Filtry UV na rynku ochrony przeciwsłonecznej

widoki

Ochrona przed słońcem, a w szczególności ochrona przed słońcem, to jeden znajszybciej rozwijających się segmentów rynku produktów do pielęgnacji osobistej.Ponadto ochronę przed promieniowaniem UV zaczęto dodawać do wielu kosmetyków codziennego użytku (na przykład produktów do pielęgnacji twarzy i kosmetyków dekoracyjnych), ponieważ konsumenci coraz bardziej zdają sobie sprawę, że ochrona przed słońcem nie dotyczy wyłącznie wakacji na plaży.

Dzisiejszy twórca kosmetyków do pielęgnacji przeciwsłonecznejmuszą spełniać wysokie standardy ochrony przed promieniowaniem SPF i wysokim poziomem ochrony przed promieniowaniem UVA, jednocześnie tworząc produkty na tyle eleganckie, by zachęcać konsumentów do przestrzegania zasad, i na tyle opłacalne, by można było na nie pozwolić sobie w trudnych czasach gospodarczych.

Filtry UV na rynku ochrony przeciwsłonecznej

Skuteczność i elegancja są w rzeczywistości od siebie zależne; maksymalizacja skuteczności użytych substancji czynnych umożliwia tworzenie produktów o wysokim współczynniku SPF przy minimalnej zawartości filtrów UV. Daje to twórcom receptur większą swobodę w optymalizacji odczuć na skórze. Z drugiej strony, dobra estetyka produktów zachęca konsumentów do nakładania większej ilości kosmetyków, a tym samym do zbliżenia się do deklarowanego współczynnika SPF.

Atrybuty wydajnościowe, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze filtrów UV do formulacji kosmetycznych
• Bezpieczeństwo dla docelowej grupy użytkowników końcowych- Wszystkie filtry UV zostały dokładnie przetestowane, aby zapewnić ich bezpieczeństwo przy stosowaniu miejscowym. Jednak u niektórych osób wrażliwych mogą wystąpić reakcje alergiczne na niektóre rodzaje filtrów UV.

• Skuteczność SPF- Zależy to od długości fali maksimum absorbancji, wielkości absorbancji i szerokości widma absorbancji.

• Szerokie spektrum ochrony / skuteczność ochrony UVA- Nowoczesne formuły kremów z filtrem przeciwsłonecznym muszą spełniać określone standardy ochrony przed promieniowaniem UVA, ale często nie do końca wiadomo, że ochrona przed promieniowaniem UVA również wpływa na wskaźnik SPF.

• Wpływ na odczucia skórne- Różne filtry UV mają różny wpływ na skórę. Przykładowo, niektóre płynne filtry UV mogą sprawiać wrażenie „lepkiej” lub „ciężkiej” skóry, podczas gdy filtry rozpuszczalne w wodzie sprawiają, że skóra staje się bardziej sucha.

• Wygląd na skórze- Filtry nieorganiczne i cząstki organiczne stosowane w dużych stężeniach mogą powodować wybielanie skóry. Zazwyczaj jest to zjawisko niepożądane, jednak w niektórych zastosowaniach (np. w opalaniu niemowląt) może być postrzegane jako zaleta.

• Fotostabilność- Niektóre organiczne filtry UV ulegają rozpadowi pod wpływem promieniowania UV, co zmniejsza ich skuteczność; jednak inne filtry mogą pomóc w stabilizacji tych „foto-labilnych” filtrów i zmniejszeniu lub zapobieżeniu rozpadowi.

• Wodoodporność- Stosowanie filtrów UV na bazie wody obok filtrów na bazie oleju często pozwala znacząco zwiększyć współczynnik SPF, ale może utrudnić uzyskanie odporności na wodę.
» Zobacz wszystkie dostępne w sprzedaży składniki i dostawców kosmetyków do opalania w bazie danych kosmetyków

Chemia filtrów UV

Aktywne składniki filtrów przeciwsłonecznych są zazwyczaj klasyfikowane jako organiczne lub nieorganiczne. Organiczne filtry przeciwsłoneczne silnie absorbują promieniowanie o określonych długościach fal i są transparentne dla światła widzialnego. Nieorganiczne filtry przeciwsłoneczne działają poprzez odbijanie lub rozpraszanie promieniowania UV.

Poznajmy je bliżej:

Organiczne kremy przeciwsłoneczne

Filtry UV na rynku ochrony przeciwsłonecznej1

Organiczne kremy przeciwsłoneczne są również znane jakochemiczne filtry przeciwsłoneczneSkładają się one z cząsteczek organicznych (na bazie węgla), które działają jak filtry przeciwsłoneczne, pochłaniając promieniowanie UV i przekształcając je w energię cieplną.

Mocne i słabe strony organicznych kremów przeciwsłonecznych

Mocne strony

Słabości

Elegancja kosmetyczna – większość filtrów organicznych, będących cieczami lub rozpuszczalnymi substancjami stałymi, nie pozostawia po aplikacji widocznego osadu na powierzchni skóry.

Wąskie spektrum – wiele z nich chroni tylko w wąskim zakresie długości fal

Tradycyjne substancje organiczne są dobrze znane wśród twórców receptur

„Koktajle” wymagane dla wysokiego SPF

Dobra skuteczność przy niskich stężeniach

Niektóre ciała stałe mogą być trudne do rozpuszczenia i utrzymania w roztworze

Pytania dotyczące bezpieczeństwa, podrażnień i wpływu na środowisko

Niektóre filtry organiczne są niestabilne pod względem światła

Zastosowania organicznych kremów przeciwsłonecznych
Filtry organiczne można zasadniczo stosować we wszystkich produktach do ochrony przeciwsłonecznej i UV, ale mogą nie być idealne w produktach dla niemowląt i osób o wrażliwej skórze ze względu na możliwość wystąpienia reakcji alergicznych u osób wrażliwych. Nie nadają się one również do produktów oznaczonych jako „naturalne” lub „organiczne”, ponieważ wszystkie zawierają syntetyczne substancje chemiczne.
Organiczne filtry UV: rodzaje chemiczne

Pochodne PABA (kwasu paraaminobenzoesowego)
• Przykład: Etyloheksylodimetylo PABA
• Filtry UVB
• Obecnie rzadko używane ze względu na względy bezpieczeństwa

Salicylany
• Przykłady: Salicylan etyloheksylu, homosalat
• Filtry UVB
• Niski koszt
• Niska skuteczność w porównaniu z większością innych filtrów

Cynamiany
• Przykłady: Metoksycynamonian etyloheksylu, Metoksycynamonian izoamylu, Oktokrylen
• Wysoce skuteczne filtry UVB
• Oktokrylen jest fotostabilny i pomaga w fotostabilizacji innych filtrów UV, ale inne cynamoniany mają tendencję do słabej fotostabilności

Benzofenony
• Przykłady: Benzofenon-3, Benzofenon-4
• Zapewnia absorpcję promieniowania UVB i UVA
• Stosunkowo niska skuteczność, ale w połączeniu z innymi filtrami pomaga zwiększyć SPF
• Benzofenon-3 jest obecnie rzadko stosowany w Europie ze względu na obawy dotyczące bezpieczeństwa

Pochodne triazyny i triazolu
• Przykłady: Etyloheksylotriazon, bis-Etyloheksyloksyfenol, metoksyfenylotriazyna
• Wysoka skuteczność
• Niektóre filtry UVB, inne zapewniają szerokie spektrum ochrony przed promieniowaniem UVA/UVB
• Bardzo dobra fotostabilność
• Drogi

Pochodne dibenzoilowe
• Przykłady: Butyl metoksydibenzoilometan (BMDM), dietyloaminohydroksybenzoiloheksyl benzoesan (DHHB)
• Wysoce skuteczne pochłaniacze promieniowania UVA
• BMDM ma słabą fotostabilność, natomiast DHHB jest znacznie bardziej fotostabilny

Pochodne kwasu benzimidazolosulfonowego
• Przykłady: kwas fenylobenzimidazolosulfonowy (PBSA), tetrasulfonian fenylodibenzimidazolu disodowego (DPDT)
• Rozpuszczalny w wodzie (po zneutralizowaniu odpowiednią zasadą)
• PBSA to filtr UVB; DPDT to filtr UVA
• Często wykazują synergię z filtrami rozpuszczalnymi w oleju, gdy są stosowane w połączeniu

Pochodne kamfory
• Przykład: 4-metylobenzylidenokamfora
• Filtr UVB
• Obecnie rzadko używane ze względu na względy bezpieczeństwa

Antranilany
• Przykład: antranilan mentylu
• Filtry UVA
• Stosunkowo niska skuteczność
• Niezatwierdzone w Europie

Polisilikon-15
• Polimer silikonowy z chromoforami w łańcuchach bocznych
• Filtr UVB

Nieorganiczne filtry przeciwsłoneczne

Te filtry przeciwsłoneczne są również znane jako filtry fizyczne. Składają się z cząsteczek nieorganicznych, które działają jak filtry przeciwsłoneczne poprzez pochłanianie i rozpraszanie promieniowania UV. Filtry nieorganiczne są dostępne w postaci suchych proszków lub gotowych dyspersji.

Filtry UV na rynku ochrony przeciwsłonecznej2

Mocne i słabe strony nieorganicznych kremów przeciwsłonecznych

Mocne strony

Słabości

Bezpieczny / niedrażniący

Percepcja złej estetyki (odczucie skóry i jej wybielenie)

Szerokie spektrum

Formułowanie proszków może być trudne

Wysoki współczynnik SPF (30+) można uzyskać przy użyciu pojedynczego składnika aktywnego (TiO2)

Substancje nieorganiczne uwikłane w debatę nano

Dyspersje są łatwe do włączenia

Fototable

Zastosowania nieorganicznych filtrów przeciwsłonecznych
Nieorganiczne filtry przeciwsłoneczne nadają się do wszelkich zastosowań z ochroną UV, z wyjątkiem bezbarwnych formulacji i aerozoli. Szczególnie dobrze sprawdzają się w produktach do opalania dla niemowląt, produktach do skóry wrażliwej, produktach deklarujących „naturalność” oraz kosmetykach dekoracyjnych.
Filtry UV nieorganiczne Typy chemiczne

Dwutlenek tytanu
• Przede wszystkim filtr UVB, ale niektóre gatunki zapewniają również dobrą ochronę przed promieniowaniem UVA
• Dostępne są różne gatunki o różnej wielkości cząstek, powłokach itp.
• Większość klas mieści się w obszarze nanocząsteczek
• Najmniejsze rozmiary cząsteczek są bardzo przezroczyste dla skóry, ale zapewniają niewielką ochronę przed promieniowaniem UVA; większe rozmiary zapewniają większą ochronę przed promieniowaniem UVA, ale bardziej wybielają skórę.

Tlenek cynku
• Przede wszystkim filtr UVA; skuteczność SPF niższa niż w przypadku TiO2, ale zapewnia lepszą ochronę niż TiO2 w obszarze promieniowania UVA-I o długiej długości fali
• Dostępne są różne gatunki o różnej wielkości cząstek, powłokach itp.
• Większość klas mieści się w obszarze nanocząsteczek

Matryca wydajności/chemii

Oceń od -5 do +5:
-5: istotny negatywny efekt | 0: brak efektu | +5: istotny pozytywny efekt
(Uwaga: w przypadku kosztów i wybielania „negatywny efekt” oznacza wzrost kosztów lub wybielania.)

 

Koszt

SPF

UVA
Ochrona

Odczucie skóry

Bielenie

Fotostabilność

Woda
Opór

Benzofenon-3

-2

+4

+2

0

0

+3

0

Benzofenon-4

-2

+2

+2

0

0

+3

0

Bis-etyloheksyloksyfenol Metoksyfenylotriazyna

-4

+5

+5

0

0

+4

0

Butylometoksydibenzoilometan

-2

+2

+5

0

0

-5

0

Dietyloaminohydroksybenzoiloheksyl benzoesan

-4

+1

+5

0

0

+4

0

Dietyloheksylobutamidotriazon

-4

+4

0

0

0

+4

0

Tetrasulfonian disodowy fenylodibenzimiazolu

-4

+3

+5

0

0

+3

-2

Etyloheksylodimetylo PABA

-1

+4

0

0

0

+2

0

Metoksycynamonian etyloheksylu

-2

+4

+1

-1

0

-3

+1

Salicylan etyloheksylu

-1

+1

0

0

0

+2

0

Etyloheksylowy triazon

-3

+4

0

0

0

+4

0

Homosalat

-1

+1

0

0

0

+2

0

p-Metoksycynamonian izoamylu

-3

+4

+1

-1

0

-2

+1

Antranilan mentylu

-3

+1

+2

0

0

-1

0

4-metylobenzylideno kamfora

-3

+3

0

0

0

-1

0

Metyleno-bis-benzotriazolil tetrametylobutylofenol

-5

+4

+5

-1

-2

+4

-1

Oktokrylen

-3

+3

+1

-2

0

+5

0

Kwas fenylobenzimidazolosulfonowy

-2

+4

0

0

0

+3

-2

Polisilikon-15

-4

+1

0

+1

0

+3

+2

Tris-bifenyl triazyna

-5

+5

+3

-1

-2

+3

-1

Dwutlenek tytanu – gatunek transparentny

-3

+5

+2

-1

0

+4

0

Dwutlenek tytanu – gatunek o szerokim spektrum działania

-3

+5

+4

-2

-3

+4

0

Tlenek cynku

-3

+2

+4

-2

-1

+4

0

Czynniki wpływające na działanie filtrów UV

Właściwości użytkowe dwutlenku tytanu i tlenku cynku różnią się znacznie w zależności od indywidualnych właściwości konkretnego gatunku, np. powłoki, formy fizycznej (proszek, dyspersja na bazie oleju, dyspersja na bazie wody).Użytkownicy powinni skonsultować się z dostawcami przed wyborem najbardziej odpowiedniego gatunku, który spełni ich cele dotyczące wydajności w systemie formulacji.

Skuteczność organicznych filtrów UV rozpuszczalnych w oleju zależy od ich rozpuszczalności w emolientach użytych w formulacji. Generalnie, emolienty polarne są najlepszymi rozpuszczalnikami dla filtrów organicznych.

Skuteczność wszystkich filtrów UV jest w istotnym stopniu uzależniona od właściwości reologicznych preparatu i jego zdolności do tworzenia równomiernego, spójnego filmu na skórze. Zastosowanie odpowiednich substancji filmotwórczych i dodatków reologicznych często pomaga poprawić skuteczność filtrów.
Ciekawe połączenie filtrów UV (synergia)

Istnieje wiele kombinacji filtrów UV, które wykazują synergię. Najlepsze efekty synergii uzyskuje się zazwyczaj poprzez łączenie filtrów, które w jakiś sposób się uzupełniają, na przykład:
• Łączenie filtrów rozpuszczalnych w oleju (lub rozproszonych w oleju) z filtrami rozpuszczalnymi w wodzie (lub rozproszonymi w wodzie)
• Łączenie filtrów UVA z filtrami UVB
• Łączenie filtrów nieorganicznych z filtrami organicznymi

Istnieją również pewne kombinacje, które mogą przynieść inne korzyści. Na przykład wiadomo, że oktokrylen pomaga w fotostabilizacji niektórych fotolabilnych filtrów, takich jak butylometoksydibenzoilometan.

Należy jednak zawsze pamiętać o ochronie własności intelektualnej w tym obszarze. Istnieje wiele patentów obejmujących konkretne kombinacje filtrów UV, a producentom zaleca się, aby zawsze sprawdzali, czy kombinacja, którą zamierzają zastosować, nie narusza patentów osób trzecich.

Wybierz odpowiedni filtr UV do swojego kosmetyku

Poniższe kroki pomogą Ci wybrać właściwy filtr(y) UV do Twojego kosmetyku:
1. Określ jasne cele dotyczące wydajności, właściwości estetycznych i przewidywanych oświadczeń dotyczących formulacji.
2. Sprawdź, które filtry są dozwolone na docelowym rynku.
3. Jeśli chcesz użyć konkretnej obudowy o określonej formule, zastanów się, które filtry będą do niej pasować. Jeśli jednak to możliwe, najlepiej najpierw wybrać filtry i zaprojektować formułę, uwzględniając je. Dotyczy to szczególnie filtrów nieorganicznych lub organicznych zawierających cząstki stałe.
4. Skorzystaj z porad dostawców i/lub narzędzi predykcyjnych, takich jak symulator kremu przeciwsłonecznego BASF, aby zidentyfikować kombinacje, które powinnyosiągnąć zamierzony SPFi cele UVA.

Te kombinacje można następnie przetestować w formulacjach. Metody testowania SPF i UVA in vitro są przydatne na tym etapie, aby wskazać, które kombinacje dają najlepsze rezultaty pod względem skuteczności – więcej informacji na temat zastosowania, interpretacji i ograniczeń tych testów można znaleźć w e-kursie SpecialChem:UVA/SPF: Optymalizacja protokołów testowych

Wyniki testów, wraz z wynikami innych testów i ocen (np. stabilności, skuteczności konserwantów, odczucia na skórze), pozwalają twórcy formulacji wybrać najlepszą opcję (opcje), a także ukierunkować dalszy rozwój formulacji.


Czas publikacji: 03-01-2021