La scelta della portata della pompa in una tabella

I cataloghi commerciali illustrano quanto possa essere ampia la gamma di prodotti disponibili. Silgan, ad esempio, propone soluzioni di pompe nella gamma 0,100–0,200 mL, una pompa airless da 0,25 mL integrata nel tubetto e altre pompe per prodotti di bellezza da circa 0,45 mL. Si tratta di esempi di meccanismi disponibili, non di standard di categoria né di prova che le stesse portate funzioneranno con la vostra formula.

Come calcolare una potenza iniziale adeguata

Partite dal calcolo in massa perché i team di sviluppo dei prodotti possono pesare direttamente una dose e perché millilitri e grammi non sono intercambiabili a meno che non si conosca la densità. Se un fornitore specifica il volume, convertitelo utilizzando la densità misurata della formula finita:

Esempio risolto

Supponiamo che i test sui consumatori stabiliscano una porzione prevista di siero per il viso pari a 0,36 g e che l’istruzione desiderata sia di due erogazioni complete. L’obiettivo tecnico è di 0,18 g per erogazione. Se la densità della formula è pari a 1,03 g/mL, l’obiettivo volumetrico approssimativo è di 0,175 mL per erogazione (0,18 ÷ 1,03). Tale valore costituisce un obiettivo preliminare; la specifica finale dovrà basarsi sulle prestazioni misurate delle confezioni riempite e su una tolleranza concordata.

In che modo differiscono le esigenze relative al siero e alla lozione

Per il siero, dare priorità al controllo e alla ripetibilità

Un siero per il viso viene solitamente applicato su un’area più ridotta e può avere un costo al grammo piuttosto elevato. Un’erogazione eccessiva può causare sprechi, la formazione di grumi sotto gli strati successivi o una durata della confezione inaspettatamente breve. Valutate se una singola pressione dell’erogatore garantisce un controllo adeguato, se l’ugello deposita il prodotto in modo preciso sulla punta del dito e se un siero a bassa viscosità schizza o gocciola dopo l’azionamento. A flacone con pompa airless di piccole dimensioni può rappresentare una valida soluzione quando la protezione della formulazione e l'erogazione controllata sono prioritarie, ma richiede comunque test di compatibilità e di resa.

Per la lozione, adeguare la quantità erogata all’area di applicazione

La lozione per il viso, quella per le mani e quella per il corpo non dovrebbero necessariamente avere tutte la stessa erogazione. Una pompa a bassa portata può rendere frustrante l’uso di un prodotto per il corpo, poiché l’utente deve premere ripetutamente; una dose eccessiva può invece comportare uno spreco nel caso di una crema idratante per il viso. Verificate quante pressioni complete e comode sono necessarie per coprire l’area desiderata. Boyu’s gamma di flaconi per lozioni fornisce i formati di base per i prodotti per il viso e per il corpo, ma l'erogatore, il meccanismo di azionamento, il tubo di immersione, il tappo e il flacone devono essere certificati come un unico sistema.

Perché la portata nominale della pompa non corrisponde alla dose erogata

La resa fornita da un fornitore è una specifica utile per i componenti, ma potrebbe essere stata misurata utilizzando un liquido di riferimento in condizioni ben definite. La formula finale potrebbe comportarsi in modo diverso. Valutare almeno:

• Densità: A parità di volume della camera, si ottengono dosi di massa diverse per formule con densità diverse.
• Reologia: La viscosità a una determinata velocità di taglio non costituisce una descrizione completa. L’assottigliamento per taglio, la tensione di snervamento, il recupero tissotropico e la formazione di filamenti influenzano il riempimento e lo scarico.
• Temperatura: La conservazione a freddo può aumentare la resistenza; il calore può ridurre la viscosità e favorire il gocciolamento. Verificare le condizioni di mercato e di trasporto pertinenti.
• Aria e particolato: L'aria intrappolata può causare corse irregolari, mentre granuli, polveri o fibre possono ostruire i passaggi stretti.
• Geometria della confezione: La lunghezza e il taglio del tubo di immersione, la spalla della bottiglia, lo sfiato, lo spazio di testa, il movimento del pistone nelle confezioni airless e la tenuta del tappo sono tutti fattori importanti.
• Utilizza le meccaniche: La velocità di pressatura, la corsa completa rispetto a quella parziale, il tempo concesso per il ritorno elastico della molla, l'angolazione della bottiglia e le corse rapide ripetute modificano l'erogazione.

La viscosità costituisce quindi un criterio di compatibilità, non un fattore determinante di per sé per la resa. Due formule con la stessa viscosità nominale possono avere una resa diversa se presentano curve di flusso, tensione superficiale o recupero differenti.

Come misurare la portata della pompa con la formula definitiva

1. Campioni di condizioni. Registrare il lotto della formula, i lotti dei componenti, il livello di riempimento, le impostazioni di assemblaggio, il tempo di condizionamento e la temperatura.
2. Cuocere separatamente. Eseguire tratti completi fino a ottenere un flusso continuo. Registrare il numero di prime; non includere implicitamente i tratti irregolari di prime nella media in condizioni stazionarie.
3. Misurare le corse complete ripetute. Tarare un recipiente adeguato, erogare a una portata naturale controllata e pesare il prodotto raccolto. Dividendo la massa ottenuta in più cicli per il numero di cicli si riduce l’errore di risoluzione della bilancia.
4. Ripetere l'operazione per tutte le unità. Testare più pompe provenienti da lotti rappresentativi. Definire il piano di campionamento e i limiti di accettabilità sulla base del rischio, della capacità di processo, dell’accordo con il fornitore e delle procedure di qualità, non sulla base di un dato arbitrario trovato online.
5. Durata della confezione di prova. Misurare le prestazioni nelle fasi iniziale, intermedia e finale del ciclo di vita, comprese quelle a serbatoio quasi vuoto. Registrare i colpi a vuoto, i ritorni incompleti, le gocciolature, gli intasamenti, le ostruzioni e il prodotto residuo.
6. Condizioni della sfida. Ripetere l’operazione dopo aver effettuato le prove di condizionamento a caldo/freddo pertinenti, le prove di orientamento in stoccaggio, le simulazioni di vibrazione o di trasporto e le prove di invecchiamento per la compatibilità.

Segnalare più della media

Per ciascuna unità, riportare la massa media per corsa completa, i valori minimo e massimo, la deviazione standard o il coefficiente di variazione, le corse ottimali, la sensazione di azionamento e le osservazioni relative ai guasti. Una media può sembrare perfetta, mentre le singole pompe potrebbero erogare una quantità inferiore o superiore alla norma. Concordare se i limiti si applicano alle medie delle unità, alle singole corse, alle medie dei lotti o a tutte e tre.

La norma ASTM D4336 descrive i metodi per determinare la portata per azionamento dei dosatori a pompa meccanica e fa riferimento all'adescamento prima della misurazione. Utilizzate la norma attualmente in vostro possesso e il vostro sistema di qualità per definire il metodo formale; non considerate il sito web di un fornitore come sostituto della norma.

Sette errori costosi relativi alla portata delle pompe

1. Specificando solo “0,2 mL” senza indicare tolleranza, mezzo di prova, temperatura, metodo di corsa o fase di vita.
2. Analisi dell'acqua quando il prodotto è un siero strutturato o un'emulsione.
3. Confondere i mL con i g e trascurare la densità.
4. Approvazione di un campione di riferimento anziché di lotti rappresentativi di componenti.
5. Partendo dal presupposto che gli utenti eseguano tratti parziali identici.
6. Controllare il livello solo subito dopo il riempimento, non dopo la maturazione né quando il contenitore è quasi vuoto.
7. Scegliere la pompa prima di verificare le istruzioni relative alla dose con gli utenti.

Una specifica tecnica di omologazione

La norma ISO 22715 riguarda il confezionamento e l’etichettatura dei cosmetici, ma non fornisce una dosaggio universale per i dosatori a pompa di lozioni o sieri. La scelta del dosaggio rimane una decisione tecnica e di qualità specifica per ciascun prodotto. Per una selezione più ampia di confezioni, consultare Boyu’s Opzioni di confezionamento per prodotti per la cura della pelle e confrontare i sistemi di dosaggio prima dell'approvazione degli stampi o della decorazione.

Domande frequenti

Qual è la portata tipica di una pompa per siero?

Esistono pompe commerciali a bassa portata con valori compresi tra 0,1 e 0,2 mL per corsa, ma si tratta di un intervallo di riferimento relativo all’hardware, non di un requisito universale per il siero. Effettuare il calcolo in base alla dose di massa prevista e verificare con la formula effettiva.

Qual è la portata tipica di un dosatore a pompa per lozioni?

Le pompe per lozioni coprono una gamma molto più ampia, poiché le lozioni per il viso e quelle per il corpo sono destinate a zone diverse. Selezionare innanzitutto il numero di corse complete che risultano più comode, quindi individuare le pompe in grado di erogare la quantità richiesta. Richiedere il disegno tecnico esatto del fornitore e le condizioni di prova.

È necessario specificare la quantità in ml o in grammi?

È possibile utilizzare entrambe le unità, purché il metodo sia definito, ma i grammi per colpo risultano più pratici per il controllo di qualità gravimetrico. Effettuare la conversione utilizzando la densità formulata misurata e indicare la temperatura.

Una mezza pompata può erogare una dose minore?

È possibile, ma gli spostamenti parziali sono in genere meno ripetibili tra utenti e meccanismi diversi. Se la coerenza della dose è importante, progettare la corsa nominale completa in base all’interazione prevista e verificare il comportamento reale degli utenti.

Un flacone airless garantisce un dosaggio preciso?

No. I sistemi airless consentono un dosaggio controllato e riducono il reinserimento di aria, ma il riempimento della camera, il movimento del pistone, il comportamento della formulazione, l'azionamento e le tolleranze dei componenti richiedono comunque di essere testati.

Quante dosi si ricavano da un flacone?

Per ottenere una stima, dividere la massa netta di riempimento per la massa media misurata per ogni corsa utile. Tenere poi conto dell’adescamento e del prodotto residuo. Un riempimento di 30 g a 0,20 g per corsa stabile suggerisce 150 equivalenti di corsa stabile prima di tali perdite, ma non 150 dosi garantite per il consumatore.

Fonti

• ASTM D4336 — Metodi di prova standard per la determinazione della portata per azionamento di un erogatore a pompa meccanica
• ISO — ISO 22715:2006 Prodotti cosmetici — Imballaggio ed etichettatura
• Silgan Dispensing — Gamma globale di prodotti (esempio di intervallo di erogazione delle pompe)
• Silgan Dispensing — ERA Airless Pump-on-Tube, esempio di erogazione da 0,25 mL
• Silgan Dispensing — Portafoglio prodotti Beauty Global (esempio di erogazione da 0,45 mL)