Casestudy: Hardheid van tandpasta meten

PRINCIPE VAN DE TEST

Vergelijking van de stevigheid van de tandpasta / "extrusiekracht" van twee tandpastaformuleringen.

CONTEXT

Fabrikanten in de snel veranderende consumentenproductruimte verpakken veel van hun producten in zakjes en tubes voor snelle en gemakkelijke toegang. In de cosmetica- en persoonlijke verzorgingsindustrie worden tubes en sachets veel gebruikt, variërend van make-up- en haarverzorgingsproducten tot handcrème, gezichtsreinigers en nog veel meer. Sachets en tubes zijn een consumentvriendelijke manier om vloeistoffen, crèmes en gels te promoten en te verkopen.

In de gezondheids- en voedingsindustrie kunnen zakjes worden gebruikt als eenmalige verpakking voor sportdranken en -gels, een handige oplossing voor mensen die onderweg zijn. De sachets kunnen ook zonder lepel als eenheidsdoses worden gebruikt.

In de voedingsindustrie kunnen veel specerijen zoals onder andere kant-en-klare sauzen, pasta's en dressings in sachets of tubes worden verpakt voor snel en eenvoudig gebruik. Zakjes en buizen worden ook veel gebruikt in industriële producten, zoals smeermiddelen voor lagers en koppelingen, en huishoudelijke schoonmaakmiddelen, zoals lijmen en poetsmiddelen.

Het algemene gebruik van zakjes en tubes is om de inhoud snel en gemakkelijk te extruderen en aan te brengen. De consistentie van het product, bepaald door de viscositeit of dikte van de inhoud, bepaalt de kracht die nodig is om de inhoud van de verpakking te extruderen. Het buis-/zakextrusieapparaat is ontworpen om de kracht te meten die nodig is om de inhoud van een buis of zak te extruderen. Hoe hoger de krachtwaarde, hoe viskeuzer het monster en hoe moeilijker het voor een consument zal zijn om de inhoud eruit te halen.

METHODE

Apparatuur : CT3 met loadcel van 4,5 kg

Armatuurvoettafel (TA-BT-KIT)

Tractie apparaat

Product lekbak

TexturePro CT-software

Instellingen:

Soort toets: Spanning

Pre-test snelheid: 1,0 mm/s

Test snelheid: 2,0 mm/s

Snelheid na de test: 2,0 mm/s

Doeltype: Afstand

Streefwaarde: 30 mm

Trekkracht: 20 gram

PROCEDURE

Bevestig het tractieapparaat aan de loadcel.

Bevestig de basistafel aan de basis van het instrument en draai de schroeven lichtjes vast om enige mate van mobiliteit mogelijk te maken.

Plaats de monsterhouder losjes op de basistafel.

Steek het monster met het gat naar beneden tussen de steunrollen en fixeer het op de gekozen spanning.

Laat het bovenste tractie-apparaat zakken en lijn het uit met het bovenste tractie-apparaat en draai de schroeven vast.

Draai na het uitlijnen de schroeven van de basistafel vast.

Plaats een lekbak onder het monster.

Verwijder de dop of open het zakje.

Start de proef.

RESULTATEN

Typische lay-out: een vergelijking van de consistenties van twee tandpasta's.

Figuur I toont de kracht die nodig is om de inhoud van tandpastatubes met verschillende formuleringen in tubes van 100 ml te extruderen.

Dataset #1: Premium tandpasta

Dataset #2: Economische tandpasta

Figuur II toont de belasting versus de afstand voor het extruderen van formuleringen (premium en budget tandpasta) in tubes van 100 ml.

Dataset #1: Premium tandpasta

Dataset #2: Economische tandpasta

OPMERKINGEN

Wanneer een loskracht van 20 g is bereikt, oefent de extruder een trekkracht uit op de buis door de buis over een gespecificeerde afstand van 30 mm door de steunrollen te trekken. De maximale kracht (maximale belasting) die nodig is om de inhoud over de gespecificeerde afstand te extruderen, is een maat voor de kracht die nodig is om het monster te extruderen. Hoe hoger de krachtwaarde, hoe viskeuzer het monster. De test kan ons ook inzicht geven in de pseudoplastische/dilaterende eigenschappen van de monsters. Een monster met een hoge pseudoplastische eigenschap zal een afnemende viscositeit vertonen met toenemende afschuifsnelheid en een expander zal een toenemende viscositeit vertonen met toenemende afschuifsnelheid. Het uitgevoerde hardheidswerk vertelt ons over de energie die nodig is voor de extrusie van de monsters; hoe hoger de waarden, hoe meer energie de consument nodig heeft om de inhoud van de tube of sachet te extraheren. Volgens figuur I vereist de economische tandpasta meer kracht om de inhoud te extruderen, waardoor het de meer viskeuze van de twee wordt.

De gemiddelde maximale belasting en rek bij maximale belastingwaarden voor de twee tandpasta's worden hieronder weergegeven: