają różną wrażliwość w różnych klimatach
3. Metoda laboratoryjnego badania przyspieszonego starzenia
Laboratoryjny test starzenia światłem pozwala nie tylko skrócić cykl, ale także zapewnia dobrą powtarzalność i szeroki zakres zastosowań. Jest on przeprowadzany w laboratorium przez cały proces, bez względu na ograniczenia geograficzne, jest łatwy w obsłudze i zapewnia wysoką sterowalność. Symulacja rzeczywistego oświetlenia i zastosowanie metod sztucznego przyspieszonego starzenia światłem pozwala na szybką ocenę właściwości materiału. Główne stosowane metody to test starzenia światłem ultrafioletowym, test starzenia lampą ksenonową oraz test starzenia światłem łukowym.
1. Metoda badania starzenia światłem ksenonowym
Test starzenia lampy ksenonowej to test symulujący pełne spektrum światła słonecznego. Test starzenia lampy ksenonowej pozwala w krótkim czasie odtworzyć naturalny, sztuczny klimat. Jest to ważny sposób badania receptur i optymalizacji składu produktu w procesie badań naukowych i produkcji, a także istotny element kontroli jakości produktu.
Dane z testów starzenia lamp ksenonowych mogą pomóc w wyborze nowych materiałów, przekształcaniu istniejących materiałów i ocenie wpływu zmian w formułach na trwałość produktów
Zasada działania: Komora testowa z lampami ksenonowymi wykorzystuje lampy ksenonowe do symulacji działania światła słonecznego oraz skroploną wilgoć do symulacji deszczu i rosy. Badany materiał jest umieszczany w cyklu naprzemiennego światła i wilgoci w określonej temperaturze, co pozwala na odtworzenie zagrożeń występujących na zewnątrz przez miesiące, a nawet lata, w ciągu kilku dni lub tygodni.
Aplikacja testowa:
Może zapewnić odpowiednią symulację środowiskową i przyspieszone testy na potrzeby badań naukowych, rozwoju produktów i kontroli jakości.
Może być stosowana przy doborze nowych materiałów, udoskonalaniu istniejących materiałów lub ocenie trwałości po zmianach w składzie materiałowym.
Potrafi dobrze symulować zmiany zachodzące w materiałach wystawionych na działanie promieni słonecznych w różnych warunkach środowiskowych.
2. Metoda badania starzenia światłem fluorescencyjnym UV
Test starzenia UV symuluje przede wszystkim efekt degradacji produktu pod wpływem promieniowania UV zawartego w świetle słonecznym. Jednocześnie pozwala on również odtworzyć uszkodzenia spowodowane deszczem i rosą. Test przeprowadza się poprzez poddanie badanego materiału kontrolowanemu, interaktywnemu cyklowi światła słonecznego i wilgoci, przy jednoczesnym wzroście temperatury. Do symulacji światła słonecznego stosuje się świetlówki ultrafioletowe, a wpływ wilgoci można również symulować poprzez kondensację lub natryskiwanie.
Świetlówka UV to niskociśnieniowa lampa rtęciowa o długości fali 254 nm. Ze względu na współistnienie fosforu, który przekształca ją w światło o dłuższej długości fali, rozkład energii świetlówki UV zależy od widma emisyjnego generowanego przez współistnienie fosforu i dyfuzję w szklanej rurce. Świetlówki zazwyczaj dzieli się na UVA i UVB. Rodzaj naświetlania materiału decyduje o tym, jaki typ lampy UV należy zastosować.
3. Metoda badania starzenia się światła lampy łukowej węglowej
Lampa łukowa z węglem to starsza technologia. Urządzenie z łukiem węglowym było pierwotnie używane przez niemieckich chemików zajmujących się barwnikami syntetycznymi do oceny odporności na światło barwionych tkanin. Lampy łukowe z węglem dzielą się na zamknięte i otwarte. Niezależnie od rodzaju lampy łukowej z węglem, jej widmo znacznie różni się od widma światła słonecznego. Ze względu na długą historię tej technologii projektowej, pierwotna technologia symulacji starzenia światłem sztucznym wykorzystywała ten sprzęt, dlatego metodę tę można nadal spotkać we wcześniejszych normach, zwłaszcza we wczesnych normach japońskich, gdzie technologia lamp łukowych z węglem była często stosowana jako metoda badania starzenia światłem sztucznym.
Czas publikacji: 20.08.2024