Filtry UV na rynku ochrony przeciwsłonecznej

Ochrona przeciwsłoneczna, a w szczególności ochrona przeciwsłoneczna, to jeden znajszybciej rozwijających się segmentów rynku produktów do pielęgnacji osobistej.Ponadto filtry UV są obecnie dodawane 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 opalaniamuszą spełniać wysokie standardy ochrony przed promieniowaniem SPF i 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 ekonomicznych.

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 SPF przy minimalnym poziomie filtrów UV. Daje to formulatorowi większą swobodę w optymalizacji odczuć na skórze. Z drugiej strony, dobra estetyka produktu zachęca konsumentów do stosowania większej ilości produktów, a tym samym do zbliżenia się do oznakowanego 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 wrażliwych osób mogą wystąpić reakcje alergiczne na określone rodzaje filtrów UV.

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

• Szerokie spektrum / skuteczność ochrony przed promieniowaniem 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 wartość wskaźnika SPF.

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

• Wygląd na skórze- Filtry nieorganiczne i cząstki organiczne mogą powodować wybielanie skóry, jeśli są stosowane w dużych stężeniach. Zazwyczaj jest to niepożądane, ale 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 „fotolabilnych” filtrów i zmniejszeniu lub zapobiegnięciu rozpadowi.

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

Chemia filtrów UV

Aktywne składniki filtrów przeciwsłonecznych są zazwyczaj klasyfikowane jako organiczne filtry przeciwsłoneczne lub nieorganiczne filtry przeciwsłoneczne. Organiczne filtry przeciwsłoneczne silnie absorbują określone długości fal i są przezroczyste 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 filtry przeciwsłoneczne są również znane jakochemiczne filtry przeciwsłoneczneSkładają się one z cząsteczek organicznych (na bazie węgla), które działają jak filtry przeciwsłoneczne, pochłaniając promieniowanie UV i zamieniając je na 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 widocznych pozostałości na powierzchni skóry po zastosowaniu formuły

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

Twórcy receptur dobrze znają tradycyjne substancje organiczne

„Koktajle” wymagane do 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 / UV, ale mogą nie być idealne w produktach dla niemowląt lub skóry wrażliwej ze względu na możliwość wystąpienia reakcji alergicznych u osób wrażliwych. Nie nadają się również do produktów, które są określane jako „naturalne” lub „organiczne”, ponieważ wszystkie są syntetycznymi chemikaliami.
Filtry UV organiczne: typy chemiczne

Pochodne PABA (kwasu paraaminobenzoesowego)
• Przykład: Ethylhexyl Dimethyl PABA
• Filtry UVB
• Obecnie rzadko stosowane ze względu na względy bezpieczeństwa

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

Cynamoniany
• 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
• Zapewniają absorpcję promieniowania UVB i UVA
• Stosunkowo niska skuteczność, ale w połączeniu z innymi filtrami pomagają 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 filtrują promieniowanie UVB, inne zapewniają szerokie spektrum ochrony przed promieniowaniem UVA/UVB
• Bardzo dobra fotostabilność
• Drogi

Pochodne dibenzoilu
• Przykłady: butylometoksydibenzoilometan (BMDM), dietyloaminohydroksybenzoiloheksylobenzoesan (DHHB)
• Wysoce skuteczne pochłaniacze promieniowania UVA
• BMDM ma słabą fotostabilność, natomiast DHHB jest znacznie bardziej fotostabilny

Pochodne kwasu benzimidazolosulfonowego
• Przykłady: kwas fenylobenzimidazolosulfonowy (PBSA), disodowy fenylodibenzimidazolotetrasulfonian (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 stosowane ze względu na względy bezpieczeństwa

Antranilany
• Przykład: Mentyl antranilan
• 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 nieorganicznych cząsteczek, które działają jak filtry przeciwsłoneczne, pochłaniając i rozpraszając promieniowanie UV. Nieorganiczne filtry przeciwsłoneczne są dostępne jako suche proszki lub predyspersje.

Filtry UV na rynku ochrony przeciwsłonecznej2

Mocne i słabe strony nieorganicznych filtrów przeciwsłonecznych

Mocne strony

Słabości

Bezpieczny / niedrażniący

Percepcja złego wyglądu (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

Fotostabilny

Zastosowania nieorganicznych filtrów przeciwsłonecznych
Nieorganiczne filtry przeciwsłoneczne nadają się do wszelkich zastosowań z ochroną UV, z wyjątkiem przejrzystych formulacji lub aerozoli. Są szczególnie odpowiednie do pielęgnacji przeciwsłonecznej niemowląt, produktów do skóry wrażliwej, produktów, które mają być „naturalne” i kosmetyków dekoracyjnych.
Filtry UV nieorganiczne Typy chemiczne

Dwutlenek tytanu
• Głównie filtr UVB, ale niektóre gatunki zapewniają również dobrą ochronę przed promieniowaniem UVA
• Dostępne są różne gatunki o różnych rozmiarach cząstek, powłokach itp.
• Większość klas mieści się w zakresie nanocząsteczek
• Najmniejsze rozmiary cząsteczek są bardzo przejrzyste 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; niższa skuteczność SPF niż TiO2, ale zapewnia lepszą ochronę niż TiO2 w obszarze długich fal „UVA-I”
• Dostępne są różne gatunki o różnych rozmiarach cząstek, powłokach itp.
• Większość klas mieści się w zakresie 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-etyloheksylooksyfenol Metoksyfenylotriazyna

-4

+5

+5

0

0

+4

0

Butylometoksy-dibenzoilometan

-2

+2

+5

0

0

-5

0

Dietyloaminohydroksybenzoiloheksyl benzoesan

-4

+1

+5

0

0

+4

0

Dietyloheksylobutamidotriazon

-4

+4

0

0

0

+4

0

Disodowy fenylodibenzimiazol tetrasulfonian

-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

Etyloheksylotriazon

-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-benzotriazolilowy 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 wydajność 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 rozpuszczalnych w oleju organicznych filtrów UV zależy od ich rozpuszczalności w emolientach stosowanych w formulacji. Ogólnie rzecz biorąc, emolienty polarne są najlepszymi rozpuszczalnikami dla filtrów organicznych.

Na działanie wszystkich filtrów UV decydujący wpływ ma zachowanie reologiczne formulacji i jej zdolność do tworzenia równomiernej, spójnej warstwy na skórze. Stosowanie odpowiednich substancji filmotwórczych i dodatków reologicznych często pomaga poprawić skuteczność filtrów.
Interesujące połączenie filtrów UV (synergia)

Istnieje wiele kombinacji filtrów UV, które wykazują synergię. Najlepsze efekty synergiczne są zazwyczaj osiągane 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 także 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 własności intelektualnej w tej dziedzinie. Istnieje wiele patentów obejmujących konkretne kombinacje filtrów UV, a producentom zaleca się zawsze sprawdzanie, czy kombinacja, której zamierzają użyć, nie narusza żadnych patentów stron 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 masz konkretną formulację podwozia, której chcesz użyć, zastanów się, które filtry będą pasować do tej podwozia. Jednak jeśli to możliwe, najlepiej najpierw wybrać filtry i zaprojektować formułę wokół nich. Dotyczy to w szczególności filtrów nieorganicznych lub organicznych cząsteczkowych.
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 wypróbować w formulacjach. Metody testowania SPF i UVA in vitro są przydatne na tym etapie, aby wskazać, które kombinacje dają najlepsze wyniki pod względem wydajności - więcej informacji na temat zastosowania, interpretacji i ograniczeń tych testów można uzyskać w kursie e-szkoleniowym 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