บรรจุภัณฑ์สเปรย์เครื่องสำอาง: ข้อกำหนดด้านแรงดันและสุญญากาศ (คู่มือผู้ซื้อ)

"ข้อกำหนดด้านแรงดัน" หมายความว่าอย่างไรสำหรับสเปรย์เครื่องสำอาง

ตามคำจำกัดความแล้ว สเปรย์กระป๋องคือภาชนะที่ไม่สามารถเติมใหม่ได้ ซึ่งบรรจุผลิตภัณฑ์และสารขับดันภายใต้ความดัน โดยมีอุปกรณ์ปล่อยที่เปลี่ยนเนื้อหาภายในให้เป็นสเปรย์ โฟม หรือผง สารขับดันเป็นสิ่งที่สร้างความดัน กฎหมายไม่สนใจว่าสูตรของคุณจะชาญฉลาดแค่ไหน แต่จำกัดความดันที่กระป๋องสามารถทำได้ไว้ที่ 50°C เพราะนั่นคืออุณหภูมิที่ภาชนะอาจได้รับในรถบรรทุกขนส่งที่จอดอยู่หรือโกดังในช่วงฤดูร้อน

ในสหภาพยุโรป ข้อกำหนดเกี่ยวกับเครื่องจ่ายสเปรย์ (Aerosol Dispensers Directive 75/324/EEC) กำหนดขีดจำกัดสูงสุดตามประเภทของก๊าซ โดยข้อความปัจจุบันจำกัดความดันที่อุณหภูมิ 50°C ดังนี้:

คำสั่งเดียวกันนี้ยังกำหนดแรงดันทดสอบขั้นต่ำสำหรับภาชนะเปล่าด้วย คือ อย่างน้อย 10 บาร์สำหรับกระป๋องที่บรรจุต่ำกว่า 6.7 บาร์ที่อุณหภูมิ 50°C และ 50% สูงกว่าแรงดันภายในที่อุณหภูมิ 50°C สำหรับทุกสิ่งที่บรรจุสูงกว่านั้น สามารถดูข้อความฉบับเต็มได้ที่เว็บไซต์กฎหมายของสหราชอาณาจักร ซึ่งคัดลอกภาคผนวกของคำสั่งนี้มาโดยตรง: คำสั่ง 75/324/EEC ภาคผนวก 3.1 .

เครื่องหมายเอปซิลอนกลับด้าน และสิ่งที่มันพิสูจน์ได้จริง ๆ

สเปรย์กระป๋องที่ได้มาตรฐาน EU จะไม่มีเครื่องหมาย CE แต่จะมีสัญลักษณ์เอปไซลอนกลับหัว (ϵ) แทน เครื่องหมายนี้เป็นคำรับรองจากผู้ผลิตว่ากระป๋องผ่านการทดสอบแรงดันและการบรรจุ และเป็นไปตามข้อกำหนด หากคุณกำลังจัดหาสเปรย์กระป๋องสำเร็จรูปหรือสั่งบรรจุ สิ่งแรกที่ต้องตรวจสอบคือสัญลักษณ์เอปไซลอนกลับหัวที่ฐานหรือไหล่กระป๋อง หากไม่มีสัญลักษณ์นี้ ก็ไม่ถือว่าถูกต้องตามกฎหมายของ EU ไม่ว่าสเปรย์จะให้ความรู้สึกดีแค่ไหนก็ตาม การติดฉลากบรรจุภัณฑ์นั้นอยู่ภายใต้มาตรฐาน ISO 22715:2006 ซึ่งเป็นมาตรฐานสากลที่กำหนดข้อกำหนดสำหรับบรรจุภัณฑ์และการติดฉลากผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางที่เสนอขายหรือแจกจ่ายฟรี (ISO 22715:2006 )

การจ่ายสารด้วยระบบสุญญากาศเป็นปัญหาทางฟิสิกส์ที่แตกต่างออกไป

ขวดปั๊มแบบไร้ลมไม่ใช่สเปรย์และไม่ได้อัดแรงดันด้วยสารขับดัน มีลูกสูบหรือถุงบรรจุอยู่ด้านล่างของขวด เมื่อกดคันโยก สปริงหรือแรงดันอากาศที่กลับเข้ามาจะดูดผลิตภัณฑ์ขึ้นมาผ่านรู ความดันในช่องว่างเหนือผลิตภัณฑ์จะใกล้เคียงกับความดันบรรยากาศ และไม่มีก๊าซอัดดันสูตร นี่คือจุดสำคัญ: สารออกฤทธิ์ที่ไวต่อปฏิกิริยา เช่น วิตามิน เปปไทด์ หรือน้ำมันไม่อิ่มตัว จะไม่สัมผัสกับสารขับดันและสัมผัสกับออกซิเจนน้อยลงมากเมื่อปิดฝาแล้ว

สำหรับผู้ซื้อแล้ว การเปรียบเทียบนั้นชัดเจน สเปรย์กระป๋องเหมาะสำหรับสเปรย์ ละออง และโฟมที่ต้องการก๊าซในการทำงาน ส่วนปั๊มไร้ลมเหมาะสำหรับเซรั่ม โลชั่น และครีมที่ไวต่อการเกิดออกซิเดชัน ซึ่งต้องการป้องกันไม่ให้มีอากาศเข้าไปผสม ตารางด้านล่างแสดงการเปรียบเทียบระหว่างทั้งสองแบบ

หากท่อของคุณไม่มีอากาศ งานด้านข้อกำหนดจะเปลี่ยนจากแรงดันไปเป็นอัตราการระบายอากาศและอายุการใช้งานของซีลลูกสูบ บทความของเราเกี่ยวกับเรื่องนี้ ข้อมูลจำเพาะของระบบปั๊มแบบไร้อากาศ และบทความที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับ อัตราการระบายลูกสูบ อธิบายตัวเลขเหล่านั้นโดยละเอียด

วัสดุของภาชนะจะเป็นตัวกำหนดแรงดันสูงสุดที่คุณสามารถรับได้

ข้อกำหนดนี้ปฏิบัติต่อโลหะ แก้ว และพลาสติกแตกต่างกัน เนื่องจากวัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัติการแตกหักที่แตกต่างกัน กระป๋องโลหะแบบชิ้นเดียวและแบบสามชิ้นมีขีดจำกัดสูงสุดและเป็นมาตรฐานสำหรับสเปรย์อัดแก๊สแท้ๆ ส่วนแก้วนั้นอนุญาตให้ใช้ได้เฉพาะในขอบเขตจำกัด: ภาชนะแก้วเคลือบพลาสติกหรือได้รับการปกป้องอย่างถาวรมีความจุสูงสุด 220 มล. และต้องทนแรงดันได้อย่างน้อย 12 บาร์ (แก๊สอัดหรือแก๊สละลาย) หรือ 10 บาร์ (แก๊สเหลว); แก้วที่ไม่ได้รับการปกป้องมีความจุจำกัดที่ 150 มล. และผ่านการทดสอบ 12 บาร์ ภาชนะสเปรย์อัดแก๊สพลาสติก (แบบลามิเนตหรือแบบขึ้นรูป) มีอยู่แต่ต้องผ่านการรับรองแรงดันเช่นเดียวกันและพบได้น้อยในสเปรย์เครื่องสำอาง เมื่อสูตรใดสูตรหนึ่งมีฤทธิ์กัดกร่อนโลหะ คำตอบมักจะเป็นการใช้กระป๋องที่มีซับในหรือเปลี่ยนไปใช้แก้วแบบไร้ลม ไม่ใช่การลดความหนาของผนังกระป๋อง

สำหรับบรรจุภัณฑ์อัดแรงดันใดๆ ที่มุ่งเป้าไปที่ผู้บริโภค ระบบปิดผนึกก็มีความสำคัญเช่นกัน ภาชนะบรรจุอัดแรงดันจำเป็นต้องมีระบบปิดผนึกที่ไม่หลวมระหว่างการขนส่ง และสำหรับผลิตภัณฑ์บางประเภท ระบบปิดผนึกที่ป้องกันเด็กเป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนด โปรดดูคู่มือของเราเกี่ยวกับเรื่องนี้ ฝาปิดกันเด็กสำหรับเครื่องสำอาง เพื่อความสมดุลระหว่างการออกแบบและการปฏิบัติตามกฎระเบียบ

การเลือกใช้เชื้อเพลิงเป็นตัวกำหนดว่าแรงดันจะมากหรือน้อย

ปัญหาเรื่องแรงดันส่วนใหญ่เริ่มต้นที่โต๊ะบรรจุ ไม่ใช่โรงงานผลิตกระป๋อง ก๊าซเหลว (เช่น ไดเมทิลอีเทอร์ผสมกับโพรเพนหรือบิวเทนที่ใช้ในสเปรย์เครื่องสำอาง) จะคงสภาพเป็นของเหลวในกระป๋องและสร้างแรงดันไอระเหยที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามอุณหภูมิ ในขณะที่ก๊าซอัด (เช่น ไนโตรเจน อากาศอัด) จะให้แรงดันที่นุ่มนวลและราบเรียบกว่า แต่ให้ละอองสเปรย์ที่อ่อนกว่า ปริมาณสารขับดันที่เหมาะสมคือความสมดุล: เพียงพอที่จะทำให้สูตรแตกตัวเป็นละออง แต่ไม่มากเกินไปจนเกินอุณหภูมิ 50°C

ผลการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับการบรรจุที่ตีพิมพ์เผยแพร่ระบุว่าค่าที่เหมาะสมที่สุดอยู่ในช่วงแคบๆ การตรวจสอบการระบายละอองลอยพบว่าได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดที่สัดส่วนมวลของสารขับดัน 13.79% โดยที่ความดันส่วนเกินอยู่ที่ 0.4 MPa และยังคงอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้ 0.2 ถึง 0.6 MPa ( การศึกษาการปรับปรุงประสิทธิภาพของสารขับดันละอองลอย Zenodo นั่นเป็นตัวเลขจากการวิจัย ไม่ใช่ข้อมูลจำเพาะสำหรับผลิตภัณฑ์ของคุณ แต่แสดงให้เห็นว่าทำไมเปอร์เซ็นต์ของสารขับดันจึงถูกพิจารณาว่าเป็นตัวแปรควบคุมในสายการผลิตจริง แทนที่จะเป็นการคาดเดา

การขนส่งและการจัดเก็บ: ความดันแปรผันตามอุณหภูมิ

ขีดจำกัด 50°C ไม่ใช่ค่าที่กำหนดขึ้นโดยพลการ เป็นอุณหภูมิที่ใช้ในการทดสอบขั้นสุดท้ายด้วยการแช่น้ำร้อน โดยกระป๋องที่บรรจุแล้วทุกกระป๋องจะถูกให้ความร้อนจนกระทั่งความดันภายในเท่ากับความดันที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 50°C อย่างสม่ำเสมอ จากนั้นจึงตรวจสอบการรั่วไหล การเสียรูปถาวร หรือการระเบิด กระป๋องที่ผ่านการทดสอบนี้จะปลอดภัยสำหรับการจัดเก็บและการขนส่งทางบกตามปกติ สำหรับการขนส่งทางอากาศและการขนส่งข้ามพรมแดน สเปรย์ยังถือเป็นสินค้าอันตรายที่มีความดันภายใต้กฎของ UN และ ICAO ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม น้ำหนักสุทธิที่บรรจุและฉลากแสดงอันตรายที่ถูกต้องจึงเป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนดเดียวกัน ไม่ใช่สิ่งที่คิดขึ้นมาทีหลัง

รายการตรวจสอบคุณสมบัติ 5 ข้อสำหรับผู้ซื้อ

ก่อนที่ผมจะปล่อยผลิตภัณฑ์สเปรย์หรือสเปรย์ไร้ลมสำหรับงานขึ้นรูปโลหะ ผมต้องตรวจสอบห้าสิ่งต่อไปนี้ก่อน:

• ระดับความดัน: ยืนยันประเภทของเชื้อเพลิงขับดัน และตรวจสอบว่าความดันที่อุณหภูมิ 50°C อยู่ต่ำกว่าค่าสูงสุด 12, 13.2 หรือ 15 บาร์ สำหรับก๊าซนั้น
• เครื่องหมายรับรอง: ตัวอักษรเอปไซลอนกลับหัวบนกระป๋องสำหรับสเปรย์ในสหภาพยุโรปทุกชนิด โปรดตรวจสอบบันทึกการทดสอบของผู้ผลิต
• คุณสมบัติของภาชนะ: วัสดุ ความจุรวม และแรงดันทดสอบขั้นต่ำ ต้องตรงตามข้อจำกัดของแก้วและโลหะตามข้อกำหนด
• ความเหมาะสมของสูตร: การสัมผัสระหว่างสารขับดันกับผลิตภัณฑ์ ความต้องการสารกันเสีย และความไวต่อออกซิเจน (แบบไร้อากาศหากไวต่อออกซิเจน)
• การปิดผนึกและการขนส่ง: แรงบิดในการปิดผนึกหรือข้อกำหนด CR รวมถึงปริมาณสุทธิของ UN หรือ ICAO และฉลากแสดงอันตรายสำหรับการขนส่ง

ลักษณะการพ่นเป็นคุณสมบัติเฉพาะตัว หมายเหตุของเราเกี่ยวกับเรื่องนี้ การพ่นละอองละเอียด และ คู่มือการเลือกซื้อขวดสเปรย์น้ำหอม เปลี่ยนวลี "ทำให้เป็นละอองละเอียด" ให้เป็นตัวเลขที่วัดผลได้ ซึ่งคุณสามารถส่งให้ซัพพลายเออร์ได้ทุกราย

คำถามที่พบบ่อย

แรงดันภายในสูงสุดที่อนุญาตในสเปรย์เครื่องสำอางคือเท่าไร?

ภายใต้ข้อกำหนด Directive 75/324/EEC ความดันภายในที่อุณหภูมิ 50°C ต้องไม่เกิน 12 บาร์สำหรับก๊าซไวไฟเหลว 13.2 บาร์สำหรับก๊าซไม่ติดไฟเหลว หรือ 15 บาร์สำหรับก๊าซไม่ติดไฟอัดหรือละลาย นอกจากนี้ ภาชนะเปล่าต้องมีความดันทดสอบขั้นต่ำอย่างน้อย 10 บาร์ด้วย

ปั๊มแบบไร้ลมใช้แรงดันเหมือนกระป๋องสเปรย์หรือไม่?

ไม่ ปั๊มแบบไร้ลมไม่ได้ใช้สารขับดันในการอัดแรงดัน ลูกสูบหรือถุงและสปริงจะดูดผลิตภัณฑ์ขึ้นมาด้วยแรงดันใกล้เคียงกับความดันบรรยากาศ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเลือกใช้ปั๊มแบบไร้ลมสำหรับสูตรที่ไวต่อออกซิเจนมากกว่าสเปรย์

สัญลักษณ์เอปไซลอนกลับด้านบนกระป๋องสเปรย์หมายความว่าอย่างไร?

นี่คือเครื่องหมายรับรองมาตรฐานที่กำหนดโดยคำสั่ง 75/324/EEC ซึ่งแจ้งให้ตลาดทราบว่าผลิตภัณฑ์สเปรย์ผ่านการทดสอบแรงดันและการบรรจุแล้ว ผลิตภัณฑ์สเปรย์ในสหภาพยุโรปที่ไม่มีเครื่องหมายนี้จะไม่สามารถวางจำหน่ายในตลาดได้อย่างถูกกฎหมาย

การเลือกใช้สารขับดันมีผลต่อความดันของละอองลอยอย่างไร?

ก๊าซเหลวให้การพ่นละอองที่แรง แต่กราฟความดันจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามอุณหภูมิ ดังนั้นจึงต้องควบคุมเปอร์เซ็นต์การบรรจุอย่างเข้มงวด ส่วนก๊าซอัดให้กราฟความดันที่ราบเรียบกว่าและละอองที่อ่อนกว่า ปริมาณสารขับดันถูกกำหนดให้คงอยู่ต่ำกว่า 50°C ในขณะที่ยังคงให้คุณภาพการพ่นตามที่สูตรต้องการ

บทสรุป

แรงดันและสุญญากาศไม่ใช่รายละเอียดด้านการออกแบบ แต่เป็นข้อเท็จจริงที่สำคัญของบรรจุภัณฑ์แบบสเปรย์หรือแบบไร้ลม แรงดันสูงสุด 12 ถึง 15 บาร์ เครื่องหมายอีพ็อกซีกลับด้าน แรงดันการทดสอบของภาชนะ และปริมาณสารขับดัน คือตัวเลขสี่ตัวที่ตัดสินว่ารูปแบบนั้นปลอดภัย ถูกกฎหมาย และใช้งานได้อย่างสะดวกสบายหรือไม่ ระบุตัวเลขเหล่านี้ลงในเอกสารข้อกำหนดก่อนการผลิต และความล้มเหลวในการใช้งานจริงส่วนใหญ่ก็จะไม่เกิดขึ้น หากคุณต้องการให้คำนวณตัวเลขเหล่านี้สำหรับสูตรและตลาดเฉพาะของคุณ รับเอกสารข้อมูลจำเพาะบรรจุภัณฑ์สเปรย์แบบปรับแต่งตามความต้องการจากทีมวิศวกรรมของเรา .