Эмульгаторная система CERALUTION®


В последнее время «Гемини» ПАВы, обладающие биполярной природой, привлекают к себе все большее внимание производителей и разработчиков рецептур косметических средств. Примером комбинации «Гемини» ПАВ являются системы Ceralution® компании Sasol.


«Гемини» ПАВы
              В последнее время «Гемини» ПАВы, обладающие биполярной природой (гидрофильная группа и гидрофобная цепочка), привлекают к себе большое внимание крупнейших компаний, производителей и разработчиков рецептур косметических средств, поскольку основными свойствами «Гемини» ПАВов является прекрасное межфазное воздействие, высокая стабильность к электролитам, мягкость и чрезвычайная гибкость, позволяющая вводить в рецептуры различные активные вещества по сравнению с традиционными ПАВами и эмульгаторами (рис. 1). Опыт исследований показал, что замена традиционного ПАВа на «Гемини» ПАВ (1:1) обычно дает средний результат, - чтобы добиться оптимального эффекта данного ПАВа компанией Sasol была разработана система Ceralution® - сбалансированная комбинация «Гемини» ПАВа (Dicocoylethyenediamine PEG-15 Sulfate) с несколькими видами сырья для косметики, являющаяся фундаментом для простого и эффективного создания стабильных эмульсий для косметических средств: спреи низкой вязкости, содержащие органические и физические фильтры, пигменты, эмоллиенты; крема, лосьоны с содержанием различных полярных или неполярных масел, увлажняющие муссы, спреи для салфеток и т.п.


Рис. 1. Молекулярная структура «Гемини» ПАВ.

              Примером комбинации «Гемини» ПАВ являются системы Ceralution®:
  - Ceralution® H – эмульгаторная-диспергаторная система в средствах по уходу за кожей (INCI: Behenyl Alcohol, Glyceryl Stearate, Glyceryl Stearate Citrate, Sodium Dicocoylethylenediamine PEG-15 Sulfate) создан для эффективного формирования стабильной жидко-кристаллической гелевой структуры, позволяющей вводить различные масла, устойчивой к электролитам работать при pH от 3 до 8;
  - Ceralution® F – гидрофильный эмульгатор и со-Пав в очищающих рецептурах (INCI: Sodium Lauroyl Lactylate, Sodium Dicocoylethylenediamine PEG-15 Sulfate);
  - Ceralution® C – концентрированная готовая преэмульсия для холодного способа пр-ва (для спреев, кремов, лосьонов и т.п.) (INCI: Water, Caprylic/Capric Triglyceride, Glycerin, Ceteareth-25, Sodium Dicocoylethylenediamine PEG-15 Sulfate, Sodium Lauroyl Lactylate, Behenyl Alcohol, Glyceryl Stearate, Glyceryl Stearate Citrate, Xanthan Gum).


Спреи - эмульсии «масло в воде» (o/w) на основе CERALUTION®
              Создание стабильных спреев для тела (солнцезащитные, ухаживающие, увлажняющие) а также спреев для салфеток – непростая задача, т.к. необходимо добиться стабильности системы также при высоких температурах в течение длительного периода,в то же время важно иметь возможность добавлять масла различной полярности
              В настоящее время для приготовления спреев часто используются PIT-эмульсии (метод температурной инверсии фаз), однако они не решают две основные проблемы создания рецептуры спреев – хорошее распределение УФ-фильтров или др. активных агентов и проверенная стабильность при низкой вязкости настоящего спрея.
              При комбинации Ceralution® H и Ceralution® F (добавление очищающей смеси «гемини» ПАВа CLF в эмульгатор, формирующий многослойную ЖК гелевую структуру CLH – см. рис. 2), возможно «отключить» образование гелевой структуры без потери гибкости системы, сохранив эффективность и возможность вводить электролиты в эмульгатор на базе «гемини» ПАВа и создать эффективную, чрезвычайно стабильную эмульсию для спреев. Даже небольшое количество: CLH (0.5 %) + CLF (0.5 %) + неионогенный ПАВ (1.0 %) (желательно Изотридецет-12 (Sasol: Marlipal O13/12) или Цетеарет-25 (Sasol: Emuldac AS-25) или Стеарет-100) позволяют создать эффективную, стабильную наноэмульсию, средний размер капелек – ок. 370 нм - см. Рис. 3. Данная эмульсия дает большие преимущества и возможности по вариации состава рецептуры: 1) ввод масляной фазы от 10 до 40 %; 2) ввод абсолютно любых типов масел (полярных, неполярных, силиконовых, УФ-фильтров; 3) ввод электролитов (водораствор. УФ-фильтры, соли, в т.ч. NaCl, ACH); 4) ввод до 8 % этанола (как консерванта или для охлаждения); 5) Совместимость с гликолями, инкапсулированными витаминами, активными агентами (регуляторами потоотделения, антивозрастные добавки); 6) сокращение производственных затрат и др.


Рис. 2. Стабилизация эмульсии «масло в воде» при помощи многослойной жидко-кристаллической структуры.

              Кроме того на основе CLH и CLF была разработана смесь, сбалансированный эмульсионный концентрат CERALUTION® С (см. табл. 1), образующий при добавлении масляной фазы HIPR (High Internal Phase Ratio) эмульсию с самоэмульгирующимися свойствами. Данная эмульгаторная система позволяет производить рецептуры холодным или холодным-горячим способом и не требует гомогенизационного оборудования, также является очень гибкой и позволяет производителю создавать широкую гамму продуктов, напр. лосьонов, кремов, влажных салфеток – от предельно низкого ценового сегмента до самого высокого.

Таблица 1. Состав Ceralution C (CLF + CLH + доп. агенты).

Trade Name

CTFA / INCIWt. %
ВодаВода35,5
Ceralution FЛаурил лактилат натрия, ПЭГ-15дикокоилэтилендиамин сульфат натрия6,6
 Глицерин13,1
 Ксантановая смола0,2
Смола арабикиСмола акации1,6
Ceralution HБегениловый спирт, глицерил стеарат, глицерил стеарат цитрат, ПЭГ-15 дикокоилэтилендиамин сульфат натрия3,3
Marlipal 1618/25Цетеарет-256,6
Miglyol 812 NКаприловый/каприновый триглицерид32,8
консервант 0,5
Всего 100


Рамочная рецептура по созданию спреев для салфеток на базе CERALUTION C.

Название

wt. %
CERALUTION® C Фаза A 
CERALUTIONÒ C3 – 15
Фаза B (масляная фаза) 
Триглицериды, эфирные масла, силиконовые масла, органические УФ фильтры, эмоленты (AHA-эфиры Космакол), стимуляторы SPF фактора, маслорастворимые активные компоненты, регуляторы вязкости и др.0 – 30
Фаза C (водная фаза)до 100
ВодаГидроколлоидыЭлектролитыСпиртГликолиКонсервантОтдушкадо 100q.s.До 100 – 8q.s. (без ограничений)
Фаза D (дополнительно) 
Способ производства: 1. Поместить Фазу А (CLC) в крутящуюся емкость;2. Медленно добавить масляную Фазу B при обычном перемешивании при комнатной температуре;3. При необходимости медленно добавить нагретую Фазу B в Фазу A и затем остудить до <40 °С;4. Добавить водную фазу C при комнатной температуре при обычном пермешивании;5. Добавить Фазу D (напр. инкапсулированные витамины или др.);6. При пр-ве пенок смешать спрей (ABC) с раствором мягкого пенящегося ПАВа (50:50)


Рамочная рецептура спреев на базе Ceralution H & F.

Фаза A Вода (Aqua)

5,0 – 10.0 %
 Ceralution F0,5 %
Гумми арабик или Галактоарабиноза или Ксантановая камедь0,1 - 0,25%0,2 - 0,3 %0,05 – 0,25 %
Глицерин3.0 – 6.0 %
Фаза B Ceralution H0,5 %
Изотридецет 12 или Цетеарет-25 (предпочтительнее для обычных спреев) или Стеарет-100 (для спреев с ACH – Al хлор гидрат) 
Масляная фаза Любые масла (высокополярные, неполярные, силиконовые, эмоллиенты, УФ-фильтры, актив. добавки, регулирование ГЛБ не требуется10.0 – 40.0 %
Фаза C Водаост. часть
 Спирт0.0 – 8.00 %
 Отдушкаост. часть
Фаза D Водорастворимые ингредиенты, электролиты, водорастворимые УФ-фильтры, гликоли, инкапсулир. витамины, растворы ПАВов (для пенок)ост. ч.
Способ производства: нагреть Фазу А и Б до 60 ºС. Добавить Фазу Б в Фазу А, затем гомогенизировать до размера частиц менее 400 нм. Остудить до 35 ºС и перемешать в Фазах С и D. *** Необходима осторожность при использовании гидроколлоидов: некоторые производные целлюлозы могут стать причиной нестабильности эмульсии. Ксантановая камедь может вступить в реакцию с электролитами в данном случае Галактоарабиноза (LaraCare)

Спрей для влажных салфеток для снятия макияжа на базе CERALUTION C.

A) Ceralution C

5,0 %
B) Miglyol 812 (Caprylic/Capric Triglyceride)1.5 %
 Mercur WOP 40 PB (Mineral oil)1.5 %
C) Вода (Aqua) деионизированная91.5 %
D) Nipaguard BPX (Phenoxyethanol (and) Methylparaben (and) Propylparaben (and) 2-Bromo-2-Nitropane-1,3 Diol0.5 %
Способ производства: 1. Фазу B (масляную) добавить в Фазу A (CLC) при одновременном перемешивании при комнатной температуре. Необходимо добавлять Фазу B медленно, чтобы избежать необратимой инверсии фаз; 2. Добавить Фазу C в смесь Фаз AB и перемешать; 3. Добавить Фазу D в смесь Фаз ABC и перемешать


Крема и лосьоны
              Концепт многослойной жидко-кристаллической гелевой структуры наиболее часто применяется при создании кремов. Данная ЖК гелевая структура образует 3-ю фазу в системе, которая отделяет капельки масла от водной фазы и также влияет на вязкость. Этот же концепт был использован при создании Ceralution H®. Помимо улучшенной стабильности такие системы показывают чрезвычайно низкое поверхностное натяжение, что способствует диспергированию внутренней фазы и позволяет добиться очень маленьких минимальных размеров частиц. При введение «гемини» ПАВа перечисленные характеристики ЖК системы проявляются еще больше.
              Кроме того, структура гелевых систем способна в некотором смысле воспроизводить верхний слой кожи (stratum corneum): т.к. липиды кожи организованы как двухслойные структуры в сложной комбинации жирных кислот, керамид, холестерина и др. компонентов, «гемини» ПАВы, как первичные структурирующие агенты, могут воспроизводить некоторые важные структуры в этих натуральных двухслойных структурах и помогают «подтолкнуть» системы в область ламелярной фазы. Таким образом, эмульгаторная смесь «гемини» ПАВа дополняет натуральные липиды кожи, воспроизводя двухслойную структуру кожи. Многофункциональность систем Ceralution также заключается в том, что структура молекулы «гемини» ПАВа (см. рис. 1) чрезвычайно совместима со структурой молекул керамидов, которые, особенно Керамид 3 (N-Octadecanoyl-phytosphigosin) с большим трудом поддаются вводу в рецептуры кремов или лосьонов. В связи с этим, одним из существенных преимуществ Ceralution является простота производства кремов или лосьонов с содержанием керамидов без каких-либо доп. разработок.

Пример рецептуры крема на базе Ceralution H.

Фаза А Вода деионизированная

60.00 %
Глицерин2.0 %
Keltrol (Ксантановая камедь)0.15 %
Аллантоин0.30 %
Фаза B CERALUTION H5.00 %
Cosmacol EMI (Ди-С12-13 Алкил Малат)5.00 %
Cosmacol ECL (Три- С14-15 алкил цитрат)3.00 %
Cosmacol ESI (Тридецил Салицилат)3.00 %
Miglyol 8810 (Бутилен гликоль дикаприлат)1.00 %
Nafol 1822 (Бегениловый спирт С18- С22)2.00 %
Nafol 1618 (Цетеариловый спирт С16-18)2.00 %
Isocarb 12 (Бутилоктановая кислота)2.00 %
Масло авокадо1.00 %
Витамин Е Ацетат0.50 %
Фаза C Вода9.75%
Гель алоэ вера2.00 %
Stray C50 (Аскорбин фосфат натрия)0.50 %
Фаза D Sepigel 305 (С13-14 Изопарафин (и) Лаурет-7 (и) Полиакиламид2.00 %
Фаза F Отдушкаост. ч.
Способ производстства:1. нагреть Фазу A и Фазу B до 70 ºС;2. Добавить Фазу B в Фазу A и гомогенизировать до достижения размера частиц <0.40 µm;3. Охладить Фазы AB до 35 ºС, добавить фазу C и гомогенизировать 1 мин.;4. Охладить Фазы ABC до 30 ºС, добавить Фазу D при одноврем. перемешивании;5. Перемешивая добавить Фазу E в ABCD;6. Перемешивая добавить Фазу F в ABCDE.

Dr. Klaus Kwetkat, Dr. Michael Brock (Sasol Marl, Germany)

Более подробную информацию Вы можете получить в Московском офисе Sasol. тел. 775 85 79.