Wydział Chemiczny Politechnika Warszawska Laboratorium

Wydział Chemiczny
Politechnika Warszawska
Zakład Technologii i Biotechnologii Środków
Leczniczych
Laboratorium podstaw syntezy i technologii
związków biologicznie czynnych
KOSMETYKI
Warszawa 2013
Wybrane zagadnienia z technologii kosmetyków.
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest nabycie umiejętności otrzymywania różnych form kosmetycznych, w
tym toników, żeli, szamponów oraz przede wszystkim emulsji typu O/W i W/O i poznanie
ich podstawowych właściwości.
Wstęp teoretyczny
Większość preparatów kosmetycznych ma formę ciekłych układów heterofazowych
(roztwory koloidalne, układy micelarne, ciekłokrystaliczne, emulsje) , które zawierają dużą
liczbę składników. Rzadko są to roztwory rzeczywiste. Znajomość chemii fizycznej
(zwłaszcza działów dotyczących roztworów, układów dyspersyjnych, reologii) ułatwia
projektowanie i wytwarzanie stabilnych form kosmetycznych.
Roztwory 1
Roztwór jest jednorodnym materiałem, który nie ma określonego składu, w
przeciwieństwie do substancji, która jest jednorodnym materiałem o określonym składzie
chemicznym. Słowem „roztwór” określa się najczęściej ciecze, ale definicja obejmuje też
roztwory gazowe i roztwory stałe. Sól kuchenna, cukier, woda, tlen, żelazo są substancjami.
Roztwór soli kuchennej lub cukru w wodzie są nadal materiałami jednorodnymi ale ich skład
może zmieniać się w szerokich granicach zależnie od ilości soli lub cukru rozpuszczonych w
określonej ilości wody. Nielotna substancja rozpuszczona w czystym rozpuszczalniku,
wprowadza elementy „nieporządku”, wywołuje zmianę entropii układu co powoduje
powszechnie znane (kurs chemii ogólnej i chemii fizycznej) zmiany właściwości
rozpuszczalnika :
obniżenie ciśnienia pary nasyconej
podwyższenie temperatury wrzenia
obniżenie temperatury krzepnięcia
pojawienie się ciśnienia osmotycznego.
Układy koloidalne (dyspersyjne) 1,2
Układ koloidalny składa się z małych cząstek jednej substancji rozproszonych w ciągłej fazie
molekularnej drugiej substancji. Ponieważ grubość powierzchni międzyfazowej wynosi ok.
0,5-2 nm, mała cząstka będzie postrzegana jako osobna faza jeżeli będzie miała średnicę
równą co najmniej podwójnej grubości powierzchni międzyfazowej czyli 1 nm. Górną
granicę wymiaru cząstki koloidalnej przyjmuje się (zależnie od źródła) na 100nm , poniżej
500 nm, lub nawet 1000 nm 1,2,3
Cząstek o wymiarach poniżej 500 nm nie jesteśmy w stanie obserwować pod zwykłym
mikroskopem optycznym. Lepkość układów koloidalnych jest znacznie większa niż
roztworów rzeczywistych ponieważ układ koloidalny zawiera znacznie większe cząstki. O
lepkości decyduje ponadto kształt tych cząstek (mogą być trójwymiarowe jeżeli wszystkie
trzy wymiary są rzędu rozdrobnienia koloidalnego, dwuwymiarowe w postaci płytek lub
blaszek, gdy dwa wymiary są rzędu koloidalnego lub jednowymiarowe w postaci nitek, gdy
jeden wymiar spełnia powyższy warunek) Układy koloidalne pozornie jednorodne rozpraszają
padające światło jeżeli długość fali światła jest większa od wymiarów cząstek koloidu.(efekt
Tyndalla)
Ze względu na różne oddziaływania między substancjami rozproszonymi a ośrodkiem
ciągłym układy koloidalne możemy podzielić na:
koloidy fazowe (liofobowe)
koloidy cząsteczkowe (liofilowe)
koloidy asocjacyjne (micelarne)2 (Dutkiewicz rozdział 8)
Micele, solubilizacja
Koloidy asocjacyjne powstają w wyniku rozpuszczenia w ciekłym układzie cząsteczek lub
jonów o stosunkowo małych wymiarach, które ulegają samoasocjacji w większe skupiska –
micele. Proces ten dotyczy cząsteczek lub jonów o właściwościach amfifilowych czyli
związków powierzchniowo czynnych. Wodne roztwory związków powierzchniowo czynnych
mają zdolność całkowitego rozpuszczenia substancji trudno rozpuszczalnych w wodzie.
Zjawisko to nazywamy solubilizacją. Solubilazacja nie zachodzi przy stężeniu związku
powierzchniowo czynnego mniejszym niż jego cmc. Rozpuszczenie nierozpuszczalnego w
czystej wodzie hydrofobowego związku organicznego następuje poprzez włączenie jego
cząsteczek do wnętrza miceli.
Reologia opisuje odkształcenia ciał pod wpływem naprężenia. Odkształceniom mogą ulegać
ciała stałe, ciecze i gazy. Najprostszymi pojęciami reologicznymi są lepkość i sprężystość.
Idealne ciała stałe odkształcają się w sposób sprężysty i powracają do stanu wyjściowego po
usunięciu naprężenia. Idealne ośrodki płynne: ciecze i gazy odkształcają się w sposób
nieodwracalny – płyną. Wśród cieczy rzeczywistych tylko nieliczne zachowują się w sposób
zbliżony do cieczy idealnych. Ze względu na właściwości reologiczne większość cieczy
rzeczywistych należałoby zaklasyfikować pośrodku pomiędzy cieczami a ciałami stałymi; są
one w różnym stopniu lepkie, ale i sprężyste. Można je nazwać cieczami lepkosprężystymi.
Ośrodki płynne mogą być poddawane jedynie naprężeniom ścinającym.
Definicje podstawowych wielkości występujących w reologii
Pomiar lepkości cieczy wymaga zdefiniowania wszystkich parametrów opisujących przepływ.
Prawo lepkości Newtona opisuje zachowanie się cieczy idealnej
τ=η.γ
naprężenie ścinające = lepkość . szybkość ścinania
Przepływ między dwiema równoległymi płytami: 1 – ścinana ciecz, 2 – ruchoma płyta z
powierzchnią ścinania A, stykająca się z cieczą znajdującą się poniżej, 3 – płyta nieruchoma
Naprężenie ścinające
Siła F przyłożona do powierzchni A (powierzchnia styku między górną płytą i cieczą)
wywołuje przepływ w warstwie cieczy. Prędkość przepływu zależy od wewnętrznego oporu
cieczy tzn. od jej lepkości
Szybkość ścinania
Naprężenie ścinające τ powoduje, że przepływ cieczy zachodzi w specyficzny sposób:
Największa prędkość przepływu vmax występuje tuż przy poruszającej się powierzchni płyty.
Prędkość przepływu w kolejnych warstwach cieczy jest coraz mniejsza. Spadek prędkości
wzdłuż szerokości szczeliny między płytą ruchomą i nieruchomą y, nazywamy szybkością
ścinania i matematycznie określamy jako pochodną:
γ = dv/dy [s-1]
Można zapoznać się z następującymi pojęciami:
lepkość dynamiczna, lepkość kinematyczna, jednostki, krzywe płynięcia i krzywe lepkości,
klasyfikacja cieczy. 4
Przykłady substancji stosowanych jako zagęstniki (substancje konsystencjotwórcze,
dodatki reologiczne) oraz polimery filmotwórcze
Wodę lub olej – ciecze występujące w większości form kosmetycznych możemy zasadniczo
zaliczyć do cieczy newtonowskich spełniających prawo Newtona. Natomiast układy
koloidalne, emulsje, zawiesiny wykazują najczęściej własności reologiczne charakterystyczne
dla cieczy lepkosprężystych, nienewtonowskich. Substancje zagęszczające, które w dużej
mierze odpowiadają za właściwości cieczy nienewtonowskich, umożliwiają otrzymywanie
względnie trwałych zawiesin, nie ulegających sedymentacji, układów tiksotropowych, żeli.
Pomiary reologiczne są bardzo użyteczne przy ustalaniu wewnętrznej struktury oraz trwałości
kosmetyku. Są też niezbędne przy projektowaniu aparatury. Ponadto substancje zagęszczające
mogą pełnić w recepturze dodatkowe role związane z ich właściwościami fizykochemicznymi
lub działaniem biologicznym. Większość substancji zagęszczających umieszczono w tabeli
pt.: Classification of water soluble polymers 5
Toniki, lotiony
Są to zazwyczaj przezroczyste, ciekłe produkty kosmetyczne stosowane do zmywania
powierzchni skóry w celu oczyszczenia i rozprowadzenia substancji biologicznie czynnych o
korzystnym działaniu na skórę (np. związki o lekko kwaśnym pH, nawilżające, ściagające).
Ułatwiają one utrzymanie skóry w dobrej kondycji.
Podstawowe informacje na temat w/w form zawiera rozdział z podręcznika New Cosmetic
Science 3
Żele
Zgodnie z definicją żele powstają z liofilowego zolu, gdy cząsteczki zolu wiążą całą fazę
ciągłą w półsztywną galaretę. Ze względu na własności reologiczne możemy podzielić żele na
dwie grupy mocne (strong) i słabe (weak). Mocne żele zachowują się jak ciała lepkosprężyste,
przypominające bardziej ciała stałe niż ciecze i pod wpływem przyłożonego naprężenia
ulegają odkształceniu, a po przekroczeniu pewnej wartości naprężenia – mechanicznej
destrukcji. Słabe żele pod wpływem przyłożonego naprężenia zaczynają płynąć jak typowe
ciecze.
Zdecydowanie najpopularniejszą formą
wieloskładnikowe układy heterofazowe.
kosmetyków
są
jednak
emulsje,
czyli
Emulsja składa się z co najmniej dwóch nie mieszających się ze sobą faz ciekłych, z
których jedna jest rozproszona w drugiej w postaci kropel i/lub ciekłych kryształów.
W nie mieszających się ze sobą cieczach cząsteczki, ze względu na różnice w budowie, nie
mogą ze sobą oddziaływać. Między takimi cieczami istnieje napięcie międzyfazowe – jest to
obszar o podwyższonej energii wewnętrznej. Z punktu widzenia termodynamiki: im większa
powierzchnia styku tych cieczy, tym większe napięcie międzyfazowe i tym większa energia
swobodna układu i entropia. ( G = H + TS, gdzie G – energia wewnętrzna układu, H – energia
swobodna układu, S – entropia układu). Czyste nie mieszające się ciecze nie mogą wytworzyć
stabilnej emulsji, ponieważ jest to układ z punktu widzenia termodynamiki wysoce
niestabilny o bardzo dużej powierzchni międzyfazowej ( rzędu wielu metrów kwadratowych
na gram układu). Po zmieszaniu takich cieczy następuje spontaniczny proces rozdziału – jest
on następstwem obniżenia entalpii swobodnej cieczy nie zmieszanych w stosunku do entalpii
swobodnej cieczy zdyspergowanych.
Stosunkowo stabilna emulsja powstanie dopiero po obniżeniu napięcia międzyfazowego, po
zaadsorbowaniu na granicy faz cząsteczek środka powierzchniowo czynnego - emulgatora.
Emulsje kosmetyczne prawie zawsze złożone z fazy wodnej i olejowej dzielimy na układy
typu olej w wodzie O/W – faza olejowa rozproszona lub wewnętrzna, faza wodna ciągła lub
zewnętrzna oraz woda w oleju W/O – faza wodna rozproszona (wewnętrzna), faza olejowa
ciągła (zewnętrzna). Określenie „olej” oznacza fazę organiczną nierozpuszczalną w wodzie
Można też wytworzyć emulsje wielokrotne W/O/W lub O/W/O i znajdują one od czasu do
czasu zastosowanie w kosmetyce. Emulgator to spc o budowie amfifilowej rozpuszczalny w
specyficzny sposób w obu nie mieszających się fazach. Część hydrofilowa cząsteczki
emulgatora ma powinowactwo do fazy wodnej a część lipofilowa – do fazy olejowej. Dzięki
temu cząsteczki emulgatora ustawiają się na granicy faz i powodują zmniejszenie napięcia
międzyfazowego. Oczywiście nie można obniżyć napięcia międzyfazowego do zera i emulsja
zawsze będzie układem termodynamicznie niestabilnym. Emulsje otrzymuje się przede
wszystkimi poprzez rozproszenie jednej cieczy w drugiej ( fazy wewnętrznej w zewnętrznej)
– wymaga to dość dużego nakładu energii.
Różnice we właściwościach fizykochemicznych emulsji typu o/w i w/o są przede wszystkim
wynikiem odmiennej polarności fazy zewnętrznej (ciągłej) i jej oddziaływań z otoczeniem.
Dzięki temu można stosunkowo łatwo określić rodzaj emulsji.
Niestabilność emulsji [1]
Śmietanowanie
Sedymentacja
Flokulacja
Złamanie emulsji
Mechanizmy fizykochemiczne odpowiedzialne za niestabilność emulsji [1,2]
Prawo Stokesa
Siły Van der Waalsa
Ruchy Browna
Zjawisko Ostwalda
Stabilizacja emulsji
Podstawową metoda zwiększenia stabilności emulsji i ułatwienia jej wytworzenia jest
wprowadzenie do układu emulgatora. Efektywność emulgatorów zależy od ich zdolności
obniżania napięcia międzyfazowego, a także możliwości uczestniczenia w innych zjawiskach
stabilizujących emulsje: tworzeniu kompleksowego filmu na powierzchni kropli fazy
rozproszonej, tworzeniu warstw elektrycznych wokół kropel emulsji, powstawaniu
ciekłokrystalicznych lub żelowych struktur w fazie ciągłej i in. Metody stabililizacji emulsji
opisano dokładnie w odnośnikach literaturowych [1,2]
Rys. Schemat budowy emulgatora.
Konsystencja i właściwości reologiczne
Jednym z czynników, które wpływają na właściwości aplikacyjne kosmetyków jest
konsystencja emulsji. Lepkość emulsji zwykle decyduje o zaklasyfikowaniu kosmetyku do
odpowiedniej grupy produktów rynkowych: mleczka, balsamu czy kremu.
Właściwości reologiczne emulsji i jej konsystencja zależą od:
ilości fazy olejowej
rodzaju składników fazy olejowej
obecności składników konsystencjotwórczych w fazie olejowej i w fazie wodnej.
Odpowiednią konsystencję emulsji o/w uzyskuje się zwykle poprzez:
Dodatek tzw. „stałych wosków” – czyli substancji tłuszczowych, które w temperaturze
pokojowej są ciałami stałymi. (Mogą to być estry kwasów tłuszczowych i alkoholi
tłuszczowych o długich łańcuchach węglowodorowych czyli prawdziwe woski ale także
związki o stosunkowo dużej masie cząsteczkowej, zawierające w swojej strukturze długie
łańcuchy węglowodorowe np. kwasy i alkohole tłuszczowe, monoi diglicerydy
kwasów tłuszczowych, woski mineralne).
Dodatek hydrofilowych polimerów, które po wprowadzeniu do emulsji zwiększają lepkość
fazy wodnej.
Substancje te, powodując wzrost lepkości fazy wodnej działania konsystencjotwórczego,
wpływają również na stabilność emulsji. Polimery, poprzez zwiększenie lepkości fazy
ciągłej zapobiegają śmietanowaniu i dodatkowo utrudniają przemieszczanie się kropel fazy
wewnętrznej, co w pewnym stopniu przeciwdziała koalescencji. Z kolei alkohole
tłuszczowe, jako związki posiadające w strukturze hydrofilowe grupy funkcyjne, mogą
lokować się na granicy faz, wpływając na stabilność kropel fazy rozproszonej w układzie.
Rys. Schemat emulsji typu o/w
Substancje wchodzące w skład emulsji kosmetycznych:
Woda
Emulgatory
Emolienty – składniki fazy olejowej odpowiedzialne za takie właściwości użykowe
emulsji jak: wygładzenie i zmiękczenie naskórka, łatwość rozprowadzenia emulsji,
wytworzenie filmu okluzyjnego na powierzchni skóry
Substancje nawilżające ( o budowie hydrofilowej) jak gliceryna, glikole, aminokwasy,
mocznik i inne
Substancje zwiększające lepkość fazy zewnętrznej – poprawiają stabilność emulsji ,
nadają jej pożądaną formę użytkową np. karbomery, pochodne celulozy itp.
Substancje czynne np. filtry UV, witaminy, antyutleniacze
Konserwanty zapobiegające rozwojowi bakterii zwłaszcza w emulsjach O/W
Kompozycje zapachowe, barwniki nadające produktom miłe dla potencjalnych
konsumentów właściwości użytkowe
Emulsje w/o obok emulsji typu o/w są najczęściej spotykanymi formami preparatów
do pielęgnacji skóry. Emulsje te czasem kojarzą się z „ ciężkimi”, tłustymi, lepkimi kremami.
Ale nie jest to nieodłączna cecha emulsji typu w/o – przy umiejętnym doborze bazy
emulgującej i składników fazy olejowej można wytworzyć emulsję w/o o bardzo dobrych
właściwościach użytkowych. Działanie emulsji w/o polega przede wszystkim na tworzeniu
warstwy okluzyjnej hamującej TEWL i poprawiającej nawilżenie skóry. Emulsje takie są
podstawą odpornych na zmywanie wodą kosmetyków chroniących przed słońcem, kremów na
noc, kremów ochronnych na dzień i kremów dla dzieci .
Cechy emulsji w/o
Powinowactwo do naturalnej warstwy lipidowej naskórka
Efektywna ochrona skóry przed działaniem czynników zewnętrznych związana z
utworzeniem warstewki lipidowej na powierzchni skóry po zastosowaniu emulsji
Efekt nawilżający związany z bardzo wydajnym obniżeniem transepidermalnej
utraty wody (TEWL)
Poprawa przenikania substancji lipofilowych a także hydrofilowych
Mniejsze prawdopodobieństwo rozwoju mikroorganizmów w preparacie
Odporność na niskie temperatury (nie zestalają się)
Otrzymanie stabilnej emulsji w/o jest technologicznie trudniejsze niż otrzymanie stabilnej
emulsji o/w. Do wytworzenia stabilnych emulsji w/o niezbędne są emulgatory różniące się
budową chemiczną i właściwościami od emulgatorów używanych do stabilizacji emulsji o/w.
Są to najczęściej pochodne lanoliny, oksyetylenowanego oleju rycynowego, polialkoholi i
sorbitanu. Właściwości emulgatorów mają również sole wapniowe, magnezowe i cynkowe
kwasów tłuszczowych. Stosowane są one zazwyczaj jako składniki stabilizujące emulsje w/o
oraz konsystencjotwórcze. Stabilność emulsji w/o poprawia dodatek uwodnionego siarczanu
magnezu w ilości 0.5 – 1%[1,2,3].
Emulsje wielokrotne
Emulsje wielokrotne to układy, w których emulsja typu W/O jest rozproszona w fazie wodnej
lub emulsja typu O/W jest rozproszona w fazie olejowej. Oznaczamy je odpowiednio W/O/W
i O/W/O. Pierwsze doniesienia literaturowe na temat emulsji wielokrotnych mówią o
otrzymywaniu tych układów przypadkowo. Pierwszym etapem otrzymywania emulsji typu
W/O/W jest powstanie układu W/O w obecności emulgatora hydrofobowego o niskim HLB.
W drugim etapie tworzy się emulsja typu O/W z zastosowaniem emulgatora o wysokim HLB.
Emulsje wielokrotne umożliwiają zamknięcie w jednej formie kosmetycznej kilku substancji
aktywnych, kóre nie powinny się ze sobą stykać ze względu na niestabilność lub możliwość
reagowania. Z punktu widzenia efektu kosmetycznego emulsje te umożliwiają przedłużone
działanie kosmetyku na skutek kontrolowanej szybkości uwalniania związku (związków)
aktywnych z wewnętrznej fazy wodnej ( w przypadku W/O/W). Ze względu na
skomplikowany sposób otrzymywania i kłopoty ze stabilnością preparatów w dłuższym
przedziale czasu emulsje te nie są zbyt popularne.
Mikroemulsje
Mikroemulsje odróżnia się od zwykłych emulsji na podstawie rozmiarów rozproszonych
cząstek. Rozmiar cząstek fazy rozproszonej waha się od kilku do kilkudziesięciu nanometrów
– ze względu na tak małe rozmiary nie rozpraszają one światła z zakresu widzialnego i układ
jest dla oka ludzkiego idelnie przezroczysty. Mikroemulsje tworzą się spontanicznie po
zmieszaniu ze sobą odpowiednio dobranych składników; są układami stabilnymi.[4]
Emolienty, sensoryczna ocena emulsji
Emolienty
Emolienty to składniki, zmiękczające, wygładzające naskórek poprawiające jego kondycję.
Do substancji o takim działaniu zaliczamy przede wszystkim składniki o charakterze
lipidowym, które po aplikacji preparatu tworzą warstwę okluzyjną. Odpowiedni dobór
emolientów może mieć decydujący wpływ na własności aplikacyjne formulacji, takie jak
lepkość, łatwość rozprowadzania, odczucia na skórze po aplikacji – szybkość „wchłaniania”,
„tłuszczenie”, itp. Z reguły wśród emolientów możemy wyróżnić dwie główne grupy: tzw.
„dry emolliens” (np. lotne silikony, niskocząsteczkowe ciekłe woski) oraz „rich emollients”
(np. triglicerydy, węglowodory) różniące się skrajnie własnościami sensorycznymi
Sensoryczna ocena preparatów kosmetycznych
W procesie opracowania receptury preparatu kosmetycznego możemy wyróżnić dwa etapy:
- optymalizacja skuteczności działania kosmetycznego,
- optymalizacja właściwości użytkowych.
Pisząc o właściwościach uzytkowych preparatu najczęściej mamy na myśli:
sposób i wygodę aplikacji,
łatwość rozprowadzania,
wrażenia organoleptyczne po aplikacji.
Optymalizacja formy preparatu kosmeycznego po tym kątem jest ważnym elementem
przygotowania produktu do wprowadzenia na rynek. O powodzeniu danego produktu, oraz
jego wyborze przez konsumentów decyduje w dużym stopniu „przyjemność” stosowania.
Optymalizacja właściwości aplikacyjnych nie jest zagadnieniem łatwym. Nie opracowano
dotychczas metodyki oceny sensorycznej z wykorzystaniem metod instrumentalnych, w
zasadzie jedyne znane metody oceny sensorycznej to badania panelowe z udziałem
probantów.
Badania sensoryczne – ocena jakościowa i hedonistyczna
Każdy parametr jest oceniany w skali liczbowej od 1 do 5 (1 – wartość „najgorsza”, 5 –
wartość – „najlepsza”). Przykładowo: przyczepność 1 = kosmetyk nie przylega do palca,
szybko spływa, przyczepność 5 = kosmetyk dobrze przylega do palca tworzy duży stożek.
parametr
definicja
opis procedury badawczej
Na stole postawić 50-ml zlewkę z
ok. 20 ml emulsji, swobodnie pobrać
określa możliwość nabrania
opuszkiem palca emulsję; emulsja o
preparatu opuszkiem palca, krem o
dobrej przyczepności łatwo się
przyczepność
dobrej przyczepności łatwo jest
nabiera, nie spływa i tworzy na
nabrać ze słoiczka palcem
opuszce palca charakterystyczny
stożek (nie rozlewa się)
Na stole postawić 50-ml zlewkę z
określa gęstość oraz spójność
ok. 20 ml emulsji, swobodnie
konsystencja
emulsji
zanurzyć palec w emulsji pod kątem
ok. 60 o i szybko wyciągnąć
Ocenić gładkość i jednolitość
powierzchni emulsji w zlewce,
określa jakość emulsji, dobra
następnie na oczyszczoną skórę
emulsja powinna być jednorodna, o
przedramienia nanieść 0,5 ml
jednolitość
gładkiej powierzchni bez
emulsji i rozsmarować ruchem
widocznych pęcherzyków powietrza
kolistym oceniając obecność grudek,
pęcherzyków powietrza itp.
określa ilość kremu odczuwaną
pomiędzy palcami podczas
0,5 ml emulsji umieścić pomiędzy
pocierania palców o siebie. Im
kciukiem a palcem wskazującym,
efekt poduszki
więcej produktu odczuwa się
pocierając palcami o siebie określić
pomiędzy palcami tym silniejszy
wyczuwaną ilość kremu
efekt poduszki
Na oczyszczoną skórę lewego
przedramienia nanieść 0,5 ml
określa łatwość rozprowadzania
badanej emulsji, rozprowadzić na
rozprowadzanie
emulsji na powierzchni skóry
skórze palcami prawej ręki, ocenić
opór jaki stawia emulsja przy
rozprowadzaniu
wchłanianie
tłustość
natłuszczanie
(tłuszczenie)
wygładzanie
Na oczyszczoną skórę lewego
przedramienia nanieść 0,5ml
określa szybkość wchłaniania się
badanej emulsji, rozprowadzić na
emulsji w naskórek
skórze palcami prawej ręki, po
chwili ocenić czy preparat
całkowicie wniknął w naskórek
na oczyszczoną skórę lewego
przedramienia nanieść 0,5ml
określa na ile emulsja pozostawia na
badanej emulsji, rozprowadzić na
powierzchni skóry tłusty film
skórze palcami prawej ręki, zaraz
bezpośrednio po aplikacji
potem palcami prawej ręki ocenić
czy na skórze pozostał tłusty film
na oczyszczoną skórę lewego
określa czy po upływie 1/2 godziny
przedramienia nanieść 0,5ml
od chwili aplikacji emulsja
badanej emulsji, rozprowadzić na
pozostawia na skórze wyczuwalny
skórze palcami prawej ręki, po
tłusty depozyt
godzinie palcami prawej ręki ocenić
czy na skórze pozostał tłusty film
na oczyszczoną skórę lewego
przedramienia nanieść 0,5ml
badanej emulsji, rozprowadzić na
określa stopień wygładzenia skóry
skórze palcami prawej ręki, po
po zastosowaniu emulsji
godzinie palcami prawej ręki ocenić
gładkość skóry porównując ją z
obszarem nie smarowanym emulsją.
Uzyskane średnie wartości liczbowe parametrów sensorycznych przedstawia się zwykle na
wykresach – tzw.profilach sensorycznych. Przykładowy profil sensoryczny przedstawia
poniższy wykres (dla rozszerzonej skali – 1-10).
Literatura uzupełniająca
1.
2.
3.
4.
Atkins P.W., Podstawy chemii fizycznej, WN PWN, Warszawa 1999
Dutkiewicz E.T., Fizykochemia powierzchni, WNT, Warszawa 1998
New Cosmetic Science ed. by Takeo Mitsui, Elsevier 1997
Schramm,G. Reologia. Podstawy i zastosowania, Ośrodek Wydawnictw Naukowych
Poznań 1998, str.18-28
5. New Cosmetic Science, ed. by Takeo Mitsui, Elsevier 1997. p.139 - 142
6. Majeti N.V. Ravi Kumar, Reactive & Functional Polymers 46 (2000), 1-27
7. Fabianowski W.,Wiadomości PTK, 4, nr3/4 listopad 2001, 46-47
8. J. Arct, K. Pytkowska, „Emulsje kosmetyczne”, Wiadomości PTK, Vol.3 (2/3),
listopad 2000, s. 9-17
9. J. Knowlton, S. Pearce “Handbook of Cosmetic Science and Technology”, Elsevier
1993
10. K.F. De Polo „A short textbook of cosmetology” str.184-185, 269-277
11. M. Gronwald „Emulgatory w produktach kosmetycznych”, Wiadomości PTK, Vol.3
(2/3), listopad 2000, s. 17-22
12. M. Kowalski, I.Panek „Produkcja stabilnych emulsji na skalę przemysłową”
ibid.s.22-26
13. C.Schutz, „Mikroemulsja: niezwykłe połączenie idealnej przejrzystości oraz
maksymalnej efektywności”, Wiadomości PTK, Vol.6 Nr 2, wrzesień 2003, s. 15-18
14. Wiadomości PTK, nr specjalny –Listopad 2004, str. 6-12.
Wykonanie ćwiczenia:
1.
2.
3.
4.
Wykonanie szeregu form kosmetycznych na podstawie przykładowych receptur.
Ocena otrzymanych produktów.
Ocena jednorodności otrzymanych emulsji.
Ocena sensoryczna otrzymanych emulsji.
Przykładowe receptury kosmetyków
Tonik alkoholowy do cery tłustej
Nazwa INCI
Ilość [%]
Allantoin
0,1
PEG-40 hydrogenated castor oil
lub
PEG-60 hydrogenated castor oil
Salvia officinalis (and) propylene
glycol
Alcohol
Aqua
Konserwant, barwnik, kompozycja
zapachowa
2,0
1,0
20,0
Do 100
q.s.
Wyciąg z szałwii można zastąpić innym wyciągiem, odpowiednim dla cery tłustej.
Tonik bezalkoholowy do cery suchej
Nazwa INCI
PEG-7 Glyceryl Cocoate
[hydrolizat protein]
Glycerin
Panthenol
[solubilizator]
[wyciąg roślinny]
Aqua
Konserwant, barwnik, kompozycja
zapachowa
Ilość [%]
0,2
0,2
1,0
0,1
q.s.
1,0
Do 100
q.s.
Preparat wzmacniający końcówki włosów
lp
Nazwa firmowa
Nazwa INCI
Ilość (% wag.)
1
HYDAGEN HCMF
0.4
Chitosan
Kwas glikolowy
Glycolic Acid
0.2
Woda destylowana
Aqua
9.5
2
Culminal
0.4
Hydroxyethylcellulose
Woda destylowana
Aqua
20
3
GLUADIN R
Hydrolized
Rice
Protein, 4
Hydrolized Vegetables Protein
Panthenol
Panthenol
0.5
Gliceryna
Glycerine
55
4
Etanol
Ethanol
10
5
Zapach, konserwant
Parfum, Preservative
q.s.
Przygotowanie:
1. Składniki fazy pierwszej mieszać w temperaturze pokojowej do uzyskania jednolitej
konsystencji.
2. Oddzielnie zawiesić pochodną celulozy w wodzie, doprowadzić pH do 8 i mieszać
do uzyskania jednorodnego roztworu; po czym ustalić pH = 5,5.
3. Do fazy pierwszej dodać po kolei składniki fazy trzeciej ciągle mieszając, pH< 6.
4. Następnie wprowadzić fazę drugą a po uzyskaniu jednolitej konsystencji dodać etanol.
5. Dodać konserwant i zapach.
6. Doprowadzić pH do wartości 4.5.
Dezodorant typu roll-on
1. Hydroxypropylcellulose
Woda
2. Chitosan
Kwas glikolowy
Woda
Gliceryna
1,2
86,8
0,1
0,05
9,85
2,0
Przygotowanie:
1. Mieszać składniki fazy 1 do uzyskania jednolitej konsystencji (aby poprawić
rozprowadzenie hydroksypropylocelulozy dodać niewielką ilość roztworu TEA a po
uzyskaniu jednolitej konsystencji zakwasić do pH ok. 4)
2. Mieszać składniki fazy 2 do uzyskania jednolitej konsystencji.
3. Połączyć obydwie fazy i mieszać do uzyskania jednolitej konsystencji
Hydrożel
Nazwa INCI
Carbomer
Hamamelis virginiana
PEG-7 Glyceryl Cocoate
Polysorbate-20
Hydrolyzed Almond Protein
Aqua
Triethanolamine
Ilość
0.3
5
0.5
0.5
0.5
Do 100
0.3
Przygotowanie:
Rozproszyć Carbopol w wodzie (dodawać małymi porcjami, aby nie powstał zgęstki),
mieszać aż do uzyskania jednolitej konsystencji. Dodać pozostałe składniki. Następnie dodać
trietanoloaminę w ilości niezbędnej do uzyskania pożądanej konsystencji żelu. (Karbomer
optymalną lepkość i klarowność uzyskuje w pH ok. 6,5)
Żel do modelowania włosów
Nazwa handlowa
INCI
Ilość
PVP K30
1,0
PVP
Carbomer aqua
q.s.
Carbomer
TEA
Triethanolamine
q.s.
EtOH
Alcohol
34,50
solubilizator
PEG-60 Hydrogenated Castor Oil
q.s.
Nutrilan Keratin W
Hydrolyzed Keratin
0,5
woda
Aqua
do 100
konserwant
q.s.
kompozycja zapachowa
Perfume
q.s
Przygotowanie:
1. Obliczyć i odmierzyć ilość wody oraz wodnego roztworu karbomeru niezbędne do
wykonania żelu,
2. Część wody odlać do innej zlewki, za pomocą solubilizatora zsolubilizować w niej
kompozycję zapachową
3. Rozpuścić PVP w wodzie
4. Dodać carbomer aqua
5. Dodać TEA do pH 6,5
6. Dodać hydrolizat protein
7. Wymieszać do uzyskania jednorodnego układu
8. Dodać alkohol
9. Wymieszać do uzyskania jednorodnego układu
10. Sprawdzić pH, w razie potrzeby dodać TEA do pH 6,5
11. Dodać wodę z kompozycją zapachową ze zlewki 2
12. Dodać konserwant
Żel do mycia twarzy
Nazwa INCI
Ilość [%]
Aqua
Do 100
Xanthan gum
1,5
Glycerin
3,0
[wyciąg ziołowy glikolowy]
1,0
Polyquaternium-39
2,0
TEA Lauryl Sulfate
7,50
Polysorbate 20 lub
PEG-40 Hydrogenated Castor
1,0
Oil
Lactic acid
Do pH 5,5
Konserwant itp.
q.s.
Przygotowanie:
1. W części wody uwodnić gumę ksantanową.
2. Oddzielnie zsolubilizować wyciąg ziołowy
3. Do pozostałej części wody dodać resztę składników receptury, a następnie połączyć z
solubilizowanym wyciągiem.
4. Dodać do uwodnionej gumy ksantanowej i wymieszać do uzyskania jednolitej
konsystencji.
Klarowny płyn do mycia
INCI
Sodium Myreth Sulfate
Decyl Glucoside
Laureth-2
Aqua
konserwant, barwnik
ilość
15,0
10,0
1,5
do 100
q.s
Renatłuszczający żel pod prysznic
INCI
Sodium Laureth Sulfate
Cocamidopropyl Betaine
Coco Glucoside and Glyceryl Oleate
Sodium Chloride
Aqua
Perfume
konserwant, barwnik
ilość
15,0
4,5
5,0
1,1
do 100
q.s
q.s.
Emulsyjny żel pod prysznic
Nazwa INCI
Sodium Laureth Sulfate
Sodium Lauroyl Sarcosinate
Cocamidopropyl Betaine
Glycerin
Carbomer
Aqua
Lanolin oil
Glycol Distearate and Laureth-4 and
Cocamidopropyl betaine
Mirystyl Lactate
Cocamide DEA
Lactic acid
konserwant, barwnik
ilość
45,0
10
14
3,0
5,0
do 100
1,0
2,0
2,0
4,0
do pH 6,5-7,0
q.s.
Szampon kondycjonujący
INCI
PEG-7 Glyceryl Cocoate
Sodium Myreth Sulfate
Potassium Cocoyl Hydrolyzed Collagen
Guar Hydroxypropyl Trimonium Chloride
Glycol Distearate, Laureth-4,
Cocamidopropyl Betaine
Glycerin
Hydrolyzed Collagen
Laureth-2
Aqua
konserwant, barwnik
Krystaliczny szampon do włosów
INCI
Sodium Laureth Sulfate
Decyl Glucoside
Cocamidopropyl Betaine
PPG-5 Laureth-5
Laureth-2
Aqua
Parfume
konserwant, barwnik
ilość
0,5
40
10
0,5
1,0
2
5
2,5
do 100
q.s
ilość
25,0
5,0
10,0
1,0
3,5
do 100
q.s
q.s
Klarowny szampon z proteinami
INCI
Lauryl Glucoside
Ammonium Lauryl Sulfate
Hydrolyzed Keratin
Sodium chloride
Aqua
Perfume
konserwant, barwnik
ilość
13,0
11,0
3,0
q.s
do 100
q.s
q.s
Krem promieniochronny
Nazwa INCI
Glyceryl Stearate, Ceteareth-20,
Ceteareth-12 Cetearyl Alcohol, Cetyl
Palmitate
Coco-Caprylate/Caprate
Catearyl Isononaoate
Butyrospermum parkii
Tocopheryl Acetate
Octyl Methoxycinnamate
Benzophenone-3
Glycerin
Aqua
Carbomer
Potassium Hydroxide
Bisabolol
preservative, parfum
Emulsja O/W z filtrem SPF
Nazwa INCI
Glyceryl Stearate, Ceteareth-20,
Ceteareth-12, Cetearyl Alcohol,
Cetyl Palmitate
Dicaprylyl Carbonate
Cetearyl isononanoate
Butyrospermum parkii
Tocopherol
Octyl methoxycinnamate
Butyl methoxydibenzoylmethane
Benzophenone-3
Titanium dioxide
Glycerin
Bisabolol
Aqua
Carbomer (2%)
Triethanolamine
Konserwant, barwnik, kompozycja
zapachowa
Ilość [%]
6,0
3,0
3,0
2,0
1,0
4,0
1,0
3,0
do 100
0,3
0,04
0,2
q.s.
Ilość [%]
6,00
3,00
3,00
2,00
1,00
7,50
2,50
1,00
1,00
3,00
0,2
Do 100
15,0
q.s.
q.s.
Mleczko do demakijażu o/w
Nazwa INCI
Glyceryl Stearate, PEG-100
Stearate
Cetearyl alcohol
Sorbitan stearate
Polysorbate-60
Petrolatum
Dimethicone
Triticum vulgare
Mineral oil
Glycerin
Xantan gum
Konserwant, barwnik,
kompozycja zapachowa
Ilość [%]
5,00
0,50
0,50
0,90
3,00
1,00
5,00
8,00
5,00
0,10
q.s.
Krem z hydroksykwasami
Nazwa INCI
Cetearyl alcohol lub cetyl alcohol
Glyceryl stearate, Ceteareth-20,
Ceteareth-12 , Cetearyl alcohol, Cetyl
palmitate
Paraffinum liquidum
Dimethicone
Octyldodecanol
Tocopheryl acetate
Isononyl isononanoate
Malic acid
Lactic acid
Tartaric acid
Citric acid
Glycerin
Sodium hydroxide 20%
Aqua
Konserwant, barwnik, kompozycja
zapachowa
%
2,0
8,0
3,0
0,5
3,0
2,0
3,0
0,15
0,8
0,15
0,1
3,0
1,0
do 100
q.s.
Krem nawilżający
Nazwa INCI
Glyceryl Stearate
Cetearyl Alcohol
Ceteareth-30
Caprylic/Capric Triglyceride
Isopropyl Myristate
Octyl Stearate
Glycerin
Sorbitol
Sodium Lactate
Aqua
Konserwant, barwnik, kompozycja
zapachowa
Balsam do ciała
INCI
Glyceryl Stearate (and) Ceteareth-20
(and) Ceteareth-12 (and) Cetearyl
Alcohol (and) Cetyl Palmitate
Hexyldecyl Stearate
Oleyl oleate
Butyrospermum Parkii
Cetearyl Alcohol
Glicerin
Aqua
preservative, parfume
Krem nawilżający
INCI
Glyceryl Stearate
Ceteareth-12
Ceteareth-20
Vitis vinifera
Octyldodecanol
Cetyl alcohol
Tocopheryl Acetate
Panthenol
Propylene Glycol
Aqua
%
3,90
2,00
3,00
3,00
5,00
7,00
5,00
1,00
2,00
do 100
q.s.
ilość [%]
8,0
3,0
8,0
4,0
0,5
3,0
do 100
q.s.
ilość [%]
4,0
1,5
1,5
3,0
3,0
4,0
2,0
1,0
2,0
Do 100
Krem półtłusty w/o
Nazwa handlowa INCI
Ilość
Dehymuls F
8
Cera Microcrystallina, Stearyl Citrate, Glyceryl Oleate,
Aluminium Stearate, Propylene Glycol, Pentaerythritol
Eumulgin B3
Ceteareth-30
Eutanol G
Octylododekanol
Paraffinum liquidum
Tocopherol
Stearynian cynku Zinc Stearate
Glyceryna
Glycerin
Siarczan magnezu Magnesium Sulphate
Woda
Aqua
Konserwant,
Preservative, Parfum
zapach
1
10
10
5
2
3
0,7
do 100
q.s.
Wykonanie:
Składniki fazy wodnej połączyć i podgrzać do temp. ok. 85oC.
Składniki fazy tłuszczowej połączyć i stopić w temp.ok. 85oC.
Fazę wodną dodać powoli do fazy tłuszczowej przy ciągłym mieszaniu.
Mieszać na łaźni wodnej przez 10 minut, następnie usunąć ogrzewanie i doprowadzić do
temp. Pokojowej przy ciągłym mieszaniu
Dodać zapach i konserwant.
Emulsja W/O – Krem półtłusty w/o
Nazwa handlowa
INCI
Lameform TGI
Polyglyceryl-3 diisostearate
Monomuls 90-O-18
Glyceryl Oleate
Wosk pszczeli
Cera Alba
IPM
Isopropyl Mirystate
Myritol 318
Caprylic/Capric Triglyceride
Cetiol J 600
Oleyl Erucate
Cetiol OE
Dicaprylyl Ether
Copherol F 1300
Tocopherol
Stearynian cynku
Zinc Stearate
Gliceryna
Glycerin
Panthenol
Panthenol
Siarczan magnezu
Magnesium Sulphate
Ilość
4,0
2,0
3,0
10
3,0
3,0
3,0
1,0
2,0
5,0
0,5
1,0
Woda
Konserwant, zapach
Aqua
Preservatives, Parfum
do 100
q.s.
Wykonanie:
Składniki fazy wodnej połączyć i podgrzać do temp. ok. 85oC.
Składniki fazy tłuszczowej połączyć i stopić w temp.ok. 85oC.
Fazę wodną dodać powoli do fazy tłuszczowej przy ciągłym mieszaniu.
Mieszać na łaźni wodnej przez 10 minut, następnie usunąć ogrzewanie i doprowadzić do
temp. pokojowej przy ciągłym mieszaniu
Dodać zapach i konserwant.
Balsam na zimno w/o
Nazwa handlowa
Dehymuls HRE 7
Olej parafinowy
Cetiol V
Copherol F
Gliceryna
Siarczan magnezu
Woda
Konserwant, kompozycja
zapachowa,
Nazwa INCI
PEG-7 Hydrogenated Castor Oil
Paraffinum Liquidum
Decyl Oleate
Tocopherol
Glycerin
Magnesium Sulphate
Aqua
Preservatives, Parfum
Wykonanie:
1. Zmieszać składniki fazy olejowej do uzyskania jednorodnego układu.
2. Zmieszać składniki fazy wodnej
3. Do fazy olejowej dodać fazę wodną mieszając
4. Zhomogenizować
Krem w/o
Nazwa handlowa
Nazwa INCI
Ilość [%]
Cetiol OE
Dicaprylyl ether
3,0
Cetiol LC
Coco-Caprylate/caprate
6,0
Myritol 312
Caprylic/ Capric Triglyceride
8,0
Wosk pszczeli
Cera alba
3,0
Olej roślinny
8,0
Dehymuls PGPH
Polyglyceryl-2
4,0
Dipolyhydroxystearate
Monomuls 90-O-18
Glyceryl Oleate
2,0
Copherol F 1300
Tocopherol
1,0
Stearynian cynku
Zinc stearate
1,0
Gliceryna
Glycerin
5,0
Siarczan magnezu
Magnesium sulphate
1,0
Woda
Aqua
Do 100
Konserwant, zapach
Preservatives, Parfum
q.s.
Ilość
7.0
10.0
10.0
5.0
5.0
0.5
do 100
q.s.
W/O Sunscreen Cream
Ingredients:
Phase A
Plurol Diisosteatique (Gattefossé) (polyglyceryl-3
diisostearate)
Hydrogenated castor oil
Compritol 888-ATO (Gattefossé) (glyceryl dibehenate
(and) tribehenin (and) glyceryl behenate)
Silkflo 362 NF (Amoco Chemical) (polydecene)
DC 200 Fluid 100 CS (Dow Corning) (dimethicone)
Ceraphyl 368 (ISP) (octyl palmitate)
Phenonip (Nipa) (phenoxyethanol (and) methylparaben
(and) butylparaben (and) ethylparaben
(and) propylparaben)
Phase B
Titanium Dioxide P.W. (LCW)
Phase C
Water
Magnesium sulfate 7H20
Sodium Chloride (Codex)
Disodium EDTA
% Wt.
5.00
1.00
0.50
15.00
4.00
6.00
0.60
10.00
56.80
0.50
0.50
0.10
Procedure: Prepare phase A and heat to 85°C. Add phase B to phase A and
mix until homogeneous. Under vacuum and rapid stirring, add phase C heated
to 75°C to phase A/B heated to 85°C. Continue rapid stirring for 10 minutes
(3000 rd/mn).
Arkusz oceny dla analizy sensorycznej – jakościowej
parametr
1
2
3
4
5
przyczepność
konsystencja
jednolitość
efekt poduszki
rozprowadzanie
wchłanianie
kleistość
tłustość
natłuszczanie
wygładzanie
Arkusz oceny dla analizy sensorycznej – hedonistycznej
-3
-2
-1
0
Zdecydo
Trochę
wanie
Nie
Nie
mi się
mi się
podoba
mam
nie
nie
mi się
zdania
podoba
podoba
Rozsmarowywalność
Pozostałość na
skórze
Zapach
Ogólna ocena
preparatu
1
2
3
Trochę
mi się
podoba
Podoba
mi się
Bardzo
mi się
podoba