2023/08月於東京開放實驗室研習筆記
今天一開始從洗面霜、洗面乳的主題開始。洗面霜最主要的功能在清潔的部分。
最多的組成成分為陰離子界面活性劑,所以可以清潔附著在皮膚上的髒汙、彩妝。在日本比較受歡迎的洗面乳的特性,可以產生許多的泡泡,在臉上也不會有摩擦感,這樣的產品比較受歡迎。
洗面乳的配方組成設計:
皂化的部分,脂肪酸如12、14、16、18酸,也需要鹼劑(NaOH、KoH、TEA)
陰離子界面活性劑的搭配使用,可以影響洗面乳起泡的速度、觸感。
非離子界面活性劑的搭配,可以提高泡泡的持久性(PEG TYPE)
其他兩性界面活性劑的搭配,像是洗髮精的搭配配方(AMINOACETIC ACID)。
有些油脂有包含脂肪酸,也可以幫助皂化、保濕的效果。
保濕劑的部分(GLYCERIN、BG、PG):除了保濕的效果,也可以有幫助洗面乳的穩定性。其他的部分,可以視想要開發的產品而添加,如:碳顆粒..等。
做洗面乳的技術部分,分為兩大類,分為:CRYSTALLIZATION SYSTEM、AMORPHOUS SYSTEM。
市場上大都使用CRYSTALLIZATION SYSTEM這一類技術:這一類的特徵可以產生許多的泡泡,清潔後需要做到可以清潔,又有一點保濕,需要清爽而非乾燥,要控制成本的部分可以比較簡單,比較挑戰的部分為,比較難穩定。皂化的部分酸鹼值亦較高。
AMORPHOUS SYSTEM非結晶的體系,在日本使用偏酸性的洗劑原料。
皮膚比較偏酸性,所以劑型偏酸性的話,可以較為親合、皮膚清潔後的觸感也很好,比較挑戰的地方為成本比較高,而質感沒那麼好。
跟洗髮精的做法類似,做洗面乳(以皂化舉例)得特別注意KP(Kraft point)點的部分。得注意溫度點以上以及下的狀態。
KP點的溫度,會跟脂肪酸的構造有關係,脂肪酸的長鏈,KP點較高。鏈長較短則KP低。
洗面乳的溫度點則需要提高KP(Kraft point)點對配方的溫定性較佳。
AMORPHOUS SYSTEM則低KP(Kraft point),配方的穩定性可以較佳(跟構造有關)。
脂肪酸起泡性、起泡速度、穩定性的相關比較:
泡沫: C12 < C14 < C16 < C18
起泡速度: C12 > C14 > C16 > C18
高溫穩定性: C12 <C14 <C16 <C18 (針對高溫的部分,需考量脂肪酸以及中和劑)
所以每一個脂肪酸的比例搭配,為重要的配方設計考量點。
在其他劑型可能考慮碳鏈長短,而在洗面乳的配方則比較沒有考量碳鏈短則刺激性高的說法。
洗面乳的製造穩定性的部分很重要Kraft point通常抓 40~50℃。低於或高於的話,長時間較易變軟或變硬。
所以溫度的穩定性、長時間的穩定性的適當軟硬性、以及使用時的觸感,都是配方設計的考量。
在生產的時候,冷卻時的攪拌方式,速度的強度也會影響洗面乳的穩定性。
所以在日本在配方設計時,會嘗試不同的冷卻方式以測試穩定性。
選擇容器的部分也非常的重要,最好長時間保存,也是可以擠得出來。
理想的構造,把水合的固體穩定(安定的排列構造),不造成結晶稀出。
脂肪酸親水的部分,透過enhance hydrophobic interaction,需維持的好。
80%脂肪酸被完全中和,20%的脂肪酸可以形成游離的狀態。
如果完全中和,則容易造成micelle,配方最終則容易稀出。
水相的部分,重點在於如何選擇多元醇,尤其甘油,跟水的親和力較高,可以抑制界面活性劑溶在水裡的現象,一般來說在做洗面乳則會添加大量的甘油使用於配方中。
PEG類保濕劑則可以幫助泡泡的觸感,所以市場上可以見到配方裡面也會有添加,但是添加太大量,則會影響配方的穩定性。
具體要如何設計?
首先需要選擇脂肪酸、再來選擇中和劑(需要看COA上的皂化價資料計算)。
(FATTY ACID NEUTRALIZATION VALUE) X (FORMULATED AMOUNT) / 1000
月桂酸 Saponification Value: 280.50 – 282.00
肉豆蔻酸 Saponification Value: 245.00 – 247.00
棕梠酸 Saponification Value: 217.00 – 221.00
硬脂酸. Saponification Value: 209.00 – 211.00
在日本比較常使用KOH(Kraft point較高關係)來中和脂肪酸。
NIKKOFOAM S 可以提高在高溫下的穩定性。
在配方中 NIKKOL MGS-F50SEV、NIKKOL DECAGLYN 1-M 在配方中添加非離子界面活性劑,可以增加配方穩定性。
NIKKOL SG-G2424 的添加,可以調節洗臉清潔後的感覺。
NIKKOL CMT-30、TIE SOAP MNK-40的添加,在配方中也可以調節泡沫。
添加其他的高分子,可以抑制洗完後,臉上乾、緊的感覺。
在脂肪酸的架構比例,每家公司的比例,理論上會差不多,差異在於後者的原料選項,可以影響整個洗感的感覺,在開放實驗室所使用的KOH純度為85%。
中和使用TEA則有容易黃變的機會。
非結晶式的洗面露,則做成棒狀的 MICELLS,所以也常有使用一些高分子的機會。
NTC-CARBOMER FD 10 (酸性的環境下穩定)
NIKKOL PHOSEPHENIC HLP(酸性的環境下穩定起泡力也佳)
NIKKOL PHOSPHENIC HLP-1(酸性的環境下穩定起泡力也佳)
較多量的SORBITOL,可以對黏度有幫助。在PEG-65M為長鏈的PEG可以幫助泡泡的持久性。
以上與洗髮精的操作模式類似。