What type of universal testing machine is best suited for hair testing applications?

Hair testing requires a system with excellent low-force measurement accuracy and precise speed control. A single-column tabletop universal testing machine is typically sufficient for both single fiber tensile testing and combability testing, as the forces involved are relatively low compared to many other materials testing applications. The more critical decision is selecting the right load cell and fixtures for your specific protocol.

How do I select the right load cell for hair fiber tensile testing?

Load cell selection comes down to the expected force range of your test. Single hair fiber tensile testing typically falls in the 1–10 N range, so using a load cell that is not rated for that force range will compromise measurement accuracy. It is important to match the load cell capacity as closely as possible to the forces your test generates. An applications engineer can help you make the right selection based on your protocol. To learn more about load cell accuracy and usable range, watch our video on Accuracy and Usable Range of Load Cells — a practical guide to understanding key load cell specifications and ensuring you have the right coverage for your full range of expected forces.

Can the same universal testing machine be used for both single fiber tensile testing and combability testing?

Yes. Both tests can be run on the same universal testing machine — the key difference is the fixtures and load cells used for each test type. This makes it straightforward to build a flexible lab setup that handles multiple hair testing protocols without investing in separate systems.

How do I ensure my hair testing results are repeatable?

Repeatability comes down to controlling as many variables as possible — consistent sample preparation and washing conditions, standardized grip pressure, precise crosshead speed, and properly calibrated load cells. Universal testing machines like Instron systems are designed with these requirements in mind, and working with an applications engineer to validate your protocol early in the process can save significant time down the line.

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| Instron Essai de traction sur fibre capillaire unique et essai de peignabilité des cheveux

Équipement d'essai de traction des fibres capillaires

Comment les fabricants de shampooings et d'après-shampooings valident la performance de leurs produits

Rédigé par : Dan McClellan

Édité par : Nick Erickson

Le marché mondial des soins capillaires est extrêmement concurrentiel. Les fabricants de shampooings et d'après-shampooings investissent massivement en R&D pour différencier leurs formulations — mais les allégations des consommateurs, telles que « renforce les cheveux 2 fois plus que la marque leader », doivent être étayées par des données de laboratoire rigoureuses et reproductibles.

Cet article explique deux des principaux essais mécaniques utilisés par les formulateurs de produits capillaires : l'essai de traction sur fibre capillaire unique et l'essai de peignabilité des cheveux. Ces deux méthodes utilisent des machines d'essai universelles — telles que les systèmes Instron Série 6800 ou Série 3400 — pour générer les données quantitatives nécessaires à la justification des allégations marketing et à la conformité réglementaire.

Pourquoi les essais mécaniques sont importants pour les soins capillaires

Le cheveu est une fibre biologique dotée de propriétés mécaniques mesurables. Lorsqu'un shampooing ou un après-shampooing modifie la structure de la fibre — par dépôt de protéines, lissage de la cuticule ou rétention d'humidité — ces changements se manifestent par des différences mesurables en termes de :

Résistance à la traction à la rupture (intégrité de la fibre)
Force de frottement pendant le peignage (douceur et hydratation)

Les essais mécaniques transforment les allégations subjectives de « sensation plus douce » en données objectives et publiables. Les organismes de réglementation et les acheteurs au détail attendent de plus en plus ce niveau de justification.

Essai 1 : Essai de traction sur fibre capillaire unique

| Instron Fibre capillaire unique montée dans des mors de traction à action latérale à vis sur un système d'essai Instron

Ce qu'il mesure

Un essai de traction mesure la force requise pour rompre une seule fibre capillaire après qu'elle a été traitée avec une combinaison spécifique de shampooing et d'après-shampooing. Le résultat est un indicateur direct de l'effet d'une formulation sur la résistance des cheveux.

Protocole d'essai standard

Un lot de 10 fibres individuelles ou plus est lavé dans des conditions identiques et contrôlées à l'aide de la formulation cible.
Chaque fibre est montée entre les mors d'une machine d'essai universelle (par exemple, un système Instron).
La traverse tire la fibre à une vitesse constante jusqu'à ce qu'elle se rompe. La force maximale à la rupture est enregistrée.
Facultatif : Le diamètre moyen de chaque fibre est mesuré pour calculer sa section transversale. La division de la force par la surface donne une valeur de contrainte normalisée — exprimée en mégapascals (MPa) ou en livres par pouce carré (psi) — qui est comparable entre les études et les types de fibres.

Comment les résultats étayent les allégations commerciales

En comparant la contrainte moyenne à la rupture des cheveux traités avec la formulation testée à un contrôle non traité ou à un produit concurrent, les fabricants peuvent justifier des allégations telles que « cliniquement prouvé pour renforcer les cheveux de 40 % ».

Essai 2 : Essai de peignabilité des cheveux

Ce qu'il mesure

L'essai de peignabilité quantifie la résistance au frottement rencontrée lorsqu'un peigne standardisé passe à travers une mèche de cheveux. Des valeurs de frottement plus faibles indiquent une meilleure hydratation et douceur — les attributs de performance que les consommateurs associent aux après-shampooings efficaces.

Protocole d'essai standard

Une mèche de cheveux est lavée dans les mêmes conditions contrôlées que pour l'essai sur fibre unique.
Après le lavage, la mèche est montée dans le dispositif d'essai d'une machine d'essai universelle.
La longueur de la mèche est tirée à travers un peigne de géométrie standardisée à vitesse constante.
La force de frottement est enregistrée en continu sur toute la course, puis moyennée.

Des mèches sont disponibles auprès de fournisseurs spécialisés, avec des poids et des longueurs standardisés, et dans une large gamme de types de cheveux. L'utilisation de mèches certifiées garantit la comparabilité des résultats entre différents laboratoires et dates d'essai.

Interprétation des résultats de peignabilité

Une force de frottement moyenne plus faible équivaut à un après-shampooing plus efficace. Les formulateurs utilisent ces valeurs pour classer les formulations candidates, optimiser les concentrations d'ingrédients et fournir les preuves quantitatives requises pour les allégations d'étiquetage « hydratant », « nourrissant » et « contrôle des frisottis ». Cette technique est utilisée à la fois par les fabricants de produits finis et par les fournisseurs qui valident leurs ingrédients actifs.

Choisir le bon équipement d'essai

Les deux essais nécessitent une machine d'essai universelle avec :

Un capteur de force conçu pour la mesure de faibles forces — généralement 1 à 10 N pour l'essai sur fibre unique
Un contrôle précis et constant de la vitesse de la traverse
Des mors ou des dispositifs de peignage pour les échantillons de cheveux
Un logiciel qui calcule la contrainte, moyenne les profils de frottement et exporte les données pour l'analyse statistique

Les systèmes d'essai universels de fabricants tels qu'Instron sont couramment utilisés pour ces deux applications et peuvent être configurés avec les dispositifs spécifiques requis pour les essais capillaires. Parlez à un spécialiste des essais de matériaux Instron de la compatibilité des dispositifs pour votre protocole spécifique.

Foire aux questions (FAQ)

Quel type de machine d'essai universelle est le mieux adapté aux applications d'essai capillaire ?

Les essais capillaires nécessitent un système avec une excellente précision de mesure des faibles forces et un contrôle précis de la vitesse. Une machine d'essai universelle de table à colonne unique est généralement suffisante pour les essais de traction sur fibre unique et les essais de peignabilité, car les forces impliquées sont relativement faibles par rapport à de nombreuses autres applications d'essai de matériaux. La décision la plus critique est de sélectionner le bon capteur de force et les bons dispositifs pour votre protocole spécifique.

Comment choisir le bon capteur de force pour l'essai de traction des fibres capillaires ?

Le choix du capteur de force dépend de la plage de force attendue de votre essai. L'essai de traction sur fibre capillaire unique se situe généralement dans la plage de 1 à 10 N, donc l'utilisation d'un capteur de force non conçu pour cette plage compromettra la précision de la mesure. Il est important d'adapter la capacité du capteur de force aussi précisément que possible aux forces générées par votre essai. Un ingénieur d'application peut vous aider à faire le bon choix en fonction de votre protocole.

Pour en savoir plus sur la précision et la plage utilisable des capteurs de force, regardez notre vidéo sur la précision et la plage utilisable des capteurs de force — un guide pratique pour comprendre les spécifications clés des capteurs de force et vous assurer d'avoir la bonne couverture pour toute votre gamme de forces attendues.

La même machine d'essai universelle peut-elle être utilisée pour les essais de traction sur fibre unique et les essais de peignabilité ?

Comment garantir la répétabilité de mes résultats d'essai capillaire ?

La répétabilité dépend du contrôle d'autant de variables que possible — préparation et conditions de lavage des échantillons cohérentes, pression des mors standardisée, vitesse de traverse précise et capteurs de force correctement étalonnés. Les machines d'essai universelles comme les systèmes Instron sont conçues en tenant compte de ces exigences, et travailler avec un ingénieur d'application pour valider votre protocole dès le début du processus peut vous faire gagner un temps considérable par la suite.

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| Instron Dispositif d'essai de compression sur un système Instron testant un échantillon de crème cosmétique

Vous ne savez pas quelle configuration d'essai convient le mieux à votre formulation ?

Notre équipe travaille avec les laboratoires de R&D et de contrôle qualité de l'industrie des cosmétiques et des soins personnels pour aider à élaborer des protocoles d'essai qui soutiennent tout, de l'identification de la bonne formulation à la justification des allégations de produits finis. Parlez-nous de votre application, et nous vous recommanderons la configuration d'équipement appropriée.

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À propos de l’auteur

Dan McClellan

Dan McClellan a passé plus de 30 ans chez Instron, travaillant en étroite collaboration avec les laboratoires de R&D et de contrôle qualité de l'industrie des cosmétiques et des soins personnels. Sa connaissance approfondie des applications et ses relations clients de longue date en font une ressource fiable pour les fabricants cherchant à développer et à valider des protocoles d'essais mécaniques. Dan aide les laboratoires à trouver la bonne approche d'essai pour leur application spécifique, depuis les travaux de formulation préliminaires jusqu'à la justification des allégations de produits finis.