МОДУЛЬ 2: ПРОМИСЛОВА ТЕХНОЛОГІЯ ПІНО-МИЮЧИХ КОСМЕТИЧНИХ ЗАСОБІВ, ПАРФУМЕРНИХ ЗАСОБІВ, КОСМЕТИЧНИХ ЗАСОБІВ ПО ДОГЛЯДУ ЗА РОТОВОЮ ПОРОЖНИНОЮ Й ЗУБАМИ
Змістовий модуль 3: Промислове виробництво косметичних засобів. Технологія засобів очищаючого призначення (шампуні,мила)
КОСМЕТИЧНІ ЗАСОБИ ПІНО-МИЮЧОГО ПРИЗНАЧЕННЯ. БАЛЬЗАМИ. ОПОЛІСКУВАЧІ.
В даний час зросла популярність багатофункціональних піномиючих косметичних засобів, Другими за значенням засобами по догляду за волоссям можна назвати бальзами й ополоскувачі для волосся.
Косметичні засоби, що нормалізують переважно поверхневу структуру кератину волосся, відносяться до групи ополоскувачів, а препарати, що нормалізують і регенерують внутрішні шари волосся (кортекс), – до бальзамів.
Відповідно ДО ДЕРЖСТАНДАРТУ України 2472-94 Продукція парфумерно-косметична ‘Терміни і визначення’:
Ополіскувач – косметичний засіб з антистатичною дією для обробки волосся після миття;
бальзам косметичний – косметичний засіб з антистатичною і регенеруючою дією для обробки волосся після миття. Бальзами для волосся є засобами інтенсивного догляду за шкірою і волоссям, які забезпечують підвищення функціональної активності шкіри і придатків проявляють тонізуючу, відновлюючу і регенеруючу дію;
бальзам проти лупи – засіб інтенсивного догляду за волоссям і шкірою волосистої частини голови, призначений для попередження і видалення лупи.
Ополоскувачі і бальзами класифікуються:
Залежно від стану волосся: для нормального, жирного, сухого, ушкодженого, пофарбованого, тонкого і тендітного волосся, для волосся після хімічної завивки;
залежно від форми випуску: рідкі; кремоподібні;гелеподібні;
залежно від дії:проти лупи; зміцнювальні; освіжаючі ; регенеруючі;відтіняючі.
у залежності від довжини волосся: для довгого волосся; для короткого волосся.
Косметичний ефект і механізм впливу засобів наступного догляду за волоссям
Бальзами й ополоскувачі продовжують і підсилюють косметичну дію шампунів, є ефективним способом догляду за волоссям: живлять і захищають волосся, нормалізують його стан. Косметичні препарати наступного й інтенсивного догляду за волоссям, крім знежирюючої і очисної функції повинні:
· Володіти антистатичною дією;
· надавати волоссю шовковистість, природний блиск, пухнастості (без зайвої електризованості),
· забезпечитити легке розчісування у вологому і сухому стані;
· захищати посічене, ушкоджене при знебарвленні, фарбуванні чи хімічній завивці волосся;
· освіжати і підтримувати еластичність шкіри без надмірного знежирення (а у випадку надлишкової жирності чи сухості нормалізувати стан волосся);
· забезпечувати його легке укладання і охайний вигляд.
Комплекс перерахованих естетико-гігієнічних показників, багато в чому досягається введенням катіонних речовин, амфотерних, цвіттер-іонних чи ПАВ псевдокатіонних оксидів третинних амінів.
Механізм дії кондиціонуючих компонентів заснований на осадженні деяких компонентів, які швидко адсорбовуються на волоссі, стійких до наступного виполіскування водою. Сорбція катіонних ПАВ включає:
– іонізацію кератину волосся;
– іонообмін чи солеутворення з карбокси-, меркапто- і іншими групами кератину;
– дифузію у внутрішню структуру волосся (кортекс).
У зв’язку з тим, що волосся знаходиться в нейтральному чи слаболужному середовищі (відносно його ізоелектричної точки (вплив косметичних засобів, атмосфери й ін.) на його поверхні переважає негативний заряд. Застосування аніонних ПАВ в складі косметичних піномиючих засобів, призводить до збільшення сумарного негативного заряду волосся (сорбція аніонних ПАВ на позитивних центрах) і порушенням його поверхневої структури. Катіонні ПАВ, і зокрема четвертинні амонієві сполуки, взаємодіють з негативно зарядженими центрами волосся по іонному механізму з утворенням електронейтральних солей. В результаті цього відбувається зниження сумарного заряду волосся.
На ступінь сорбції катіонних ПАВ впливає ряд факторів:
– значення рН середовища, температура, час впливу;
– концентрація ПАВ;
– хімічна структура ПАВ.
Зі збільшенням значення рН середовища сорбція катіонних ПАВ зростає. Однак надмірна кількість адсорбованих ПАВ створює ефект ‘обтяження’ волосся, що порушує його естетичний вигляд. У кислому середовищі (рн менш 3,8) сорбція катіонних ПАВ не так велика, але достатня для утворення поверхневої плівки, дифузія практично відсутня.
Підвищення температури веде до збільшення сорбції, однак, при цьому прискорюється і процес десорбції. Оптимальна температура розчину при сорбції ПАВ на волосся – 30-50 °С.
На ступінь сорбції впливає і часовий показник. Протягом 5 хвилин сорбується 40-50 % усієї кількості катіонних ПАВ здатних приєднатися до кератину волосся.
Сорбція зростає при концентрації ПАВ від 1-6 % у косметичному засобі і залежить від довжини вуглеводневого радикала і ступеня розгалуженості молекули ПАВ. З огляду на всі перераховані фактори, оптимальними умовами застосування катіонних ПАВ в кондиціонуючих засобах типу ополоскувачів є:
– використання четвертинних амонієвих сполук з довжиною вуглеводневого радикала R>C12, переважно C18-C22;
– рн<3,8, переважно в межах 2-3;
– концентрація катіонного ПАВ 2-3 %;
– час контакту з волоссям 1-3 хв;
– температура води при ополіскуванні 30-35 °С.
Косметичний ефект бальзамів для волосся полягає у регенеруючому впливі, , поліпшенні стану волосся за рахунок введення в рецептури біологічно активних речовин, найчастіше протеїнових похідних, що являють собою проміжні продукти гідролізу білків – поліпептиди. Дія протеїнових похідних заснована на
– прояві сил Ван дер Ваальса;
– хімічній взаємодії з –СООН, -NH2, -SH і іншими групами кератину;
– дифузія у внутрішню структуру волосся (кортекс);
– утворення стійких сполук з кератином, що сприяє модифікації структури волосся.
Початковою стадією впливу є фізична сорбція протеїнів, що відбуває під впливом сил кодгезії через структурну подібність пептидів і кератину. У результаті цього утворюються проміжні водневі зв’язки, а потім відбувається хімічна взаємодія протеїнових похідних з відповідними групами кератину волосся.
Процес, що відбувається, багато в чому залежить від методу одержання поліпептидів. Поліпептиди, отримані гідролізом у кислому середовищі є незміненими порівняно з первинним білком; а поліпептиди, отримані в лужному середовищі мають розгалужену будову. Концентрація поліпептидів у різних засобах догляду за волоссям коливається від 1 до 20 % залежна від їхньої молекулярної маси, у бальзамах для волосся – переважно до 5,0 %. При концентрації 0,5-1 % адсорбція незначна і підвищується при 3 %. Максимальна швидкість сорбції спостерігається протягом перших 15 хвилин контакту з волосся. Таким чином, оптимальними умовами спільного застосування катіонних ПАВ і поліпептидів у бальзамах і ополоскувачах для волосся є:
– використання четвертинних амонієвих сполук, з довжиною вуглеводневого радикала C18-C22;
– концентрація катіонного ПАВ 2-3 %;
– використання поліпептидів з активними центрами, що відповідають характеру ушкодження волосся із середньою молекулярною масою < 1000;
– концентрація поліпептидів не менше1 %;
– рн засобу > 4,5; оптимально 4,6-6;
– час контакту з волоссям 3-15 хв;
– температура води при ополіскуванні волосся –30-35 °С.
Характеристика компонентів рецептури засобів наступного
догляду за волоссям
Наукові принципи розробки сполук, а також оцінка стану волосся і шкіри, включають новітні фізичні методи, що постійно розвиваються й удосконалюються.
Раціональний підбір поєднання ПАВ, пережирювачів, захисних і тонізуючих компонентів зводять до мінімуму властиву катіонній ПАВ дерматологічну твердість і токсичність. Крім того, поряд з катіонними ПАВ типу четвертинних амонієвих солей у кондиціонуючі шампуні вводять етоксилати аліфатичних амінів, а також кватернізовані похідні аліфатичних кислот ланоліну. Вони набагато краще з”єднуються з аніонними ПАВ, мають сприйнятливі токсично-дерматологічні характеристики. Дерматологічна м’якість четвертинних амонієвих основ залежить від природи протиіона (наприклад, фосфати і лактати мають перевагу перед галогенідами і етилсульфатами).
Інший напрямок створення кондиціонуючих препаратів засновано на використанні водорозчинних катіонних полімерів, у поєднанні з ПАВ, вони вводяться в рецептури від 1 до 3 %. В тому числі – розробки на основі целюлози Поліквотерніум-4 і Поліквотерніум-10, сополімери вінілпіролідону з диметиламіноетилметакрилатом і вінілімідазолом, поліетиленамін і ряд інших полімерів.
Завдяки нешкідливості, незначній подразнюючій дії на очі, а також завдяки кондиціонуючим і захисним властивостям, у сучасних препаратах використовують кремнійорганічні полімерні ПАВ, звичайно блок-сополімери і полімери на базі полідиметилсилоксану (ПДСМ) з поліалкіленоксидними чи амінними групами.
Широко застосовуються в сполуках полівінілпіролідон (ПВП), поліпептиди і продукти конденсації на їхній основі. Поліпептиди і ПВП значно пом’якшують дію аніонних ПАВ на шкіру, завдяки зниженню її проникності і солюбілізаційного потенціалу ПАВ по відношенню до кератину. Їх широко використовують у рецептурах, що захищають, для сухої і чутливої шкіри, вони володіють достатнім загущуючим і кондиціонуючим ефектом. Подібну функцію виконує пивний концентрат, що містить білки і полісахариди.
Для забезпечення швидкого і зручного застосування косметичних препаратів по догляду за волоссям ведучі західні фірми випускають одноразові і спеціальні ‘салонні’ шампуні, що, крім м’якої дії, гарного кондиціонуючого ефекту, забезпечують прискорене висихання волосся. Останній ефект досягається формуванням на волоссі і шкірі голови гідрофобної адсорбційної плівки кремнійорганічних чи фторвуглеводневих ПАВ. Прикладом сильно пінистого кондиціонуючого шампуню може служити наступна основа, (%):
Лаурилсульфат натрію (30 %) 46,5
Алкіламідопропілбетаїн (31 %) 14,0
Диетаноламіди кислот кокосової олії 2,0
Сополіол на основі ПДМС 1,5-4,5
Консервант 0,2
Натрію хлорид 2,0
Вода очищена до 100,0
Немаловажно, що блок-сополімери на базі ПДМС знижують іритантний потенціал аніонних ПАВ відносно слизової оболонки ока. Містяться в ополоскувачах фторвуглеводневі ПАВ, які надають волоссю водо-, грязе-, жировідштовхуючі властивості, тому використовуються по догляду за жирним волоссям.
Ополоскувачі можна розглядати і як різновид шампунів з слабовираженими піноутворюючими властивостями. Звичайно вони являють собою мало концентровану рецептуру кремоподібної консистенції на базі катіонних ПАВ і полімерів, коллагену, ПВП, нерідко з додаванням амфотерного, кремнійорганічного чи іншого типу ПАВ. Зустрічаються й однорідні рецептури. Солі четвертинних амонієвих основ (алкілтриметил-, алкілдиметилбензил-) є розповсюдженою основою ополоскувачів. Набір інших компонентів включає захисні, жиророзчинні, зволожуючі компоненти, а також речовини, що поліпшують шовковистість, блиск і розчісуваність волосся. Прикладом найпростішого ополоскувача для волосся може служити наступна рецептура, (%):
Моногліцеринстеарат, стабілізований кислотою 3,0
Алкілдиметилбензиламоній хлорид (50 %) 6,0
Віддушка, барвник 2,0
Вода очищена до 100,0
Інша сполука для пом’якшення дії на шкіру катіонного ПАВ і як диспергатор містить похідні ланоліну:
Стерини 5,0
Оксиетильований холестерин 2,0
Моногліцеринстеарат 4,0
Цетиловий спирт 1,0
Сіль амонієвої основи 2,0
Консервант, віддушка, вода до 100,0
У зв’язку з наявністю катіонних ПАВ багато ополоскувачів проявляють бактерицидну і фунгіцидну активність і деякі аналоги сполук можуть використовуватися для усунення лупи. Багато яких ПАВ, володіючи бактерицидним ефектом, токсичні, мають підвищений рівень подразнюючої дії на шкірний покрив і слизову оболонку ока. Пошук м’яких катіонних ПАВ привів до ширшого використання четвертинних амонієвих солей типу амідоамінів на базі кислот ланолінової фракції шерстяного жиру. Як приклад можна привести сполуку прозорого ополоскувача для жирного волосся, (%):
Алкіламідопропілдиметилетиламонійетилсульфат 2,0
Оксиетильовані спирти ланоліну 6,0
Ніпагін 0,1
Вода, віддушка до 100,0
Для забезпечення дерматологічної м’якості, до складу ополоскувача вводять солі амонієвих основ з поліпептидними і з оксиетильованими гідроксиетильними замінниками при четвертинному атомі азоту. Майже ідеальною основою ополоскувачів можуть служити вищі диалкілдиметиламоній хлориди. Завдяки їм, ополоскувач набуває перламутрового відтінку, (%).
Дистеарилдиметиламоній хлорид 1,6
Стеарилбіс (-2-гідроксиетил) аміноксид 2,5
Аспарагінова кислота 0,3
Хлорид натрію 0,4
Барвник, віддушка, консервант, вода до 100,0
Іноді до складу ополоскувача призначеного для сухого волосся, включають пережирювачі – емоленти, ПВП і секвестранти, (%):
Гідровані спирти кашалотового жиру 1,0
Ізопропілпальмітат 1,0
Дистеарилдиметиламоній хлорид 8,0
Полівінілпіролідон 1,0
1-гідроксиетандифосфонової кислоти монокалієва сіль 0,3
ЕДТА динатрієва сіль 0,2
Лимонна кислота 0,5
Формалін 0,04
Віддушка, барвник, вода до 100,0
До складу катіонного ополоскувача з вираженою антистатичною і пом’якшуючою дією входить α-моно-ізостеарилгліцериновий ефір (1), (%):
Ефір 1 2,0
Дистеарилдиметиламоній хлорид 1,0
Стеарилтриметиламоній хлорид 1,0
Гідроксиетилцелюлоза 0,7
Лимонна кислота 0,2
Гліцерин 5,0
Барвник, консервант, віддушка, вода до 100,0
Силікони, як у вигляді емульсій, так і водорозчинні, здатні утворювати на волоссі низькоенергетичні адсорбційні плівки, що в поєднанні з невисокою токсичністю і хімічною інертністю обумовлюють їхнє використання в ополоскувачах для волосся, ушкоджених хімічною завивкою і фарбуванням. Завдяки цьому волосся набуває м’якості і натурального блиску, не електризується, легко вкладається і розчісується. Прикладом можуть служити сполуки кремоподібних емульсійних ополоскувачів, (%):
Сполука 1
Силіконова емульсія (35 %) 5,0
Цетиловий спирт 2,0
Гідроксиетилцелюлоза 1,5
Вода, консервант, віддушка до 100,0
Сполука 2
Силікон А 0,5
Дистеарилдиметиламоній хлорид 1,0
α -кератозу (гідролізат кератину) 0,5
Цетиловий і стеариловий спирт (1:1) 3,0
Рідкий парафін 2,0
Оксиетильований стеариловий спирт 0,5
Поліглицеринмоностеарат 0,5
Гліцерин 5,0
Ніпагін 0,1
Віддушка 0,3
Вода очищена до 100,0
Ополіскування волосся після миття препаратами, що містять силікони, прискорює висихання волосся. При підвищеній секреції сальних залоз голови (жирний тип волосся) використовуються ополоскувачі з фторованимими ПАВ і з катіонними ПАВ. Адсорбуючись на волоссі, низькоенергетичний шар фторорованого ПАВ значною мірою запобігає забрудненню волосся шкірним жиром.
М’якість шкірі, додатковий блиск і шовковистість волоссю надають добавки вищих спиртів, алкілоламідів, гліцеридів, лецитину, натуральних олій. Терпимість шкіри, а також ефективність підвищують введенням аллантоїну, рослинних екстрактів (алоэ, ромашки), апілаку, вітаміну Е і інших біологічно активних добавок. Введенням латексів, якщо потрібно, досягається опалесцентний (‘перламутровий’) вигляд ополоскувача.
Бальзами-ополоскувачі (БО) поряд з основою ополоскувача містять підвищену кількість біологічно активних речовин різного походження.
До складу БО для нормального волосся вводиться рослинний екстракт липи, білої кропиви, олія паростків пшениці. Екстракт липи містить ефірну олію, багату на танін, проявляє пом’якшуючу дію. Паростки пшениці містять вітаміни Е, F і мінеральні солі, що мають живильний і пом’якшуючий вплив. Екстракт білої кропиви, багатий дубильними речовинами і сапонінами проявляє тонізуючу і в’яжучу дію.
Деякі БО містять у своїй сполуці екстракти ромашки, тмину і алоє. Екстракт ромашки традиційно використовується в лікувальній косметології, тому що володіє антимікробними, протизапальними, регенеруюючими, заспокійливими властивостями. Спостерігається зниження подразнюючої дії, злущення і запалення шкіри голови, що може виникати через неправильно підібраний шампунь чи через надмірне застосування спиртовмісних лаків і пінок для укладання і фіксації волосся. Крім того, екстракт ромашки пом”якшує волосся, робить його слухняним і злегка освітлює, надаючи волоссю приємний золотавий відтінок.
Екстракт алоє дуже часто і виправдано вводиться в сполуки БО. Він містить групу глікозидів, що забезпечують живлення волосся і поліпшення кровопостачання волосяних цибулин. Білки і ферменти тонізують волосся, додають їм пружності і об”єму. Діючі речовини екстракту оберігають волосся від втрати вологи забезпечують гнучкість і еластичність. Застосування екстракту алое грунтується на бактерицидній і регенеруючій дії.
Бальзами для жирного волосся містять екстракт розмарину, що забезпечує протизапальну, заспокійливу і в’яжучу дію, перешкоджає утворенню надмірної кількості шкірного жиру (себума). Вівсяні протеїни – білки рослинного походження, живлять волосся і шкіру голови, нормалізуючи функціонування коренів волосся. При регулярному застосуванні спостерігається підвищення пружності, міцності волосся.
При підвищеній жирності волосся часто застосовується екстракт шавлії, який володіє антимікробною, протизапальною діями. Аналогічними властивостями володіє екстракт жасмину. Для підвищення тонусу і відновлення жирного волосся застосовуються соєві протеїни. Вони добре сумісні з кератином, підтримують захисну оболонку волосся, живлять корені, сповільнюють вироблення себуму.
Бальзам для тонкого, ушкодженого волосся містить у своїй сполуці екстракт ефірної олії жожоба, що живить корені волосся, поліпшує структуру клітинних мембран і зміцнює волосся, роблячи стійкішим до механічних впливів.
Олія пророслих зерен пшениці- це джерело фітоферментів, амінокислот, вітамінів А, Е, мікроелементів, що стимулюють обмінні процеси, поліпшують живлення і кровопостачання коренів волосся, посилюють ріст волосся.
Сприятливо впливають на даний тип волосся рослинні олії – джерело вітамінів Е, F, групи В. Вітаміни здатні проникати в глибокі шари шкірних покривів, здійснюючи регенерацію, живлення і підвищення тонусу. Вітамін В3 стимулює вироблення пігменту, що у свою чергу створює аввіважний ефект.
Дуже часто до складу БО входять речовини, що володіють гормоноподібною дією – витяжка плаценти і фітогормони.
Активними речовинами бальзамів для ушкодженого волосся виступають комплекс екстракту макдамского горіха, ультрафіолетові фільтри і кисневонасичені молекули. Екстракт сприяє активації процесу кровопостачання, лімфообігу і диханню шкіри голови. В результаті застосування даного комплексу підсилюється мікроциркуляція крові в цибулині волосся, що сприяє посиленню живлення волосся й інтенсивному газообміні у фолікулі і волосяному мішечку. Ультрафіолетові фільтри охороняють волосся від несприятливих впливів УФ-променів.
Вітамін В5 є так званим ‘вітаміном росту’ і бере активну участь у регенерації кератину волосся, він стимулює обмінні процеси, під його впливом підвищується швидкість відновлення клітин . Пантенол (провітамін В5) -це синтезований у лабораторних умовах природний вітамін В5. Він є регулятором водного балансу кератину волосся за рахунок можливості проникнення в глибші шари -кортекс волосся.
Вітаміни Е, А, З є універсальними біологічно активними речовинами, виконують захисну функцію, проявляють антиоксидантну активність, що пояснює доцільність їхнього введення в рецептури бальзамів і ополоскувачів для різних типів волосся.
Технологія бальзамів-ополоскувачів визначається фізико-хімічними властивостями компонентів їхнього складу.
Технологія БО найбільш розповсюдженої кремоподібної форми випуску включає стадії:
1. Підготовка сировини.
2. Готування бальзаму (ополоскувача):
– готування масляної фази при температурі 60-70 °С;
– готування водного розчину катіонних ПАВ (60-70 °С);
– емульгування;
– введення регуляторів рН (45 °С);
– введення неводних розчинників (40 °С);
– введення БАВ, віддушки, перламутрових добавок (40 °С);
– проміжний контроль якості.
3. Фасовка, упакування, маркірування готового продукту.
Технологія готування гелеподібних та рідких бальзамів і ополоскувачів аналогічна технології рідких і гелеподібних шампунів.
Контроль якості ополоскувачів і бальзамів
Бальзами й ополоскувачі виготовляються відповідно до вимог нормативної документації, за технологічними інструкціями і рецептурами, затвердженими у встановленому порядку.
Контроль якості ополоскувачів і бальзамів для волосся здійснюється відповідно до вимог ТУ-18-16-403-84 ‘Ополоскувачі і бальзами’. ЗА органолептичними і фізико-хімічними показниками вони повинні відповідати вимогам і нормам, зазначеним у табл. 8.
Таблиця 8
Показники якості ополоскувачів і бальзамів
|
Найменування показника |
Характеристика і норма |
|
Зовнішній вигляд |
Однорідна масса без сторонніх домішок |
|
Колір |
Властивий колір даному найменуванню |
|
Запах |
Приємний |
|
Колоїдна стабільність |
Стабільний |
|
Водневий показник, рН |
2,0 – 7,0 |
|
Масова частка води і летучих речовин, % |
76 – 93 |
Гарантійний термін збереження бальзамів і ополоскувачів 12 місяців з моменту виготовлення.
Методи перевірки
1. Зовнішній вигляд і колір ополоскувачів і бальзамів для волосся визначають органолептичним методом, переглядом проби, нанесеної на пластинку чи папір.
2. Запах ополоскувачів і бальзамів визначають органолептичним методом, наносячи продукт рівним шаром товщиною 1-2 мм на пластинку чи папір.
3. Колоїдну стабільність визначають методом центрифугування. Метод заснований на поділі емульсії на жирову і водяну фазу при центрифугуванні.
4. Водневий показник визначають потенціометрично, попередньо розчинивши 20,0 г бальзаму чи ополоскувача, в 80 мл води. Метод заснований на вимірі різниці потенціалів між двома електродами (вимірювальним і порівняльним), зануреними в досліджувану пробу.
5. Масову частку води і летучих речовин визначають гравіметричним методом. Метод заснований на висушуванні проби.
