УФ-фильтры на рынке солнцезащитных средств

просмотров

Уход за солнцем, и в частности защита от солнца, является одним избыстрорастущие 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 защищаться от солнца актуальна не только во время пляжного отдыха.

Современный производитель солнцезащитных средствнеобходимо достичь высокого SPF и высоких стандартов защиты от UVA-излучения, при этом делая продукты достаточно элегантными, чтобы стимулировать соблюдение требований потребителями, и достаточно экономически эффективными, чтобы быть доступными в сложные экономические времена.

УФ-фильтры на рынке солнцезащитных средств

Эффективность и элегантность, по сути, зависят друг от друга: максимальная эффективность используемых активных компонентов позволяет создавать продукты с высоким SPF и минимальным содержанием УФ-фильтров. Это даёт разработчикам больше свободы для оптимизации ощущений на коже. И наоборот, привлекательный внешний вид продукта побуждает потребителей использовать больше средств и, следовательно, приближаться к заявленному 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 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 излучения и UVA-излучения- Современные солнцезащитные средства должны соответствовать определенным стандартам защиты от UVA-излучения, но часто не все понимают, что защита от UVA-излучения также вносит свой вклад в SPF.

• Влияние на ощущения кожи- Различные УФ-фильтры по-разному воздействуют 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; это обычно нежелательно, но в некоторых случаях применения (например, в солнцезащитных средствах 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 средства обычно классифицируются как органические и неорганические. Органические солнцезащитные средства сильно поглощают излучение определённых длин 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 средства также известны какхимические солнцезащитные средства. Они состоят из органических (углеродных) молекул, которые действуют как солнцезащитные фильтры, поглощая УФ-излучение и преобразуя его в тепловую энергию.

Сильные и слабые стороны органических солнцезащитных средств

Сильные стороны

Слабые стороны

Косметическая элегантность – большинство органических фильтров, представляющих собой жидкости или растворимые твердые вещества, не оставляют видимых следов на поверхности кожи после нанесения из 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 вещества трудно растворить и поддерживать в растворе.

Вопросы безопасности, раздражительности и воздействия на окружающую среду

Некоторые органические фильтры фотонестабильны.

Применение органических солнцезащитных средств
Органические фильтры в принципе могут использоваться во всех средствах защиты от солнца и ультрафиолета, но могут быть неподходящими для средств для младенцев или людей с чувствительной кожей из-за возможности возникновения аллергических реакций. Они также не подходят для продуктов, заявленных как «натуральные» или «органические», поскольку все они содержат синтетические вещества.
Органические УФ-фильтры: химические типы

Производные ПАБК (парааминобензойной кислоты)
• Пример: этилгексилдиметилПАБА
• UVB-фильтры
• В настоящее время используется редко из-за соображений безопасности.

Салицилаты
• Примеры: этилгексилсалицилат, гомосалат
• UVB-фильтры
• 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 низкую 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
• Высокая эффективность
• 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
• UVB-фильтр
• В настоящее время используется редко из-за соображений безопасности.

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

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

Неорганические солнцезащитные средства

Эти солнцезащитные средства также известны как физические солнцезащитные средства. Они состоят из неорганических частиц, которые действуют как солнцезащитные фильтры, поглощая и рассеивая УФ-излучение. Неорганические солнцезащитные средства выпускаются в виде сухих порошков или готовых дисперсий.

УФ-фильтры на рынке солнцезащитных средств2

Неорганические солнцезащитные средства: сильные и слабые стороны

Сильные стороны

Слабые стороны

Безопасно / не вызывает раздражения

Восприятие плохой эстетики (ощущение на коже и ее отбеливание)

Широкий спектр

Порошки могут быть трудно приготовить с

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

Неорганические вещества оказались в центре дебатов о нанотехнологиях

Дисперсии легко вводятся

Фотостабильный

Применение неорганических солнцезащитных средств
Неорганические солнцезащитные средства подходят для любых применений с УФ-защитой, за исключением прозрачных формул и аэрозольных спреев. Они особенно хорошо подходят для детской солнцезащитной косметики, средств для чувствительной кожи, продуктов с маркировкой «натуральный» и декоративной косметики.
Неорганические УФ-фильтры Химические типы

Диоксид титана
• В первую очередь это фильтр UVB, но некоторые марки также обеспечивают хорошую защиту от UVA.
• Доступны различные марки с различными размерами частиц, покрытиями и т. д.
• Большинство марок относятся к области наночастиц
• Частицы самого маленького размера очень прозрачны на коже, но обеспечивают незначительную защиту от UVA-излучения; частицы большего размера обеспечивают лучшую защиту от UVA-излучения, но сильнее отбеливают кожу.

Оксид цинка
• В первую очередь фильтр UVA; SPF-эффект ниже, 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 относятся к области наночастиц

Матрица производительности/химии

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

 

Расходы

SPF

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

Диэтилгексилбутамидотриазон

-4

+4

0

0

0

+4

0

Динатрийфенилдибензимидазолтетрасульфонат

-4

+3

+5

0

0

+3

-2

ЭтилгексилдиметилПАБА

-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-бифенилтриазин

-5

+5

+3

-1

-2

+3

-1

Диоксид титана – прозрачный

-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, масляная дисперсия, водная дисперсия).Пользователям следует проконсультироваться с поставщиками, прежде чем выбрать наиболее подходящую марку, отвечающую их эксплуатационным целям в их системе рецептур.

Эффективность маслорастворимых органических УФ-фильтров зависит от их растворимости в эмолентах, используемых в составе. Как правило, полярные эмоленты являются лучшими растворителями для органических фильтров.

Эффективность любого УФ-фильтра критически зависит от реологических свойств состава и его способности образовывать равномерную, плотную пленку на коже. Использование подходящих пленкообразователей и реологических добавок часто способствует повышению эффективности фильтров.
Интересное сочетание УФ-фильтров (синергизм)

Существует множество комбинаций УФ-фильтров, которые демонстрируют синергетический эффект. Наилучший синергетический эффект обычно достигается при сочетании фильтров, которые каким-либо образом дополняют друг друга, 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 другие преимущества, например, хорошо известно, что октокрилен помогает фотостабилизировать некоторые фотолабильные фильтры, такие как бутилметоксидибензоилметан.

Однако в этой области всегда необходимо помнить о правах интеллектуальной собственности. Существует множество патентов на конкретные комбинации УФ-фильтров, и разработчикам рецептур рекомендуется всегда проверять, не нарушает ли используемая ими комбинация патенты третьих лиц.

Выберите правильный УФ-фильтр для вашей косметической формулы

Следующие шаги помогут вам выбрать правильный УФ-фильтр(ы) для вашей косметической формулы:
1. Сформулируйте четкие цели в отношении эксплуатационных характеристик, эстетических свойств и предполагаемых требований к рецептуре.
2. Проверьте, какие фильтры разрешены для предполагаемого рынка.
3. Если вы хотите использовать шасси с определённой формулой, подумайте, какие фильтры подойдут к этому шасси. Однако, если возможно, лучше сначала выбрать фильтры и разработать формулу с учётом их особенностей. Это особенно актуально для неорганических или органических фильтров.
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 опробовать в формулах. На этом этапе полезны методы тестирования SPF и UVA in vitro, позволяющие определить, какие комбинации дают наилучшие результаты с точки зрения эффективности. Более подробную информацию о применении, интерпретации и ограничениях этих тестов можно получить в электронном учебном курсе SpecialChem:UVA/SPF: Оптимизация протоколов тестирования

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


Время публикации: 03 января 2021 г.