Shampoo

Shampoos zijn reinigingsformuleringen die worden gebruikt voor een breed scala aan toepassingen, waaronder persoonlijke verzorging, gebruik door huisdieren en tapijten. De meeste worden op ongeveer dezelfde manier vervaardigd. Ze zijn voornamelijk samengesteld uit chemicaliën die oppervlakteactieve stoffen worden genoemd en die het speciale vermogen hebben om olieachtige materialen op oppervlakken te omringen en ze door water weg te spoelen. Meestal worden shampoos gebruikt voor persoonlijke verzorging, vooral voor het wassen van het haar.

Geschiedenis

Vóór de komst van shampoos gebruikten mensen zeep meestal voor persoonlijke verzorging. Zeep had echter de duidelijke nadelen dat het irriterend was voor de ogen en onverenigbaar met hard water, waardoor het een dof uitziende film op het haar achterliet. In het begin van de jaren dertig werd de eerste synthetische wasmiddelshampoo geïntroduceerd, al had deze nog wel wat nadelen. De jaren zestig brachten de wasmiddeltechnologie die we tegenwoordig gebruiken.

In de loop der jaren zijn er veel verbeteringen aangebracht aan shampooformuleringen. Nieuwe wasmiddelen zijn minder irriterend voor de ogen en de huid en hebben verbeterde gezondheids- en milieukwaliteiten. Ook is de materiaaltechnologie vooruitgegaan, waardoor duizenden heilzame ingrediënten in shampoos kunnen worden verwerkt, waardoor het haar schoner en beter geconditioneerd aanvoelt.

Grondstoffen

Nieuwe shampoos worden in eerste instantie gemaakt door cosmetisch chemici in het laboratorium. Deze wetenschappers beginnen met te bepalen welke kenmerken de shampooformule zal hebben. Ze moeten beslissen over esthetische kenmerken, zoals hoe dik het moet zijn, welke kleur het zal hebben en hoe het zal ruiken. Ze houden ook rekening met prestatiekenmerken, zoals hoe goed het reinigt, hoe het schuim eruitziet en hoe irriterend het zal zijn. Consumententesten helpen vaak om te bepalen wat deze kenmerken zouden moeten zijn.

Zodra de kenmerken van de shampoo zijn geïdentificeerd, wordt in het laboratorium een ​​formule gemaakt. Deze eerste batches worden gemaakt in kleine bekers met verschillende ingrediënten. In de persoonlijke verzorgingsindustrie zijn bijna alle ingrediënten die kunnen worden gebruikt, geclassificeerd door de Cosmetic, Toiletry, and Fragrance Association (CTFA) in de door de overheid goedgekeurde collectie die bekend staat als de International Nomenclature of Cosmetic Ingredients (INCI). De belangrijkste ingrediënten in shampooformuleringen zijn water, detergenten, schuimversterkers, verdikkingsmiddelen, conditionerende middelen, conserveermiddelen, modificatoren en speciale additieven.

Water

Het belangrijkste ingrediënt in alle shampoos is water, dat meestal ongeveer 70-80% van de hele formule uitmaakt. Gedeïoniseerd water, dat speciaal is behandeld om verschillende deeltjes en ionen te verwijderen, wordt gebruikt in shampoos. De bron van het water kan ondergrondse putten, meren of rivieren zijn.

Wasmiddelen

De volgende meest voorkomende ingrediënten in shampoos zijn de primaire wasmiddelen. Deze stoffen, ook wel oppervlakteactieve stoffen genoemd, zijn de reinigende ingrediënten in shampoos. Oppervlakteactieve stoffen zijn oppervlakteactieve ingrediënten, wat betekent dat ze kunnen interageren met een oppervlak. De chemische aard van een oppervlakteactieve stof maakt het mogelijk om olieachtige materialen van oppervlakken te omringen en vast te houden. Een deel van het molecuul is olie-compatibel (oplosbaar), terwijl het andere deel in water oplosbaar is. Wanneer een shampoo wordt aangebracht op haar of textiel, wordt het in olie oplosbare deel uitgelijnd met de olieachtige materialen, terwijl het in water oplosbare deel uitgelijnd is met de waterlaag. Wanneer een aantal oppervlakteactieve moleculen zo op één lijn liggen, vormen ze een structuur die bekend staat als een micel. Deze micel heeft olie die in het midden zit en kan worden weggespoeld met water, waardoor de shampoo zijn reinigende kracht krijgt.

Oppervlakteactieve stoffen zijn afgeleid van verbindingen die bekend staan ​​als vetzuren. Vetzuren zijn van nature voorkomende materialen die in verschillende plantaardige en dierlijke bronnen worden aangetroffen. De materialen die het meest worden gebruikt om de oppervlakteactieve stoffen die in shampoos worden gebruikt te maken, worden gewonnen uit kokosolie, palmpitolie en sojaolie. Enkele veel voorkomende primaire wasmiddelen die in shampoos worden gebruikt, zijn ammoniumlaurylsulfaat, natriumlaurylsulfaat en natriumlaurylethersulfaat.

Schuimversterkers

Naast het reinigen van oppervlakteactieve stoffen worden andere soorten oppervlakteactieve stoffen aan shampoos toegevoegd om de schuimeigenschappen van de formulering te verbeteren. Deze materialen, alkanolamiden genaamd, helpen de hoeveelheid schuim en de grootte van de bellen te vergroten. Net als primaire wasmiddelen zijn ze ook afgeleid van vetzuren en hebben ze zowel in water oplosbare als in olie oplosbare eigenschappen. Typische materialen zijn lauramide DEA of cocamide DEA.

Verdikkingsmiddelen

Tot op zekere hoogte maken de alkanolamiden die shampoos laten schuimen ook de formuleringen dikker. Er worden echter ook andere materialen gebruikt om de viscositeit te verhogen. Zo zit methylcellulose, afgeleid van plantaardige cellulose, in shampoos om ze dikker te maken. Natriumchloride (zout) kan ook worden gebruikt om de dikte van de shampoo te vergroten.

Conditioneringsmiddelen

Sommige materialen worden ook aan shampoos toegevoegd om het soms harde effect van oppervlakteactieve stoffen op haar en stoffen te compenseren. Typische conditionerende middelen omvatten polymeren, siliconen en quaternaire middelen. Elk van deze verbindingen zet zich af op het oppervlak van het haar en verbetert het gevoel, zachtheid en kambaarheid, terwijl de statische lading wordt verminderd. Shampoos die conditionering als voordeel hebben, worden 2-in-1 shampoos genoemd omdat ze het haar in dezelfde stap reinigen en verzorgen. Voorbeelden van conditionerende middelen omvatten guarhydroxypropyltrimoniumchloride dat een polymeer is, dimethicon dat een silicone is, en quatemium 80, een quaternair middel.

Conserveringsmiddelen

Omdat shampoos zijn gemaakt van water en organische verbindingen, is besmetting door bacteriën en andere microben mogelijk. Conserveringsmiddelen worden toegevoegd om dergelijke groei te voorkomen. Twee van de meest voorkomende conserveermiddelen die in shampoos worden gebruikt, zijn DMDM-hydantoïne en methylparaben.

Aanpassers

Andere ingrediënten worden toegevoegd aan shampooformules om specifieke eigenschappen te wijzigen. Opacifiers worden toegevoegd om de formule dekkend te maken en een parelachtige look te geven. Materialen die bekend staan ​​als sequestreermiddelen worden toegevoegd om de dofmakende effecten van hard water te compenseren. Zuren of basen zoals citroenzuur of natriumhydroxide worden toegevoegd om de pH van een shampoo aan te passen, zodat de reinigingsmiddelen voor een optimale reiniging zorgen.

Speciale toevoegingen

Een van de belangrijkste factoren die de aankoop van een shampoo beïnvloeden, is de kleur en geur. Om deze eigenschappen te wijzigen, voegen fabrikanten geuroliën en door de overheid goedgekeurde en gecertificeerde FD&C-kleurstoffen toe. Ook andere speciale toevoegingen kunnen een soortgelijk effect hebben. Natuurlijke materialen zoals botanische extracten, natuurlijke oliën, eiwitten en vitamines verlenen allemaal speciale kwaliteiten en helpen shampoos te verkopen. Additieven zoals zinkpyrithion zijn inbegrepen om het probleem van roos aan te pakken. Andere toevoegingen zijn kleurstoffen die het haar kunnen kleuren.

Het fabricageproces

Nadat een shampoo-formule is ontwikkeld, wordt deze getest om ervoor te zorgen dat de eigenschappen ervan in de loop van de tijd minimaal veranderen. Dit type testen, stabiliteitstesten genoemd, wordt voornamelijk gebruikt om fysieke veranderingen in zaken als kleur, geur en dikte te detecteren. Het kan bieden ook informatie over andere veranderingen, zoals microbiële besmetting en prestatieverschillen. Deze test wordt gedaan om ervoor te zorgen dat de fles shampoo die in de winkelrekken staat, net zo presteert als de fles die in het laboratorium is gemaakt.

Het productieproces kan worden onderverdeeld in twee stappen. Eerst wordt een grote partij shampoo gemaakt, en vervolgens wordt de partij verpakt in individuele flessen.

Compounding

• 1 Grote partijen shampoo worden gemaakt in een aangewezen gebied van de fabriek. Hier volgen werknemers, bekend als compounders, de instructies van de formule om batches te maken die 3.000 gal (11.000 1) of meer kunnen zijn. Grondstoffen, die doorgaans worden geleverd in vaten tot 200 liter (200 liter) of in zakken van 23 kg (50 lb), worden via vorkheftrucks naar de bereidingsruimte gebracht. Ze worden in de batchtank gegoten en grondig gemengd.
• 2 Afhankelijk van de formule kunnen deze batches indien nodig worden verwarmd en gekoeld om de grondstoffen sneller te laten combineren. Sommige grondstoffen zoals water of de primaire reinigingsmiddelen worden direct in de batchtank gepompt en gedoseerd. Deze materialen worden eenvoudig toegevoegd door op een knop op geautomatiseerde bedieningselementen te drukken. Deze regelaars regelen ook de mengsnelheden en de verwarmings- en koelsnelheden. Afhankelijk van de grootte en het type shampoo, kan het maken van een batch van 3.000 gallon (11.000-1) één tot vier uur duren.

Kwaliteitscontrole

• 3 Nadat alle ingrediënten aan de batch zijn toegevoegd, wordt een monster naar het Quality Control (QC)-lab gebracht om te testen. Fysieke kenmerken worden gecontroleerd om er zeker van te zijn dat de batch voldoet aan de specificaties die zijn beschreven in de instructies voor de formule. De QC-groep voert tests uit zoals pH-bepaling, viscositeitscontroles en evaluaties van uiterlijk en geur. Ook kunnen ze controleren hoeveel wasmiddel er in de formule zit en of er voldoende conserveermiddel in zit. Als blijkt dat de batch "buiten de specificaties" valt, kunnen er aanpassingen worden gedaan. Er kunnen bijvoorbeeld zuren of basen worden toegevoegd om de pH aan te passen, of zout kan worden toegevoegd om de viscositeit te wijzigen. Kleuren kunnen ook worden aangepast door meer kleurstof toe te voegen.
• 4 Nadat een batch is goedgekeurd door QC, wordt deze uit de hoofdbatchtank in een opslagtank gepompt waar deze kan worden opgeslagen totdat de vullijnen klaar zijn. Vanuit de vuilwatertank wordt het in de vuller gepompt, die bestaat uit een carrousel van pistonvulkoppen.

Vullen

• 5 Aan het begin van de vullijn worden lege flessen in een grote bak, een hopper genaamd, gedaan. Hier worden de flessen fysiek gemanipuleerd totdat ze correct zijn georiënteerd en rechtop staan. Vervolgens worden ze langs een transportband naar de vulcarrousel gebracht, waar de shampoo in zit.
• 6 De vulcarrousel bestaat uit een reeks piston-vulkoppen die zijn gekalibreerd om precies de juiste hoeveelheid shampoo in de flessen af ​​te geven. Terwijl de flessen door dit gedeelte van de vullijn bewegen, worden ze gevuld met shampoo.
• 7 Vanaf hier gaan de flessen naar de sluitmachine. Net als de bak die de lege flessen bevat, worden de doppen ook in een trechter geplaatst en vervolgens correct uitgelijnd. Terwijl de flessen bewegen, worden de doppen erop gezet en strak gedraaid.
• 8 Nadat de doppen zijn aangebracht, gaan de flessen (indien nodig) naar de etiketteermachines. Afhankelijk van het type etiketten kunnen ze met lijm worden geplakt of met hitte worden geperst. Etiketten worden tijdens het passeren op de flessen geplakt.
• 9 Van het etiketteergebied gaan de flessen naar het boksgedeelte, waar ze in dozen worden gedaan, meestal met een dozijn tegelijk. Deze dozen worden vervolgens op pallets gestapeld en in grote vrachtwagens naar distributeurs vervoerd. Dergelijke productielijnen kunnen bewegen met snelheden van ongeveer 200 flessen per minuut of meer.

Kwaliteitscontrole

Naast de eerste controles om er zeker van te zijn dat het product aan de specificaties voldoet, worden er ook andere kwaliteitscontroles uitgevoerd. Lijninspecteurs kijken bijvoorbeeld naar de flessen op specifieke punten op de afvullijn om er zeker van te zijn dat alles er goed uitziet. Ze merken zaken op als vulniveaus, labelplaatsing en of de dop er goed op zit. Het product wordt ook routinematig gecontroleerd om te zien of er sprake is van microbiële besmetting. Dit wordt gedaan door een fles van de vullijn te halen en naar het QC-lab te sturen. Hier wordt een kleine hoeveelheid van het shampooproduct op een bord gesmeerd en geënt met bacteriën en andere organismen om te zien of ze groeien. Daarnaast wordt ook de verpakking gecontroleerd of deze voldoet aan de specificaties. Zaken als de dikte van de fles, het uiterlijk en het gewicht van de fles worden allemaal gecontroleerd.

De Toekomst

Bedrijven in consumentenproducten zullen nieuwe soorten shampoos blijven produceren. Deze nieuwe formules zullen worden aangedreven door de steeds veranderende wensen van de consument en de ontwikkeling van chemische technologie. Momenteel houden consumenten van multifunctionele shampoos, zoals 2-in-I shampoos, die in één stap reiniging en conditionering bieden, of shampoos die helpen bij het stylen. Nieuwe shampoos zullen waarschijnlijk zorgen voor verbeterde conditionering, styling en kleuring tijdens het reinigen van het haar.

De shampootechnologie zal ook verbeteren naarmate nieuwe ingrediënten worden ontwikkeld door leveranciers van grondstoffen. Er worden enkele belangrijke vorderingen gemaakt bij de ontwikkeling van verbindingen zoals polymeren, siliconen en oppervlakteactieve stoffen. Deze materialen zijn minder irriterend, goedkoper, milieuvriendelijker en bieden ook meer functionaliteit en prestaties.