Estudio de caso: medición de la textura de un humectante

PRINCIPIO DE LA PRUEBA

Evaluación de las consistencias de dos tipos de humectantes por extrusión posterior.

CONTEXTO

Los humectantes se utilizan para mantener la piel tersa, suave y con un aspecto radiante y saludable al retener la humedad o el agua en la capa más externa de la piel. Las diferentes cremas hidratantes vendrán definidas por su viscosidad o su grosor. Por lo tanto, la formulación de humectantes depende en gran medida de la consistencia requerida del producto final, lo que influye en la elección del material que se utilizará.

Un factor deseable en el desarrollo de productos es tener un producto que fluya fácilmente de un tubo y se rompa limpiamente después de exprimirse. Con el uso de pruebas de extrusión delantera y trasera, se pueden evaluar estas consistencias. La extrusión hacia adelante simula la fuerza requerida por el consumidor para extruir la muestra y la extrusión hacia atrás es una indicación de falla en la estructura del producto y las propiedades de flujo. El accesorio de extrusión trasero es útil para probar productos viscosos. Las muestras también se pueden probar en sus contenedores directamente desde la línea de producción.

MÉTODO

Equipo : CT3 con celda de carga de 4,5 kg

Mesa base de luminaria (TA-BT-KIT)

Celda de extrusión doble (TA-DEC)

Software TexturePro CT

Configuraciones :

Tipo de prueba: Compresión

Velocidad previa a la prueba: 1,0 mm / s

Prueba de velocidad: 2,0 mm / s

Velocidad posterior a la prueba: 2,0 mm / s

Tipo de objetivo: Distancia

Valor objetivo: 25 mm

Fuerza de disparo: 10 gramos

Nota: Se recomienda que la velocidad previa a la prueba sea la misma o más lenta que la velocidad de prueba para una detección precisa del disparador; por ejemplo, una velocidad de prueba de 1 mm / s requerirá una velocidad previa a la prueba ≤ 1 mm / s.

La distancia objetivo elegida debe ser tal que la sonda no distorsione la muestra más de 75 % profundidad de la muestra; de lo contrario, el efecto base puede afectar los resultados.

PROCEDIMIENTO

Asegure el disco de extrusión a la celda de carga.

Instale la celda de extrusión trasera en la mesa base; Apriete los tornillos, pero deje cierto grado de movilidad.

Alinee el recipiente de extrusión en el centro debajo del disco de extrusión (pistón), luego apriete los tornillos de la mesa de la base.

Retirar del almacenamiento la muestra mantenida a una temperatura específica.

Llene el recipiente de extrusión con la muestra hasta aproximadamente 75 % de su capacidad, minimizando las burbujas de aire.

Coloque la sonda a una distancia de inicio especificada, por ejemplo, 10 mm por encima de la parte superior del recipiente o la superficie de la muestra. Esto asegurará que la sonda regrese a la misma posición después de cada prueba, permitiendo comparaciones de la fuerza de adhesión que es una indicación de la cohesión de la muestra.

RESULTADOS

Comparación de las consistencias de dos tipos de humectantes por extrusión posterior.

El gráfico de la Figura I muestra las consistencias de dos tipos de humectantes almacenados y probados a 21 ° C en un recipiente de extrusión trasero de 40 mm de diámetro.

Conjunto de datos n. ° 1: muestra A (humectante premium)

Conjunto de datos n. ° 2: muestra B (humectante de valor)

OBSERVACIONES

Cuando se alcanza un disparador de superficie de 10 g, el émbolo empuja la muestra a una profundidad de 25 mm. Durante este tiempo, la muestra se deforma y se comprime para asentarse más firmemente en el espacio disponible decreciente (debajo del pistón descendente) y la fuerza aumenta de manera constante. A medida que la muestra se vuelve más compacta con bolsas de aire limitadas, la fuerza aumenta bruscamente y comienza la extrusión. A medida que la fuerza aumenta hasta un punto máximo, se observa una meseta que indica la fuerza necesaria para continuar la extrusión. Este es el cargo final.

La fuerza máxima en el gráfico es una medida de firmeza; cuanto mayor sea el valor, más firme será la muestra. El área debajo de la parte positiva del gráfico indica la consistencia de la muestra (trabajo realizado hasta la dureza1); cuanto mayor sea el valor, más espesa será la muestra y mayor será la consistencia.

Cuando la sonda vuelve a su posición inicial, la elevación inicial del peso de la muestra sobre la superficie superior del disco produce la parte negativa del gráfico resultante de la extrusión posterior. Esto da una indicación de la pegajosidad / cohesión y la resistencia de la muestra a separarse (fluir) del disco.

La fuerza negativa máxima en el gráfico indica la fuerza adhesiva de la muestra; cuanto más negativo sea el valor, más “pegajosa” será la muestra. El área debajo de la parte negativa del gráfico se conoce como adhesión (la energía requerida para romper el contacto de la sonda con la muestra) y puede dar una indicación de las fuerzas cohesivas de las moléculas en la muestra. Cuanto mayor sea el valor, más energía se necesita para romper el contacto de la sonda con la muestra cuando la sonda se retira de la muestra.

De la Figura I, las muestras A y B tienen valores de pico máximo (firmeza) similares, pero la muestra A tiene una mayor consistencia, visible por el área más grande debajo de la curva positiva que la muestra B. La muestra B muestra un cambio en la consistencia como se muestra en la inicial aumento de la estabilidad en la fuerza durante los primeros segundos seguido de un aumento más rápido de la fuerza que indica la posibilidad de sedimentación en la muestra y la formación de dos capas. La muestra A tiene un componente adhesivo más alto que la muestra B con un valor pico negativo más alto.

La prueba se puede utilizar como una herramienta de control de calidad para garantizar la coherencia en la producción, así como en la I + D y el desarrollo de productos mediante el seguimiento del efecto de los cambios en la formulación o el control del proceso. Las pruebas obtenidas de 3 humectantes de cada formulación dan los valores de dureza promedio y trabajo realizado a continuación: