УФ-фильтры на рынке солнцезащитных средств

Уход за кожей лица, и в частности защита от солнца, является одним изнаиболее быстрорастущие сегменты рынка средств личной гигиены.Кроме того, защита от ультрафиолета теперь включается во многие косметические средства ежедневного использования (например, средства по уходу за кожей лица и декоративную косметику), поскольку потребители все больше осознают, что необходимость защищать себя от солнца актуальна не только во время пляжного отдыха.

Современный состав солнцезащитных средствнеобходимо достичь высокого SPF и высоких стандартов защиты от UVA, при этом делая продукцию достаточно элегантной, чтобы стимулировать соблюдение потребителями правил, и достаточно экономически эффективной, чтобы быть доступной в трудные экономические времена.

УФ-фильтры на рынке солнцезащитных средств

Эффективность и элегантность на самом деле зависят друг от друга; максимизация эффективности используемых активных веществ позволяет создавать продукты с высоким SPF с минимальным содержанием УФ-фильтров. Это дает разработчику большую свободу для оптимизации ощущения кожи. И наоборот, хорошая эстетика продукта побуждает потребителей наносить больше продуктов и, следовательно, приближаться к указанному SPF.

Характеристики, которые следует учитывать при выборе УФ-фильтров для косметических составов
• Безопасность для предполагаемой группы конечных пользователей- Все УФ-фильтры прошли тщательные испытания, чтобы гарантировать их абсолютную безопасность для местного применения; однако у некоторых чувствительных людей могут возникнуть аллергические реакции на определенные типы УФ-фильтров.

• Эффективность SPF- Это зависит от длины волны максимума поглощения, величины поглощения и ширины спектра поглощения.

• Эффективность защиты от широкого спектра и УФА-излучения- Современные солнцезащитные средства должны соответствовать определенным стандартам защиты от УФА-излучения, но часто не до конца понимают, что защита от УФА-излучения также вносит свой вклад в SPF.

• Влияние на ощущения кожи- Различные УФ-фильтры по-разному влияют на ощущения кожи; например, некоторые жидкие УФ-фильтры могут быть «липкими» или «тяжелыми» для кожи, в то время как водорастворимые фильтры делают кожу более сухой.

• Внешний вид на коже- Неорганические фильтры и органические частицы могут вызывать отбеливание кожи при использовании в высоких концентрациях; обычно это нежелательно, но в некоторых случаях применения (например, в качестве солнцезащитного крема для детей) это может восприниматься как преимущество.

• Фотостабильность- Некоторые органические УФ-фильтры разрушаются под воздействием УФ-излучения, что снижает их эффективность; однако другие фильтры могут помочь стабилизировать эти «фотолабильные» фильтры и уменьшить или предотвратить разрушение.

• Водостойкость- Включение УФ-фильтров на водной основе в состав средств на масляной основе часто обеспечивает значительное повышение SPF, но может затруднить достижение водостойкости.
» Просмотреть все коммерчески доступные ингредиенты и поставщиков солнцезащитных средств в базе данных косметики

Химия УФ-фильтров

Солнцезащитные активные вещества обычно классифицируются как органические солнцезащитные средства или неорганические солнцезащитные средства. Органические солнцезащитные средства сильно поглощают определенные длины волн и прозрачны для видимого света. Неорганические солнцезащитные средства работают, отражая или рассеивая УФ-излучение.

Давайте узнаем о них поподробнее:

Органические солнцезащитные средства

УФ-фильтры на рынке солнцезащитных средств1

Органические солнцезащитные кремы также известны какхимические солнцезащитные кремы. Они состоят из органических (на основе углерода) молекул, которые действуют как солнцезащитные фильтры, поглощая УФ-излучение и преобразуя его в тепловую энергию.

Органические солнцезащитные кремы: сильные и слабые стороны

Сильные стороны

Слабые стороны

Косметическая элегантность – большинство органических фильтров, являющихся либо жидкостями, либо растворимыми твердыми веществами, не оставляют видимых следов на поверхности кожи после нанесения состава.

Узкий спектр – многие защищают только в узком диапазоне длин волн.

Традиционные органические вещества хорошо известны разработчикам рецептур

Для высокого SPF требуются «коктейли»

Хорошая эффективность при низких концентрациях

Некоторые твердые типы трудно растворить и поддерживать в растворе.

Вопросы по безопасности, раздражающему эффекту и воздействию на окружающую среду

Некоторые органические фильтры фотонестабильны.

Органические солнцезащитные кремы Применение
Органические фильтры в принципе могут использоваться во всех продуктах для ухода за кожей с загаром / защиты от УФ-излучения, но не могут быть идеальными в продуктах для младенцев или чувствительной кожи из-за возможности возникновения аллергических реакций у чувствительных людей. Они также не подходят для продуктов, декларирующих «натуральные» или «органические», поскольку все они являются синтетическими химикатами.
Органические УФ-фильтры: химические типы

Производные ПАБК (парааминобензойной кислоты)
• Пример: этилгексилдиметилПАБК
• Фильтры UVB
• В настоящее время используется редко из-за проблем безопасности.

Салицилаты
• Примеры: этилгексилсалицилат, гомосалат
• Фильтры UVB
• Бюджетный
• Низкая эффективность по сравнению с большинством других фильтров

Циннаматы
• Примеры: этилгексилметоксициннамат, изоамилметоксициннамат, октокрилен
• Высокоэффективные фильтры UVB
• Октокрилен фотостабилен и помогает фотостабилизировать другие УФ-фильтры, но другие циннаматы, как правило, имеют плохую фотостабильность.

Бензофеноны
• Примеры: бензофенон-3, бензофенон-4
• Обеспечивает поглощение как UVB, так и UVA лучей
• Относительно низкая эффективность, но помогает повысить SPF в сочетании с другими фильтрами
• Бензофенон-3 в настоящее время редко используется в Европе из-за проблем безопасности.

Производные триазина и триазола
• Примеры: этилгексилтриазон, бис-этилгексилоксифенол, метоксифенилтриазин
• Высокоэффективный
• Некоторые из них являются фильтрами UVB, другие обеспечивают широкий спектр защиты от UVA/UVB.
• Очень хорошая фотостабильность
• Дорогой

Производные дибензоила
• Примеры: бутилметоксидибензоилметан (BMDM), диэтиламиногидроксибензоилгексилбензоат (DHHB)
• Высокоэффективные поглотители UVA-излучения
• BMDM имеет плохую фотостабильность, но DHHB гораздо более фотостабилен

Производные бензимидазолсульфоновой кислоты
• Примеры: фенилбензимидазолсульфоновая кислота (PBSA), динатрийфенилдибензимидазолтетрасульфонат (DPDT)
• Растворим в воде (при нейтрализации подходящим основанием)
• PBSA — это фильтр UVB; DPDT — это фильтр UVA
• Часто демонстрируют синергизм с маслорастворимыми фильтрами при совместном использовании

Производные камфоры
• Пример: 4-метилбензилиденкамфора
• Фильтр UVB
• В настоящее время используется редко из-за проблем безопасности.

Антранилаты
• Пример: ментилантранилат
• Фильтры UVA
• Относительно низкая эффективность
• Не одобрено в Европе

Полисиликон-15
• Силиконовый полимер с хромофорами в боковых цепях
• Фильтр UVB

Неорганические солнцезащитные средства

Эти солнцезащитные кремы также известны как физические солнцезащитные кремы. Они состоят из неорганических частиц, которые работают как солнцезащитные кремы, поглощая и рассеивая УФ-излучение. Неорганические солнцезащитные кремы доступны либо в виде сухих порошков, либо в виде предисперсий.

УФ-фильтры на рынке солнцезащитных средств2

Неорганические солнцезащитные кремы. Сильные и слабые стороны

Сильные стороны

Слабые стороны

Безопасен/не вызывает раздражения

Восприятие плохой эстетики (ощущение на коже и ее отбеливание)

Широкий спектр

Порошки могут быть трудно поддаются приготовлению

Высокий SPF (30+) может быть достигнут с помощью одного активного компонента (TiO2)

Неорганические вещества оказались в центре нанодебатов

Дисперсии легко вводить

Фотостабильный

Применение неорганических солнцезащитных средств
Неорганические солнцезащитные кремы подходят для любых применений защиты от УФ-излучения, за исключением прозрачных формул или аэрозольных спреев. Они особенно хорошо подходят для ухода за детьми, средств для чувствительной кожи, продуктов с заявлениями о «натуральном» происхождении и декоративной косметики.
Неорганические УФ-фильтры Химические типы

Диоксид титана
• В первую очередь фильтр UVB, но некоторые марки также обеспечивают хорошую защиту от UVA
• Доступны различные марки с различными размерами частиц, покрытиями и т. д.
• Большинство марок попадают в сферу наночастиц
• Частицы наименьшего размера очень прозрачны для кожи, но обеспечивают слабую защиту от УФА; частицы большего размера обеспечивают большую защиту от УФА, но сильнее отбеливают кожу

Оксид цинка
• В первую очередь фильтр UVA; более низкая эффективность SPF, чем у TiO2, но обеспечивает лучшую защиту, чем TiO2 в длинноволновой области «UVA-I»
• Доступны различные марки с различными размерами частиц, покрытиями и т. д.
• Большинство марок попадают в сферу наночастиц

Матрица производительности/химии

Оценить от -5 до +5:
-5: значительный отрицательный эффект | 0: никакого эффекта | +5: значительный положительный эффект
(Примечание: для стоимости и отбеливания «отрицательный эффект» означает увеличение стоимости или отбеливания.)

 

Расходы

СПФ

УФА
Защита

Ощущение кожи

Отбеливание

Фотостабильность

Вода
Сопротивление

Бензофенон-3

-2

+4

+2

0

0

+3

0

Бензофенон-4

-2

+2

+2

0

0

+3

0

Бис-этилгексилоксифенол Метоксифенил Триазин

-4

+5

+5

0

0

+4

0

Бутилметоксидибензоилметан

-2

+2

+5

0

0

-5

0

Диэтиламино гидроксибензоил гексил бензоат

-4

+1

+5

0

0

+4

0

Диэтилгексил бутамидо триазон

-4

+4

0

0

0

+4

0

Динатрий фенил дибензимидазол тетрасульфонат

-4

+3

+5

0

0

+3

-2

ЭтилгексилдиметилПАБК

-1

+4

0

0

0

+2

0

Этилгексилметоксициннамат

-2

+4

+1

-1

0

-3

+1

Этилгексилсалицилат

-1

+1

0

0

0

+2

0

Этилгексилтриазон

-3

+4

0

0

0

+4

0

Гомосалат

-1

+1

0

0

0

+2

0

Изоамил п-метоксициннамат

-3

+4

+1

-1

0

-2

+1

Ментилантранилат

-3

+1

+2

0

0

-1

0

4-Метилбензилиденкамфора

-3

+3

0

0

0

-1

0

Метилен-бис-бензотриазолилтетраметилбутилфенол

-5

+4

+5

-1

-2

+4

-1

Октокрилен

-3

+3

+1

-2

0

+5

0

Фенилбензимидазолсульфоновая кислота

-2

+4

0

0

0

+3

-2

Полисиликон-15

-4

+1

0

+1

0

+3

+2

Трис-бифенил триазин

-5

+5

+3

-1

-2

+3

-1

Диоксид титана – прозрачный сорт

-3

+5

+2

-1

0

+4

0

Диоксид титана – широкого спектра действия

-3

+5

+4

-2

-3

+4

0

Оксид цинка

-3

+2

+4

-2

-1

+4

0

Факторы, влияющие на эффективность УФ-фильтров

Эксплуатационные характеристики диоксида титана и оксида цинка значительно различаются в зависимости от индивидуальных свойств конкретной используемой марки, например, покрытия, физической формы (порошок, дисперсия на масляной основе, дисперсия на водной основе).Пользователям следует проконсультироваться с поставщиками, прежде чем выбрать наиболее подходящую марку для достижения поставленных целей в своей системе рецептур.

Эффективность органических УФ-фильтров, растворимых в масле, зависит от их растворимости в смягчающих веществах, используемых в рецептуре. Как правило, полярные смягчающие вещества являются лучшими растворителями для органических фильтров.

Эффективность всех УФ-фильтров критически зависит от реологического поведения формулы и ее способности образовывать равномерную, сплошную пленку на коже. Использование подходящих пленкообразователей и реологических добавок часто помогает повысить эффективность фильтров.
Интересное сочетание УФ-фильтров (синергизм)

Существует множество комбинаций УФ-фильтров, которые демонстрируют синергию. Наилучшие синергетические эффекты обычно достигаются путем комбинирования фильтров, которые дополняют друг друга каким-либо образом, например:-
• Сочетание маслорастворимых (или масляно-дисперсных) фильтров с водорастворимыми (или вододисперсными) фильтрами
• Сочетание UVA-фильтров с UVB-фильтрами
• Сочетание неорганических фильтров с органическими фильтрами

Существуют также определенные комбинации, которые могут дать и другие преимущества, например, хорошо известно, что октокрилен помогает фотостабилизировать некоторые фотолабильные фильтры, такие как бутилметоксидибензоилметан.

Однако всегда следует помнить об интеллектуальной собственности в этой области. Существует множество патентов, охватывающих определенные комбинации УФ-фильтров, и разработчикам формул рекомендуется всегда проверять, что комбинация, которую они собираются использовать, не нарушает никаких сторонних патентов.

Выберите правильный УФ-фильтр для вашей косметической формулы

Следующие шаги помогут вам выбрать правильный УФ-фильтр(ы) для вашей косметической формулы:
1. Установите четкие цели в отношении эксплуатационных характеристик, эстетических свойств и предполагаемых требований к формуле.
2. Проверьте, какие фильтры разрешены для предполагаемого рынка.
3. Если у вас есть шасси с определенной формулой, которое вы хотите использовать, подумайте, какие фильтры подойдут к этому шасси. Однако, если это возможно, лучше сначала выбрать фильтры и спроектировать формулу вокруг них. Это особенно касается неорганических или органических фильтров с частицами.
4. Используйте советы поставщиков и/или инструменты прогнозирования, такие как BASF Sunscreen Simulator, чтобы определить комбинации, которые следуетдостичь желаемого SPFи цели UVA.

Эти комбинации затем можно попробовать в формулах. Методы тестирования SPF и UVA in-vitro полезны на этом этапе, чтобы определить, какие комбинации дают наилучшие результаты с точки зрения производительности - более подробную информацию о применении, интерпретации и ограничениях этих тестов можно получить с помощью электронного курса обучения SpecialChem:UVA/SPF: Оптимизация протоколов тестирования

Результаты испытаний, наряду с результатами других испытаний и оценок (например, стабильности, эффективности консервантов, ощущений на коже), позволяют разработчику рецептуры выбрать наилучший(ие) вариант(ы), а также направить дальнейшую разработку рецептуры(й).


Время публикации: 03.01.2021