Ultraschall-gestützte Vermahlung in der Lippenstiftherstellung

Die Herstellung von Lippenstiften umfasst das präzise steuerbare Mahlen und Mischen von Wachsen und Farbpigmenten, um ein bestimmtes Farb- und Texturprofil des Lippenstifts sicherzustellen. Das Mahlen und Mischen mit Ultraschall ist ein zuverlässiges, effizientes und exakt steuerbares Verfahren zur Herstellung hochhomogener Wachs-Pigment-Suspensionen für hochwertige Lippenstifte.

Mischen und Mahlen mit Ultraschall für die Lippenstiftherstellung

Lippenstifte werden in der Regel in kleinen bis mittelgroßen Chargen hergestellt, da sich die einzelnen Varianten hinsichtlich Farbe / Farbton, Glanz, Inhaltsstoffen (pflegenden Substanzen) usw. unterscheiden.
Bei der Lippenstiftherstellung kommen verschiedene Rohstoffe zum Einsatz, darunter Wachse (Bienenwachs, Candelillawachs, Carnaubawachs), Pigmente (z.B. organische und anorganische Pigmente, Karmin; pflanzliche Pigmente, mineralische Pigmente wie Glimmer, Oxide, Ultramarine), Alkohol (Lösungsmittel), Öle (Mineralöl, Rizinusöl, Lanolinöl oder Pflanzenöle) und Zusatzstoffe (Konservierungsmittel, Antioxidantien, pflegende Inhaltsstoffe, Duftstoffe). Das Verhältnis von Öl:Wachs:Pigment beträgt in der Regel etwa 50–70% : 20–30% : 5–15%.
Diese Inhaltsstoffe werden in getrennten Ansätzen geschmolzen und gerührt: Ein Ansatz enthält die Lösungsmittel, der zweite die Lipide / Öle und der dritte die Fette und wachsartigen Materialien.
Zum Einarbeiten der Farbpigmente werden die Lösungsmittellösung und die erwärmten flüssigen Öle (etwa 180°F oder 85°C) unter Rühren mit den Farbpigmenten zu einer groben Vormischung vermengt. Die Vormischung wird einem Ultraschall-Durchflussreaktor zugeführt, in dem die Pigmentsuspension mit intensiver ultraschallinduzierter (akustischer) Kavitation behandelt wird. Ultraschallkavitation ist eine rein mechanische Behandlung, die auf extremen Scherkräften und Kollisionen zwischen Partikeln beruht. Das Mahlen und Zerkleinern mit Ultraschall ermöglicht eine präzise Prozesssteuerung und damit eine gleichbleibend hohe Produktqualität.

Das Mahlen und Zerkleinern mit Ultraschall verringert die Partikelgröße der Pigmente gleichmäßig, sodass eine glatte Textur entsteht. Dies ist ein wichtiger Schritt, da die Textur eines Lippenstifts ein wesentliches Qualitätsmerkmal ist und ein körniges Gefühl unerwünscht ist. Darüber hinaus ist eine gleichmäßige Partikelgrößenverteilung entscheidend für die Farbstärke und Farbtiefe des Lippenstifts.
Während herkömmliche Hochschermischer, Walzenmühlen und Perlmühlen Luft in die Öl-Pigment-Suspension eintragen, verhindert die Inline-Beschallung den Einschluss von Gasblasen. Die Ultraschallbehandlung wirkt sogar entlüftend / entgasend, wodurch der anschließende Schritt der Vakuumentlüftung überflüssig wird. Durch den Wegfall dieses Entlüftungsschritts werden Verarbeitungskosten und Verarbeitungszeit reduziert.
In einem zweiten Mischschritt wird die Pigment-Öl-Suspension mit dem heißen Wachs vermengt. Auch das Mischen von Pigmenten / Öl mit dem heißen Wachs kann mit dem Ultraschallmischer erfolgen. Abschließend wird die Lippenstiftmasse in röhrenförmige Gießformen gegossen, in denen sie abkühlt und aushärtet und dabei ihre typische Stiftform erhält. Sobald die Wachs-Pigment-Mischung erstarrt ist, kann sie in eine Kunststoff- oder Metallverpackung eingesetzt werden und ist verkaufsfertig.

Hochleistungs-Ultraschallmischer für die Lippenstiftherstellung

Hielscher Ultrasonics liefert Hochleistungs-Ultraschallgeräte an Kosmetikhersteller weltweit. Das Mahlen, Zerkleinern und Dispergieren mit Ultraschall ist eine zuverlässige und wirksame Technologie zur Herstellung homogener Mischungen aus Wachsen, Lipiden, O/W- oder W/O-Emulsionen, Pigmenten und pflegenden Zusatzstoffen. Ultraschallmischer verarbeiten problemlos hochviskose Suspensionen wie Wachsschmelzen, Mischungen mit hohen Partikelkonzentrationen und Pasten. Selbst die Verarbeitung stark abrasiver Partikel stellt für Ultraschallmisch- und -mahlsysteme kein Problem dar.
Ultraschallprozesse können im Chargenbetrieb und im kontinuierlichen Inline-Betrieb durchgeführt werden. Besonders bei größeren Produktionsmengen bietet die Inline-Ultraschallverarbeitung mit einem Ultraschall-Durchflussreaktor verschiedene Vorteile, darunter eine höhere Produkteinheitlichkeit, da sich die Verweilzeit im Beschallungsbereich und die Verarbeitungstemperatur präzise steuern lassen. Der Einsatz eines Inline-Ultraschallsystems mit Durchflusszelle verhindert den Einschluss von Luftblasen und wirkt sogar entlüftend / entgasend.
Hielscher Ultrasonics verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung, Herstellung und im Vertrieb von Hochleistungs-Ultraschallgeräten für die Herstellung kosmetischer Produkte. Wir begleiten unsere Kunden von der ersten Machbarkeitsprüfung über die Prozessoptimierung bis hin zur Installation und zum Betrieb der Ultraschalldispergieranlage im industriellen Maßstab.
Die industriellen Ultraschallprozessoren von Hielscher Ultrasonics können sehr hohe Amplituden erzeugen. Amplituden von bis zu 200µm lassen sich problemlos im kontinuierlichen 24/7-Betrieb realisieren. Für noch höhere Amplituden sind kundenspezifische Ultraschallsonotroden erhältlich. Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht den 24/7-Betrieb unter hoher Belastung und in anspruchsvollen Umgebungen.
Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte: