| Instron 單根髮絲纖維拉伸測試與頭髮梳理性測試

髮絲纖維拉伸測試設備

洗髮精與潤髮乳製造商如何驗證產品效能

作者: Dan McClellan

編輯者: Nick Erickson

全球美髮護理市場競爭極其激烈。洗髮精和潤髮乳製造商投入大量研發資金以區分其配方,但諸如「與領先品牌相比,強韌髮絲效果達 2 倍」之類的消費者聲明,必須有嚴謹且可重複的實驗室數據支持。

本文介紹了美髮產品配方設計師使用的兩種主要機械測試:單根髮絲纖維拉伸測試和頭髮梳理性測試。這兩種方法都使用萬能材料試驗機(例如 Instron 68003400 系列系統),以產生證實行銷聲明並通過監管審查所需的量化數據。

為何機械測試對美髮護理至關重要

頭髮是一種具有可測量機械特性的生物纖維。當洗髮精或潤髮乳透過蛋白質沉積、毛鱗片撫平或水分保持來改變纖維結構時,這些變化會表現為以下方面的可測量差異:

  • 斷裂拉伸強度(纖維完整性)
  • 梳理過程中的摩擦力(光滑度與水合作用)

機械測試將主觀的「感覺更滑順」聲明轉化為客觀、可發表的數據。監管機構和零售買家越來越期待這種程度的實證。

測試 1:單根髮絲纖維拉伸測試

| Instron 安裝在 Instron 測試系統螺旋側動式拉伸夾具中的單根髮絲

測量內容

拉伸測試測量在使用特定洗髮精與潤髮乳組合處理後,拉斷單根髮絲纖維所需的力。該結果是配方如何影響頭髮強度的直接指標。

標準測試流程

  • 使用目標配方,在相同且受控的條件下清洗一批 10 根或更多的單獨纖維。
  • 將每根纖維安裝在萬能材料試驗機(例如 Instron 系統)的夾具之間。
  • 橫樑以恆定速度拉動纖維直到其斷裂。記錄斷裂時的峰值力。
  • 可選:測量每根纖維的平均直徑以計算其橫截面積。將力除以面積可得出標準化的應力值(以兆帕 (MPa) 或磅/平方英吋 (psi) 表示),這在不同研究和纖維類型之間具有可比性。

結果如何支持商業聲明

透過將使用測試配方處理過的頭髮平均斷裂應力,與未處理的對照組或競爭對手產品進行比較,製造商可以證實諸如「臨床證明可增強頭髮強韌度達 40%」之類的聲明。

測試 2:頭髮梳理性測試

測量內容

梳理性測試量化了標準化梳子通過髮束時遇到的摩擦阻力。較低的摩擦值表示更好的保濕性和光滑度,這是消費者與有效潤髮乳聯繫在一起的性能屬性。

標準測試流程

  • 在與單根纖維測試相同的受控條件下清洗髮束。
  • 清洗後,將髮束安裝在萬能材料試驗機的測試夾具中。
  • 讓髮束以恆定速度通過具有標準幾何形狀的梳子。
  • 在整個行程中連續記錄摩擦力,然後取平均值。

可從專業供應商處獲得標準重量、長度以及各種髮質的髮束。使用經過認證的髮束可確保結果在不同實驗室和測試日期之間具有可比性。

解讀梳理性結果

平均摩擦力越低,表示潤髮乳越有效。配方設計師利用這些數值對候選配方進行排名、優化成分濃度,並為「保濕」、「補水」和「毛躁控制」等標籤聲明提供所需的量化證據。成品製造商和驗證其活性成分的供應商都會使用這項技術。

選擇合適的測試設備

這兩項測試都需要一台具備以下條件的萬能材料試驗機

  • 適用於低力測量的荷重元(單根纖維測試通常為 1–10 N)
  • 精確、恆定的橫樑速度控制
  • 用於頭髮試樣的夾具或梳理裝置
  • 軟體,用於計算應力、平均摩擦曲線並匯出數據以進行統計分析

來自 Instron 等製造商的萬能材料試驗系統通常用於這兩種應用,並可配置頭髮測試所需的特定夾具。請諮詢 Instron 材料測試專家,了解適合您特定流程的夾具相容性。

常見問題(FAQ)

哪種類型的萬能材料試驗機最適合頭髮測試應用?

頭髮測試需要具有卓越低力測量精度和精確速度控制的系統。單柱桌上型萬能材料試驗機通常足以應對單根纖維拉伸測試和梳理性測試,因為與許多其他材料測試應用相比,所涉及的力相對較低。更關鍵的決定是為您的特定流程選擇正確的荷重元和夾具。

如何為髮絲纖維拉伸測試選擇正確的荷重元?

同一台萬能材料試驗機可以用於單根纖維拉伸測試和梳理性測試嗎?

如何確保我的頭髮測試結果具有重複性?

| Instron Instron 系統上的壓縮測試夾具正在測試化妝品乳霜樣品

不確定哪種測試設置適合您的配方?

我們的團隊與化妝品和個人護理行業的研發及品質實驗室合作,協助建立測試流程,支持從確定正確配方到證實最終產品聲明的所有環節。告訴我們您的應用需求,我們將為您推薦合適的設備配置。

關於作者

Dan McClellan

Dan McClellan 在 Instron 工作超過 30 年,與化妝品和個人護理行業的研發及品質實驗室密切合作。他深厚的應用知識和長期的客戶關係,使他成為尋求開發和驗證機械測試流程的製造商所信賴的資源。Dan 協助實驗室為其特定應用尋找合適的測試方法,涵蓋從早期配方工作到最終產品聲明實證的各個階段。