Masterbatch for Cosmetic Packaging: Complete Guide to Clarity & Compatibility

มาสเตอร์แบทช์สำหรับบรรจุภัณฑ์เครื่องสำอางอยู่ที่จุดตัดกันของวิทยาศาสตร์สี, ฟิสิกส์โพลีเมอร์ และการปฏิบัติตามกฎหมาย, เนื่องจากกรณีลิปสติก, ขวดครีม หรือขวดกลิ่นหอมถูกซื้อเพื่อความสวยงามและความสามารถในการใช้งาน มาสเตอร์บัชช์บรรจุภัณฑ์สำหรับผลิตภัณฑ์ความงามเป็นสารผสมที่มีความเข้มข้นของสี, กรด, และสารเสริมทางเคมีในสารพื้นฐาน ซึ่งถูกออกแบบให้ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นมีสีที่ถูกต้อง, ความเงางามที่ถูกต้อง, ความใสที่ถูกต้อง และไม่มีสาย, ความมืด, หรือการเคลื่อนย้ายที่จะทำให้ผลิตภัณฑ์ไม่ผ่านการตรวจสอบของแบรนด์ Kerke, โรงงาน Wanplas, สร้างเครื่องอัดรีดสองแถวหมุนร่วมกันที่ผสมมาสเตอร์แบทช์ที่มีความไวในการใช้งานนี้ และแนวทางนี้รวบรวมความรู้ด้านการออกแบบและการปฏิบัติตามที่จำเป็นเพื่อทำให้เครื่องอัดรีดเหล่านี้ถูกต้อง

บทความนี้ครอบคลุมทั้งชุดเทคนิคอย่างครบถ้วน: วิธีการกำหนดและวัดความชัดเจนและความมืด, สาเหตุที่การควบคุมการสัมผัสรังสีช่วยควบคุมความโปร่งใส, วิธีการที่สารนิวเคลิไฟและสารชัดเจนช่วยเพิ่มความชัดเจน, วิธีการเลือกสารพื้นฐานที่เหมาะสมกับโพลีเมอร์เครื่องสำอาง, วิธีการกระจายสีและการประเมินค่า delta E ของความแตกต่างของสี, วิธีการทำงานของสารปกปิดประกายและสารปกปิดสีเงิน, และการเคลื่อนย้ายและรูปแบบกฎระเบียบที่ครอบคลุม FDA 21 CFR, EU 10/2011, REACH และความปลอดภัยทางการสัมผัสของเครื่องสำอาง ทุกการอ้างอิงค่าใช้จ่ายใช้ตัวบ่งชี้เชิงความสัมพันธ์ เช่น ต่ำ, ปานกลาง, สูง, สูงสุด และคุณภาพสูงแทนตัวเลขที่เป็นตัวบ่งชี้อย่างแน่นอน และทุกการกล่าวอ้างใช้ความเห็นทางวิทยาศาสตร์ของโพลีเมอร์แทนภาษาโฆษณา Kerke เป็นแบรนด์ Wanplas ซึ่งเครือข่ายโรงงานเฉพาะทางของแบรนด์นี้ครอบคลุมทั้งชั้นของค่าเพิ่มมูลค่าของพลาสติก ทำให้เทคโนโลยีการผสมแบบคู่แขนเดียวของ Kerke สามารถใช้ได้กับโรงงานในเครือ Wanplas อื่น ๆ ที่ผลิตเครื่องจักรสำหรับการรีไซเคิล แผ่น และการขึ้นรูป

การบรรจุภัณฑ์สำหรับผลิตภัณฑ์ความงามไม่มีความเมตตา: สิ่งเล็ก ๆ เช่น สะท้อนแสงที่เห็นได้ชัด, การเปลี่ยนสีที่มีขนาดเพียงครึ่งองศา หรือกลิ่นที่อ่อนแอจากสารเพิ่มเติมที่มีฤทธิ์ต่อกลิ่นสามารถทำให้ลอตการผลิตล้มเหลวได้ การรางวัลคือตลาด Premium ที่ความสวยงามมีค่าที่สูงกว่าค่าอื่น ๆ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมสารผสมสำหรับกลุ่มนี้จึงถูกออกแบบให้มีความแม่นยำสูงกว่าสารผสมทั่วไป และเหตุผลว่าทำไมกระบวนการผสมจำเป็นต้องผลิตชุดละสารผสมที่มีความกระจายที่คงที่ซ้ำไปซ้ำมา

ทำไมการผลิตมาสเตอร์แบทช์สำหรับบรรจุภัณฑ์เครื่องสำอางต้องมีความชัดเจน

ความชัดเจนเป็นคุณสมบัติที่ถูกตรวจสอบอย่างเข้มงวดที่สุดในแพคเกจผลิตภัณฑ์ความงามที่มีความโปร่งใส เพราะผู้บริโภคมองความโปร่งใสเป็นความบริสุทธิ์และคุณภาพ ขวดใสสะอาดสำหรับเซรั่มคุณภาพสูง หรือฝาปิดที่มีความเงางามสำหรับกลิ่นหอมต้องสามารถปล่อยแสงผ่านได้อย่างไม่กระจาย, ต้องแสดงผลิตภัณฑ์ภายในอย่างไม่ผิดปกติ, และต้องคงความสวยงามนี้ได้ในทุกชิ้นงานที่เหมือนกันหลายพันชิ้น Masterbatch ซึ่งโดยความหมายเป็นแพ็คเกจสารเสริมที่มีความเข้มข้น เป็นแหล่งที่มาของความมืดที่มีความเป็นไปได้สูงที่สุด หากถูกสร้างขึ้นหรือผสมผสานโดยไม่ถูกต้อง

ความท้าทายอยู่ที่การที่มาสเตอร์แบทช์จะเพิ่มส่วนประกอบ เช่น ฝุ่น, สี และบ่อยครั้งก็จะเพิ่มสารเติมแต่งเข้าสู่โพลีเมอร์ที่เป็นสีใสโดยปกติ ทุกสายต่อระหว่างอนุภาคและวัสดุโพลีเมอร์เป็นจุดที่มีความเป็นไปได้ที่จะกระจายแสง งานของนักวิศวกรรมคือลดความสัมพันธ์เหล่านี้ให้ต่ำที่สุด, ตรวจสอบคุณสมบัติทางออปติคของมันให้ตรงกับตัวรับ, และกระจายสารเพิ่มเติมให้ละเอียดมากจนไม่มีส่วนที่ใหญ่พอที่จะกระจายแสงที่สามารถมองเห็นได้ นี่คือเหตุผลที่มาสเตอร์แบทช์สำหรับผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางถูกผสมบนเครื่องอัดแบบคู่สายหมุนด้วยแรงกดที่ควบคุมอย่างระมัดระวังแทนที่จะใช้เครื่องอัดแบบสายเดียว และเหตุผลที่สารพื้นฐานต้องมีสีที่ตรงกับสารหล่อลื่น

ความชัดเจนยังสัมพันธ์กับความงดงาม, สภาพผิว และการรับรู้ความสวยงามของสี ขวดครีมโพลีโพรพิลีนที่มีความใสชัดเจนสามารถทำให้ใสขึ้นด้วยสารนิวเคลิเรตเพื่อเพิ่มความชัดเจน ส่วนลักษณะที่มีลวดลายบนผิวจะถูกสร้างขึ้นโดยเจือจางด้วยปริมาณของส่วนผสมที่ไม่เข้ากันหรือสารเพิ่มความเงาเพื่อเพิ่มความมืด เนื่องจากการพัฒนาระบบผสมผสานจึงรวบรวมการออกแบบทางสายตาที่ต้องการ และกระบวนการผสมผสานต้องซ้ำสังเกตมันอย่างแม่นยำ เครื่องอัดลวดคู่รุ่น KTE ของ Kerke ซึ่งมีตั้งแต่เครื่องทดลอง KTE-16B ไปจนถึงเครื่องผลิต KTE-135D มีการควบคุมลวดแบบโมดูลาร์ที่จำเป็นสำหรับความแม่นยำนี้

ความชัดเจน, ความโปร่งใส และความมืดมิด

ความชัดเจนสามารถอธิบายได้โดยการใช้ค่าสองตัวนับทางออปติคัลที่เกี่ยวข้องกัน ได้แก่ ความเปลี่ยนผ่านแสงทั้งหมดและความมืด ทรานสเฟอร์นซ์รวมคือส่วนของแสงที่เข้ามาในตัวอย่างที่ผ่านเข้าสู่ตัวอย่าง ส่วนความมืดคือเปอร์เซ็นต์ของแสงที่ถูกสะท้อนออกมามากกว่า 2.5 องศาจากทิศทางตรงไป สิ่งของที่มีความชัดเจนอย่างสมบูรณ์มีความผ่านแสงสูงและความมืดต่ำมาก; สิ่งของที่มีผิวลายมีความผ่านแสงสูงแต่ความมืดสูงขึ้นอย่างมีนัย; สิ่งของที่ไม่ผ่านแสงมีความผ่านแสงต่ำ การวัดความมืดจะใช้วิธีตามมาตรฐาน ASTM D1003 โดยใช้เครื่องวัดความมืด (haze meter) หรือสเปกโตรมิเตอร์แบบบอลสี (integrating sphere spectrophotometer)

สำหรับบรรจุภัณฑ์สำหรับผลิตภัณฑ์ความงาม ความท้าทายมีมากมาย ขวด PET หรือ PETG ความบริสุทธิ์สูง และขวด PP มักจะมีความมืดต่ำกว่า 5 เปอร์เซ็นต์ และมักจะต่ำกว่า 2 เปอร์เซ็นต์ ส่วนประกอบแสดงผลจากอะคริลิกจะมุ่งเน้นให้มีความบริสุทธิ์สูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ สีที่มีความโปร่งใสหรือผิวที่มีความนุ่มนวลจะมีความมืดหรือความคล้ำอยู่ระหว่าง 20 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ และขวดสีขาวที่ไม่โปร่งใสจะใช้การเติมสีที่สูงของไดอะออกไซด์แทนการควบคุมความมืด แผนกแสดงด้านล่างแสดงความคล้ายคลึงของบรรจุภัณฑ์เครื่องสำอางกับเป้าหมายทางสายตา

หมายเลขเป้าหมายทางออปติคอลตามประเภทบรรจุภัณฑ์เครื่องสำอาง

Packaging type	Target haze (percent)	Transmittance	How achieved
Clear PET bottle	1 to 3	High	Low-additive, matched carrier
Clarified PP jar	3 to 8	Medium to high	Clarifier nucleant
Frosted jar	20 to 60	Medium	Matte agent, intentional scatter
Opaque white jar	n/a	Low	TiO2 high loading
Acrylic display	1 to 2	Very high	PMMA, no haze agent

ความมืดเกิดขึ้นจากสามเหตุผลหลักในส่วนที่บดรวม: ความจุของสารปigment หรือ filler ที่เกินขนาด, ลูกน้ำหรือส่วนผสมที่ไม่เข้ากันที่รวมกันเป็นชั้นสอง, และอะกลเลอร์เกาะที่เหลือจากการผสมที่ไม่ดี สิ่งแรกควบคุมได้โดยการเลือกสีที่ละเอียดและการจับคู่ของอัตราเลนส์; สิ่งที่สองควบคุมได้โดยความเข้ากันของตัวนำ; และสิ่งที่สามควบคุมได้โดยกระบวนการผสม เนื่องจากทั้งสามตัวแปรเป็นตัวแปรการพัฒนาผลิตภัณฑ์และกระบวนการ จึงทำให้มาสเตอร์แบทช์ผลิตภัณฑ์ความงามมีคุณภาพเท่ากับวงจรควบคุมที่แย่ที่สุด

การตรงกันของดัชนีการเลี่ยงแสง

อัตราเลนส์คืออัตราส่วนระหว่างความเร็วของแสงในอากาศเปล่าและความเร็วของแสงในวัสดุ และมันกำหนดปริมาณแสงที่เลื่อนและกระจายที่จุดสัมผัสระหว่างวัสดุ เมื่อพาร์ทิกุลหรือชิ้นส่วนของสารเติมเต็มมีอัตราสัมผัสแสงใกล้เคียงกับอัตราสัมผัสแสงของวัสดุโมเลกุล ผู้ใช้จะไม่สามารถมองเห็นชิ้นส่วนเหล่านี้ได้อย่างชัดเจน เพราะแสงจะผ่านผ่านพื้นผิวได้อย่างน้อยที่สุด และชิ้นส่วนเหล่านี้จะดูเป็นสีใส เมื่อค่าความแตกต่างของอินเด็กสูงมาก ความสว่างจะกระจายอยู่ที่ทุกเส้นขอบของอนุภาค และวัตถุจะกลายเป็นมืดหรือไม่มีความโปร่งใส ดังนั้น การจับคู่อัตราเลนส์เป็นเทคนิคสำคัญสำหรับการผลิตชิ้นส่วนเครื่องสำอางที่มีสีชัดเจนหรือเติมสี

อัตราเลนส์ของโพลีเมอร์เครื่องสำอางที่พบบ่อยอยู่ในช่วงกว้างพอสมควร โพลีโพรพิลีนและเอคริลิก (PMMA) มีค่าใกล้เคียง 1.49, PET และ PETG มีค่าใกล้เคียง 1.57, โพลิสเตอรีนและ SAN มีค่าใกล้เคียง 1.57 ถึง 1.59, และโพลีคาร์บอเนตมีค่าใกล้เคียง 1.58 ไดอะออกซิด ไทเทเนียม (Titanium dioxide), สีขาวที่ใช้มากที่สุด, มีอัตราเลนส์สูงมากประมาณ 2.5 ถึง 2.7 ซึ่งเป็นเหตุผลที่ทำให้เป็นสารปกปิดที่ยอดเยี่ยม: เนื่องจากมันกระจายแสงได้อย่างแรง สำหรับสีที่มีความใส, ผู้ผลิตจะใช้สีที่ละลายได้หรือสีที่เป็นเม็ดเล็กมากที่มีขนาดและอัตราเลขดัชนีใกล้เคียงกับตัวเชื่อม, ทำให้การกระจายแสงลดลง

การจับคู่ทางปฏิบัติ หมายถึงการเลือกตัวนำและตัวเพิ่มเติมที่ช่วยให้ชัดเจน ซึ่งมีอัตราการเลี่ยงแสงที่ซ้อนกันกับตัวเชื่อม สำหรับ PET การใช้ตัวนำ PETG เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมเนื่องจากทั้งสองมีค่าความดันประมาณ 1.57 ดังนั้นสีที่ผสมอยู่ใน PETG จะไม่ปรากฏในขวด PET สำหรับ PP ที่ได้รับการชัดเจน คาร์เรอร์และคลาริไฟเนอร์ต้องอยู่ใกล้ 1.49 ตารางด้านล่างแสดงค่าเลขอัตราแทรกซึมที่เป็นตัวแทนเพื่อช่วยในการเลือกสารพานและสี

ค่าอัตราเลนส์อ้างอิงสำหรับการเลือกสารนำ

Polymer or pigment	Refractive index	Optical role
Polypropylene (PP)	1.49	Clear host, clarified
Acrylic (PMMA)	1.49	Premium clear host
PET	1.57	Bottle and jar host
PETG	1.57	Clear carrier, impact grade
SAN	1.57	Rigid glossy host
Titanium dioxide (TiO2)	2.5 to 2.7	White opacifier, scatters

เมื่อต้องการสีใส, ผู้ผลิตสีชนิดผสมชอบใช้สีหรือสารเคมีที่มีความละเอียดต่ำกว่า 1 ไมครอนและใกล้กับค่าของตัวเชื่อม, หรือใช้ปริมาณเล็กน้อยของสีที่มีค่าของความกระจายสูงจนกระจายเป็นไปอย่างละเอียดมากที่สุดเพื่อลดการกระจายแสง กฎง่ายๆ คือ: สำหรับความชัดเจน ให้ตรงกับอินเด็กซ์; สำหรับความมืดมิด ให้เพิ่มความไม่ตรงกันมากที่สุด ทั้งสองเส้นทางผ่านขั้นตอนการกระจายด้วยแกนคู่บนเครื่องผลิต Kerke KTE

สารนิวเคลียร์และสารทำให้ชัด

หลายแพ็คเกจผลิตภัณฑ์ความงามผลิตจากโพลีเมอร์ชนิดครบวงจรเช่นโพลีโพรพิลีน ซึ่งขนาดของสเฟอรูไลต์ที่เป็นกะทัดรัดควบคุมความใส สฟีรูไลต์ขนาดใหญ่กระจายแสงและทำให้ชิ้นงานดูมืดหรือคล้ายมีเม็ดสีแม้ว่าจะไม่มีสีอยู่ สารนิวเคลียร์และสารช่วยทำให้ชิ้นงานสะอาดคือสารเพิ่มเติมที่เปลี่ยนพฤติกรรมการคริสตัลไซต์: สารนิวเคลียร์สร้างกลุ่มเม็ดคริสตัลเล็ก ๆ จำนวนมากเพื่อให้สเฟอรูลิตสะอาดและเล็กน้อย ส่วนที่เป็นกลุ่มใกล้เคียงของสารนิวเคลียร์ประสิทธิภาพสูง ช่วยลดขนาดของสเฟอรูลิตต่ำกว่าหลักการของความยาวคลื่นแสงที่สามารถมองเห็นได้ ทำให้ชิ้นงานกลายเป็นสีใสจริง ๆ

คลาริฟายที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับโพลิโพรพิลีนคือสารที่เป็นผลผลิตจากซอร์บิโตล เช่น DMDBS ซึ่งละลายในสภาวะร้อนและตกผลึกเป็นเครือข่ายที่แบ่งเป็นชิ้นเล็ก ๆ ในขณะที่เย็นลง ทำให้การเจริญเติบโตของสเฟอร์ูลิตลดลง ครอบครัวอื่น ๆ ได้แก่ น้ำจิ้มฟอสเฟตอินทรีย์และตัวเร่งการก่อตัวที่ใช้กรดคาร์บอกซิล เช่น NA-11 นอกจากความชัดเจนแล้ว สารเหล่านี้ยังเพิ่มอุณหภูมิที่ป้องกันการละลายได้ 10 ถึง 20 องศาเซลเซียส ลดเวลาในการหมุนวนด้วยการเร่งกระบวนการการคริสตัลไลซ์ และเพิ่มความเงางามของผิว ทั้งหมดนี้เป็นประโยชน์ต่อฝาและขวดเครื่องสำอาง ระดับการใช้งานปกติอยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 0.4 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก

คลาริไฟเออร์ต้องผสมอย่างสมบูรณ์, ดังนั้นมักจะมีคลาริไฟเออร์ในตัวสารพื้นฐาน (masterbatch carrier) เพื่อให้ผู้ผลิตแม่พิมพ์เพิ่มส่วนผสมที่น้อยลง การใช้สารผสมเกินกำหนดอาจทำให้เกิดการติดแผ่นบนตัวพิมพ์และเพิ่มความหายากจากสารผสมที่ใช้มากเกินไป ดังนั้น การกำหนดปริมาณสารผสมจึงมีขีดจำกัดที่แน่น สำหรับ PET และ PETG ที่เป็นอะมอร์ฟส หรือมีความเป็นกระจายลักษณะน้อย ความใสเกิดขึ้นจากการใช้ปริมาณสารเพิ่มเติมที่ต่ำและการแห้งที่ดีมากกว่าจากสารช่วยให้ใส; สำหรับยูรีเทน ความใสเป็นลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์ของโพลีเมอร์ และจะถูกทำลายได้เพียงจากการสะสมของสารตกค้างหรือความชื้นเท่านั้น

ความเข้ากันได้ของสารเคลือบ: PET, PP, PETG, SAN และ Acrylic

การรองรับสารพานคือวิชาที่ใช้ในการจับคู่ระหว่างสารพานมาสเตอร์แบชช์กับโพลีเมอร์ตัวรับ เพื่อให้สารเสริมสามารถผสมผสานอยู่ภายในสภาพแวดล้อมที่สามารถผสมได้ สารพานที่ไม่สามารถผสมได้จะสร้างเม็ดน้ำที่ปรากฏเป็นสาย, แม้หรือชั้นที่สองที่คล้ายควัน ซึ่งเป็นปัญหาที่สำคัญในการบรรจุผลิตภัณฑ์ความงาม ผู้ขนส่งยังกำหนดช่วงเวลาการประมวลผลด้วย เพราะต้องละลายและชุบสีที่อุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิของตัวแทน

โพลีโพรพิลีนที่ใช้เป็นตัวรับ, เช่น ขวดครีม, กระปุกปิด, และตัวปิดผนังบาง, ใช้ PP carrier ที่เป็นโฮมโพลีที่ชัดเจนมักมี MFI ระหว่าง 20 ถึง 40 g/10 min เพื่อให้ masterbatch สามารถไหลได้ง่าย ขวดและหม้อพลาสติก PET ต้องใช้ตัวนำพลาสติก PET หรือ PETG เนื่องจากพลาสติก PET เป็นสารโพลาร์และมีอุณหภูมิสูง; PETG ซึ่งเป็นคอปอลีเอสเตอร์ที่ปรับปรุงด้วยกลีโคล เป็นตัวนำที่มีประโยชน์อย่างยิ่งเนื่องจากเป็นสารอะมอร์ฟอส และมีสีใส และรองรับการแยกแรงน้อยที่จำเป็นสำหรับสีสันที่มีผลกระทบ SAN เป็นคอมโพสิตสเตรีนที่มีคุณสมบัติเป็นกรอบที่มีความแข็งแรงและเงางามสำหรับบรรจุภัณฑ์และอุปกรณ์แปรรูป สามารถใช้ได้กับสารพาน SAN หรือสารพานสเตรีนที่มีความคล้ายคลึง และต้องถูกประมวลผลโดยไม่มีความร้อนที่จะทำให้สีเปลี่ยนเป็นสีเหลือง

อะคริลิก หรือ PMMA เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับฝาครอบแสดงผลและเครื่องหมายตกแต่งที่มีความเงางามสูงเนื่องจากความใสและความแข็งแกร่งที่ยอดเยี่ยม แต่มีความทนทานต่อสารเคมีน้อยกว่าและไวต่อความเครียดของสารละลาย ดังนั้นตัวพาเนลต้องเป็นอะคริลิกที่ไม่มีสารลดแรงติดที่ไม่เข้ากัน ตารางด้านล่างรวบรวมการแปลงตัวนำส่งเป็นตัวรับที่ช่วยให้ชิ้นส่วนที่ใช้ในงานเครื่องสำอางสะอาด

แผนที่ความร่วมมือระหว่างผู้ให้บริการกับผู้รับบริการ

Host polymer	Preferred carrier	Carrier MFI (g/10min)	Relative cost
Polypropylene (PP)	PP homopolymer	20 to 40	Low
PET	PET or PETG	15 to 35	Medium
PETG	PETG	15 to 30	Medium
SAN	SAN or compatible	10 to 25	Medium
Acrylic (PMMA)	PMMA	5 to 20	Premium

ความร่วมสมัยยังควบคุมการรีไซเคิลทางเคมีและพฤติกรรมของวัสดุที่ใช้ซ้ำซ้อน ซึ่งแบรนด์ต่าง ๆ ทำการติดตามอย่างใกล้ชิดเพื่อรายงานความยั่งยืน ขวด PET ที่สีด้วยมาสเตอร์แบทช์ PETG จะอยู่ภายในสายการผลิต PET และสามารถรีไซเคิลได้ง่ายกว่าขวดที่ใช้มาสเตอร์แบทช์โพลิโอลีฟีนที่ไม่เข้ากัน Kerke จัดหาลำเลียง KTE ที่มีสกรูคู่ ซึ่งผลิตทั้งหมดของมาสเตอร์แบทช์ที่เป็นของแบรนด์แต่ละแบรนด์ และโรงงานน้องสาวของ Wanplas ที่ใช้ชื่อ Polyretec จะสร้างเครื่องล้างและเครื่องผลิตเม็ดที่ดำเนินการกับสายการผลิตจากผู้บริโภคหลังใช้

ความกระจายสีและความแตกต่างของสี (Delta E)

สีเป็นคุณสมบัติที่ชัดเจนที่สุดของแพ็คเกจผลิตภัณฑ์ความงาม และควบคุมได้จากความละเอียดของสารปigment และความสม่ำเสมอในการกระจายสารปigment นี้ การกระจายบนเครื่องอัดรีดสองแท่งที่หมุนร่วมกันทำให้แผ่นปigmentแยกออกเป็นส่วนประกอบเล็ก ๆ และกระจายออกอย่างสม่ำเสมอ; การกระจายที่ไม่สมบูรณ์จะทำให้เกิดจุดสี, สีที่อ่อนแอ และความเงางามที่ไม่ดี คุณภาพสีสุดท้ายจะถูกประเมินโดยเครื่องมือด้วยการวัดความแตกต่างของสี ซึ่งจะแสดงเป็น delta E และคำนวณในพื้นที่สี CIE Lab

Delta E นำมาคำนวณความแตกต่างทางการรับรู้ทั้งหมดระหว่างตัวอย่างที่ถูกวัดและมาตรฐานอ้างอิง ในการบรรจุภัณฑ์สำหรับผลิตภัณฑ์ความงาม ความยืดหยุ่นของช่วงการยอมรับเป็นอย่างย่อย: ค่าดีลตา E ที่ต่ำกว่า 1.0 ถือว่ามีความคล้ายคลึงกับมาตรฐานไม่สามารถระบุได้ด้วยสายตา การคู่ขนานที่ดีมากตั้งแต่ 1.0 ถึง 2.0 สามารถใช้ได้กับผลิตภัณฑ์หลายชนิดที่ไม่ใช่สินค้าแท้ง่าย ๆ และค่าดีลตา E ที่ระหว่าง 2.0 ถึง 3.0 ถือว่าสามารถใช้ได้ แต่ค่าดีลตา E ที่มากกว่า 3.0 จะถูกปฏิเสธโดยปกติ สินค้าแบรนด์ชั้นสูงมักกำหนดค่าลดความผิดพลาดต่ำกว่า 1.0 ถึง 1.5 และอาจแบ่งความผิดพลาดออกเป็นส่วนของความสว่าง ความสี และสีเพื่อควบคุมทิศทางของการผันแปร

หลายตัวแปรของกระบวนการมีผลต่อ delta E การแตกต่างของชิ้นส่วนปigment, การแตกต่างของชิ้นส่วน carrier, การสึกหรอของสกรูที่ลดการแยก, การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และอัตราส่วนการปล่อยที่ไม่สม่ำเสมอ ทั้งหมดนี้ทำให้สีเปลี่ยนไป เครื่องบดหลักควบคุมค่าทั้งหมดนี้โดยการปิดโปรไฟล์สกรู, การตรวจสอบอุณหภูมิละลายภายในช่วงกว้างเพียงไม่กี่องศา, การใช้อัตราส่วนการไหลที่สม่ำเสมอ 1 ถึง 4 เปอร์เซ็นต์สำหรับสีมาตรฐาน, และการตรวจสอบแต่ละล็อตด้วยเครื่องสแกนสี (spectrophotometer) ต่อมาตรฐานหลัก ตารางด้านล่างอธิบายแถบ delta E ที่พบบ่อยสำหรับงานเครื่องสำอาง

การอธิบาย Delta E สำหรับบรรจุภัณฑ์เครื่องสำอาง

Delta E	Visual assessment	Typical acceptance
Below 1.0	Indistinguishable	Premium brands
1.0 to 2.0	Excellent match	Most cosmetic lines
2.0 to 3.0	Noticeable, tolerable	Secondary or mass items
Above 3.0	Clearly different	Reject

สำหรับผลลัพธ์ของกระจกและสีเงิน, ค่าดีลตา E เท่านั้นไม่เพียงพอเนื่องจากสีจะเปลี่ยนไปตามมุมมอง การประเมินรูปแบบเหล่านี้จะใช้วิธีการสเปกโตรโมตรีหลายมุมและการประเมินโดยคณะกรรมการทางการเฉพาะ ซึ่งเป็นหัวข้อที่จะกล่าวถึงในส่วนต่อไปนี้ เครื่องอัดรีดคู่สกรู KTE ของ Kerke ถูกใช้โดยหลายบริษัทผู้ผลิตสีหล่อเพื่อปิดช่องว่างของการกระจายก่อนขยายไปยังสายการผลิต KTE-75 หรือ KTE-95

สีแป้งที่มีผลลัพธ์ของกระจกและโลหะ

สีพิเศษสร้างความเงางาม, ความกระจายแสง, และความลึกของโลหะที่กำหนดคุณภาพของบรรจุภัณฑ์ผลิตภัณฑ์ความงาม สีแวววาวสร้างขึ้นจากแผ่นแบนที่เรียกว่าแผ่นมิกาเทียมหรือแผ่นบอโรซิลิเกตที่มีชั้นบาง ๆ ของออกไซด์โลหะเช่นไดออกซิได หรือออกไซด์เหล็กติดอยู่บนพื้นผิว การสะท้อนแสงระหว่างชั้นเคลือบทำให้เกิดสีเพชรและสีแวววาว และการวางแนวของแผ่นในชิ้นที่ขึ้นรูปกำหนดความแข็งแรงและมุมของผลลัพธ์ สีเคมีประเภทเมทัลลิกเป็นแผ่นอลูมิเนียมที่สามารถสะท้อนแสงได้อย่างเหมือนกระจก, ให้ความสว่างที่มีลักษณะเหมือนแสงสะท้อน

ข้อกำหนดของกฎการประมวลผลสำหรับสีสังเคราะห์คือความอ่อนโยน เนื่องจากผลการใช้งานขึ้นอยู่กับแผ่นเลือดแข็งที่ยังไม่เสียหาย จึงต้องใช้โครงสร้างเกลียวที่จะหลีกเลี่ยงการแรงดันสูงที่จะทำให้แผ่นแข็งแตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ที่ไม่มีประสิทธิภาพ ผู้ผลิตสีใช้ระบบขนส่งแบบลดแรงฉีดและส่วนผสมที่อ่อนโยน ทำให้ผลิตสีผสมเข้ากับส่วนผสมอื่น ๆ ในสายอาหารข้าง ๆ หรือสายอาหารด้านล่างแทนที่จะผสมผ่านเขตละลายแบบแรงฉีดสูง และพวกเขายังคงความเร็วของแปรงไว้ที่ระดับปานกลาง สายพานถูกเลือกเพื่อความชัดเจนและความร่วมสมัย โดยสายพาน PETG และ PMMA เป็นสายพานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเครื่องหมายบนกระป๋องที่มีความสว่างสูง

สถานะความปลอดภัยและกฎระเบียบแตกต่างกันตามประเภทของแผ่น ไมโครสังเคราะห์และโบรอนไซลิเกตไคเลมอนไนไตรต์ที่มีการเคลือบด้วยไดอะออกซิไดและออกซิไดเหล็กถูกยอมรับอย่างกว้างขวางสำหรับการใช้ในบรรจุภัณฑ์สัมผัสทางการแพทย์และได้ผ่านเกณฑ์ความบริสุทธิ์ของโลหะหนัก มิกาธรรมชาติต้องผ่านการกรองสารหนัก แผ่นอลูมิเนียมชนิดเมทัลลิกใช้งานอย่างระมัดระวังเนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับการออกซิเดชันและการเคลื่อนย้าย; มักปรากฏในชั้นเคลือบด้านนอกมากกว่าชั้นสัมผัสผลิตภัณฑ์ ตารางด้านล่างเปรียบเทียบกลุ่มสีที่มีผลกระทบ

คลาสของสีที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์เครื่องสำอาง

Pigment family	Effect	Shear sensitivity	Contact safety note
Synthetic mica TiO2	Pearl, interference	High	Accepted, purity limits
Borosilicate TiO2	Brilliant pearl	High	Accepted, premium
Iron oxide coated	Bronze, copper	High	Accepted
Aluminum flake	Metallic sparkle	Very high	Outer shell preferred

เนื่องจากสีผลขึ้นอยู่กับทิศทาง การออกแบบชิ้นยึดและช่องจ่ายมีความสำคัญเท่ากับการออกแบบมาสเตอร์แบทช์ เส้นทางการไหล, เส้นรอยการลวดและการเติมที่ไม่เรียบร้อยก่อให้เกิดความผิดปกติในการจัดเรียงแผ่นพลาสติก และแสดงเป็นสายสีที่ไม่สดใส ดังนั้น ผู้ผลิตพลาสติกที่ใช้ในงานตกแต่งจึงควรเลือกใช้เมสเตอร์แบทช์ที่ผสมผสานอย่างดีและเติมด้วยวิธีที่ควบคุมอย่างเหมาะสม เพื่อให้ผลลัพธ์มีความสม่ำเสมอ เครื่องบดสองลูกสูบของ Kerke สามารถให้การกระจายที่นุ่มนวลและซ้ำซากได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นสิ่งที่สีพิมพ์ต้องการ และแบรนด์ Wanplas ช่วยให้การเปิดใช้งานทั้งสายการผลิตมาสเตอร์แบทช์และเซลล์การผลิตภายหลังเป็นไปด้วยความสะดวก

การเคลื่อนย้าย, ข้อบังคับ และความปลอดภัยในการติดต่อ

ขวดบรรจุภัณฑ์สำหรับผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางต้องสัมผัสกับผลิตภัณฑ์ที่ใช้บำรุงผิวหน้า, ลิป, หรือดวงตา ดังนั้นสารปรับสีในมาสเตอร์บัชช์ไม่ควรมีการเคลื่อนย้ายเข้าไปในสูตรในระดับที่อาจเป็นอันตรายหรือเปลี่ยนรูปแบบของผลิตภัณฑ์ แม้ว่าสินค้าเครื่องสำอางจะถูกควบคุมเป็นสินค้าผสมที่เสร็จสมบูรณ์แทนสินค้าอาหาร แต่หลายแบรนด์และผู้แปรรูปก็ยังคงใช้มาตรฐานการติดต่อกับอาหารเป็นตัวแทนอย่างระมัดระวัง และหลายประเทศมีกฎเกณฑ์ที่ชัดเจน ในสหรัฐอเมริกา สิ่งของที่ใช้สัมผัสกับอาหารกำหนดโดย FDA 21 CFR โดยมีตอนต่าง ๆ เช่น 21 CFR 177.1520 ที่กำหนดเงื่อนไขการใช้และขีดจำกัดสารที่สามารถย่อยออกได้ของโพลิโพรพิลีน และ 21 CFR 177.1630 ที่กำหนดเงื่อนไขการใช้และขีดจำกัดสารที่สามารถย่อยออกได้ของ PET

ในสหภาพยุโรป (EU) วัสดุพลาสติกที่สัมผัสกับอาหารต้องปฏิบัติตาม EU 10/2011 ซึ่งกำหนดขีดความสูงสำหรับการผสมผสานรวมทั้งสิ้น 10 มิลลิกรัมต่อเดซิเมตรหรือ 60 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม และระบุขีดความสูงสำหรับสารที่ระบุไว้ รวมถึงรายการสารที่อนุญาตใช้เป็นโมโนเมอร์และสารเพิ่มเติม REACH ระงับการจดทะเบียน, การประเมิน, และการอนุญาตของสารเคมี และจำกัดสารที่เป็นความกังวลสูงสุด ดังนั้น สารสี, สารพื้นฐาน, หรือสารเพิ่มเติมที่ใช้ในการผลิตสารผสมสำหรับผลิตภัณฑ์ความงาม จะต้องได้รับการจดทะเบียนและไม่มีสารที่จำกัดเกินระดับ สำหรับผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางโดยเฉพาะ, ระบบเครื่องสำอางของ EU ซึ่งกำหนดในกฎหมายระเบียบ 1223/2009 จะควบคุมความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางและวัสดุที่สัมผัสกับบรรจุภัณฑ์ รวมถึงการกำหนดขีดจำกัดสำหรับโลหะหนักและสารที่ห้ามใช้

การเคลื่อนย้ายลดลงอย่างมากด้วยการใช้สารเพิ่มเติมที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงและไม่ไวไฟ, สีที่ติดอยู่หรือถูกบรรจุ, และการเลือกใช้ตัวนำที่เองก็ได้รับอนุญาตให้สัมผัส ปฏิบัติตามมาตรการในการหลีกเลี่ยงสารลดแรงติด, สารเพิ่มความยืดหยุ่นจากฟทาลาเท และสารเคมีที่มีกลิ่นหอมบางชนิด หรือปรับขีดความสูงของการใช้ สารหนัก เช่น ลิเธียม, แคดเมียม, วานแดด และไครโมเลียมชนิดหกประเภท ต้องจำกัดอยู่ในระดับที่ต่ำมาก และสีที่ใช้ต้องมีความบริสุทธิ์ตามเกรดที่กำหนด ตารางด้านล่างรวบรวมข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับข้อกำหนดทางกฎหมายที่มาสเตอร์แบทช์ผลิตภัณฑ์ความงามต้องตอบสนอง

หมายเหตุทางกฎหมายสำหรับวัตถุประสงค์การใช้งานบรรจุภัณฑ์สำหรับผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง

Reference	Scope	Key requirement
FDA 21 CFR	US food-contact materials	Authorized resins and extractables
EU 10/2011	EU food-contact plastics	Overall and specific migration limits
REACH	EU chemical substances	Registration, SVHC restriction
Regulation 1223/2009	EU cosmetics	Packaging safety, heavy metals

การปฏิบัติตามมาตรฐานได้รับการบันทึกผ่านการประกาศความถูกต้องจากผู้ผลิตสารผสมหลัก ซึ่งได้รับการยืนยันด้วยข้อมูลการทดสอบการผสมและการเปิดเผยรายละเอียดของสารเติมแต่งอย่างครบถ้วน บริษัทผู้ผลิตต่าง ๆ ต้องการที่จะมีเอกสารการระบุสารเสริมอย่างครบถ้วนเพื่อใช้ในการตรวจสอบว่าสารเหล่านี้มีอยู่ในรายการสารที่ถูกห้ามของบริษัทหรือไม่ Kerke เป็นโรงงาน Wanplas ซึ่งจำหน่ายเครื่องผลิตผสมแบบคู่สกรูให้กับผู้ผลิตมาสเตอร์แบช (Masterbatch) ซึ่งต้องปฏิบัติตามคำแถลงเหล่านี้ และการออกแบบเครื่องผลิตช่วยให้สามารถเปลี่ยนชนิดวัตถุดิบได้อย่างสะอาด ซึ่งจะป้องกันการติดเชื้อระหว่างชนิดวัตถุดิบที่ได้รับการควบคุมและชนิดที่ไม่ได้รับการควบคุม

ความทนทานต่อสารเคมีและกลิ่น

ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางมีความเข้มข้นทางเคมีต่อบรรจุภัณฑ์ เนื้อหาในผลิตภัณฑ์ประกอบด้วยเอทานอลและสารแอลกอฮอล์อื่น ๆ, เอสเตอร์, น้ำมันหอม, สารทำความสะอาด, น้ำมันอินทรีย์ และกลิ่น, ซึ่งทั้งหมดสามารถทำให้โพลีเมอร์ขยายตัว, เกิดรอยแตกจากความเครียด หรือเปลี่ยนสีภายในระยะเวลาของอายุการใช้งาน แมสเตอร์แบทช์ที่มีความสมบูรณ์ทางเคมีในการใช้งานแยกกันอาจยังไม่ประสบความสำเร็จหากตัวนำหรือสารเพิ่มเติมไม่เข้ากันกับสูตรที่เข้าถึงมัน ดังนั้น ความทนทานต่อเคมีและกลิ่นจึงเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบ ไม่ใช่การคิดค้นหลังจากนั้น

โพลิโอลีนเช่นโพลีโพรพิลีนทนต่อแอลกอฮอล์และน้ำมันเครื่องสำอางส่วนใหญ่ได้ดี ซึ่งเป็นเหตุผลที่ PP เป็นวัสดุที่ใช้เป็นคำตอบเริ่มต้นสำหรับขวดครีมและฝา PET และ PETG ทนต่อแอลกอฮอล์และน้ำมัน และเป็นวัสดุที่ใช้ในขวดสำหรับกลิ่นและเซรั่มอย่างแพร่หลาย แต่ PETG อาจมีความไวต่อบางสารละลาย SAN มีความเงางามที่แข็งแรง แต่มีความเสี่ยงต่อการเกิดรอยแตกจากการสัมผัสกับกลิ่นหอมที่มีแอลกอฮอล์สูงมาก จึงใช้ในบริเวณที่มีการสัมผัสสั้นหรือถูกปกป้อง แอคริลิกให้ความชัดเจนที่น่าทึ่ง แต่เป็นวัสดุที่อ่อนไหวต่อการเกิดรอยแตกจากสารละลาย และควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับสารที่มีความเข้มข้นของแอลกอฮอล์หรือน้ำมันหอมระเหย; แอคริลิกเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์แป้งและการจัดแสดงมากกว่าการใช้สำหรับกลิ่นหอมในรูปของสารละลาย

ความทนทานต่อกลิ่นมีสองมิติ ได้แก่ การโจมตีทางเคมีต่อโพลีเมอร์และการรับกลิ่นโดยโพลีเมอร์ บางชนิดของสารเคลือบจะดูดกลืนกลิ่นและปล่อยออกมาในภายหลัง ทำให้กลิ่นของผลิตภัณฑ์เปลี่ยนไป หรือมีกลิ่นเหลืออยู่ในผลิตภัณฑ์ที่รีไซเคิล สารพานที่มีกลิ่นน้อยและการดูดซึมต่ำ และแพ็คเกจสารเสริมที่ถูกปรับปรุงเพื่อลดปัญหานี้ สารเพิ่มเติมเช่น สารป้องกันการติดกาว หรือ สารลดความลื่น ก็สามารถมีผลต่อกลิ่นได้ ดังนั้น การออกแบบสูตรของวัตถุดิบจึงต้องตรงกับเคมีของผลิตภัณฑ์ แผนกแสดงข้างล่างให้ข้อมูลคู่มือความต้านทานที่เป็นไปได้สำหรับตัวเชื่อมต่อเครื่องสำอางที่พบบ่อย

ความทนทานต่อสารเคมีและกลิ่น

Polymer	Alcohol resistance	Oil resistance	Fragrance pickup
Polypropylene (PP)	High	High	Low
PET	High	High	Low
PETG	Medium to high	Medium to high	Low
SAN	Medium	Medium	Low to medium
Acrylic (PMMA)	Low	Medium	Low

การทดสอบเร่งด่วน ซึ่งเป็นการเก็บบรรจุภัณฑ์ที่เติมเต็มไว้กับสูตรจริงในอุณหภูมิสูงเป็นเวลาหลายสัปดาห์แล้วตรวจสอบความแตกหัก ความเปลี่ยนแปลงของความมืด และกลิ่น ระบบนี้ยังคงเป็นการตรวจสอบที่เป็นที่ยอมรับอย่างชัดเจน มาสเตอร์แบทช์ที่ผ่านมาตรฐานทางออปติคัลและสี แต่ไม่ผ่านการทดสอบนี้ ไม่สามารถใช้กับแบรนด์ได้ เครื่องผลิตผงของ Kerke ช่วยให้ผู้ผลิตผงสำเร็จรูปสามารถผลิตชิ้นงานเล็ก ๆ ที่มีคุณภาพเพื่อการตรวจสอบเชิงปริมาณในเครื่องอัดฉีด KTE ของห้องปฏิบัติการก่อนที่จะเข้าสู่การผลิตอย่างเต็มรูปแบบ

คำถามที่ถามบ่อย

คำสรุป

Masterbatch สำหรับบรรจุภัณฑ์เครื่องสำอางเป็นศาสตร์ที่มีความแม่นยำอย่างสูง ซึ่งความชัดเจน สี และความถูกต้องต้องถูกออกแบบร่วมกันในเวลาเดียวกัน ความชัดเจนขึ้นอยู่กับความมืดและการคำนึงถึงค่าความนำความร้อนของแม่พิมพ์, สี, และวัสดุที่ใช้; สารนิวเคลียร์และสารชัดเจนช่วยเพิ่มความชัดเจนในโพลีโพรพิลีน; และแม่พิมพ์ต้องเป็นที่เข้ากันกับ PET, PP, PETG, SAN หรืออะคริลิค เพื่อป้องกันการเกิดสะท้อน สีถูกปิดล้อมด้วยการกระจายด้วยแกนสองแกนที่ละเอียดและถูกประเมินโดยความแตกต่างของสี delta E ส่วนผลกระทบของสีแวววาวและโลหะต้องใช้การผสมที่นุ่มนวลและมีแรงต้านต่ำเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของแผ่นพลาสติก

ไม่มีอะไรสำคัญเท่ากับการป้องกันความปลอดภัยจากการติดต่อของแพ็คเกจ ดังนั้น การควบคุมการเคลื่อนย้ายและรูปแบบกฎระเบียบของ FDA 21 CFR, EU 10/2011, REACH และกฎเกี่ยวกับความปลอดภัยจากการติดต่อของผลิตภัณฑ์ความงาม จะอยู่เบื้องหลังของทุกสูตร โดยมีการประกาศความถูกต้องและข้อมูลการเคลื่อนย้ายเป็นหลักฐาน ความทนทานต่อสารเคมีและกลิ่นก็เป็นตัวตัดสินว่าปลอกสินค้าจะอยู่ได้บนร้านขายหรือไม่ Kerke, โรงงาน Wanplas ที่มีประสบการณ์ในการผลิตเครื่องบดสองแท่งมากกว่า 12 ปี และมีเครื่องมากกว่า 2,000 เครื่องใน 70 ประเทศ ระบาดำเนินการได้ เครื่องบดสองแท่งคู่หมุน KTE Series ตั้งแต่เครื่องทดลอง KTE-16B ไปจนถึงเครื่องผลิต KTE-135D ที่สามารถบดมาสเตอร์แบทช์ที่ไวต่อความเปลี่ยนแปลงและมีการควบคุมการกระจายที่ต้องการในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง สำหรับการกำหนดเส้นทางของมาสเตอร์แบทช์สำหรับตัวนำ, สี, และเป้าหมายการปฏิบัติตาม, คุณสามารถติดต่อทีมแบรนด์ Wanplas และเลือกแบบเครื่อง KTE, รูปร่างสกรู, และวิธีการผลิตเม็ดให้เข้ากับผลิตภัณฑ์ของคุณ