课程实录防晒配方的配伍技巧和注意事项
文
思敏
来源
聚美丽
防晒剂有时候可以协同增效,加在一起可以有更好的效果,相反可能会有副作用。工程师如何才能把配方做的更稳定、更科学和更安全?
随着消费者对防晒的重视,市场上各类防晒产品也是多种多样,不但有常规的膏霜、乳液、凝胶还有纯油制剂、粉底霜(如BB霜)、粉饼、气雾、棒状防晒品等。消费者不但对防晒产品剂型和防晒指数有要求,而且希望肤感清爽透气、不油腻等。
但是由于防晒剂的种类有限,并且有些国家的法规对防晒剂的复配也有限制,所以既要满足消费者的要求又要符合相应法规,这对配方师提出了很大的挑战。
为此,聚美丽·研发社群邀请了德之馨化妆品部高级技术专员姜义华博士为大家分享关于《防晒配方的配伍技巧和注意事项》。
讲师简介
姜义华,美国华盛顿州立大学分析化学博士,华东理工大学应用化学博士,师从田禾院士。曾在汉高化妆品亚太研发部门任职,现任德之馨化妆品部高级技术专员。曾主持多项重要研究开发项目,在国际顶尖杂志上发表论文二十余篇,国内外发明专利四项,有多年化妆品开发和原料的经验。论述了防晒剂的配伍性、溶剂对防晒剂的影响,以及如何在防晒配方中使用一些防晒增效剂和活性物对防晒配方功效的影响等。
▌以下为课程实录
大家都知道,防晒剂有时候可以协同增效,加在一起可以有更好的效果,相反可能会有副作用。当然,除了相互之间的副作用,防晒剂本身是一个吸收或者反射紫外线的东西,所以我们需要考虑怎样把配方做的更稳定,更科学和更安全。根据上图的架构,我将从防晒增稠剂、协同增效、不利反应、抗炎舒缓等分方面为大家分享一些我的经验和注意事项。
当然,除了防晒剂的配伍,本身防晒剂的配方在整个防晒剂里面也占了很大的一个部分,例如水包油,油包水油包水分相、喷雾、气雾罐。不同的剂型,有些可以增效,有些是方便使用,所以不同的剂型就是防晒剂方非常重要的特点。
此外,各国的防晒法规也是我们必须要了解的。由于中国的法规基本都是参考欧盟和其他国家的一些先进的法规,所以我们对其他国家的法规也要有一定的了解。
另外还有防晒的测试方法,各国各地区也是不同的。机器的选择、人种的选择、南北区域的差异都会导致结果的差异。对中国来说,人体法是申报时候的唯一标准,虽然是最贵的方法,但是也是最准的方法。除了人体法,还有机器法,但是这两者之间并没有一个绝对必然的联系,因为它们的评判标准不一样,有时候会出现比较大的区别。机器法适合用来做配方的摸索、基础理论研究,最终报证再采用人体法。
此外还有计算法,其实就是预估,这对于做防晒经验丰富的配方师来说,因为他们对自己的配方体系比较熟悉,几份防晒剂可以喝另外的防晒剂达到多少SPF值都可以计算出来,基本可以预估出是否达到自己预期的SPF值。
除了经验预估,也可以找一个计算器去计算。这边在课程结束的时候会给大家推荐一个小技巧,是一个防晒配方计算器,在网站上输入你预期的防晒剂配比,它会给你一个大致计算出来的值。这个方法可以在没有任何其他参考情况下去做,毕竟软件计算的精准度应该是这几种方法里最低的。
还有光稳定性测试方法,在后面也会讲到。因为防晒是在日光下的防护,所以在光照情况下的稳定性也非常重要。
今天将从图中的7个方面来分享。
▌防晒配方对SPF的影响
(假装有图)
这张图解释了防晒配方里面有个非常重要的关键——均匀的成膜性。
左图xxxxxxx,xxxxxxxxx,xxxxxxxxx;而右边的图里,所有的光子经过xxx。同样的防晒剂,同样的光子的强度,xxxxxxxxxxxxx,最后到达皮肤的光子总数xxxxxxxxxxxxxxx。这就充分说明了均匀成膜的配方对于最终SPF值的重要性。向那些乳化、液晶结构最终都是为了以一个均匀的效果覆盖在我们的皮肤表面,已达到更好的保护效果。
除了均匀成膜以外,还有一个原则就是通过不同的防晒剂,不管是有机、无机还是水溶,你要用不同的防晒剂去配合出一个很宽的曲线,来适应整个太阳光的光谱。因为xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx。
这张图可以看到不同的产品类型有没有Cream、Spray、Stick等不同的剂型,对防晒会有不同的影响效果。第二点就是产品的流变性。流变性不同,xxxxxxxx,xxxxxxxxxxxxxxxxx,xxxxxxxxxxxx,这些都对防晒效果有很大的影响。第三个就是产品中超细粉的粒径大小和分布,xxxxxxx,xxxxxxxx会有很大的影响。第四就是溶剂或者润肤剂。由于高效的有机防晒剂大多是固体,xxxxxxxxx是保证有SPF值的一个非常重要的手段。最后就是防晒剂的选择,这个是决定性的影响。
△乳化剂和润肤剂对配方的影响
这里提一下第四点,要使用不含乙氧基化物的乳化剂润肤剂。因为xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx,而不是渗透到皮肤里面。
▌接下来我们讲一下影响配方的不利因素。
△影响配方的不利因素
△变色
这里举一个案例。某国际著名化妆品企业在中国的一个工厂做出来的防晒配方颜色偏红,排查了很久的原因,后来发现是因为xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx,里面有很多xxxxxxxxxxxxxxxxx,才导致产品颜色很深,这点大家也要注意。
△重结晶
这就是前面我们说到的防晒剂的溶解问题,水溶性的有机防晒剂的溶解特点就是pH值。在酸的情况下溶解性比较差,然后变成盐的情况下,它的溶解性会变得非常好。图中是2—苯基苯并咪唑—5—磺酸,在酸的情况下,没有完全溶解,是形成了针状的晶体,这个时候防晒剂就会集中在针状晶体上,不是一个均匀的涂抹的状态,大量防晒剂的析出会导致SPF值的极大损失,就会影响防晒效果。所以对于水溶性的防晒剂来说,调节配方的pH值是非常重要的。
(假装有图)
上图是用精氨酸中和和TEA中和pH值到6,会有一个明显不同的结果。左边的图是用精氨酸去中和的,基本上是完全溶解掉了,是一个很漂亮的乳液结构;右边的图是用TEA中和的,里面还是有一些很大的晶体混在整个配方体系里,没有办法被完全溶解,这就会导致性能变差,更加不稳定。
▌说完水溶的,再看下油溶的。
△油溶性防晒剂
这里我们需要特别考虑到xxxxx的问题。我们一般用的水包油的体系含量会小于35%,最多也不会超过50%,所以在有限的油相情况下如何去xxxxxxxxx是非常重要的。如果全都用油溶的防晒剂也可以,但是如果想达到高的SPF值和PA值的话,就必须选择xxxxxxxx,而这些xxxxxxxxxxxxx,所以这一点必须非常注意。
所以最后总结,晶体类的防晒剂只有在xxxxxxxxxx才能达到最佳的效果。
(假装有表格)
为了帮助大家更好的选择油脂和防晒剂,我列出了一张关于溶解度的表格。这些都是一些常用的,大家可以参考下。
防晒剂与包材也存在配伍性的问题。有时候不是配方剂和你的配方本身变色或者有问题,而是它和包材之间会有一个相溶性的问题,推荐使用HDPE和HDPP。
▌接下来讲防晒剂与防腐剂之间的配伍性。
现在我们经常会提到一个丁基甲氧基二苯甲酰甲烷(NeoHeliopan),它是一个非常高效的防晒剂,一般高的SPF值都很难离开它。但是它的稳定性是一直被人诟病,后面我们会具体分析。这里讲到的是它在温度大于30°时,容易和亚甲基基团进行反应,所以所有甲醛释放体系都不宜和它进行一个复配,因为会降低防腐能力。图片的底部我列了一些甲醛释放体,大家可以参考。当然我个人一直不是很推荐使用这样的体系,因为不仅刺激性大,而且有一定的致癌风险,欧盟和很多发达国家也不建议使用,并且在慢慢淘汰掉了。
(假装有图)
▌接下来是一个比较重要的话题,就是防晒剂的光稳定性。
图中左边的就是BMDM暨丁基甲氧基二苯甲酰甲烷,它会发生可逆反应,生成其异构体(具有较弱的UVB的吸收能力),而此可逆反应生成BMDM的过程非常缓慢,所以会损失SPF值。此外,它还会断裂,形成一些小分子的产物,就是所谓的光降解,它在被充分光照的情况下会降解掉70%,几乎绝大部分的防晒功效就损失掉了,而且那些小分子化合物对我们的皮肤也没有什么好处。
相信对防晒有一定经验的配方师都应该对BMDM的光稳定性不足有一定的了解,不过呢有些对它和EHMC的复配的禁忌可能就不是很清楚了,或者不是很重视。这里要特别强调一下xxxxxxxxxxxxxxxx,生成的xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx导致两个防晒剂都会大量的损失。所以即使这两款都是一个非常高效的防晒剂,但是其实并不适合复配使用。
在光稳定性的问题上,由于xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx,会产生很多不良的问题,光稳定性做的不好会直接导致测试时SPF值的下降。我们在用人体法测防晒的时候,是在紫外灯下面模拟太阳光去进行照射,如果在日光条件下会不断的分解,那SPF一定比你设计的要低。越高的SPF照射的时间会越长,那损失的就越多,最后达到的效果就越差。
此外,在报证的时候,SPF值下降,实际防晒能力在减弱,新反应对消费者皮肤的刺激等问题也会造成他们的投诉,对你的品牌不再信任。所以光稳定性是在做防晒时需要着重考量的问题。
我相信肯定有人会问为什么有些防晒剂在光的照射下会不稳定,或者会很武断的说所有防晒剂在光照下都是不稳定的。其实很多情况下并不是这样。这里有一张能激图,它显示的是xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx,由xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx。
这里有一个非常重要的概念就是三重态的能量。因为xxxxxxxxxxxxxxxx,有些是通过光能,有些是热能,有些是通过其他的势能去散发,这个能量很高,本身在三重态的情况下活性会非常强。因为每个化合物的三重态的活性能量是不一样的,所以在三重态的稳定性也是不同的。如果想要它稳定,就要xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx,让它在三重态的时候把xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx。这个时候就需要和其他防晒剂进行复配,让它xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx,这样就避免了它直接回到基态。
(假装有图)
在什么样的情况下才可以进行三重态的能量转移呢?这里有两个重要的指标(如上图)。那什么东西可以达到这两个要求呢?并不是所有的低效防晒剂都有这样的作用,这里我列出了两个最经典的产品(如上图)。
这张表格就列举了常用防晒剂的激发三重态的能量,供大家参考。
这张PPT就是说明很多国际公司在这方面其实是有自己的专利技术的,垄断了整个防晒市场,桎梏了很多中小型企业在开发防晒方面的选择,市场产品单一,非国际公司防晒产品防晒效果及稳定性有限。而随着技术的不断发展,专利到期等多方面的原因,未来的防晒市场一定会出现百花争鸣的景象。
现在随着一些国际公司专利到期和一些防晒配方限制的减少,可以采取更加优异的防晒剂稳定技术。
这里介绍一下Symrise的CorapanTQ,这个还是在专利期内的,大家需要注意,如果要使用的话,要得到德之馨的授权。
左边的那张图就是1%的BMDM,它在10个MED的光照下的状态。上面的黑线是光照前,灰线是光照后,可以看出xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx。同样的配方,加了4%的CorapanTQ后,10个MED的光照下,xxxxxxxxxxxxxxxxxx。
右边那张图可以看出,用0个MED,5个MED,10个MED不同光强的灯照,损失也是不一样的,也说明了CorapanTQ对配方稳定性的好处。
这张图就是CorapanTQ光稳定和SPF增效的人体测试结果。可以看出,CorapanTQ除了对配方的稳定性有作用,还会对SPF值有一个很好的增效作用。
这边建议大家使用一些更有光稳定性的产品。这些产品就不用去考虑它的光稳定性问题,也可以用来稳定一些其他光不稳定的防晒产品。这里给大家总结了一张表,这里值得看下的是第一个,二苯酮—3,其实所有的二苯酮类的东西,虽然xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx,但是它是xxxxxxxxxxxxxxxx,对于xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx反应,这就是让有机防晒在消费者心中留下不好印象的一个罪魁祸首之一,所以也不太建议大家使用。
▌接下来谈谈无机防晒。
无机防晒一共有两种:二氧化钛和氧化锌。
对于二氧化钛而言,如果是没有包裹的话,也是会和BMDM进行一个反应,所以使用时建议用氧化铝包裹。未包裹的超细的氧化锌也会和BMDM形成不溶的锌化合物,此物质会在配方中沉淀析出。
如果是氧化锌和二氧化钛都没有包裹,或是包裹不太好的情况下,在同一个配方中,如果pH值在两者的等电点之间,会导致xxxxxxxxxxxxxxxxx。随着时间的推移,超细粉末会xxxxxxxxxxxxxx,从而xxxxxxxxxxxx。所以这就是对于防晒配方往往要加入更多的香精或者防腐剂的一个重要原因。
▌接下来讲下防晒中的有利因素。
在防晒配方会加入图中的这些成分,例如成膜剂、防水剂以及其他增效剂。
对于成膜剂的作用和重要性前面我们已经讲过了,它不亚于防晒剂的选择。
除了成膜剂,还有一些其他的增效剂,带可以自己去找一些防晒产品供应商了解下。
▌其他还有一个很重要的东西就是抑制炎症因子。
大家知道为什么皮肤晒伤晒红?就是因为由于UV照射到皮肤,角化细胞和其他细胞,会产生损伤,进一步产生炎症反应,然后导致晒红晒伤晒黑。如果急用一些抑制炎症的成分,就能减少对皮肤的伤害,自然就减少了红斑的产生。
▌此外,抗氧化也是非常重要的一点。
因为很多的UVA和部分UVB和可见光、红外光,很多都会引起皮肤产生大量自由基,会产生炎症和衰老等一系列的问题,所以在配方中加入抗氧化的成分也可以减少光对皮肤的伤害。以后全光谱的防护会是以后防晒和抗衰老非常重要的一块。除了这些,防晒剂中还需要加一些肤感改善的成分,让消费者更喜欢。
△抗炎成分
防晒剂的配伍小结成16个字:xxxx、xxxx、xxxx、xxxx,这是我们在设计防晒配方的宗旨。(详情见上图)
▌总结到这里,后面给大家提几个经验。
这是一个防晒计算器,我已经把网址列在这里了,新晋的配方师可能不太清楚,你们可以直接去访问注册使用。这个防晒计算器相对而言是比较保守的,也就是说如果你遵从我前面提到的那些防晒剂配伍,没有什么特别大的问题,没有相互之间的影响,然后坐到均匀成膜、广谱防晒、有机无机之间复配,这些都做到之后,按照这个计算器来算,一般是偏高的,是比较稳当的。
(假装有图片,有网址)
这张图就是计算之后的结果。
(假装有结果)
然后你可能会问:PA在哪里?因为它用的那个PA的方法可能不太一样。中国的PA的法规是参照日本的,所以你在里面找到日本的就可以参考了。
(假装有流程)
这里我给大家分享一个防晒配方开发的流程。对于新人来说,要做一个很好的防晒剂,一般需要这样一个流程。
(假装有配方)
这个是德之馨最新做出来的高SPF值的配方,这里帮大家做一个解析。
这整个配方是油溶性和水溶性的复配,然后还复配了一个UVA和UVB的防晒剂,还有无机和有机复配,形成的一个多方位的广谱的紫外线防护。
由于两种水溶性防晒剂,降低了通常防晒产品给人油腻、粘腻的肤感,整个配方非常清爽舒适,肤感非常好。
SPF值看到报告上,一个是87.9,一个是90.7,然后PA值都是++++。
第一个配方是87.9,有11个志愿者,这个基数是相当大的,应该比正常的多出一倍。这个测试结果误差应该在10%以内,可信区间是9.8%,所以可信度非常高,上图的左边有详细的成分解析。
调皮的小编一不小心把文中重要的配图都给弄丢了,被老编一顿臭骂。为了将功补过,小编从新编辑以最完整版的课程实录,内含完整版课程PPT+全程语音+课后互动问答!!怎么样,够有诚意了吧!!
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