Kontrola jakości w produkcji lakierów do paznokci – w drodze do uzyskania produktu o najlepszych parametrach fizykochemicznych oraz wizualnych

Lakiery do paznokci mogą być zarówno transparentne, półprzezroczyste lub zupełnie kryjące. O efekcie końcowym lakieru decydują dodane podczas produkcji pigmenty – często metaliczne lub interferencyjne. Aby zagwarantować jednorodną i spójną produkcję, należy ustanowić rutynowy system kontroli jakości poszczególnych jej etapów. Kluczowym elementem tego systemu jest ustanowienie standardów referencyjnych dla mierzonych parametrów wraz z granicami tolerancji, które umożliwiają zarządzanie zmiennością w procesie.

W przypadku lakierów do paznokci kontrola jakości obejmuje etap badania materiału ciekłego, aplikację tego materiału i następnie testy właściwości fizycznych oraz pomiary parametrów wizualnych produktu końcowego. Podczas pierwszego z wymienionych etapów – badań materiału ciekłego przeprowadza się testy stopnia zdyspergowania pigmentu w produkcie, lepkości i gęstości produktu czy rozlewności. Bardzo ważne jest aby badania te realizować w sposób powtarzalny i odtwarzalny, a zastosowana aparatura odznaczała się wysoką dokładnością pomiaru. Pozwala to na eliminację błędów związanych z samą procedurą pomiaru oraz pozwala uzyskiwać wiarygodne wyniki.

 

Dobre praktyki aplikacji lakierów

 Po przeprowadzeniu powyższych testów następuje etap aplikacji. W celu uzyskania powtarzalnych wyników kluczową kwestią jest przygotowanie próbki w sposób  wystandaryzowany. Aby to osiągnąć należy opracować i wdrożyć procedury aplikacji materiału (lakieru) zawierające takie punkty jak:

– konieczność zastosowania standardowego podłoża,

– jednakowa grubość i jednorodność nałożonej warstwy.

Najczęściej przy badaniach barwy, połysku czy stopnia krycia lakieru takim podłożem są wystandaryzowane karty testowe dostępne na rynku. Zastosowanie kart testowych gwarantuje spójną barwę i połysk podłoża, zapewniając, że zmierzona różnica koloru czy połysku pochodzi tylko z odchyleń między dwoma produktami (lakierami). Za pomocą czarno-białych kart można także badać siłę krycia, która jest cechą kluczową w produkcji lakierów do paznokci.

W celu uzyskania jednolitej pod względem grubości i orientacji pigmentu warstwy jest zastosowanie aplikatorów. Wybór odpowiedniego aplikatora ma bezpośredni wpływ na grubość warstwy jaką uzyskuje się podczas aplikacji i zależy w dużym stopniu od wielkości cząstek pigmentu. Rekomendowaną praktyką jest dobór odpowiedniego aplikatora do średniej wielkości cząsteczek pigmentu w produkcie. Pozwala to na ułożenie się cząstek pigmentu równolegle i uniknięcie ich dezorientacji, dzięki czemu efekt uzyskanego wymalowania jest maksymalnie zbliżony do ostatecznej aplikacji lakieru na paznokciu za pomocą pędzla. Jednolitą grubość powłoki najlepiej osiągnąć przy zastosowaniu aplikatora automatycznego, który utrzymuje stałą prędkość i nacisk narzędzia podczas aplikacji – co eliminuje ewentualne rozbieżności. Podczas rutynowej kontroli jakości należy porównywać tylko wymalowania utworzone przy użyciu tego samego rodzaju aplikatora (o jednakowej grubości warstwy mokrej). W przypadku kiedy porównuje się dwa produkty o różnej wielkości cząstek pigmentu należy wykonać  dwa wymalowania o różnej od siebie (adekwatnej do średniej wielkości cząstek w materiale) grubości warstwy mokrej. Powodem jest to, że różnica w wielkości cząstek – ziarna pigmentu będzie skutkować inną masą cząstek, tj. stopniem zagęszczenia, poziomem nieprzezroczystości i lepkością. W związku z tym dla każdej klasy pigmentów, przed rozpoczęciem pomiarów różnicowych, należy określić optymalną grubość powłoki zgodnie z ich właściwościami wizualnymi oraz średnią wielkością cząsteczek.

Pomiar lakieru na sztucznych paznokciach

Kolejnym etapem kontroli jakości jest testowanie parametrów wizualnych i właściwości fizycznych produktu końcowego. Pomiary parametrów wizualnych lakierów do paznokci najczęściej obejmują badania barwy, efektów specjalnych oraz połysku i przeprowadzane są na kartach testowych lub sztucznych paznokciach. Zastosowanie sztucznych paznokci pozwala na wystandaryzowanie pomiaru (podłoże do oceny zawsze jest takiej samej barwy i połysku). Jednakże pomiar małego i zakrzywionego elementu, jakim jest sztuczny paznokieć może stanowić wyzwanie przez ograniczenia pola powierzchni okna pomiarowego połyskomierza czy spektrofotometru barwy. W przypadku pomiarów produktów na sztucznych paznokciach rekomendowanie jest stosowanie urządzeń pomiarowych o możliwie małym oknie pomiarowym i akcesoriów minimalizujących ewentualne błędy. Największą powtarzalność wyników można osiągnąć stosując statywy dedykowane do pomiarów produktów kosmetycznych. Pozwalają one na pomiar małych elementów (takich jak sztuczne paznokcie) oraz zapewniają blokadę światła zewnętrznego, które zaburza pomiar i prowadzi do błędnych wyników.

Porównanie dwóch lakierów do paznokci o różnej recepturze

Na finalny wygląd produktu ma wpływ nie tylko orientacja cząsteczek pigmentu i ich wielkość ale także zmiany w recepturze produktu. Poniższy przykład przedstawia dwie różne formulacje produktu, do których dodano ten sam rodzaj pigmentu.

W pierwszej próbce – nałożonej wyżej na karcie testowej, orientacja płatków pigmentu nie została zaburzona. W rezultacie produkt odznacza się wyższym stopniem ziarnistości i skrzenia.

W drugiej próbce – znajdującej się niżej, płatki pigmentu były zorientowane równolegle, tworząc delikatny, lustrzany wygląd o niewielkim stopniu ziarnistości i niższych parametrach skrzenia.

Obok fotografii, na której możemy wizualnie ocenić różnice w obu próbkach przedstawione zostały wykresy danych z urządzenia BYK mac i do pomiaru barwy i efektów metalicznych.

Pomiary parametrów skrzenia i ziarnistości z BYK-mac i pokazują wyraźne różnice pomiędzy próbkami. Wartości ziarnistości i wartości skrzenia dla kąta 75 ° są znacząco różne. W przypadku silnej dezorientacji płatków pigmentu metalicznego zwiększa się ziarnistość oraz parametr pole skrzenia (ang. „Sparkle area”) dla kąta 75 °. Wyniki pomiarowe potwierdzają zatem ocenę wizualną: pierwsza próbka wykazuje silniejszy efekt skrzenia i ma dużo wyższy stopień ziarnistości względem próbki drugiej.

Zmienność barwy srebrnego lakieru do paznokci z efektem perłowym

W zależności od użytego typu pigmentu, podczas oglądania próbki pod różnymi kątami, można zaobserwować zmianę w jasności (tak zwany flop jasności) oraz zmianę w barwie (tak zwany flop koloru). Pigmenty interferencyjne powodują głównie flop koloru ale także jasność i dane kolorymetryczne będą się zmieniać wraz z kątem obserwacji/pomiaru. Aspekty zmiany barwy i jasności w zależności od kąta obserwacji i co za tym idzie wielokątowy pomiar spektrofotometryczny opisane zostały w naszym artykule pod tytułem „Po co nam te kąty? czyli dlaczego nie powinno się mierzyć powłok z efektem specjalnym i metalicznym jednokątowymi spektrofotometrami” opublikowanym w numerze 2/2020 Świata Przemysłu Kosmetycznego. Mając zatem w świadomości, iż zarówno nasze postrzeganie barwy próbki jak i dane kolorymetryczne zmieniają się przy różnym kącie obserwacji przeanalizujmy poniższy przykład. Dwa srebrne, wykazujące perłowy efekt (zawierające pigmenty interferencyjne) lakiery do paznokci zostały zmierzone za pomocą urządzenia BYK-mac i. Wykres ilustruje wyniki pomiarów wartości bezwzględnych (absolutnych) L*a*b*obu produktów. Na potrzeby naszego przykładu jeden z lakierów potraktowany został jako materiał odniesienia i nazwany   w opisie wykresu „standardem”, drugi zaś – próbką i opisany jako „sample”. Na wykresie przedstawione zostały wartości dla wszystkich 6-ciu kątów, dla których BYK mac i umożliwia pomiar (-15 °, 15 °, 25 °, 45 °, 75 °, 110 °) dla obu produktów.

Grafika poniżej ukazuje ekstremalny flop koloru dla standardu, z linią interferencyjną przechodzącą przez wszystkie cztery kwadranty wykresu. Taki obraz wykresu charakterystyczny jest dla produktów, które przy zmieniających się kątach obserwacji zmieniają kolor. W naszym przykładzie lakier oznaczony jako standard przy różnych kątach obserwacji zmienia barwę od żółtej (przestrzeń przy wartości b+) przez czerwoną (przestrzeń przy wartości a+) i zieloną (przestrzeń przy wartości a-) do niebieskiej (przestrzeń przy wartościach b-). Efekt ten określany jest w literaturze jako perła lub kameleon i został szeroko rozpowszechniony w przemyśle kosmetycznym, szczególnie w produkcji lakierów do paznokci.