从着色到防晒:无机粉体,撑起化妆品半壁江山的“隐形功臣”


来源:中国粉体网   平安

[导读]  无机粉体在化妆品中的应用优势、分类、趋势

中国粉体网讯  粉体原料是组成香粉、胭脂、粉底液、散粉和牙膏的重要基质原料,在化妆品中的用量可达到30%~80%。无机粉体一般为白色、不溶于水的细粉,具有良好肤感,起到填充作用,可以作为防晒原料抵御紫外线,部分带有颜色的粉体还可以充当着色剂的角色赋予化妆品鲜艳的颜色。


无机粉体在化妆品中的应用优势


首先,相较于有机粉体,无机粉体具有化学惰性,作为化妆品原料一般无异味、无刺激性,使用起来更加安全,有效避免了有机粉体大量使用诱发皮肤癌以及化学性过敏等危害。


其次,应用于化妆品中还能达到杀菌除臭的效果。在化妆品中如果粉体具有催化活性,便可分解化妆品中的香料成分,同时氧化化妆品体系中的油脂成分,会使油脂酸败产生不良气味。而无机粉体化学性质相对稳定,能有效减少该现象的发生。


此外,大部分无机粉体相比于其他材料而言具有优异的紫外吸收峰,能够作为屏蔽剂应用于化妆品之中。


最后,无机粉体的合成途径更为简单,相对于其他粉体原料价格更加低廉且易得,也更容易实现大批量的生产。


无机粉体在化妆品中的应用分类


着色原料


着色原料是彩妆产品的“灵魂”,将着色剂添加到化妆品之中,主要起到赋予产品色彩、修饰美化产品外形以及调整某种成分对产品色泽影响的作用。根据化学组成可以分为有机着色剂和无机着色剂两种,其中无机着色剂因其化学性质稳定、对皮肤相对更加安全,在化妆品中应用更多。


(图源:pixabay)


常见的无机着色原料有:


氧化铁:包括氧化铁红(CI 77492)、氧化铁黄(CI 77492)、氧化铁黑(CI 77492)、氧化铁棕(CI 77491,77492,77499),这种无机颜料有较好的着色力、遮盖力、耐久性、光稳定性等,广泛应用于胭脂、口红等彩妆。


群青(CI 77007):又称云青、佛青、洋蓝,其化学式为Na6Al4Si6S4O20,属于架状结构硅酸盐,是一类无毒无害的红光蓝色相无机颜料,这种特殊的红相蓝色无法使用其他颜料调和而成。合成群青具有纯度高、着色强、颜色持久等优点,已经广泛应用于眼影、唇膏、腮红等彩妆。


锰紫(CI 77742):其化学式为H4MnNO7P2,是一类紫色粉末,其鲜艳的紫色,来源于三价锰离子,一般采用高锰酸钾、氧化锰或碳酸锰作为锰的来源。锰紫带有红相,具有耐光耐热性,色彩鲜明浑厚,主要用于化妆品制备眼黛、眼线等。


体质原料


体质粉体是化妆品构成的主要“框架”,特别是美容化妆品的主体成分,主要依靠粉体的各种特点来表现产品的特性,决定着产品品质的好坏,在化妆品中可起到调节肤感的作用,应用范围十分广泛,涵盖彩妆产品、清洁产品等领域。其中使用最广、最具代表性的粉体有滑石粉、云母粉、高岭土等。



滑石粉:由硅酸镁等组成,主要成分为3MgO·4SiO2·H2O。其粉末为白色微细结晶状,层状结构,有良好的润滑感。我国滑石粉资源丰富,辽宁、山东、广西、江西、青海等省份均盛产滑石粉,由于产地不同所以滑石粉的质地也有所不同,化妆品用滑石粉一般以白色、光泽、滑润为优质。滑石粉因具有色泽洁白、质地柔软、延展性好、爽滑等优点主要用于制造香粉、粉饼、爽身粉等。


高岭土:又称瓷土、白土,是由硅氧四面体和铝氢氧八面体按1:1组成的层状硅酸盐,主要成分为2SiO2·Al2O3·2H2O。高岭土为白色或淡黄色粉体,带有粘土气息、化学性质稳定、对于皮肤的粘附性好,能够抑制皮脂吸收汗液,常用于制作香粉、粉饼、清洁产品等。


云母:是一组复合的水合硅酸铝盐的总称,具有连续层状硅氧四面体结构,是浅灰色鳞片状的结晶粉末。云母粉具有很好的化学稳定性,很强的附贴性;同时兼具适度的光泽感及柔润感、良好的遮盖力及分散性,因此能够很好地添加入化妆品配方中,改善产品质地和外观。经过特殊加工制成的合成云母,能提高彩妆制品的白度、亮度和持久性,主要用于制造香粉、粉饼、胭脂、粉底液等。



硅石:也称石英砂,化学式为SiO2,包括微晶二氧化硅、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和硅胶粉4类。化妆品中常用硅石为沉淀二氧化硅,这种类型的二氧化硅通常为白色粉末状,有较强的增滑性、吸油性以及吸附性,且化学性质稳定,常用于眼影、牙膏的制备以及化妆品原料修饰等。


防晒原料


氧化锌:化学式为ZnO,是一种无臭无味的白色粉末,质地均匀,粒径均一,化学性质相对稳定,易分散,所制作的产品细腻、滑嫩、附着力强。氧化锌具有优异的防晒性能,能够吸收和反射紫外线,作为《化妆品安全技术规范(2015版)》中两种准用的无机防晒剂之一,其最大允许用量远远高于有机防晒剂,可达到25%。


早期的氧化锌粉体粒径过大、分散性差,制作出的成品明显假白,随着纳米氧化锌进入市场,这一难题逐步得以解决。除此之外,氧化锌具有较强的着色力、遮盖力以及一定的辅助抑菌作用,可以用于制作防晒霜、粉底液、BB霜等。


二氧化钛:化学式为TiO2,与氧化锌一样,是无臭无味的白色粉末,《化妆品安全技术规范(2015版)》中最大允许用量为25%。在自然界中二氧化钛存在三种不同的晶型结构:锐钛矿型、金红石型、板钛矿型,锐钛矿型和板钛矿型稳定性较差,高温下会转化为金红石型,并且金红石型二氧化钛具有更好的抗紫外性能,因此实际应用中常用金红石型。


随着防晒产品的普及,纳米二氧化钛的使用量有所增多,但由于粒径减小使其呈现出一定的光催化活性,使用时一般都需要经过表面处理增加其稳定性及分散性。彩妆中添加少量二氧化钛便可达到增白、均匀肤色、遮掩瑕疵的作用,常用于制作防晒霜、粉底液、粉饼等。


无机粉体在化妆品中的应用特性


粉体的粒度、粒度分布及形貌


粒度对粉体的密度、溶解性、可压性、流动性等均有显著影响。粉体的粒径过大会导致产品具有明显颗粒感,在使用过程中影响肤感;粉体的粒径过小会导致粒子在溶剂中分散不均匀,出现团聚现象,甚至有吸入风险。粉体粒子形貌与产品的性能及肤感相关,例如二氧化硅分为球形和半球形,球形二氧化硅更加润滑,而半球形二氧化硅更不易迁移,更加持久。


在防晒化妆品中,具有纳米级粒径的纳米粉体在物理性紫外线屏蔽剂中应用较广泛。通常纳米级粒子的粒径在数十纳米以下,这种规格的二氧化钛、氧化锌等对紫外线具有良好的屏蔽作用。


比表面积


比表面积是单位质量(或体积)的粉体所具有的粒子表面积。粉体的比表面积由粉体粒径和粗糙程度等因素决定,并且与吸附能力相关。相同粒径的粉体,表面越粗糙或孔隙越多的比表面积越大,其吸附能力越强,能更好吸附灰尘及油脂,因此适用于清洁类产品或控油类产品。


流动性


流动性是粉体的重要性质,由颗粒间的吸附凝聚力决定(范德华力、静电力、表面张力)。它是粉体原料运输、储存、使用的基础性质。爽身粉中常用流动性淀粉,能够达到吸汗、柔软、爽滑的效果。


润湿性


润湿性是粉体与液体相混合时的重要指标,主要以接触角衡量。润湿性可判断粉体的亲水亲油性,在化妆品生产中决定粉体分散于水相溶剂还是油相溶剂,影响粉体在不同溶剂中的溶解度。可以通过表面修饰改善粉体自身的亲水亲油性从而使其更好分散于配方体系中。


无机粉体在化妆品中的应用趋势


我国是全球第二大化妆品消费市场,对于化妆品的需求十分庞大,传统功能单一的粉体原料无法满足消费者需求。复合粉体以单一粉体为基础,同时增加了一些附加功能,使其能够更好地应用于现代化妆品中,满足消费者对产品功效及肤感的要求;除此之外,通过复合还可以解决单一粉体的不足,例如三氧化二铁在鲜艳度方面表现较差,但将其外包覆云母便可制成色彩鲜艳的无机-无机复合粉体着色原料。


目前无机粉体在化妆品中的应用正在不断增加,其来源广泛、制备简单、安全无毒,能够作为功效原料或辅助原料添加到化妆品中。复合粉体的出现更是为无机粉体在化妆品中的应用打开了新思路,很多性能值得人们继续发掘探索。


参考来源:

[1]王心蕊等:化妆品无机粉质原料的特性表达以及发展趋势预测,北京工商大学化学与材料工程学院

[2]邱璟:化妆品用粉体原料的种类和特性

[3]周晶等:纳米技术在防晒化妆品中的应用,国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心



(中国粉体网编辑整理/平安)

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作者:平安

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