Mi a kozmetikai emulgeálószer?

A kozmetikai emulgeálószer olyan felületaktív összetevő, amely segít két, általában nem elegyedő fázis, leggyakrabban az olaj és a víz egyesítésében és stabilizálásában. Az emulgeálószerek alapvető szerepet töltenek be krémek, lotionök, hajkondicionálók, tisztítótermékek és számos más kozmetikai formula fejlesztésében.

Mi az emulzió?

Az emulzióban az egyik folyadékfázis cseppek formájában oszlik el egy másik, folytonos folyadékfázisban. Olaj-a-vízben (O/W) emulzióban az olajcseppek vízben oszlanak el. Víz-az-olajban (W/O) emulzióban a vízcseppek olajban oszlanak el.

Mivel az olaj és a víz természetes módon hajlamos szétválni, az emulzióhoz megfelelő stabilizálórendszer szükséges. Az emulgeálószer csökkenti a határfelületi feszültséget, és határfelületi réteget képez vagy támogat a diszpergált cseppek körül.

Hogyan működnek az emulgeálószerek?

Számos kozmetikai emulgeálószer amfifil molekula, vagyis hidrofil és lipofil részeket egyaránt tartalmaz. Ez lehetővé teszi, hogy az olaj-víz határfelületén helyezkedjenek el, és csökkentsék a két fázis szétválására való hajlamát.

Az emulgeálószer teljesítményét befolyásolja a kémiai szerkezete, koncentrációja, az olajos fázis, a vizes fázis, a feldolgozási körülmények, valamint a koemulgeálószerek vagy más stabilizáló összetevők jelenléte.

Emulgeálószer kiválasztása

Az emulgeálószer kiválasztását a kívánt emulziótípus, az olajos fázis összetétele, az érzékszervi profil, a feldolgozási módszer és a szükséges stabilitás alapján kell elvégezni. A hidrofil-lipofil egyensúly (HLB) koncepció hasznos kiindulópont lehet az emulgeálószerek kiválasztásához, különösen a hagyományos nemionos emulgeálórendszerek esetében.

A HLB önmagában azonban nem határozza meg, hogy egy emulzió stabil lesz-e. A teljes formulát és a gyártási folyamatot kísérleti úton kell értékelni.

Koemulgeálószerek és stabilizátorok

A koemulgeálószerek, például a zsíralkoholok, az elsődleges emulgeálószerrel együtt javíthatják az emulzió szerkezetét, viszkozitását és érzékszervi tulajdonságait. A reológiai módosítók és polimerek szintén hozzájárulhatnak a fizikai stabilitáshoz a folytonos fázis viszkozitásának növelésével.

Feldolgozási szempontok

A feldolgozási körülmények jelentősen befolyásolhatják a végső emulziót. A fázisok hőmérséklete, a hozzáadás sorrendje, a keverés intenzitása, a homogenizálás és a hűtési körülmények egyaránt hatással lehetnek a cseppméretre és a formula belső szerkezetére.

Egy laboratóriumi formulában jól teljesítő emulgeálószer a scale-up során eltérően viselkedhet, mivel a nyírási körülmények és a keverés hatékonysága jelentősen megváltozhat.

Emulzió stabilitás

A megfelelően kialakított emulgeálórendszernek segítenie kell az elfogadható fizikai stabilitás fenntartását a tárolás során. Stabilitási problémák jelentkezhetnek krémesedés, flokkuláció, koaleszcencia, fázisszétválás vagy fázisinverzió formájában.

A kész formulákat ezért megfelelő stabilitás vizsgálatokkal kell értékelni, beleértve a valós idejű tárolást és adott esetben a gyorsított hőmérséklet-vizsgálatokat, valamint más stresszkörülményeket.

Formulázási szempontok

Az emulgeálószert a teljes formulában kell értékelni, nem önmagában. Az elektrolit koncentráció, a pH, az olaj összetétele, az aktív összetevők vagy a feldolgozási körülmények változásai módosíthatják az emulgeálószer teljesítményét.

A szükséges koncentrációt szintén kísérleti úton kell meghatározni. Több emulgeálószer nem feltétlenül eredményez stabilabb vagy jobb teljesítményű terméket, és kedvezőtlenül befolyásolhatja a bőrérzetet vagy más érzékszervi tulajdonságokat.

References

Barel, A. O., Paye, M. and Maibach, H. I. Handbook of Cosmetic Science and Technology. CRC Press.

Griffin, W. C. "Classification of Surface-Active Agents by HLB." Journal of the Society of Cosmetic Chemists.

European Commission. CosIng – Cosmetic Ingredients Database.

Mi a textúra elemzés?

A textúra elemzés olyan műszeres módszer, amelyet a kozmetikai termékek fizikai tulajdonságainak jellemzésére használnak. Azt méri, hogyan reagál a termék szabályozott deformációra vagy erőhatásra.

Az emberi érzékelésen alapuló érzékszervi értékeléssel ellentétben a műszeres textúraelemzés objektív és ismételhető méréseket biztosít, amelyekkel formulák, tételek és termékprototípusok hasonlíthatók össze.

A textúraelemzés különösen fontos félszilárd és strukturált termékeknél, például krémek, gélek, balzsamok, maszkok és más topikális formulák esetében.

Textúraelemzés a kozmetikai formulázásban

A vizsgálati módszertől függően a textúraelemzés az alábbi tulajdonságok értékelésére használható:

• Szilárdság
• Keménység
• Konzisztencia
• Tapadás
• Kohézió
• Eloszlathatóság
• Kinyomhatóság
• Felviteli munka

Ezek a tulajdonságok befolyásolhatják, hogyan érződik a termék adagolás és felvitel közben, és segíthetnek a formulázónak meghatározni a kívánt termékprofilt.

Egy krémnek például elegendő szilárdságra lehet szüksége ahhoz, hogy megőrizze szerkezetét a tégelyben, miközben kellően puha és jól eloszlatható marad felvitelkor. Egy balzsamnak vagy stiftnek nagyobb keménységre és deformációval szembeni ellenállásra lehet szüksége.

Textúra elemzés és termékfejlesztés

A textúra elemzés különböző formulák összehasonlítására használható a fejlesztés során. Az emulgeálórendszerek, viaszok, olajok, polimerek, sűrítőanyagok vagy más strukturáló összetevők változtatásai mérhető változásokat okozhatnak a késztermék fizikai tulajdonságaiban.

A műszeres mérések ezért segíthetnek azonosítani a formulaváltoztatások hatását és meghatározni egy adott kozmetikai termék célértékeit.

Textúra elemzés és minőség-ellenőrzés

A textúraelemzés a minőség-ellenőrzést is támogathatja a kész tételek meghatározott specifikációkkal való összehasonlításával. A keménység, konzisztencia vagy tapadás eltérései a nyersanyagok, a feldolgozási körülmények vagy a formula összetételének változásaira utalhatnak.

A szabályozott körülmények között végzett vizsgálatok lehetővé teszik a különböző minták fizikai jellemzőinek objektív összehasonlítását, és kiegészíthetik a reológiai és stabilitás vizsgálatokat.

Source: Handbook of Cosmetic Science and Technology - André O. Barel, Marc Paye, Howard I. Maibach.

Mi a reométer?

A reométer olyan analitikai műszer, amely az anyagok reológiai tulajdonságainak jellemzésére szolgál. Méri, hogyan reagál egy formula az alkalmazott erőre vagy deformációra, és információt nyújthat a viszkozitásról, a folyási viselkedésről, a folyáshatárról, a viszkoelaszticitásról és a tixotrópiáról.

A reométerek különösen hasznosak kozmetikai formulák esetében, mivel számos krém, gél, emulzió, szuszpenzió és más termék nem-newtoni viselkedést mutat, ezért viszkozitásuk nem állandó különböző körülmények között.

A reométer alkalmazása a kozmetikai formulázásban

A reométer a formula fejlesztés során többek között az alábbi tulajdonságok értékelésére használható:

• Viszkozitás különböző nyírási sebességeken
• Nyírásvékonyodó és nyírássűrűsödő viselkedés
• Folyáshatár
• Tixotrópia és szerkezet-visszaépülés
• Viszkoelasztikus tulajdonságok
• Hőmérséklettől függő reológiai változások
• Folyási görbék és deformációs viselkedés

Ezek a mérések segítenek a formulázóknak megérteni, hogyan viselkedik egy termék gyártás, töltés, adagolás és felvitel során.

Reométer és a kozmetikai termék teljesítménye

A reológiai mérések a kozmetikai termék gyakorlati viselkedésével közvetlenül összefüggő információkat szolgáltathatnak.

Egy krémnek például kellően strukturáltnak kell lennie ahhoz, hogy stabil maradjon a csomagolásban, ugyanakkor kevésbé viszkózussá váljon, amikor kinyomják vagy a bőrön eloszlatják. Egy samponnak vagy lotionnek könnyen kell folynia a csomagoláson keresztül, miközben nyugalomban megfelelő viszkozitást kell fenntartania.

A reométer ezért segíthet egyensúlyt teremteni a stabilitás, az adagolhatóság, az eloszlathatóság és az érzékszervi tulajdonságok között.

Reométeres mérések

A műszertől és a vizsgálati módszertől függően a reométer szabályozott nyírófeszültséget, nyírási sebességet vagy deformációt alkalmazhat a mintára, és méri annak válaszát.

A formula jellemzői alapján különböző mérési geometriák, például kúp-lap, párhuzamos lap vagy koncentrikus hengeres rendszerek választhatók.

Hőmérséklet-szabályozott mérések is végezhetők, ha a hőmérséklet jelentősen befolyásolja a termék reológiai viselkedését.

Reométer a formulafejlesztésben és a minőség-ellenőrzésben

A reológiai vizsgálatok a formulafejlesztés során és a minőség-ellenőrzés részeként egyaránt alkalmazhatók. A tételek reológiai profiljának összehasonlítása segíthet azonosítani a nyersanyagok, a feldolgozási körülmények vagy a formula összetételének változásait.

A kozmetikai termékek esetében a reométeres mérések ezért részletesebb képet adhatnak a termék viselkedéséről, mint egyetlen, meghatározott körülmény mellett végzett viszkozitás mérés.

Source: Handbook of Cosmetic Science and Technology - André O. Barel, Marc Paye, Howard I. Maibach.

Mi a dilatáns folyás?

A dilatáns folyás a nem-newtoni folyás egyik típusa, amelyben az anyag látszólagos viszkozitása nő az alkalmazott nyírási sebesség növekedésével. Ezt a jelenséget gyakran nyírássűrűsödésnek is nevezik.

Ez a viselkedés ellentétes a pszeudoplasztikus folyással, amelynél a viszkozitás a nyírási sebesség növekedésével csökken.

A dilatáns viselkedés jellemzően nagy térfogatarányú szilárd részecskéket tartalmazó, koncentrált diszperziókhoz kapcsolódik. A nyírás növekedésével a részecskék közötti kölcsönhatások erősödhetnek, és a rendszer egyre nagyobb ellenállást tanúsíthat a folyással szemben.

Dilatáns folyás a kozmetikai formulákban

A dilatáns folyás a hagyományos kozmetikai formulákban kevésbé gyakori, mint a pszeudoplasztikus vagy tixotróp viselkedés, azonban nagy koncentrációjú szuszpenziókban és diszperziókban előfordulhat.

Lehetséges példák nagy koncentrációban tartalmazó formulák:

• Pigmentek
• Ásványi porok
• Agyagrészecskék
• Szilárd részecskeanyagok
• Más diszpergált, oldhatatlan részecskék

A koncentráció, a részecskék mérete és alakja, a felületi tulajdonságok, valamint a részecskék közötti kölcsönhatások mind befolyásolhatják, hogy egy diszperzió nyírássűrűsödő viselkedést mutat-e.

Dilatáns folyás és a kozmetikai termék teljesítménye

A dilatáns viselkedés befolyásolhatja a kozmetikai termék viselkedését gyártás, pumpálás, adagolás és felvitel során.

Az a formula, amely nagy nyírás hatására jelentősen viszkózusabbá válik, nehezebben feldolgozható vagy adagolható lehet. Ez különösen fontos lehet a pumpák, töltőberendezések és keverési körülmények kiválasztásakor.

Felvitel közben a túlzott nyírássűrűsödés kevésbé eloszlathatóvá teheti a terméket, vagy nagyobb ellenállást okozhat a bőrön történő mozgatás során.

Ezért a koncentrált diszperziók folyási viselkedésének megértése fontos a nagy mennyiségű részecske-összetevőt tartalmazó termékek fejlesztésekor.

A dilatáns folyás mérése

A dilatáns viselkedés reológiai mérésekkel azonosítható, amelyek során a viszkozitást a nyírási sebesség széles tartományában mérik. A látszólagos viszkozitás növekedése a nyírási sebesség növekedésével nyírássűrűsödő viselkedésre utal.

A reológiai profilt olyan körülmények között kell értékelni, amelyek reprezentálják a tervezett gyártási és fogyasztói felhasználási folyamatokat. Ez segít meghatározni, hogy a formula megfelelő feldolgozási, adagolási és felviteli jellemzőket biztosít-e.

Source: Handbook of Cosmetic Science and Technology - André O. Barel, Marc Paye, Howard I. Maibach.

Mi a pszeudoplasztikus folyás?

A pszeudoplasztikus folyás a nem-newtoni folyás egyik típusa, amelyben az anyag látszólagos viszkozitása csökken a nyírási sebesség növekedésével. Ezt a viselkedést általában nyírásvékonyodásnak nevezik.

A Newtoni folyadékokkal ellentétben, amelyek viszkozitása lényegében állandó marad a nyírási sebességtől függetlenül, a pszeudoplasztikus anyagok folyási viselkedése eltérő deformációs szinteknél megváltozik. A legtöbb kozmetikai termék mutat valamilyen nem-newtoni viselkedést.

Pszeudoplasztikus folyás a kozmetikai formulákban

A pszeudoplasztikus viselkedés különösen hasznos olyan kozmetikai termékekben, amelyeknek nyugalomban viszonylag viszkózusnak kell maradniuk, de erőhatás alkalmazásakor könnyebben kell folyniuk.

Példák:

• Krémek és lotionök
• Gélek
• Samponok és hajkondicionálók
• Tisztítótermékek
• Emulziók
• Szuszpenziók
• Alapozók és más folyékony színes kozmetikumok

Egy krém például megőrizheti szerkezetét a csomagolásban tárolás közben, ugyanakkor kinyomáskor vagy a bőrön történő eloszlatáskor kevésbé viszkózussá válhat. Ez megkönnyítheti az adagolást és a felvitelt, miközben tárolás során elegendő szerkezetet biztosít.

Pszeudoplasztikus folyás és reológia

A pszeudoplasztikus folyás a nem-newtoni kozmetikai rendszerek jellegzetes folyási viselkedései közé tartozik a plasztikus folyás és a dilatáns folyás mellett.

A formula reológiai viselkedése fontos a gyártás, töltés, adagolás és felvitel során. Befolyásolja az olyan érzékszervi tulajdonságokat is, mint a konzisztencia, az eloszlathatóság és a simaság, valamint a késztermék fizikai stabilitását.

A pszeudoplaszticitás mértékét befolyásolhatják a formula reológiai módosítói, a polimerkoncentráció, a fázisösszetétel és más összetevők. Bizonyos összetevők koncentrációjának vagy arányának kis változásai is jelentős változásokat okozhatnak a reológiai jellemzőkben.

Pszeudoplasztikus folyás és a kozmetikai termék teljesítménye

A kívánatos pszeudoplasztikus profil hasznos egyensúlyt biztosíthat a nyugalmi stabilitás és a könnyű felvitel között. A formula tárolás során kellően strukturált maradhat, miközben az adagolás vagy eloszlatás során fellépő nyírás hatására folyékonyabbá válik.

Emulziók esetében a reológiai viselkedést többek között a belső és külső fázis viszkozitása, a fázistérfogat-arány, a részecskeméret-eloszlás, az emulgeálószer típusa és koncentrációja, valamint a viszkozitás módosító anyagok befolyásolják.

A reológiai tulajdonságokat gyakran rotációs vagy oszcillációs műszerekkel jellemzik mind a formula fejlesztés, mind a minőség-ellenőrzés során.

Source: Handbook of Cosmetic Science and Technology - André O. Barel, Marc Paye, Howard I. Maibach.

Mi a plasztikus folyás?

A plasztikus folyás olyan anyagok viselkedését írja le, amelyek mindaddig nem folynak, amíg az alkalmazott feszültség el nem éri egy bizonyos minimális értéket, az úgynevezett folyáshatárt. Ezen feszültség alatt az anyag strukturált vagy szilárdszerű rendszerként viselkedik. A folyáshatár túllépése után megindul a folyás.

Ez a viselkedés gyakori strukturált kozmetikai formulákban, például krémekben, gélekben, pasztákban és szuszpenziókban.

A plasztikus folyás különbözik a Newtoni folyástól, amelynél a folyadék nyírófeszültség alkalmazásakor azonnal megkezdheti a folyást.

Plasztikus folyás a kozmetikai formulákban

A plasztikus folyás akkor lehet kívánatos, amikor egy kozmetikai terméknek a csomagolásban stabilnak kell maradnia, ugyanakkor erőhatás alkalmazásakor könnyen adagolhatónak és felvihetőnek kell lennie.

Példák:

• Krémek és emulziók
• Gélek
• Paszták
• Alapozók
• Maszkok
• Fogkrémek
• Strukturált tisztítótermékek
• Szuszpenziók

Egy plasztikus folyási viselkedést mutató krém például a tégelyben a saját súlya hatására folyás nélkül a helyén maradhat. Amikor a fogyasztó elegendő erőt fejt ki az ujjával, a szerkezet ellenállása megszűnik, és a krém eloszlathatóvá válik a bőrön.

Plasztikus folyás és folyáshatár

A folyáshatár a plasztikus folyású rendszerek egyik kulcsfontosságú jellemzője. A mérhető folyás megindításához szükséges minimális feszültséget jelenti.

A kívánt folyáshatár a tervezett terméktől és csomagolástól függ. Ha túl magas, a termék nehezen pumpálható, nyomható ki vagy oszlatható el. Ha túl alacsony, a termék tárolás közben túlzottan folyhat, vagy elveszítheti kívánt szerkezetét.

A reológiai mérések ezért segíthetnek meghatározni, hogy a formula megfelelő egyensúlyt biztosít-e a nyugalmi stabilitás és a felvitel közbeni folyás között.

Plasztikus folyás és kozmetikai stabilitás

A plasztikus folyási viselkedés hozzájárulhat a strukturált formulák fizikai stabilitásához. A kellően magas folyáshatár korlátozhatja a szuszpendált részecskék vagy diszpergált cseppek mozgását a termék nyugalmi állapotában.

A folyáshatár azonban önmagában nem határozza meg a formula teljes stabilitását. Figyelembe kell venni a részecskeméretet, a viszkozitást, az emulgeálórendszert, a fázisösszetételt és a formula átfogó reológiai profilját is.

A formula fejlesztés során a plasztikus folyási viselkedés reológiai mérésekkel értékelhető annak megértésére, hogyan reagál a termék a növekvő nyírófeszültségre, és milyen könnyen indul meg a folyása.

Source: Handbook of Cosmetic Science and Technology – André O. Barel, Marc Paye, Howard I. Maibach.

Mi a viszkoelaszticitás?

A viszkoelaszticitás olyan tulajdonság, amelynél az anyag deformáció hatására egyaránt mutat viszkózus és rugalmas viselkedést.

A tisztán viszkózus anyag erőhatásra folyik, míg a tisztán rugalmas anyag deformálódik, de az erő megszűnése után hajlamos visszanyerni eredeti alakját. Számos kozmetikai formula e két szélsőérték között helyezkedik el, ezért viszkoelasztikus anyagként viselkedik.

Kozmetikai példák lehetnek a krémek, gélek, emulziók, tusfürdők és más strukturált formulák.

Viszkoelaszticitás a kozmetikai formulákban

A viszkózus és rugalmas viselkedés egyensúlya befolyásolja, hogyan viselkedik egy kozmetikai termék gyártás, adagolás és felvitel közben.

A jelentős rugalmas komponenssel rendelkező formula nyugalomban megőrizheti szerkezetét és ellenállhat a deformációnak. Megfelelő feszültség alkalmazásakor megindulhat a folyása, miközben belső szerkezetének egy részét továbbra is megtartja.

Ez a viselkedés fontos azoknál a termékeknél, amelyeknek:

• Stabilnak kell maradniuk a csomagolásban
• Ellen kell állniuk a túlzott folyásnak vagy ülepedésnek
• Könnyen adagolhatónak kell lenniük
• Egyenletesen kell eloszlathatónak lenniük a bőrön
• Meghatározott textúrát vagy érzékszervi élményt kell biztosítaniuk

Viszkoelaszticitás és reológia

A viszkoelaszticitás a reológia tágabb területének része, amely az anyagok folyási és deformációs viselkedését vizsgálja.

A kozmetikai formulák reológiai viselkedését olyan tényezők befolyásolhatják, mint:

• Molekulaszerkezet
• Polimer típusa és koncentrációja
• Nyírási sebesség
• Hőmérséklet
• Fázisösszetétel
• Részecskeméret és -eloszlás
• Emulgeálórendszer
• Reológiai módosítók

A nem-newtoni kozmetikai rendszerek nyírásfüggő viszkozitást, valamint nagyobb nyírási sebesség mellett rugalmas feszültségeket is mutathatnak.

Viszkoelaszticitás és a termék teljesítménye

A formula viszkoelasztikus tulajdonságai befolyásolhatják annak stabilitását és érzékszervi jellemzőit. Egy strukturált emulziónak például elegendő rugalmasságra lehet szüksége ahhoz, hogy tárolás közben megőrizze szerkezetét, miközben elegendő viszkózus viselkedéssel is rendelkeznie kell ahhoz, hogy felvitelkor könnyen eloszlatható legyen.

Ennek az egyensúlynak a megértése segíthet a konzisztencia, az eloszlathatóság, a simaság, az adagolási viselkedés és a fizikai stabilitás optimalizálásában.

Rotációs vagy oszcillációs módszerekkel végzett reológiai mérések használhatók e tulajdonságok jellemzésére a formulafejlesztés és a minőség-ellenőrzés során.

Source: Handbook of Cosmetic Science and Technology – André O. Barel, Marc Paye, Howard I. Maibach.

Mi a tixotrópia?

A tixotrópia olyan reológiai tulajdonság, amelynél az anyag viszkozitása csökken nyírás hatására, majd a nyírás megszűnése után fokozatosan visszanyeri eredeti szerkezetét.

Különösen fontos a nem-newtoni kozmetikai formulákban. Számos kozmetikai termék nyugalomban strukturált, de pumpálás, öntés, eloszlatás vagy felvitel során fellépő terhelés hatására folyékonyabbá válik.

A tixotrópia időfüggő jellege megkülönbözteti az egyszerű nyírásvékonyodó viselkedéstől. A tixotróp formula nemcsak kevésbé viszkózussá válik nyírás hatására, hanem a belső szerkezet újjáépítéséhez is időre van szüksége a nyírás megszűnése után.

Tixotrópia a kozmetikai formulákban

A tixotróp viselkedés számos félszilárd és folyékony kozmetikai termékben kívánatos lehet. Egy ideális topikális termék például kellően strukturált maradhat a csomagolásban, nyomás hatására folyhat, majd a bőrön való eloszlatáskor folyékonyabbá válhat.

Ez a viselkedés hasznos lehet az alábbiakban:

• Krémek és lotionök
• Gélek
• Emulziók
• Szuszpenziók
• Maszkok
• Alapozók
• Más félszilárd topikális termékek

Szuszpenziókban a tixotróp szerkezet segíthet csökkenteni az ülepedést tárolás közben, miközben rázáskor vagy alkalmazáskor a termék kellően folyékonnyá válik.

Tixotrópia és termék stabilitás

A tixotrópia hozzájárulhat a formulák fizikai stabilitásához azáltal, hogy alacsony vagy nulla nyírás mellett strukturált rendszert biztosít. A nyugalmi állapotban fennálló magasabb viszkozitás csökkentheti a diszpergált cseppek vagy részecskék mozgását.

Nyírás alkalmazásakor a szerkezet lebomlik és a viszkozitás csökken, megkönnyítve az adagolást és a felvitelt. Amikor a termék ismét nyugalmi állapotba kerül, a szerkezet fokozatosan újjáépül.

A szerkezet-visszaépülés mértéke és sebessége fontos formulázási jellemző. Ha a helyreállás túl lassú, a termék felvitel után túl folyékony maradhat. Ha a szerkezet túl gyorsan vagy túl erősen épül vissza, az adagolás és az eloszlatás nehézzé válhat.

A tixotróp viselkedést befolyásoló tényezők

A kozmetikai formula reológiai viselkedését befolyásolhatja:

• A reológiai adalékok típusa és koncentrációja
• A polimerek molekulatömege
• Az emulzió szerkezete
• A belső és külső fázis viszkozitása
• A fázistérfogat-arány
• A részecskeméret-eloszlás
• Az emulgeálórendszer
• Az elektrolitkoncentráció
• A feldolgozási körülmények és a nyírási előzmények

Az összetevők koncentrációjának vagy arányának viszonylag kis változásai is jelentősen módosíthatják a formula reológiai jellemzőit.

A tixotrópia mérése

A tixotróp viselkedés kontrollált nyírást alkalmazó reológiai mérésekkel értékelhető, amelyek során figyelemmel kísérik a viszkozitás vagy a szerkezet ennek hatására bekövetkező változásait. Nem-newtoni kozmetikai rendszerek jellemzésére gyakran használnak rotációs és oszcillációs műszereket.

A termékfejlesztés során a tixotrópia megértése segít egyensúlyt teremteni a nyugalmi stabilitás, az adagolhatóság, az eloszlathatóság és a felvitel közbeni érzékszervi teljesítmény között.

Source: Handbook of Cosmetic Science and Technology – André O. Barel, Marc Paye, Howard I. Maibach.

Mi a nyírófeszültség?

A nyírófeszültség az anyag felületével párhuzamosan alkalmazott erőt írja le, amelynek hatására annak rétegei egymáshoz képest elmozdulnak. Mértékegysége általában a pascal (Pa).

A kozmetikai formulákban nyírófeszültség keletkezik minden olyan esetben, amikor a terméket olyan erőhatás éri, amely folyást vagy deformációt idéz elő. Ez történhet gyártás, pumpálás, öntés, eloszlatás, valamint bőrön vagy hajon történő alkalmazás során.

A nyírófeszültség szorosan összefügg a nyírási sebességgel. A nyírófeszültség az alkalmazott erőt, míg a nyírási sebesség az ebből eredő deformáció sebességét írja le.

Nyírófeszültség a kozmetikai formulákban

A nyírófeszültség különösen fontos krémek, lotionök, gélek, emulziók, samponok, hajkondicionálók és más strukturált kozmetikai termékek értékelésekor.

Megfelelő nyírófeszültség alkalmazásakor egy strukturált formula folyása megindulhat. A folyás megindításához szükséges minimális feszültséget folyáshatárnak nevezzük.

Ez a tulajdonság fontos azoknál a termékeknél, amelyeknek nyugalomban stabilnak és strukturáltnak kell maradniuk, ugyanakkor adagoláskor vagy felvitelkor megfelelő erő alkalmazására folyékonnyá kell válniuk.

Nyírófeszültség és viszkozitás

A nyírófeszültség és a nyírási sebesség közötti kapcsolat fontos információt nyújt a kozmetikai formula reológiai viselkedéséről.

Newtoni folyadék esetében a nyírófeszültség a nyírási sebességgel arányosan növekszik, miközben a viszkozitás lényegében állandó marad. Számos kozmetikai termék azonban nem-newtoni, és viszkozitása az alkalmazott nyírástól függően változik.

Egy krém például nyugalomban viszonylag nagy folyással szembeni ellenállást mutathat, majd a nyírófeszültség növekedésével fokozatosan könnyebben eloszlathatóvá válhat. Ez a viselkedés a termékstabilitáshoz és a fogyasztói kezelhetőséghez egyaránt hozzájárulhat.

Nyírófeszültség a termékfejlesztés során

A reológiai mérések segítségével értékelhető, hogyan reagál egy formula az alkalmazott nyírófeszültség különböző szintjeire. Ez segíthet a formulázóknak optimalizálni:

• A termék szerkezetét és viszkozitását
• A pumpálási és adagolási viselkedést
• Az eloszlathatóságot
• Az érzékszervi jellemzőket
• A szuszpenzió stabilitását
• A gyártási és feldolgozási körülményeket

A megfelelő reológiai profil a kozmetikai termék típusától, valamint a tervezett csomagolástól és alkalmazási módtól függ.

Source: Handbook of Cosmetic Science and Technology – André O. Barel, Marc Paye, Howard I. Maibach.

Mi a nyírási sebesség?

A nyírási sebesség azt írja le, hogy egy folyadék szomszédos rétegei milyen sebességgel mozognak egymáshoz képest deformáció közben. Fontos reológiai paraméter, amelyet általában reciprok másodpercben (s⁻¹) fejeznek ki.

A kozmetikai formulákban a nyírási sebesség jelentősen változhat attól függően, hogyan kezelik a terméket. A formula eltérő nyírási sebességnek van kitéve nyugalomban, öntés vagy pumpálás közben, a bőrön való eloszlatáskor vagy permetezéskor.

Sok kozmetikai formula viszkozitása a nyírási sebességgel változik. Ezeket az anyagokat ezért nem-newtoni folyadékoknak nevezzük.

Nyírási sebesség a kozmetikai formulákban

A termék használatának különböző szakaszai eltérő nyírásisebesség-tartományoknak felelnek meg.

Alacsony nyírási sebességnél a termék közel van a nyugalmi állapothoz. Ez a tartomány olyan jelenségek szempontjából fontos, mint az ülepedés és a szinteződés. Az alacsony nyírás mellett nagyobb viszkozitás segíthet a diszpergált részecskék szuszpenzióban tartásában és a formula szerkezetének megőrzésében.

Közepes nyírási sebességnél a viszkozitás csökkenhet a nyírási sebesség növekedésével. Ez megkönnyítheti az öntést, adagolást és pumpálást.

Magas nyírási sebességnél, például dörzsölés vagy permetezés során, egyes formulák viszkozitása jelentősen csökkenhet. A folyással szembeni kisebb ellenállás hozzájárulhat a könnyebb eloszlatáshoz és a simább érzékszervi élményhez felvitel közben.

Nyírási sebesség és a kozmetikai termék teljesítménye

A nyírási sebesség fontos annak értékelésekor, hogyan viselkedik egy kozmetikum tényleges használat közben. Egy krém viszkozitása a csomagolásban tárolva viszonylag magas lehet, ugyanakkor a felvitel során fellépő nagyobb nyírás hatására könnyebben eloszlathatóvá válhat.

Hasonlóképpen, egy samponnak, tusfürdőnek vagy lotionnek nyugalomban kellően strukturáltnak kell lennie, miközben a csomagoláson keresztül könnyen kell folynia és használat közben könnyen el kell oszlathatónak lennie.

Ezért egy nem-newtoni kozmetikai formula folyási viselkedését nem feltétlenül lehet teljes körűen leírni egyetlen nyírási sebességen mért viszkozitással. A reológiai mérések több nyírási sebesség tartományában átfogóbb képet adhatnak a termék viselkedéséről.

Nyírási sebesség és reológiai módosítók

A nyírási sebesség és a viszkozitás közötti kapcsolat fontos a reológiai adalékok kiválasztásakor és optimalizálásakor is. A reológiai adalékok molekulatömege és koncentrációja jelentősen befolyásolhatja a viszkozitást, különösen az alacsony nyírási tartományban.

A nyírási sebesség szerinti viselkedés megértése ezért segít a nyugalmi stabilitás, az adagolási teljesítmény és a felvitel közbeni érzékszervi tulajdonságok egyensúlyának kialakításában.

Source: Handbook of Cosmetic Science and Technology – André O. Barel, Marc Paye, Howard I. Maibach.

Mi a folyáshatár?

A folyáshatár az alkalmazott feszültség minimális értéke, amely szükséges egy anyag folyásának megindításához. Ezen érték alatt az anyag szilárd vagy strukturált rendszerként viselkedik; a folyáshatár túllépése után megindul a folyás.

A folyáshatár gyakran megfigyelhető nem-newtoni kozmetikai formulákban. Fontos reológiai tulajdonság, mivel számos kozmetikai terméknek a csomagolásban nyugalomban kell maradnia, ugyanakkor megfelelő erő alkalmazásakor könnyen kell folynia.

Folyáshatár a kozmetikai formulákban

A folyáshatár különösen fontos az alábbi termékeknél:

• Krémek és lotionök
• Gélek
• Paszták
• Maszkok
• Alapozók
• Fogkrémek
• Tisztítótermékek
• Emulziók
• Szuszpendált részecskéket tartalmazó termékek

Például a megfelelő folyáshatárral rendelkező krém az üvegben vagy tégelyben maradhat anélkül, hogy a gravitáció hatására túlzottan elfolyna, ugyanakkor felvitelkor könnyen eloszlatható.

Folyáshatár és termékstabilitás

A folyáshatár hozzájárulhat a kozmetikai formulák fizikai stabilitásához. A kellően strukturált folytonos fázis csökkentheti a diszpergált részecskék vagy cseppek mozgását, ezáltal mérsékelheti az olyan jelenségeket, mint az ülepedés és a krémesedés.

A reológiai adalékok, köztük az agyagok, természetes polimerek és más viszkozitásmódosító összetevők, felhasználhatók a formula reológiai viselkedésének befolyásolására. Koncentrációjuk és más összetevőkkel való kölcsönhatásaik jelentősen befolyásolhatják a folyáshatárt és a termék általános textúráját.

Folyáshatár és fogyasztói élmény

A folyáshatár azt is befolyásolja, hogyan viselkedik a termék adagolás és felvitel közben. A túl magas folyáshatár megnehezítheti a termék tubusból való kinyomását vagy pumpás csomagolásból történő adagolását. Ezzel szemben a túl alacsony folyáshatár miatt a termék túl könnyen folyhat, ami kedvezőtlenül befolyásolhatja megjelenését, kezelhetőségét vagy felvitelét.

A kívánt folyáshatár ezért a termék típusától, a csomagolástól és a tervezett alkalmazási módtól függ. A reológiai tulajdonságokat a formulafejlesztés és a minőség-ellenőrzés részeként kell értékelni.

Source: Handbook of Cosmetic Science and Technology – André O. Barel, Marc Paye, Howard I. Maibach.

Mi a vízaktivitás?

A vízaktivitás (aw) a kozmetikai formulában jelen lévő, kémiai reakciókhoz és különösen a mikroorganizmusok szaporodásához hozzáférhető víz mennyiségét írja le. Ez különbözik a termékben jelen lévő teljes vízmennyiségtől.

A víz jelen lehet egy formulában, miközben erősen kötődik például sókhoz, cukrokhoz, poliolokhoz vagy polimerekhez. Ez a kötött víz kevésbé hozzáférhető a mikroorganizmusok számára. Ezért két, hasonló mennyiségű vizet tartalmazó termék vízaktivitása és mikrobiológiai kockázata eltérhet.

A vízaktivitást 0 és 1 közötti skálán fejezik ki, ahol a tiszta víz aw-értéke megközelítőleg 1.

Vízaktivitás a kozmetikai formulázásban

A vízaktivitás különösen fontos víz, nedvesítőszerek, sók és más, a víz hozzáférhetőségét befolyásoló összetevők tartalmú termékek fejlesztésekor.

A vízaktivitást befolyásoló tényezők:

• A teljes víztartalom
• Az oldott összetevők koncentrációja
• Nedvesítőszerek, például glicerin és szorbit
• Sók és egyéb elektrolitok
• Polimerek és más vízmegkötő anyagok
• A termék összetétele és fizikai szerkezete

A vízaktivitás csökkentése kedvezőtlenebbé teheti a körülményeket a mikrobiális szaporodás számára, de önmagában nem teszi mikrobiológiailag biztonságossá a kozmetikai terméket.

Vízaktivitás és tartósítás

A vízaktivitás fontos szempont a tartósítórendszer kialakításakor. A mikroorganizmusoknak hozzáférhető vízre van szükségük a szaporodáshoz, és a különböző mikroorganizmus-csoportok eltérő minimális vízaktivitást igényelnek.

Ezért a vízaktivitás mérése hasznos információt nyújthat a formula mikrobiológiai kockázatának értékeléséhez és a megfelelő tartósítási stratégia kiválasztásához.

A vízaktivitást azonban más tényezőkkel, például a pH-val, a tartósítószer-koncentrációval, a csomagolással és a gyártási higiéniával együtt kell figyelembe venni. Az alacsony vízaktivitás önmagában nem helyettesíti a megfelelő mikrobiológiai vizsgálatokat vagy a tartósítás hatékonyságának vizsgálatát.

Vízaktivitás és kozmetikai stabilitás

A vízaktivitás a kémiai és fizikai stabilitást is befolyásolhatja. A víz hozzáférhetőségének változása hatással lehet az összetevők kölcsönhatásaira, a kristályosodásra, a viszkozitásra és a késztermék egyéb tulajdonságaira.

A vízaktivitás mérése ezért a kozmetikai termékek fizikai-kémiai értékelésének része lehet, különösen olyan formulák fejlesztésekor, amelyekben a hozzáférhető víztartalom fontos szerepet játszik a termék stabilitásában és tartósítási stratégiájában.

References

ISO 18787. Foodstuffs — Determination of water activity.

ISO 17516. Cosmetics — Microbiology — Microbiological limits.

Mi az oldhatóság?

Az oldhatóság egy anyag azon képessége, hogy egy oldószerben feloldódjon és homogén oldatot képezzen. A kozmetikai formulázásban az egyes összetevők oldhatóságának ismerete segít meghatározni, hogy melyik fázist vagy oldószerrendszert kell alkalmazni a beépítésükhöz.

Egy összetevő oldódhat vízben, olajban, alkoholban vagy más oldószerben, miközben más közegekben korlátozottan vagy egyáltalán nem oldódik. Az oldhatóság ezért az összetevő és az oldószer kombinációjára jellemző tulajdonság, nem pedig az összetevő abszolút jellemzője.

Oldhatóság a kozmetikai formulázásban

Az oldhatóság különösen fontos aktív összetevőket, tartósítószereket, illatanyagokat, színezékeket és más funkcionális anyagokat tartalmazó termékek fejlesztésekor.

Kémiai tulajdonságaiktól függően az összetevők beépíthetők:

• A vizes fázisba
• Az olajos fázisba
• Megfelelő koszolvensrendszerbe
• Szolubilizált fázisba
• Diszpergált fázisba, ha a teljes oldódás nem lehetséges

Például egy vízben oldódó összetevő általában beépíthető a vizes fázisba, míg egy olajban oldódó összetevő megfelelőbben építhető be az olajos fázisba.

Az oldhatóságot befolyásoló tényezők

Számos tényező befolyásolhatja egy összetevő oldhatóságát a kozmetikai formulában:

• Kémiai szerkezet és polaritás
• Az oldószer típusa
• pH
• Hőmérséklet
• Koncentráció
• Ionerősség
• Más összetevők jelenléte
• Koszolvensek vagy szolubilizálószerek alkalmazása

Egy összetevő oldhatósága különböző pH-értékeken is eltérhet. Ez különösen fontos gyenge savak és bázisok esetében, amelyek ionizációs foka a pH változásával módosulhat.

Oldhatóság és termékstabilitás

Az elégtelen oldhatóság kicsapódást, kristályosodást, ülepedést, opálosságot vagy a termék megjelenésének megváltozását okozhatja. Ezek a problémák tárolás közben válhatnak láthatóvá, különösen hőmérséklet-ingadozásokat követően.

Ezért az oldhatóságot a tényleges formulázási körülmények között és a tervezett alkalmazási koncentráción kell értékelni. A laboratóriumi oldhatóságvizsgálat segíthet meghatározni a megfelelő oldószert, fázist és feldolgozási körülményeket a végleges formulafejlesztés előtt.

References

Barel, A. O., Paye, M. and Maibach, H. I. Handbook of Cosmetic Science and Technology.

Mi a tartósítórendszer (preservative system)?

A tartósító rendszer (preservative system) olyan összetevők és formulázási körülmények kombinációja, amelyet a kozmetikai termékben található mikroorganizmusok szaporodásának szabályozására alkalmaznak. Különösen fontos a vizet tartalmazó termékekben, amelyek megfelelő környezetet biztosíthatnak baktériumok, élesztők és penészgombák számára.

A tartósító rendszer (preservative system) állhat egyetlen tartósítószerből, de gyakrabban tartósítószerek és támogató összetevők kombinációjából. Hatékonysága a teljes formulától, nem csupán a tartósítószertől függ.

A tartósító rendszerek (preservative system) kozmetikai alkalmazásai

Tartósító rendszerre általában a vizet tartalmazó termékekben van szükség, például:

• Krémekben és lotionökben
• Szérumokban
• Tisztító termékekben
• Samponokban és hajkondicionálókban
• Tusfürdőkben
• Folyékony szappanokban
• Tonikokban és arcvizekben
• Vízalapú gélekben és maszkokban

A vízmentes termékek általában kisebb mikrobiológiai kockázatot jelentenek, mivel kevés vagy egyáltalán nem tartalmaznak hozzáférhető vizet, azonban mikrobiológiai biztonságuk összességében a formulától, a gyártási folyamattól és a csomagolástól is függ.

A tartósítás hatását befolyásoló tényezők

A tartósító rendszer (preservative system) hatékonyságát számos formulázási paraméter befolyásolhatja, többek között:

• pH: Sok tartósítószer egy meghatározott pH-tartományban a leghatékonyabb.
• Vízaktivitás: A mikroorganizmusok számára hozzáférhető víz mennyisége befolyásolhatja a mikrobiális szaporodást.
• Összetevők kölcsönhatásai: A tenzidek, emulgeálószerek, polimerek, fehérjék és más nyersanyagok befolyásolhatják a tartósítószer hozzáférhetőségét.
• Csomagolás: A csomagolás kialakítása befolyásolhatja a mikrobiológiai szennyeződés valószínűségét a fogyasztói használat során.
• Gyártási higiénia: A helyes gyártási gyakorlatok alapvetőek, mivel a tartósítószer nem tekinthető a higiénikus gyártás helyettesítőjének.
• Tartósítószer-koncentráció: A kiválasztott tartósítórendszert megfelelő és jogilag megengedett koncentrációban kell alkalmazni.

Tartósító rendszer (preservative system) fejlesztése

A tartósító rendszer kiválasztásakor a teljes formulát figyelembe kell venni. Egy olyan tartósítószer, amely egy kozmetikai termékben jól működik, egy másik formulában nem feltétlenül biztosít ugyanolyan szintű védelmet.

A tartósítás hatékonyságát általában mikrobiológiai vizsgálatokkal értékelik, beleértve a challenge tesztet, amely során a készterméket meghatározott mikroorganizmusokkal szándékosan inokulálják, majd figyelemmel kísérik, hogy a tartósítórendszer képes-e szabályozni szaporodásukat.

A tartósító rendszert ezért a végleges formulában kell értékelni, nem csupán az egyes nyersanyagokban vagy laboratóriumi szűrővizsgálatok során.

References

ISO 17516. Cosmetics — Microbiology — Microbiological limits.

ISO/TR 19838. Microbiology — Cosmetics — Guidelines for the application of ISO standards on Cosmetic Microbiology.

European Commission. SCCS Notes of Guidance for the Testing of Cosmetic Ingredients and their Safety Evaluation.

Mi a fázisszétválás?

Fázis szétválás vagy szeparáció akkor következik be, amikor egy kozmetikai formula komponensei két vagy több különálló fázisra válnak szét ahelyett, hogy egyenletesen eloszlottak maradnának.

Emulziókban ez akkor fordulhat elő, amikor a diszpergált olaj- vagy vízcseppek instabillá válnak, és fokozatosan elválnak a folytonos fázistól. A fázis szétválás látható változásokat, például olajos réteget, vízréteget, üledéket vagy a formula teljes szétválását eredményezheti.

Fázis szétválás (szeparáció) a kozmetikai formulákban

A fázis szétválás különösen fontos az olyan emulziók esetében, mint a krémek, lotionök és tejek. Szuszpenziókban, diszperziókban és más többfázisú kozmetikai termékekben is előfordulhat.

A fizikai instabilitás gyakori formái:

• Krémesedés: a cseppek a termék teteje vagy alja felé mozognak anélkül, hogy teljesen szétválnának.
• Ülepedés: a diszpergált részecskék a gravitáció hatására leülepednek.
• Flokkuláció: a cseppek vagy részecskék laza aggregátumokat képeznek.
• Koaleszcencia: a cseppek összeolvadnak és nagyobb cseppeket képeznek.
• Szétesés: az emulzió kiterjedt módon különálló fázisokra válik szét.

Ezek a folyamatok végül visszafordíthatatlan fázisszétváláshoz vezethetnek.

A fázis szétválás (szeparáció) okai

Számos formulázási és gyártási tényező hozzájárulhat a fázisszétváláshoz, többek között:

• Nem megfelelő emulgeálószer-választás vagy koncentráció
• Nem megfelelő emulgeálás
• Nagy vagy rosszul szabályozott cseppméret
• Nem megfelelő olaj-víz arány
• A folytonos fázis nem megfelelő viszkozitása
• Hőmérséklet-változások
• Az emulzióstabilitást befolyásoló elektrolitok vagy egyéb összetevők
• Inkompatibilis nyersanyagok
• Túl nagy vagy elégtelen feldolgozási nyírás
• A fázisok nem megfelelő hozzáadási sorrendje

Az emulzió stabilitása ezért összetételének, gyártási folyamatának és fizikai szerkezetének kölcsönhatásától függ.

A fázis szétválás megelőzése

A formulázók megfelelő emulgeálórendszer kiválasztásával, a cseppméret szabályozásával, a folytonos fázis viszkozitásának optimalizálásával és megfelelő gyártási körülmények kialakításával csökkenthetik a szeparáció kockázatát.

A stabilitás vizsgálat a formula fejlesztés alapvető része. A mintákat különböző hőmérsékleteken és tárolási körülmények között lehet értékelni olyan változások azonosítására, mint a krémesedés, ülepedés, viszkozitás csökkenés vagy látható fázis szétválás.

Egy közvetlenül a gyártás után homogénnek maradó formula hosszú távú tárolás során még fázis szétválást mutathat, ezért a stabilitást a termék várható eltarthatósági ideje alatt értékelni kell.

Mi a fázis inverzió?

A fázis inverzió az emulzió szerkezetének olyan változása, amely során az eredetileg diszpergált fázis folytonos fázissá válik. Például egy olaj-a-vízben (O/W) emulzió víz-az-olajban (W/O) emulzióvá inverzálódhat.

Fázis inverzió akkor következhet be, ha az emulzió összetétele, hőmérséklete, emulgeálórendszere vagy feldolgozási körülményei olyan mértékben változnak, hogy módosul, melyik fázis alkotja a folytonos fázist.

Fázis inverzió a kozmetikai formulázásban

A fázis inverzió fontos szempont krémek, lotionök és más emulgeált kozmetikai termékek fejlesztésekor. Szándékosan, a gyártási folyamat részeként, vagy nem kívánt módon a formulázás vagy tárolás során is bekövetkezhet.

Egyes formulázási módszerekben a szabályozott fázis inverziót finom cseppek létrehozására, valamint a végső emulzió textúrájának és stabilitásának befolyásolására használják. Más esetekben a nem kontrollált inverzió a viszkozitás, a megjelenés, az érzékszervi tulajdonságok és a termékstabilitás változását eredményezheti.

A fázis inverzióhoz hozzájáruló tényezők többek között:

• A belső fázis koncentrációja
• Az emulgeálószer típusa és koncentrációja
• A hidrofil-lipofil egyensúly (HLB)
• A hőmérséklet
• Az elektrolitkoncentráció
• A keverés intenzitása és a nyírás
• A fázisok hozzáadásának sorrendje és sebessége
• A formula összetételének változásai

Fázis inverziós hőmérséklet

A hőmérséklet jelentősen befolyásolhatja egyes nemionos emulgeálószerek viselkedését. Hőmérséklet-érzékeny rendszerekben a hőmérséklet változása módosíthatja az emulgeálószer affinitását az olajos és vizes fázis iránt, és elősegítheti a fázis inverziót.

Ezt az elvet egyes emulziógyártási folyamatokban a cseppképződés szabályozására és a késztermék fizikai jellemzőinek javítására használják.

Formulázási szempontok

A formula fejlesztés során a nem kívánt fázis inverzió kockázatát az emulzió stabilitás egyéb tényezőivel, például a cseppmérettel, viszkozitással, flokkulációval, koaleszcenciával és krémesedéssel együtt kell értékelni.

A formulát különböző hőmérsékleteken és tárolási körülmények között is értékelni kell, mivel a közvetlenül a gyártás után stabilnak tűnő emulzió hosszú távú vagy gyorsított stabilitásvizsgálat során szerkezeti változásokon mehet keresztül.

Mi a vízoldhatóság?

A vízoldhatóság egy összetevő azon képességét jelenti, hogy vízben oldódjon és homogén oldatot képezzen. A jó vízoldhatósággal rendelkező összetevő beépíthető egy kozmetikai formula vizes fázisába anélkül, hogy oldatlan részecskék maradnának benne.

Az oldhatóság függ az összetevő kémiai szerkezetétől és polaritásától, valamint olyan tényezőktől, mint a hőmérséklet, a pH és a formula összetétele. A poláris és ionos összetevők általában nagyobb affinitást mutatnak a vízhez, mint a nagymértékben lipofil anyagok.

A vízben oldódó összetevők kozmetikai alkalmazásai

A vízben oldódó összetevőket gyakran olyan formulákban alkalmazzák, amelyekben a víz a folytonos fázis, többek között:

• Arc- és testápoló krémek és lotionök
• Tonikok és arcvizek
• Tisztító termékek
• Szérumok
• Samponok és hajkondicionálók
• Tusfürdők és folyékony szappanok
• Micellás termékek
• Vízalapú gélek

A vizes fázisba beépíthető összetevők például a nedvesítőszerek, bizonyos aktív összetevők, szerves savak, sók, aminosavak és vízoldható polimerek.

Formulázási szempontok

A vízoldhatóságot a tényleges formulában kell értékelni, nem pedig az összetevő általános oldhatósági jellemzői alapján feltételezni. Más összetevők a pH, az ionerősség, a polaritás vagy az oldószer-összetétel megváltoztatásával befolyásolhatják az oldhatóságot.

Az összetevő oldhatósága különböző koncentrációknál vagy hőmérsékleteken is eltérhet. Ha a szükséges koncentráció meghaladja az oldhatósági határt, kicsapódás, kristályosodás vagy opálosság alakulhat ki.

Ha egy összetevő vízoldhatósága korlátozott, a formulázó megfontolhatja a pH módosítását, megfelelő koszolvens vagy szolubilizáló rendszer kiválasztását, a koncentráció csökkentését vagy a formula szerkezetének módosítását.

Vízoldhatóság és termékstabilitás

Az elégtelen oldhatóság befolyásolhatja a kozmetikai termék megjelenését, homogenitását és stabilitását. Tárolás közben kicsapódás következhet be, különösen hőmérséklet-változásokat követően vagy a formula pH-jának megváltozásakor.

Ezért az összetevő oldhatóságát a tervezett formulázási körülmények között kell értékelni, és megfelelő stabilitásvizsgálatokkal kell igazolni.

Mi az olajoldhatóság?

Az olajoldhatóság egy összetevő azon képességét jelenti, hogy feloldódjon olajban vagy más lipofil oldószerben. A jó olajoldhatósággal rendelkező összetevő beépíthető egy kozmetikai formula olajos fázisába anélkül, hogy oldatlan részecskék maradnának benne.

Az olajoldhatóság mind az összetevő, mind a kiválasztott olaj kémiai szerkezetétől és polaritásától függ. A lipofil összetevők általában jobban kompatibilisek az apoláris vagy alacsony polaritású olajokkal, míg a polárisabb összetevőkhöz megfelelőbb oldószerre vagy oldószerkombinációra lehet szükség.

Az olajban oldódó összetevők kozmetikai alkalmazásai

Az olajban oldódó összetevőket gyakran olyan formulákban alkalmazzák, amelyekben a folytonos vagy elsődleges fázis olaj. Ilyenek például:

• Vízmentes krémek és balzsamok
• Arc- és testápoló olajok
• Tisztító olajok
• Rúzsok és ajakbalzsamok
• Olajalapú szérumok
• Hajolajok és kondicionáló termékek
• Olajalapú illatanyagok
• Színes kozmetikumok

Az olajban oldódó aktív összetevők, antioxidánsok, illatanyagok, pigmentek és más funkcionális anyagok a formula olajos fázisával való kompatibilitásuk alapján választhatók ki.

Formulázási szempontok

Olajban oldódó összetevő beépítésekor a formulázónak annak oldhatóságát a konkrét olajrendszerben kell figyelembe vennie, nem pedig abból kiindulnia, hogy az összetevő minden olajban oldódik.

A fontos tényezők közé tartozik az összetevő koncentrációja, a hordozóolaj polaritása és kémiai összetétele, a hőmérséklet, valamint más összetevők jelenléte. Egy anyag alacsony koncentrációban oldódhat, magasabb koncentrációban azonban kikristályosodhat vagy kicsapódhat.

Ha egy összetevő olajoldhatósága korlátozott, több megoldás is szóba jöhet, például más hordozóolaj kiválasztása, kompatibilisebb oldószer alkalmazása, a koncentráció csökkentése vagy a formula szerkezetének módosítása.

Olajoldhatóság és termékstabilitás

Az elégtelen oldhatóság tárolás közben kristályosodáshoz, kicsapódáshoz, opálossághoz, ülepedéshez vagy a termék megjelenésének megváltozásához vezethet. Ezek a problémák alacsony hőmérsékletnek vagy hőmérséklet-változásnak való kitettség után kifejezettebbé válhatnak.

Ezért az oldhatóságot nemcsak egyedi olajban, hanem a tényleges formulában is értékelni kell. A kompatibilitási és stabilitásvizsgálatok segíthetnek meghatározni, hogy az összetevő a termék várható eltarthatósági ideje alatt egyenletesen eloszlott marad-e.

Mi az olaj-az-olajban emulzió?

Az olaj-az-olajban (O/O) emulzió olyan nem vizes emulzió, amelyben az egyik folyékony olajos fázis kis cseppek formájában oszlik el egy második, vele nem elegyedő olajos fázisban. A hagyományos olaj-a-vízben vagy víz-az-olajban emulzióktól eltérően ezek a rendszerek nem tartalmaznak vizes fázist.

Bár számos kozmetikai olaj kölcsönösen elegyedik egymással, bizonyos olajok vagy apoláris és polárisabb folyadékok kombinációi külön fázisokat képezhetnek. Ez a polaritásban vagy kémiai összetételben fennálló különbség felhasználható olaj-az-olajban szerkezet kialakítására.

A diszpergált olaj képezi a belső fázist, míg a másik olaj a folytonos külső fázist. Megfelelő stabilizálórendszer szükséges a cseppek fenntartásához és a koaleszcencia, illetve a fázisszétválás megelőzéséhez.

Az olaj-az-olajban emulziók kozmetikai alkalmazásai

Az olaj-az-olajban rendszerek hasznosak lehetnek vízmentes kozmetikai formulákban, amikor a formulázónak eltérő kompatibilitású vagy polaritású olajoldható anyagokat kell kombinálnia.

Lehetséges alkalmazások:

• Színes kozmetikumok, például rúzsok és más tartós sminktermékek
• Vízmentes bőrápoló termékek
• Olajalapú formulák, amelyekben különböző olajos fázisok szabályozott eloszlására van szükség
• Olyan formulák, amelyekben vízérzékeny vagy vízzel inkompatibilis összetevőket kell beépíteni

Az olaj-az-olajban szerkezetek a kész kozmetikum érzékszervi tulajdonságait, megjelenését, terülési viselkedését és transzferállóságát is befolyásolhatják. A szabadalmi szakirodalom szerint színes kozmetikumokban is alkalmazhatók, amikor a jobb terülés, a matt megjelenés és a transzferrel szembeni ellenállás a cél.

Formulázás és stabilitás

Az olaj-az-olajban emulzió fejlesztésének fő kihívása a két olajos fázis közötti megfelelő inkompatibilitás biztosítása, miközben megfelelő stabilitást kell fenntartani.

A stabilizátor vagy emulgeálószer kiválasztása különösen fontos. A hagyományos, olaj-víz emulziókhoz tervezett emulgeálórendszerek nem feltétlenül alkalmasak O/O rendszerekhez. A nem vizes emulziókkal kapcsolatos kutatások blokk-kopolimerek és megfelelően felületfunkcionalizált szilárd részecskék alkalmazását is leírják stabilizálási megközelítésként.

A feldolgozási körülmények szintén befolyásolhatják a cseppméretet és a stabilitást. Ezért a keverés intenzitását, a hőmérsékletet, a fázisarányokat és a hozzáadás sorrendjét a formulafejlesztés során értékelni kell.

Olaj-az-olajban és hagyományos emulziók

Az O/W emulzióban az olajcseppek folytonos vizes fázisban oszlanak el. A W/O emulzióban a vízcseppek folytonos olajos fázisban oszlanak el. Az O/O emulzió két különálló olajos fázist tartalmaz, amelyek közül az egyik a másikban diszpergálódik.

Az olaj-az-olajban emulziók ezért különösen relevánsak akkor, amikor teljesen vízmentes formulára van szükség, de a formulának meg kell őriznie a különálló olajos fázisokat.

Fő formulázási szempontok

Az olaj-az-olajban emulzió sikeres fejlesztéséhez az alábbiakat kell értékelni:

• A kiválasztott olajos fázisok kompatibilitása és polaritása
• A stabilizáló rendszer kiválasztása és koncentrációja
• A cseppméret és annak eloszlása
• A fázisarány
• A folytonos fázis viszkozitása
• A keverési és homogenizálási körülmények
• A hőmérséklettel szembeni stabilitás
• A koaleszcenciával és fázisszétválással szembeni hosszú távú ellenállás
• Az érzékszervi tulajdonságok és a felviteli teljesítmény

Mivel az O/O emulziók speciálisabbak a hagyományos kozmetikai emulzióknál, a stabilitást megfelelő tárolási és gyorsított körülmények között végzett kísérleti vizsgálatokkal kell igazolni.

Mit jelent a hidrofób kifejezés?

A hidrofób kifejezés olyan anyagot jelöl, amely csekély affinitást mutat a vízhez, és hajlamos elkerülni a vizes környezettel való kölcsönhatást. A hidrofób molekulák általában apolárisak vagy túlnyomórészt apolárisak, ezért jobban kompatibilisek az olajokkal és más lipofil anyagokkal.

A kozmetikai formulázásban a hidrofób összetevőket jellemzően az olajos fázisba építik be, vagy vízmentes rendszerekben alkalmazzák.

Hidrofób összetevők a kozmetikumokban

Számos kozmetikai összetevő rendelkezik túlnyomórészt hidrofób tulajdonságokkal, többek között:

• Növényi olajok
• Viaszok
• Szénhidrogének
• Számos észter
• Bizonyos szilikonok
• Olajban oldódó aktív összetevők

Kémiai szerkezetüktől függően ezek az összetevők emolliens, okkluzív, kondicionáló, érzékszervi vagy védő tulajdonságokat biztosíthatnak.

Hidrofób és hidrofil összetevők

A hidrofób összetevők vízhez való affinitásukban különböznek a hidrofil összetevőktől. A hidrofil anyagok könnyebben kölcsönhatásba lépnek a vízzel, míg a hidrofób anyagok előnyben részesítik az olajokhoz és más apoláris anyagokhoz való kapcsolódást.

Ez a különbség különösen fontos emulziókban, ahol a hidrofób és hidrofil anyagokat megfelelően kell kombinálni a stabil formula kialakításához.

A tenzidek hidrofób vagy hidrofil jellege szintén releváns az emulgeálószerek kiválasztására használt HLB (Hydrophilic-Lipophilic Balance) rendszerben.

Formulázási szempontok

Egy összetevő hidrofób jellege hatással van annak oldhatóságára, fáziseloszlására, emulgeálására és feldolgozási követelményeire.

A nagymértékben hidrofób összetevők általában rosszul oldódnak vízben, ezért vizes formulába történő beépítésükhöz olajos fázisra, szolubilizálóra, emulgeálószerre vagy megfelelő koszolvensre lehet szükség.

A nyersanyagok hidrofób tulajdonságainak ismerete ezért fontos az összetevők kiválasztásakor és a stabil kozmetikai formulák tervezése során.

Mit jelent a hidrofil kifejezés?

A hidrofil kifejezés olyan anyagot jelöl, amely affinitást mutat a vízhez. A hidrofil molekulák általában könnyen kölcsönhatásba lépnek a vízzel polaritásuk vagy ionos jellegük miatt.

A kozmetikai formulázásban a hidrofil összetevők általában a termék vizes fázisában találhatók, és vízben könnyen oldódhatnak.

Hidrofil összetevők a kozmetikumokban

Számos gyakran használt kozmetikai összetevő hidrofil, többek között:

• Glicerin
• Propilénglikol
• Szorbit
• Nátrium-laktát
• Citromsav
• Aminosavak
• Számos vízoldható polimer

Egy összetevő hidrofil jellege és kémiai szerkezete alapján különböző funkciókat tölthet be. A nedvesítőszerek például elősegítik a víz megkötését és megtartását, míg a hidrofil polimerek módosíthatják a viszkozitást vagy stabilizálhatják a formulákat.

Hidrofil és lipofil összetevők

A hidrofil és lipofil összetevők eltérően viselkednek a kozmetikai formulákban. A hidrofil anyagok általában nagyobb affinitást mutatnak a vízhez, míg a lipofil anyagok az olajokhoz és más apoláris anyagokhoz kapcsolódnak szívesebben.

Ez a különbség különösen fontos emulziók fejlesztésekor. A hidrofil és lipofil tulajdonságok egyensúlya befolyásolja a tenzidek és emulgeálószerek viselkedését, és a HLB (Hydrophilic-Lipophilic Balance) rendszer egyik alapelve.

Formulázási szempontok

Egy összetevő hidrofil jellege hatással van annak oldhatóságára, fáziseloszlására, feldolgozására és kompatibilitására a formula többi komponensével.

A nagy mértékben hidrofil összetevőt általában a vizes fázisba építik be, bár a pH, a hőmérséklet, az elektrolitok és más összetevők befolyásolhatják tényleges viselkedését a kész formulában.

A nyersanyagok hidrofil tulajdonságainak ismerete ezért fontos a stabil és homogén kozmetikai termékek tervezése során.

Mi a HLB?

A HLB a Hydrophilic-Lipophilic Balance rövidítése. Olyan numerikus rendszer, amely a tenzid víz és olaj iránti relatív affinitását írja le.

A HLB-érték segíti a formulázókat az emulgeálószerek kiválasztásában a kívánt emulziótípus alapján. A hidrofilebb tenzidek általában magasabb HLB-értékkel, míg a lipofilebb tenzidek alacsonyabb értékkel rendelkeznek.

HLB a kozmetikai emulziókban

A HLB különösen hasznos olaj-a-vízben (O/W) és víz-az-olajban (W/O) emulziók formulázásakor.

• A magasabb HLB-értékek általában hidrofilebb emulgeálószerekhez és O/W emulziókhoz kapcsolódnak.
• Az alacsonyabb HLB-értékek általában lipofilebb emulgeálószerekhez és W/O emulziókhoz kapcsolódnak.

A HLB-rendszer egy adott olajos fázishoz szükséges emulgeálószer-egyensúly kiszámítására vagy becslésére is használható.

HLB és az emulgeálószer kiválasztása

Az olajos fázis szükséges HLB-értéke a formulában jelen lévő olajoktól és más lipofil anyagoktól függ. Több olaj alkalmazásakor az egyes olajok szükséges HLB-értékei együttesen is figyelembe vehetők a megfelelő célérték meghatározásához.

Ezután két vagy több emulgeálószer kombinációja választható ki a kívánt teljes HLB eléréséhez.

A HLB-t azonban formulázási iránymutatásként kell kezelni, nem pedig az emulzióstabilitás teljes körű előrejelzőjeként. Az emulgeálószer kémiája, koncentrációja, az olajos fázis összetétele, a feldolgozási körülmények, a cseppméret, a viszkozitás és a formula egyéb komponensei mind befolyásolhatják a végső emulziót.

HLB a kozmetikai formulázásban

A HLB-rendszert gyakran alkalmazzák az alábbiak fejlesztésekor:

• Arc- és testápoló krémek
• Lotionök
• Fényvédők
• Tisztító emulziók
• Hajkondicionálók
• Más O/W és W/O kozmetikai emulziók

A kísérleti formulázás és a stabilitás vizsgálat akkor is elengedhetetlen, ha az elméleti HLB-értéket már kiszámították.

Source: Cosmetic Formulation Principles and Practice - Heather A.E. Benson, Michael S. Roberts, Vânia Rodrigues Leite-Silva, Kenneth A. Walters.

Mi az emulzió stabilitás?

Az emulzió stabilitás azt jelzi, hogy egy emulzió mennyire képes idővel fenntartani egy folyadékfázis egyenletes diszperzióját egy másik, vele nem elegyedő folyadékfázisban.

A kozmetikai termékekben, például krémekben és lotionökben, az olajos és vizes fázis természetes módon hajlamos szétválni. Ezért megfelelő emulgeálórendszer szükséges a stabil formula kialakításához és fenntartásához.

Az emulzió stabilitást befolyásoló tényezők

A kozmetikai emulzió stabilitását több tényező befolyásolja, többek között:

• Az emulgeálószer típusa és koncentrációja
• Az olajos fázis összetétele
• A cseppméret és annak eloszlása
• A folytonos fázis viszkozitása
• A pH és az elektrolitkoncentráció
• A feldolgozási hőmérséklet és a nyírás
• A tárolási körülmények
• A csomagolás

A kisebb és egyenletesebben eloszló cseppek általában javíthatják a fizikai stabilitást, bár önmagában a cseppméret nem határozza meg, hogy az emulzió stabil marad-e.

Az emulzió instabilitásának gyakori mechanizmusai

Az emulziók többféle mechanizmus révén válhatnak instabillá:

Krémesedés: a cseppek a formula teteje vagy alja felé vándorolnak a sűrűségkülönbségek miatt. A krémesedés visszafordítható lehet.

Flokkuláció: a cseppek laza aggregátumokat képeznek anélkül, hogy szükségszerűen összeolvadnának.

Koaleszcencia: az egyes cseppek összeolvadnak, nagyobb cseppeket képezve, ami végül fázisszétváláshoz vezethet.

Fázisinverzió: a belső és a folytonos fázis szerepet cserél, ami jelentős változásokat okozhat a textúrában és a termék tulajdonságaiban.

Az emulzió stabilitás javítása

A formulázók megfelelő emulgeálórendszer kiválasztásával, az olaj-víz arány optimalizálásával, a cseppméret szabályozásával és a folytonos fázis viszkozitásának megfelelő növelésével javíthatják a stabilitást.

A feldolgozási körülmények szintén fontosak. A hozzáadás sorrendje, a hőmérséklet, a keverés intenzitása és a hűtési profil jelentősen befolyásolhatja a végső emulziós szerkezetet.

Stabilitás vizsgálat

Az emulzió stabilitást megfelelő gyorsított és valós idejű stabilitás vizsgálatokkal kell értékelni. A megjelenés, viszkozitás, pH, illat, szín, cseppméret és fázisszétválás változásai értékes információt nyújthatnak a formula fizikai stabilitásáról.

Az a formula, amely közvetlenül a gyártás után stabilnak tűnik, nem tekinthető stabilnak mindaddig, amíg nem teljesítette a megfelelő stabilitásvizsgálati programot.

Mi a diszperzió?

A diszperzió olyan rendszer, amelyben egy fázis részecskék formájában oszlik el egy másik, folytonos fázisban. Kozmetikumokban a diszpergált anyag gyakran szilárd por vagy pigment, míg a folytonos fázis lehet víz, olaj vagy más folyadék.

Az oldattal ellentétben a diszpergált anyag molekulárisan nem oldódik fel a folytonos fázisban.

A diszperziók kozmetikai alkalmazásai

A diszperziókat széles körben használják oldhatatlan vagy rosszul oldódó anyagokat tartalmazó kozmetikai formulákban, többek között:

• Pigmentekben alapozókban és színes kozmetikumokban
• Ásványi UV-szűrőkben fényvédőkben
• Agyag- és ásványi részecskékben arcmaszkokban
• Porokban folyékony és krémformulákban
• Oldhatatlan aktív vagy funkcionális összetevőkben

A megfelelő diszperzió különösen fontos pigmentált termékekben, mivel az egyenetlen részecskeeloszlás inkonzisztens színt, fedést és felvitelt eredményezhet.

A diszperzió stabilitása

A stabil diszperzióhoz a részecskéknek kellően elkülönülten és egyenletesen elosztva kell maradniuk a formulában. Megfelelő stabilizálás nélkül a részecskék aggregálódhatnak, flokkulálódhatnak, ülepedhetnek vagy felúszhatnak, sűrűségüktől és a folytonos fázistól függően.

A részecskeméret, a felületi tulajdonságok, a viszkozitás, a sűrűségkülönbségek, a pH és az elektrolitkoncentráció egyaránt befolyásolhatják a diszperzió stabilitását.

Formulázás és feldolgozás

A diszpergálószerek javíthatják a részecskék nedvesítését és csökkenthetik az aggregációt. Megfelelő keverésre, nagy nyírású feldolgozásra vagy őrlésre is szükség lehet, különösen pigmentek és ásványi porok esetében.

A diszperziót a teljes formulában kell értékelni, mivel a viszkozitás, a tenzidkoncentráció vagy más összetevők változása jelentősen befolyásolhatja a fizikai stabilitást.

A stabilitás vizsgálat elengedhetetlen annak igazolásához, hogy a részecskék a tervezett eltarthatósági idő alatt egyenletesen elosztva maradnak.

Mi a diszpergálószer?

A diszpergálószer olyan formulázási összetevő, amely segíti a szilárd részecskék vagy folyadékcseppek egyenletes eloszlatását a folytonos fázisban. Csökkenti a részecskék aggregációját, és segít homogénebb formula fenntartásában.

A diszpergálószerek különösen fontosak pigmentek, ásványi porok, agyagok és más oldhatatlan anyagok alkalmazásakor.

A diszpergálószerek kozmetikai alkalmazásai

A diszpergálószereket gyakran használják:

• Alapozókban és más sminktermékekben
• Pigmentált krémekben és lotionökben
• Ásványi UV-szűrőket tartalmazó fényvédőkben
• Arcmaszkokban és agyagalapú termékekben
• Folyékony színes kozmetikumokban
• Oldhatatlan aktív vagy funkcionális porokat tartalmazó termékekben

Segítik a részecskék egyenletes eloszlását, és hozzájárulhatnak a szín, a textúra és az alkalmazás egyenletességéhez.

Formulázási szempontok

A hatékony diszpergálórendszer a diszpergált anyag részecskeméretétől, felületi tulajdonságaitól, koncentrációjától és polaritásától, valamint a folytonos fázistól függ.

A nem megfelelő diszpergálás agglomerációhoz, ülepedéshez, színváltozáshoz, megnövekedett viszkozitáshoz vagy egyenetlen szenzoros profilhoz vezethet. Ezért a diszpergálószert a diszpergálandó pigmenttel vagy porral együtt kell kiválasztani.

A kívánt részecskeeloszlás eléréséhez nagy nyírású keverésre, őrlésre vagy más megfelelő feldolgozási technikára is szükség lehet.

Diszpergálószerek és formulastabilitás

A diszpergálószer javíthatja a fizikai stabilitást a részecske–részecske kölcsönhatások csökkentésével és az aggregáció megelőzésének elősegítésével. A diszperzió stabilitását azonban a teljes formula befolyásolja, beleértve a viszkozitást, a sűrűségkülönbségeket, az elektrolitokat, a pH-t és más tenzideket vagy polimereket.

A készterméket ezért megfelelő stabilitás vizsgálattal kell értékelni annak igazolására, hogy a részecskék a tervezett eltarthatósági idő alatt egyenletesen eloszlatva maradnak.

Mi a koszolvens?

A koszolvens olyan oldószer, amelyet egy másik oldószerrel együtt használnak egy olyan összetevő oldhatóságának növelésére, amelyet egyébként nehéz lenne beépíteni a formulába.

Kozmetikai formulákban a koszolvensek különösen hasznosak, ha egy aktív összetevő, illatanyag-komponens vagy más funkcionális anyag vízben vagy a formula fő oldószerében korlátozottan oldódik.

A koszolvensek kozmetikai alkalmazásai

A koszolvensek vizes, hidroalkoholos és emulziós formulákban egyaránt alkalmazhatók a korlátozott vízoldhatóságú összetevők beépítésének elősegítésére.

Gyakori kozmetikai koszolvensek:

• Propilénglikol
• Propanediol
• Glicerin
• Etanol
• Pentilénglikol
• Dipropilénglikol

A választás az oldandó összetevőtől, a célzott koncentrációtól, a formula típusától és a kívánt szenzoros tulajdonságoktól függ.

Formulázási szempontok

A koszolvens kiválasztásakor figyelembe kell venni az oldhatóságot, a polaritást, a koncentrációt, a bőrérzetet, a kompatibilitást és a szabályozási követelményeket. A koszolvens mennyiségének növelése javíthatja az oldhatóságot, ugyanakkor módosíthatja a viszkozitást, a párolgást, a szenzoros jellemzőket vagy a bőrtoleranciát.

A koszolvensrendszert ezért a teljes formulában kell értékelni, nem pedig az egyes összetevők oldhatóságát külön-külön vizsgálva.

A koszolvensek a tartósítószerek teljesítményét és az összetevők vizes és olajos fázis közötti megoszlását is befolyásolhatják. Stabilitás vizsgálatokat kell végezni annak igazolására, hogy a kiválasztott rendszer a termék tervezett eltarthatósági ideje alatt hatékony marad.

References

Barel, A. O., Paye, M. and Maibach, H. I. Handbook of Cosmetic Science and Technology. CRC Press.

European Commission. CosIng – Cosmetic Ingredients Database.

Mik a koemulgeálószerek?

A koemulgeálószerek olyan összetevők, amelyeket egy elsődleges emulgeálószerrel együtt használnak az emulzió stabilitásának és fizikai tulajdonságainak javítására. Hozzájárulhatnak az olajos és vizes fázis közötti határfelületi film kialakulásához és megerősítéséhez.

Az elsődleges emulgeálószerekkel ellentétben a koemulgeálószerekre általában nem önmagukban támaszkodnak stabil emulzió létrehozásához. Feladatuk az emulgeálórendszer támogatása, valamint a késztermék textúrájának és stabilitásának javítása.

A koemulgeálószerek kozmetikai alkalmazásai

A koemulgeálószereket széles körben használják krémekben, lotionökben és más emulzióalapú kozmetikai termékekben. Kémiai szerkezetüktől függően javíthatják:

• Az emulzióstabilitást
• A viszkozitást és a konzisztenciát
• A bőrérzetet és a kenhetőséget
• A fázisszétválással szembeni ellenállást
• Az általános textúrát

Gyakori koemulgeáló anyagok többek között a zsíros alkoholok, zsírsavak, glyceryl stearate és bizonyos viaszok.

Formulázási szempontok

A koemulgeálószer kiválasztása és koncentrációja az elsődleges emulgeálószertől, az olajos és vizes fázistól, a célzott viszkozitástól és a kívánt szenzoros tulajdonságoktól függ.

Az olyan zsíros alkoholokat, mint a cetyl alcohol, stearyl alcohol és cetearyl alcohol, gyakran használják krémekben és lotionökben, mivel egyaránt hozzájárulhatnak az emulzió stabilitásához, valamint a formula szerkezetéhez és konzisztenciájához.

Az optimális kombinációt kísérleti úton kell meghatározni, mivel a koemulgeálószer típusának vagy koncentrációjának megváltoztatása jelentősen befolyásolhatja a viszkozitást, a stabilitást és a szenzoros jellemzőket.

References

Barel, A. O., Paye, M. and Maibach, H. I. Handbook of Cosmetic Science and Technology. CRC Press.

Mi a puffer rendszer?

A puffer rendszer gyenge sav és konjugált bázis, illetve gyenge bázis és konjugált sav kombinációja, amelyet úgy alakítanak ki, hogy kis mennyiségű sav vagy lúg hozzáadásakor ellenálljon a jelentős pH-változásnak.

A kozmetikai formulákban a puffereket a szabályozott pH fenntartására használják a termék teljes eltarthatósági ideje alatt és a normál használat során.

A puffer rendszerek kozmetikai alkalmazásai

A puffer rendszerek különösen fontosak vizes és emulziós kozmetikumokban. A kiválasztott pH befolyásolhatja a bőrrel való kompatibilitást, a tartósítószer hatékonyságát, a viszkozitást, a színt, az illatot és az aktív összetevők stabilitását.

Gyakori puffer rendszerek:

• Citromsav / nátrium-citrát
• Tejsav / nátrium-laktát
• Foszforsav / foszfátsók
• Ecetsav / acetátsók

A megfelelő rendszer a cél-pH-tól, a formula összetételétől és a szükséges pufferkapacitástól függ.

Formulázási szempontok

A puffert a pufferkomponensek pKa-értéke és a kívánt formulázási pH alapján kell kiválasztani. A puffer koncentrációja szintén befolyásolja a pufferkapacitást: a teljes pufferkoncentráció növelése általában növeli a pH-változásokkal szembeni ellenállást.

A túlzott pufferelés azonban zavarhatja a formula egyéb összetevőit. Az elektrolitok, polimerek, tartósítószerek és aktív összetevők a pH-tól és az ionerősségtől függően eltérően viselkedhetnek.

A végső pH-t mindig a teljes formulában kell mérni, nem pedig kizárólag az egyes nyersanyagok elméleti pH-értékére hagyatkozni.

Puffer rendszerek és kozmetikai stabilitás

A megfelelő pH fenntartása segíthet javítani a pH-érzékeny összetevők stabilitását és megőrizni a formula kívánt fizikai tulajdonságait. Egyes rendszerekben a pH szabályozása a tartósítószer hatékonyságának fenntartása szempontjából is fontos.

A termékfejlesztés során a pH-t a stabilitás vizsgálatok alatt is monitorozni kell, hogy azonosíthatók legyenek az idő múlásával vagy eltérő tárolási körülmények között bekövetkező változások.

References

Barel, A. O., Paye, M. and Maibach, H. I. Handbook of Cosmetic Science and Technology. CRC Press.

European Commission. CosIng – Cosmetic Ingredients Database.