防晒,尤其是防晒护理,是……个人护理市场中增长最快的细分领域。此外,随着消费者越来越意识到防晒不仅仅适用于海滩度假,紫外线防护功能现在也被添加到许多日常使用的化妆品中(例如面部护肤品和彩妆产品)。
今日防晒配方师必须达到高防晒系数 (SPF) 和严格的 UVA 防护标准同时,还要使产品足够优雅,以鼓励消费者接受,并且价格足够实惠,以便在经济困难时期也能负担得起。
功效与美观实际上相辅相成;最大限度地发挥活性成分的功效,才能用最少量的紫外线过滤剂打造高防晒指数的产品。这使得配方师能够更自由地优化肌肤感受。反之,良好的产品外观也能鼓励消费者使用更多产品,从而更接近标签上标明的防晒指数。
在选择化妆品配方中的紫外线过滤剂时需要考虑的性能属性
• 对目标最终用户群体的安全- 所有紫外线过滤剂都经过广泛测试,以确保其对局部使用本质上是安全的;但是某些敏感人群可能会对特定类型的紫外线过滤剂产生过敏反应。
• 防晒系数- 这取决于吸收最大值的波长、吸收强度和吸收光谱的宽度。
• 广谱/UVA防护功效现代防晒霜配方必须符合一定的 UVA 防护标准,但人们往往不太了解的是,UVA 防护也会对 SPF 值产生影响。
• 对皮肤感觉的影响- 不同的紫外线过滤剂对皮肤感觉有不同的影响;例如,一些液体紫外线过滤剂涂在皮肤上会感觉“粘腻”或“沉重”,而水溶性过滤剂则会使皮肤感觉更干燥。
• 皮肤外观- 高浓度的无机过滤剂和有机颗粒物会导致皮肤泛白;这通常是不希望发生的,但在某些应用(例如婴儿防晒)中,这可能被视为一种优势。
• 光稳定性- 一些有机紫外线过滤剂在紫外线照射下会分解,从而降低其功效;但其他过滤剂可以帮助稳定这些“光不稳定”的过滤剂,并减少或防止分解。
• 防水- 将水性紫外线过滤剂与油性紫外线过滤剂混合使用,通常会显著提高防晒系数,但可能会使防水性能更难实现。
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紫外线过滤剂化学成分
防晒成分通常分为有机防晒剂和无机防晒剂。有机防晒剂在特定波长范围内能被强烈吸收,对可见光透明。无机防晒剂则通过反射或散射紫外线来发挥作用。
让我们深入了解一下它们:
有机防晒霜
有机防晒霜也称为化学防晒剂这些物质由有机(碳基)分子组成,通过吸收紫外线并将其转化为热能来起到防晒作用。
有机防晒霜的优势与劣势
| 优势 | 弱点 |
| 化妆品级的优雅——大多数有机滤剂,无论是液体还是可溶性固体,涂抹后都不会在皮肤表面留下可见残留物。 | 窄光谱——许多防护罩仅在较窄的波长范围内提供保护。 |
| 传统有机成分已被配方师充分理解。 | 高SPF值需要“鸡尾酒” |
| 低浓度下也具有良好的疗效 | 某些固体类型难以溶解和保持在溶液中。 |
| 关于安全性、刺激性和环境影响的问题 | |
| 某些有机滤光片对光线不稳定。 |
有机防晒霜的应用
有机防晒剂原则上可用于所有防晒/紫外线防护产品,但由于可能引起敏感人群的过敏反应,因此可能不适用于婴儿或敏感肌肤产品。此外,由于它们均为合成化学物质,因此也不适用于宣称“天然”或“有机”的产品。
有机紫外线过滤剂:化学类型
对氨基苯甲酸(PABA)衍生物
• 例如:乙基己基二甲基对氨基苯甲酸
• UVB滤光片
• 由于安全隐患,现在很少使用。
水杨酸盐
• 例如:水杨酸乙基己酯、胡莫柳酯
• UVB滤光片
• 低成本
• 与其他大多数过滤器相比,效率较低
肉桂
• 例如:甲氧基肉桂酸乙基己酯、甲氧基肉桂酸异戊酯、奥克立林
• 高效 UVB 过滤剂
奥克立林具有光稳定性,有助于其他紫外线过滤剂的光稳定性,但其他肉桂酸酯的光稳定性往往较差。
二苯甲酮
• 例如:二苯甲酮-3、二苯甲酮-4
• 提供 UVB 和 UVA 吸收
• 功效相对较低,但与其他滤光剂配合使用可提高防晒系数。
• 由于安全问题,苯甲酮-3如今在欧洲已很少使用。
三嗪和三唑衍生物
• 例如:乙基己基三嗪酮、双乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪
• 非常有效
有些是 UVB 过滤剂,有些则提供广谱 UVA/UVB 防护。
• 极佳的光稳定性
• 昂贵的
二苯甲酰衍生物
• 例如:丁基甲氧基二苯甲酰甲烷(BMDM)、二乙氨基羟苯甲酰基苯甲酸己酯(DHHB)
• 高效UVA吸收剂
• BMDM的光稳定性较差,但DHHB的光稳定性要好得多。
苯并咪唑磺酸衍生物
• 例如:苯基苯并咪唑磺酸(PBSA)、苯基二苯并咪唑四磺酸二钠(DPDT)
• 水溶性(用合适的碱中和后)
• PBSA是UVB滤光片;DPDT是UVA滤光片
• 与油溶性过滤器联合使用时,通常表现出协同作用
樟脑衍生物
• 例如:4-甲基亚苄基樟脑
• UVB滤光片
• 由于安全隐患,现在很少使用。
邻氨基苯甲酸酯
• 例如:邻氨基苯甲酸薄荷酯
• UVA滤光片
• 疗效相对较低
• 未获欧洲批准
聚硅氧烷-15
• 侧链含有发色团的硅酮聚合物
• UVB滤光片
无机防晒霜
这类防晒霜也称为物理防晒霜。它们由无机颗粒组成,通过吸收和散射紫外线辐射来发挥防晒作用。无机防晒霜有干粉和预分散体两种形式。
无机防晒霜的优势与劣势
| 优势 | 弱点 |
| 安全/无刺激性 | 对皮肤美观度(肤感和美白效果)的感知不佳 |
| 广谱 | 粉末制剂的配制可能比较困难。 |
| 使用单一活性成分(TiO2)即可实现高SPF值(30+)。 | 无机材料也卷入了纳米技术的争论之中。 |
| 分散体易于加入 | |
| 照片稳定器 |
无机防晒霜的应用
无机防晒剂适用于除透明配方或气雾剂以外的所有紫外线防护用途。它们尤其适用于婴儿防晒、敏感肌肤产品、宣称“天然”的产品以及彩妆产品。
无机紫外线过滤剂的化学类型
二氧化钛
• 主要过滤 UVB,但某些等级也能提供良好的 UVA 防护
• 提供各种不同等级的产品,包括不同的粒径、涂层等。
• 大多数等级的产品都属于纳米颗粒的范畴。
• 最小的颗粒在皮肤上非常透明,但几乎不提供UVA防护;较大的颗粒提供更多的UVA防护,但会使皮肤泛白。
氧化锌
• 主要为UVA过滤剂;其SPF值低于二氧化钛,但在长波“UVA-I”波段的防护效果优于二氧化钛。
• 提供各种不同等级的产品,包括不同的粒径、涂层等。
• 大多数等级的产品都属于纳米颗粒的范畴。
性能/化学矩阵
利率范围为-5至+5:
-5:显著负面影响 | 0:无影响 | +5:显著正面影响
(注:对于成本和美白效果而言,“负面影响”是指成本或美白效果增加。)
| 成本 | 防晒系数 | UVA | 肌肤触感 | 美白 | 光稳定性 | 水 | |
| 二苯酮-3 | -2 | +4 | +2 | 0 | 0 | +3 | 0 |
| 二苯酮-4 | -2 | +2 | +2 | 0 | 0 | +3 | 0 |
| 双乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪 | -4 | +5 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
| 丁基甲氧基二苯甲酰甲烷 | -2 | +2 | +5 | 0 | 0 | -5 | 0 |
| 二乙氨基羟基苯甲酰基苯甲酸己酯 | -4 | +1 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
| 二乙基己基丁酰胺基三嗪酮 | -4 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
| 苯基二苯并咪唑四磺酸二钠 | -4 | +3 | +5 | 0 | 0 | +3 | -2 |
| 二甲基 PABA 乙基己酯 | -1 | +4 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
| 甲氧基肉桂酸乙基己酯 | -2 | +4 | +1 | -1 | 0 | -3 | +1 |
| 水杨酸乙基己酯 | -1 | +1 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
| 乙基己基三嗪酮 | -3 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
| 胡莫柳酯 | -1 | +1 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
| 对甲氧基肉桂酸异戊酯 | -3 | +4 | +1 | -1 | 0 | -2 | +1 |
| 邻氨基苯甲酸薄荷酯 | -3 | +1 | +2 | 0 | 0 | -1 | 0 |
| 4-甲基苄亚基樟脑 | -3 | +3 | 0 | 0 | 0 | -1 | 0 |
| 亚甲基双-苯并三唑基四甲基丁基酚,水,癸基葡糖苷,丙二醇,黄原胶 | -5 | +4 | +5 | -1 | -2 | +4 | -1 |
| 奥克立林 | -3 | +3 | +1 | -2 | 0 | +5 | 0 |
| 苯基苯并咪唑磺酸 | -2 | +4 | 0 | 0 | 0 | +3 | -2 |
| 聚硅氧烷-15 | -4 | +1 | 0 | +1 | 0 | +3 | +2 |
| 三联苯三嗪 | -5 | +5 | +3 | -1 | -2 | +3 | -1 |
| 二氧化钛 – 透明级 | -3 | +5 | +2 | -1 | 0 | +4 | 0 |
| 二氧化钛 – 广谱级 | -3 | +5 | +4 | -2 | -3 | +4 | 0 |
| 氧化锌 | -3 | +2 | +4 | -2 | -1 | +4 | 0 |
影响紫外线过滤剂性能的因素
二氧化钛和氧化锌的性能特性因所用特定等级的个体特性而异,例如涂层、物理形态(粉末、油基分散体、水基分散体)。用户在选择最适合其配方系统性能目标的等级之前,应咨询供应商。
油溶性有机紫外线过滤剂的功效受其在配方中所用润肤剂中的溶解度影响。通常,极性润肤剂是有机过滤剂的最佳溶剂。
所有紫外线过滤剂的性能都受到其配方流变行为及其在皮肤上形成均匀、致密薄膜能力的重要影响。使用合适的成膜剂和流变助剂通常有助于提高过滤剂的功效。
有趣的紫外线过滤剂组合(协同作用)
紫外线滤光片有很多组合可以产生协同效应。通常情况下,将功能互补的滤光片组合使用,可以达到最佳的协同效果,例如:
• 将油溶性(或油分散性)过滤器与水溶性(或水分散性)过滤器结合使用
• 将 UVA 滤光片与 UVB 滤光片结合使用
• 将无机过滤器与有机过滤器结合使用
某些组合还可以产生其他好处,例如众所周知,奥克立林有助于光稳定某些光不稳定的滤光剂,如丁基甲氧基二苯甲酰甲烷。
然而,在这个领域,必须始终注意知识产权问题。许多专利涵盖了特定的紫外线过滤剂组合,因此建议配方师在使用该组合时,务必检查其是否侵犯了任何第三方的专利。
为您的化妆品配方选择合适的紫外线过滤剂
以下步骤将帮助您为化妆品配方选择合适的紫外线过滤剂:
1. 明确配方的性能、美观特性和预期功效目标。
2. 检查目标市场允许使用哪些过滤器。
3. 如果您有想要使用的特定配方底盘,请考虑哪些过滤器与该底盘匹配。但是,如果可能,最好先选择过滤器,然后围绕过滤器设计配方。对于无机或颗粒状有机过滤器来说,这一点尤其重要。
4. 利用供应商的建议和/或预测工具(例如巴斯夫防晒霜模拟器)来确定合适的组合。达到预期的SPF值以及 UVA 靶标。
然后可以将这些组合应用于配方中。体外SPF和UVA测试方法在此阶段非常有用,可以指示哪些组合在性能方面表现最佳——有关这些测试的应用、解释和局限性的更多信息,可通过SpecialChem在线培训课程获取:UVA/SPF:优化您的测试方案
测试结果,以及其他测试和评估结果(例如稳定性、防腐剂功效、皮肤感觉),使配方师能够选择最佳方案,并指导配方的进一步开发。
发布时间:2021年1月3日