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Descubren nuevo Recubrimiento en Polvo para el Envasado de Cosméticos

Los aerosoles de aluminio para envasado de cosméticos suelen estar revestidos por dentro con revestimientos orgánicos. Esto para proteger la superficie del contenido y evitar posibles contaminaciones. Claramente, los materiales sanitarios contaminados con productos de corrosión cambian sus aspectos y sus propiedades. Esto representa un aspecto crítico, ya que las latas de aerosol de aluminio del mercado suelen contener varios tipos de materiales, con diferente reactividad química.

Por lo tanto, no es fácil proteger el aluminio de estos materiales, especialmente considerando los largos tiempos de almacenamiento de los productos comerciales. Para evitar posibles contaminaciones, los recubrimientos orgánicos utilizados en este campo deben cumplir requisitos muy restrictivos. De hecho, estos productos (lacas para el cabello, desodorantes, espumas de afeitar) entran en contacto con partes delicadas del cuerpo. Por tal motivo no deben contaminarse con compuestos orgánicos provenientes de recubrimientos y productos de corrosión. Además, la apariencia visual del producto es muy importante.

¿Cómo se contaminan los cosméticos?

La contaminación de los productos se produce de diversas formas. Los componentes de los recubrimientos orgánicos del envasado de cosméticos pueden extraerse de la materia contenida, que actuaría, en este caso, como disolvente. Los compuestos de revestimiento podrían interactuar con las sustancias presentes en el líquido formando otros compuestos no deseados. Además, las capas orgánicas pueden deslaminarse del sustrato metálico como consecuencia de la pérdida de adherencia. Esto es perjudicial ya sea porque los fragmentos de la capa protectora desprendida pueden bloquear el dispensador; o porque el consumidor puede encontrar partes de la materia orgánica en el producto.

La delaminación del revestimiento se produce debido a la migración de ciertos compuestos a través del revestimiento hasta la interfaz con el sustrato e interrumpe la unión con el revestimiento. Los alcoholes, los compuestos que contienen el grupo fenol o hidroxilo y, en general, los compuestos de bajo peso molecular representan las sustancias que pueden extenderse fácilmente a través de la red y causar problemas de adhesión. Otro tema crítico que puede surgir es la absorción por la película de ciertos compuestos del producto, comprometiendo las cualidades y propiedades del producto. En estos productos se utilizan compuestos añadidos; como el fenoxietanol para evitar la pérdida de fragancia con el tiempo, el ácido benzoico como conservante, el limoneno y el mentol para perfumar el producto.

El recubrimiento orgánico no debe estar impregnado con ellos. Sin embargo, esto no es fácil, ya que los polímeros suelen absorber fácilmente el alcohol y los ésteres. Estos recubrimientos orgánicos también deben tener una buena resistencia mecánica y una buena ductilidad.

Mercado del Envasado de cosméticos

En el mercado de los cosméticos, por lo tanto, existe la necesidad de capas protectoras con especial resistencia química y a la corrosión. Teniendo en cuenta los recubrimientos orgánicos, la resistencia química y la ductilidad son propiedades que contrastan entre sí. El primero requiere un alto grado de reticulación y alta densidad, lo que conduce a un mayor bloqueo de la cadena. Una tercera característica importante y esencial son las propiedades de adhesión, que deben ser muy buenas. De hecho, para minimizar los costes, la superficie de los contenedores no se trata previamente antes de la deposición del revestimiento.

Hoy en día, el mercado de los envases de aluminio para envasado de cosméticos todavía está dominado por los recubrimientos orgánicos líquidos. Existen varias resinas de bajo coste en el mercado, sin problemas de adherencia particulares sobre superficies no tratadas. Estos tienen suficiente resistencia a químicos y solventes, pueden resistir altas temperaturas de curado y necesitan un tiempo de curado corto. Estas características reducen el costo del proceso y mantienen alta la productividad.

Recubrimiento en polvo para envasado de cosméticos

Las regulaciones cada vez más restrictivas sobre la eliminación de disolventes, así como la creciente atención pública al tema ambiental, llevaron a las empresas a buscar productos de recubrimiento en polvo que pudieran reemplazar los recubrimientos utilizados hoy en día. El recubrimiento en polvo es una técnica que no necesita disolventes ni medios de dispersión. Además, este tipo de recubrimiento necesita un tiempo de proceso muy corto en comparación con el proceso de recubrimiento convencional. El recubrimiento en polvo seco se puede realizar utilizando diferentes enfoques tecnológicos que incluyen recubrimiento asistido por líquido, adhesión térmica o electrostático.

Los productos están hechos de compuestos comunes como propelentes (propano, butano, isobutano, etc.), agua y alcohol etílico. Las empresas de este mercado han dividido los productos en tres clases agresivas según los compuestos contenidos:

  • Productos de baja criticidad, que poseen una combinación de propano / butano / isopropano u otro tipo de propulsor;
  • Criticidad media que contengan propileno, incluido alcohol etílico, o productos que contengan alcohol etílico y éter dimetílico (DME);
  • Productos de alta criticidad, como lacas de alto rendimiento que suelen presentar una combinación de agua, alcohol etílico y DME.

Los tres niveles críticos descritos anteriormente se pueden abordar aplicando pinturas líquidas orgánicas estándar. De hecho, los productos de baja criticidad pueden usarse protegiendo el recipiente con recubrimientos epoxi. En cambio los productos de mayor criticidad requieren el uso de recubrimientos a base de PAM (poliamida-imida).

Los recubrimientos en polvo están logrando buenos resultados para los productos de criticidad media-baja, pero encontrando obstáculos para sustancias más agresivas. La resina en polvo mixta epoxi-poliéster ya está en el mercado, cubriendo así el segmento de mercado crítico bajo y medio-bajo.

Los dos objetivos principales para el desarrollo y estudio de los sistemas de recubrimiento orgánico en polvo son: la mejora de las propiedades de la resina epoxi-poliéster disponible para cubrir productos aún más críticos (criticidad media y alta); y el desarrollo de una resina para – problemas críticos bajos, sin la presencia de bisfenol A (BPA) que está contenido en resinas epoxi y se sospecha que es peligroso para los humanos.

Comportamiento de dos tipos diferentes de resinas

En un trabajo se consideró el comportamiento de dos tipos diferentes de resinas para la protección del envasado de cosméticos. Ambos tipos de resinas también se modificaron cambiando su formulación, aumentando la reticulación. Las propiedades de resistencia de estos cuatro sistemas de protección se compararon con el comportamiento de una resina epoxi líquida de referencia. Estas resinas han sido expuestas a cuatro tipos de ambientes diferentes, representativos de los productos comerciales más utilizados. Se estudia mediante el pack test, que permite poner en contacto el producto interior con el recubrimiento sin pérdida de componentes volátiles y gas. La degradación de las muestras se evaluó mediante mediciones de pérdida de peso y dureza y análisis de infrarrojos (FTIR).

Los recubrimientos parecen sufrir más por el contacto con la fase líquida del entorno de prueba. Una observación visual permite resaltar solo fenómenos de degradación muy evidentes, con delaminación y ampollas. La resistencia química de los recubrimientos en polvo ha demostrado ser apropiada solo para el ambiente menos agresivo; donde los compuestos críticos son solo propelentes, propano, butano e isobutano. Después de la exposición a otros ambientes, donde hay alcohol, agua y DME, la mayoría de las muestras han sido susceptibles a la delaminación de las capas, formación de ampollas y degradación de las propiedades de protección.

Considerando los recubrimientos epoxi, estas capas sufren particularmente el contacto con dimetiléter. En comparación con éstos, los recubrimientos de poliéster mostraron que pierden sus propiedades de protección contra la corrosión. También sufren de una mayor pérdida de dureza, una mayor absorción de solventes y variaciones de peso más acentuada que las epoxi.

En conclusión, aún existe una gran distancia entre los recubrimientos en polvo y líquidos. La naturaleza de las resinas que se pueden utilizar con la tecnología en polvo es todavía demasiado limitante por ahora; y ser capaz de crear recubrimientos homogéneos, espesos y sin defectos no es suficiente para superar el problema de la afinidad química con los compuestos con los que entran en contacto con estos recubrimientos.

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