Pielęgnacja przeciwsłoneczna, a w szczególności ochrona przed słońcem, jest jedną z nichnajszybciej rozwijające się segmenty rynku higieny osobistej.Ponadto ochronę przed promieniowaniem UV włącza się obecnie do wielu produktów kosmetycznych codziennego użytku (na przykład produktów do pielęgnacji skóry twarzy i kosmetyków dekoracyjnych), ponieważ konsumenci stają się coraz bardziej świadomi, że potrzeba ochrony przed słońcem nie dotyczy tylko wakacji na plaży .
Dzisiejszy formułownik produktów do opalaniamuszą osiągnąć wysoki SPF i wymagające standardy ochrony przed promieniowaniem UVA, jednocześnie sprawiając, że produkty są na tyle eleganckie, aby zachęcać konsumentów do przestrzegania przepisów, i na tyle opłacalne, aby były przystępne cenowo w trudnych czasach gospodarczych.
Skuteczność i elegancja są w istocie od siebie zależne; maksymalizacja skuteczności zastosowanych składników aktywnych umożliwia tworzenie produktów o wysokim SPF przy minimalnej zawartości filtrów UV. Daje to twórcy większą swobodę w optymalizacji odczuć na skórze. I odwrotnie, dobra estetyka produktu zachęca konsumentów do stosowania większej liczby produktów i tym samym zbliżania się do oznaczonego na etykiecie SPF.
Właściwości użytkowe, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze filtrów UV do receptur kosmetycznych
• Bezpieczeństwo dla docelowej grupy użytkowników końcowych- Wszystkie filtry UV zostały szczegółowo przetestowane, aby zapewnić, że są całkowicie bezpieczne w przypadku stosowania miejscowego; jednakże u niektórych wrażliwych osób mogą wystąpić reakcje alergiczne na określone typy 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 filtrów przeciwsłonecznych muszą spełniać określone standardy ochrony przed promieniowaniem UVA, ale często nie jest dobrze rozumiane, że ochrona przed promieniowaniem UVA ma również wpływ na SPF.
• Wpływ na uczucie skóry- Różne filtry UV mają różny wpływ na samopoczucie skóry; na przykład niektóre płynne filtry UV mogą sprawiać wrażenie „lepkiego” lub „ciężkiego” na skórze, podczas gdy filtry rozpuszczalne w wodzie powodują uczucie suchości skóry.
• Wygląd na skórze- Filtry nieorganiczne i cząstki organiczne mogą powodować wybielanie skóry, jeśli są stosowane w wysokich stężeniach; jest to zwykle niepożądane, ale w niektórych zastosowaniach (np. ochrona przeciwsłoneczna dla dzieci) może być postrzegane jako zaleta.
• Fotostabilność- Kilka organicznych filtrów UV ulega zniszczeniu pod wpływem promieni UV, zmniejszając w ten sposób ich skuteczność; ale inne filtry mogą pomóc ustabilizować te „fotolabilne” filtry i zmniejszyć lub zapobiec rozkładowi.
• Wodoodporność- Dodanie wodnych filtrów UV do filtrów na bazie oleju często zapewnia znaczny wzrost SPF, ale może utrudnić osiągnięcie wodoodporności.
» Zobacz wszystkie dostępne na rynku składniki i dostawców produktów do pielęgnacji przeciwsłonecznej w bazie danych kosmetyków
Chemia filtrów UV
Substancje czynne filtrów przeciwsłonecznych są ogólnie klasyfikowane jako organiczne i nieorganiczne filtry przeciwsłoneczne. Organiczne filtry przeciwsłoneczne silnie absorbują w określonych długościach fal i są przezroczyste dla światła widzialnego. Nieorganiczne filtry przeciwsłoneczne działają poprzez odbijanie lub rozpraszanie promieniowania UV.
Poznajmy je dogłębnie:
Organiczne filtry przeciwsłoneczne
Organiczne filtry przeciwsłoneczne są również znane jakochemiczne filtry przeciwsłoneczne. Składają 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 filtrów przeciwsłonecznych
Mocne strony | Słabe strony |
Kosmetyczna elegancja – większość filtrów organicznych, zarówno płynnych, jak i rozpuszczalnych, nie pozostawia widocznych pozostałości na powierzchni skóry po nałożeniu z preparatu | Wąskie widmo – wiele z nich chroni tylko w wąskim zakresie długości fal |
Tradycyjne substancje organiczne są dobrze rozumiane przez formulatorów | „Koktajle” wymagane przy wysokim SPF |
Dobra skuteczność w niskich stężeniach | Niektóre rodzaje substancji stałych mogą być trudne do rozpuszczenia i utrzymania w roztworze |
Pytania dotyczące bezpieczeństwa, działania drażniącego i wpływu na środowisko | |
Niektóre filtry organiczne są fotoniestabilne |
Zastosowania organicznych filtrów przeciwsłonecznych
Filtry organiczne można w zasadzie stosować we wszystkich produktach do opalania / ochronie przed promieniowaniem UV, ale mogą nie być idealne w produktach dla niemowląt i skóry wrażliwej ze względu na możliwość wystąpienia reakcji alergicznych u osób wrażliwych. Nie nadają się również do produktów zawierających oświadczenia „naturalne” lub „organiczne”, ponieważ wszystkie są syntetycznymi substancjami chemicznymi.
Organiczne filtry UV: typy chemiczne
Pochodne PABA (kwasu paraaminobenzoesowego).
• Przykład: EtyloheksylodimetyloPABA
• Filtry UVB
• Obecnie rzadko używane ze względów 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 fotostabilizować inne filtry UV, ale inne cynamoniany mają zwykle słabą fotostabilność
Benzofenony
• Przykłady: Benzofenon-3, Benzofenon-4
• Zapewniają absorpcję promieni UVB i UVA
• Stosunkowo niska skuteczność, ale pomaga zwiększyć SPF w połączeniu z innymi filtrami
• Benzofenon-3 jest obecnie rzadko stosowany w Europie ze względów bezpieczeństwa
Pochodne triazyny i triazolu
• Przykłady: etyloheksylotriazon, bis-etyloheksyloksyfenol metoksyfenylotriazyna
• Wysoka skuteczność
• Niektóre z nich są filtrami UVB, inne zapewniają szerokie spektrum ochrony przed promieniowaniem UVA/UVB
• Bardzo dobra fotostabilność
• Drogi
Pochodne dibenzoilu
• Przykłady: Metoksydibenzoilometan butylu (BMDM), benzoesan dietyloaminohydroksybenzoiloheksylu (DHHB)
• Wysoce skuteczne pochłaniacze UVA
• BMDM ma słabą fotostabilność, ale 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 względów bezpieczeństwa
Antranilaty
• Przykład: antranilan mentylu
• Filtry UVA
• Stosunkowo niska skuteczność
• Niezatwierdzony w Europie
Polisilikon-15
• Polimer silikonowy z chromoforami w łańcuchach bocznych
• Filtr UVB
Nieorganiczne filtry przeciwsłoneczne
Te filtry przeciwsłoneczne są również znane jako fizyczne filtry przeciwsłoneczne. Składają się one z cząstek nieorganicznych, które działają jak filtry przeciwsłoneczne, pochłaniając i rozpraszając promieniowanie UV. Nieorganiczne filtry przeciwsłoneczne są dostępne w postaci suchych proszków lub wstępnych dyspersji.
Mocne i słabe strony nieorganicznych filtrów przeciwsłonecznych
Mocne strony | Słabe strony |
Bezpieczny / niedrażniący | Postrzeganie złej estetyki (odczucie skóry i wybielenie skóry) |
Szerokie spektrum | Formuła z proszkami może być trudna |
Wysoki SPF (30+) można osiągnąć za pomocą jednego aktywnego (TiO2) | Substancje nieorganiczne zostały wciągnięte w debatę na temat nano |
Dyspersje są łatwe do wprowadzenia | |
Fotostabilny |
Zastosowania nieorganicznych filtrów przeciwsłonecznych
Nieorganiczne filtry przeciwsłoneczne nadają się do wszelkich zastosowań związanych z ochroną przed promieniowaniem UV, z wyjątkiem przezroczystych preparatów lub aerozoli. Szczególnie dobrze nadają się do pielęgnacji przeciwsłonecznej dzieci, produktów do skóry wrażliwej, produktów o „naturalnych” właściwościach i kosmetyków dekoracyjnych.
Nieorganiczne filtry UV Typy chemiczne
Dwutlenek tytanu
• Przede wszystkim filtr UVB, ale niektóre gatunki zapewniają również dobrą ochronę przed promieniowaniem UVA
• Dostępne różne gatunki o różnej wielkości cząstek, powłokach itp.
• Większość gatunków należy do sfery nanocząstek
• Najmniejsze cząsteczki są bardzo przezroczyste dla skóry, ale zapewniają niewielką ochronę przed promieniowaniem UVA; Większe rozmiary zapewniają lepszą ochronę przed promieniowaniem UVA, ale powodują większe wybielanie skóry
Tlenek cynku
• Przede wszystkim filtr UVA; niższa skuteczność SPF niż TiO2, ale zapewnia lepszą ochronę niż TiO2 w obszarze „UVA-I” o długich falach
• Dostępne różne gatunki o różnej wielkości cząstek, powłokach itp.
• Większość gatunków należy do sfery nanocząstek
Wydajność / matryca chemiczna
Stawka od -5 do +5:
-5: znaczący negatywny wpływ | 0: brak efektu | +5: znaczący pozytywny efekt
(Uwaga: w przypadku kosztów i wybielania „efekt negatywny” oznacza wzrost kosztów lub wybielania.)
Koszt | SPF | UVA | Odczucie skóry | Bielenie | Fotostabilność | Woda | |
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 |
Butylometoksydibenzoilmetan | -2 | +2 | +5 | 0 | 0 | -5 | 0 |
Benzoesan dietyloamino-hydroksybenzoiloheksylu | -4 | +1 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Dietyloheksylobutamidotriazon | -4 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Tetrasulfonian disodowo-fenylodibenzimiazolowy | -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 |
Triazon etyloheksylowy | -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-metylobenzylidenokamfora | -3 | +3 | 0 | 0 | 0 | -1 | 0 |
Metylenobis-benzotriazolilotetrametylobutylofenol | -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-bifenylotriazyna | -5 | +5 | +3 | -1 | -2 | +3 | -1 |
Dwutlenek tytanu – gatunek przezroczysty | -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 użytego gatunku, np. powłoka, postać fizyczna (proszek, dyspersja olejowa, dyspersja wodna).Użytkownicy powinni skonsultować się z dostawcami przed wybraniem najbardziej odpowiedniego gatunku, który spełni ich cele w zakresie wydajności w ich systemie receptur.
Na skuteczność rozpuszczalnych w olejach organicznych filtrów UV wpływa ich rozpuszczalność w emolientach zastosowanych w preparacie. Ogólnie rzecz biorąc, najlepszymi rozpuszczalnikami dla filtrów organicznych są emolienty polarne.
Na działanie wszystkich filtrów UV decydujący wpływ ma zachowanie reologiczne preparatu i jego zdolność do tworzenia równego, spójnego filmu na skórze. Stosowanie odpowiednich środków błonotwórczych i dodatków reologicznych często pomaga poprawić skuteczność filtrów.
Ciekawe połączenie filtrów UV (synergia)
Istnieje wiele kombinacji filtrów UV, które wykazują działanie synergiczne. Najlepsze efekty synergiczne osiąga się zwykle łącząc filtry, które w jakiś sposób się uzupełniają, na przykład: -
• Łączenie filtrów rozpuszczalnych w oleju (lub zdyspergowanych w oleju) z filtrami rozpuszczalnymi w wodzie (lub zdyspergowanymi w wodzie).
• Łączenie filtrów UVA z filtrami UVB
• Łączenie filtrów nieorganicznych z filtrami organicznymi
Istnieją również pewne kombinacje, które mogą dawać inne korzyści, na przykład dobrze wiadomo, że oktokrylen pomaga w fotostabilizacji niektórych fotolabilnych filtrów, takich jak butylometoksydibenzoilometan.
Należy jednak zawsze mieć na uwadze własność intelektualną w tym obszarze. Istnieje wiele patentów obejmujących określone kombinacje filtrów UV i zaleca się, aby twórcy zawsze sprawdzali, czy kombinacja, którą zamierzają zastosować, nie narusza żadnych patentów stron trzecich.
Wybierz odpowiedni filtr UV dla swojej receptury kosmetycznej
Poniższe kroki pomogą Ci wybrać odpowiedni filtr UV dla Twojej receptury kosmetycznej:
1. Określ jasne cele dotyczące wydajności, właściwości estetycznych i zamierzonych oświadczeń dotyczących preparatu.
2. Sprawdź, które filtry są dozwolone na docelowym rynku.
3. Jeśli masz podwozie o konkretnym składzie, którego chcesz użyć, zastanów się, które filtry będą pasować do tego podwozia. Jeśli jednak to możliwe, najlepiej najpierw wybrać filtry i zaprojektować wokół nich recepturę. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku filtrów nieorganicznych lub cząstek organicznych.
4. Skorzystaj z porad dostawców i/lub narzędzi przewidywania, takich jak symulator ochrony przeciwsłonecznej BASF, aby zidentyfikować kombinacje, które powinnyosiągnąć zamierzony SPFi cele UVA.
Kombinacje te można następnie wypróbować w preparatach. Metody badań in vitro SPF i UVA 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 podczas e-szkolenia SpecialChem:UVA/SPF: Optymalizacja protokołów badań
Wyniki testu, wraz z wynikami innych testów i ocen (np. stabilność, skuteczność konserwująca, odczucie na skórze), umożliwiają formulatorowi wybór najlepszej opcji, a także wyznaczają kierunek dalszego rozwoju receptury.
Czas publikacji: styczeń 03-2021