Как выбрать пигменты с поверхностной обработкой для косметических составов

Выбор пигментов с поверхностной обработкой зависит от соответствия обработки целям вашей рецептуры. Сначала определите вашу систему: эмульсия, безводный пигмент или порошок пигмента с поверхностной обработкой. Затем установите приоритетные параметры: диспергируемость, стабильность, тактильные ощущения или стоимость. Ответы на эти два вопроса сужают круг вариантов, прежде чем вы протестируете хотя бы один образец.

Основные выводы

• Начните с определения вашей системы рецептур и приоритетных задач. Это сузит круг вариантов лечения до начала тестирования.

• Для достижения наилучших результатов подберите средство в соответствии с типом препарата, желаемыми ощущениями на коже и нормативными ограничениями.

• Всегда проводите тестирование небольших партий с использованием вашей реальной формулы, чтобы проверить дисперсию, стабильность и износостойкость.

Что дают методы обработки поверхностей?

Почему необработанные пигменты неэффективны

Необработанные пигменты создают серьезные проблемы при составлении рецептур. Им не хватает химического состава поверхности, необходимого для плавного внедрения в основу. Часто наблюдается выцветание цвета под воздействием УФ-излучения. Изменения pH могут неожиданно изменить оттенок пигмента. Возникают проблемы с неравномерным распределением и осаждением частиц. В порошковых формах необработанные пигменты плохо связываются, оставляя меловую поверхность. Окислительная деградация под воздействием воздуха и следовых количеств металлов еще больше снижает стабильность продукта. Эти проблемы затрудняют достижение стабильного, высокоэффективного косметического продукта без существенной корректировки технологического процесса.

Как покрытия влияют на эксплуатационные характеристики

Обработка поверхности действует как молекулярный мост. Она изменяет поверхностную энергию пигмента в соответствии с основой вашей рецептуры. Гидрофобное покрытие, такое как диоксид кремния или силикон, обеспечивает идеальное смачивание пигмента в маслах. Этот процесс согласования, называемый совместимостью связующего вещества, предотвращает разделение частиц и флокуляцию. Силиконовые покрытия, например, от КолортекОни улучшают характеристики. Повышают водостойкость, увеличивают срок службы солнцезащитных средств и минимизируют отбеливающий эффект, часто наблюдаемый при использовании необработанных минеральных фильтров. Покрытие просто улучшает взаимодействие пигмента со всеми остальными компонентами вашей формулы.

Основные категории льгот

Правильно подобранный уход обеспечивает целый каскад преимуществ. Вы можете классифицировать эти улучшения в соответствии с вашими главными приоритетами. Например, если ваша цель — шелковистая, стойкая пудра, вы отдаете приоритет сенсорным улучшениям и улучшению адгезии к коже.

Kolortek предлагает широкий ассортимент продукции, бережно относящейся к коже. пигментный порошок с поверхностной обработкой Разработан для улучшения оптических свойств и текстуры, обеспечивая именно тот профиль преимуществ, который необходим для вашего проекта.

Ключевые факторы отбора

Ваша система рецептуры определяет границы для каждого решения, касающегося обработки. Обработка, которая отлично работает в системе на основе растворителя, может полностью провалиться в эмульсии на водной основе. Прежде чем принять решение об использовании образца, необходимо оценить три основных фактора: тип и совместимость рецептуры, органолептические свойства и размер частиц, а также нормативные требования, требования безопасности и стоимость. Каждый фактор взаимодействует с другими. Изменение в одной области часто приводит к переоценке двух оставшихся факторов.

Тип и совместимость рецептуры

Химическая среда вашей рецептуры определяет, какие методы обработки поверхности действительно будут эффективны. В порошковых покрытиях обработка кремнеземной матрицей обеспечивает широкую совместимость с большинством химических составов порошковых смол. Для акриловых порошковых покрытий предпочтительнее полимерная инкапсуляция. Оба подхода улучшают эффективность распыления и адгезию, одновременно повышая химическую и влагостойкость. В покрытиях, отверждаемых излучением, необработанные металлические пигменты ограничены двухкомпонентными системами, где пигмент изолирован от мономера. Варианты с поверхностной обработкой с использованием модифицированной кремнеземной инкапсуляции обеспечивают стабильность в однокомпонентных системах и поставляются в виде пигментов с низким или нулевым содержанием летучих органических соединений и отличной совместимостью.

В таблице ниже приведено соответствие типов лекарственных форм рекомендуемым методам лечения и обоснование этих методов.

Химические составы для обработки можно разделить на две большие группы. Неорганические составы действуют как барьерный слой. Диоксид кремния (SiO₂) повышает прочность и износостойкость. Плотный диоксид кремния образует плотную, непористую оболочку, обеспечивая сверхпрочность для автомобильной и аэрокосмической промышленности. Пористый или рыхлый диоксид кремния действует как физический разделитель для матовых красок, улучшая укрывистость в сухом состоянии. Оксид алюминия (Al₂O₃) улучшает дисперсию и технологичность, способствуя более быстрому смачиванию пигмента и обеспечивая совместимость со смолами. Диоксид циркония (ZrO₂) повышает сохранение блеска и устойчивость к атмосферным воздействиям, часто сочетается с диоксидом кремния или оксидом алюминия для высокоэффективных наружных и промышленных покрытий.

Органические добавки служат в качестве компатибилизаторов и улучшителей текучести. Они контролируют пылеобразование, обеспечивая более чистое и безопасное производство. Они предотвращают образование комков и воронок в бункерах для хранения, обеспечивая равномерную дозировку. Они ускоряют смачивание. Гидрофобные органические добавки необходимы для пластмасс и красок на основе растворителей, чтобы обеспечить немедленное смачивание пигмента и сократить время цикла.

Для косметических эмульсий необходимы средства обработки, соответствующие полярности масляной фазы. Силиконовые покрытия, такие как метикон или диметикон, хорошо работают в безводных и водомасляных системах. Они обеспечивают гидрофобность и улучшают износостойкость. Для водомасляных эмульсий может потребоваться более гидрофильное покрытие или гибридное покрытие, уравновешивающее обе фазы. Компания Kolortek поставляет пигментные порошки с обработанной поверхностью и профилями обработки, разработанными для этих конкретных системных требований.

Сенсорный профиль и размер частиц

Размер частиц влияет как на оптические характеристики, так и на тактильные ощущения. Разделить эти два фактора невозможно. Пигмент, обеспечивающий яркий цвет, но имеющий зернистую текстуру, не подойдёт для прессованной пудры или помады. Зависимость между размером частиц и тактильными ощущениями на коже подчиняется предсказуемому закону.

В прессованных пудрах и помадах обычно используется фракция 5–25 мкм для придания блеска без зернистости.

Более крупные частицы обеспечивают больше блеска и сияния, но могут ощущаться шероховатыми на коже. Более мелкие частицы создают более мягкое, приятное ощущение, но могут по-разному рассеивать свет и снижать интенсивность цвета. Необходимо подобрать распределение частиц по размеру в соответствии с вашими сенсорными предпочтениями. Для создания драматического эффекта в средствах для тела с мерцающими частицами можно использовать более крупные частицы. Для ежедневной пудры для лица требуется более плотное распределение частиц в диапазоне 5–25 мкм для гладкого и элегантного покрытия.

Сама обработка поверхности также изменяет тактильные ощущения кожи. Силиконовые обработки придают коже скольжение и шелковистую текстуру. Обработка жирными кислотами может обеспечить более кремовую, смягчающую текстуру. Эфирные обработки часто обеспечивают легкое, сухое прикосновение. Оценивать обработанный пигмент следует непосредственно на основе, а не просто в виде порошка. Взаимодействие между обработкой, размером частиц и окружающей средой определяет конечный сенсорный результат.

Нормативно-правовые, безопасные и ценовые ограничения

На всех основных рынках косметические красители подвергаются строгому регулированию. Чистота, ограничения по содержанию тяжелых металлов, разрешенные условия использования и требования к сертификации партий являются основными критериями закупок, особенно в Соединенных Штатах и ​​Европе. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) требует одобрения каждой красящей добавки перед ее использованием в косметике, за исключением красок для волос на основе каменноугольной смолы. В США, ЕС, Китае и других странах пигменты должны соответствовать различным спискам красящих добавок, разрешенным условиям использования, ограничениям по чистоте и правилам маркировки. Эти различия увеличивают затраты на тестирование, документацию и регистрацию для поставщиков.

Перед выбором обработанного пигмента необходимо проверить несколько конкретных нормативных требований.

• FDA требует, чтобы каждый косметический краситель был разрешен для конкретного предполагаемого использования. Многие красители, разрешенные для общего использования, запрещены для применения в области глаз.

• В соответствии с Приложением IV к Регламенту ЕС о косметических средствах, перечень разрешенных красителей и условия их использования остаются неизменными. Составление карты регионального применения является ключевым коммерческим инструментом для любого поставщика.

• Производителям пигментов следует соотносить каждый сорт с применением в качестве средства для губ, глаз, ногтей, лица или ухода за кожей в зависимости от региона, а не использовать общую маркировку для косметики.

• Брендам необходимо проверять достоверность заявлений о веганстве или отсутствии жестокого обращения с животными, а не рассматривать описание товара как полное подтверждение.

• Производители, работающие по контракту, могут сократить объем переформулировок, утвердив резервные варианты оттенков с сопоставимыми нормативными требованиями и профилями обработки поверхности.

• Дистрибьюторам следует сохранять сертификаты партий и уведомления об изменениях, поскольку незначительное изменение состава или обработки может повлечь за собой проведение оценки нового продукта.

Рыночные данные показывают, как распределяются позиции регулирующих органов в отрасли. На продукцию, соответствующую требованиям ЕС, приходится 27% от общего числа позиций регулирующих органов, а на продукцию, одобренную FDA, — 23%. На продукцию, подлежащую контролю за содержанием тяжелых металлов, приходится 20%, что свидетельствует о том, что подтверждение наличия примесей остается важным критерием при закупках наряду с юридическим статусом. Заявления о веганстве и отсутствии жестокого обращения с животными, а также глобально гармонизированные стандарты составляют по 15%, но ни одна из этих категорий не отменяет необходимости проверки с учетом специфики продукта и юрисдикции.

В Приложении IV к Регламенту ЕС о косметических средствах 1223/2009 список одобренных красителей ограничивает использование косметических красителей только теми, которые были специально оценены и разрешены для косметического применения на рынках ЕС. Это создает среду соблюдения нормативных требований, аналогичную системе положительных списков Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), и поддерживает отношения европейских поставщиков косметических пигментов с производителями, сертифицированными в соответствии с нормативными стандартами ЕС.

Вывод нового косметического пигмента-красителя на регулируемые рынки требует прохождения процедуры утверждения в соответствии с Приложением IV Регламента ЕС о косметических средствах, процедур подачи заявок на новые красители в Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), а также аналогичных национальных процедур регулирования на рынках Китая, Японии, Южной Кореи и стран АСЕАН. На каждом из этих рынков действует собственная система утверждения по «положительному списку». Совокупные затраты на подачу заявок в регулирующие органы, сбор данных для оценки безопасности и неопределенность сроков утверждения в нескольких юрисдикциях создают многолетние инвестиционные потребности в размере нескольких миллионов долларов. Эти затраты ограничивают вывод новых косметических красителей на рынок только компаниями, специализирующимися на производстве химических веществ и обладающими значительными ресурсами.

В соответствии с правилами Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) и разделами 73 и 74 Кодекса федеральных правил США (21 CFR Parts 73 and 74) действует одна из самых строгих в мире систем «положительных списков». В них точно указано, какие красящие добавки разрешены для использования в косметике и при каких условиях каждая из них допускается. Это создает среду закупок, требующую строгого соблюдения нормативных требований, что способствует поддержанию тесных отношений с производителями пигментов, чьи возможности по подготовке нормативной документации и соответствие спецификациям чистоты удовлетворяют требованиям FDA к доказательствам соответствия.

Факторы, влияющие на стоимость, выходят за рамки закупочной цены пигмента. Более дешевый необработанный пигмент может потребовать больше диспергатора, более длительного времени измельчения и более высоких затрат энергии на обработку. Обработанный пигмент, стоящий дороже за килограмм, может снизить общую стоимость рецептуры за счет упрощения процесса и повышения стабильности от партии к партии. Следует рассчитывать реальную стоимость использования, а не только цену по счету-фактуре. Компания Kolortek предлагает безопасные для кожи поверхностно обработанные пигменты, которые обеспечивают баланс между соответствием нормативным требованиям и экономичностью в широком диапазоне применений.

Виды лечения и тестирование эффективности

Теперь вы понимаете, для чего нужны обработки поверхностей и какие факторы выбора наиболее важны. Следующий шаг — подбор конкретных химических составов для обработки в соответствии с вашей рецептурой. Каждое семейство составов обладает различными эксплуатационными характеристиками. Вам необходимо оценить их с учетом типа вашей системы, сенсорного целевого показателя и нормативных требований. В этом разделе вы познакомитесь с основными категориями составов для обработки и узнаете, как правильно их тестировать.

Силиконы и силаны

Силиконовые и силановые пигменты доминируют на рынке косметических средств, и это неспроста. Они обеспечивают надежную гидрофобность, превосходные ощущения на коже и широкую совместимость с распространенными косметическими маслами и силиконами. Эти пигменты можно найти в тональных кремах, прессованных пудрах, BB-кремах и средствах для горячего нанесения.

Пигменты, обработанные метиконом, обладают гидрофобными свойствами, улучшающими скольжение и смачивание. Они повышают общую эффективность пигментов в маслах и силиконах. Разработчики рецептур рекомендуют обработку метиконом для тональных кремов, BB-кремов, прессованных пудр и средств для горячего нанесения. Пигменты, обработанные диметиконом, обладают аналогичными преимуществами. В пигментированных порошкообразных продуктах обработка диметиконом обеспечивает хорошие гидрофобные свойства, улучшающие стойкость, повышающие текучесть пудры, способствующие получению более гладких пудр и усиливающие проявление цвета. Эти характеристики способствуют стойкости, гладкости нанесения и интенсивности цвета в рецептурах тональных кремов.

Силановые обработки работают по другому механизму. Обработка AS покрывает пигменты алкилфункциональным силсесквиоксаном, образуя гидрофобную поверхность. Это гидрофобное покрытие улучшает дисперсию в натуральных и синтетических маслах и стабилизирует частицы в эмульсиях. Также снижается впитывание масла и улучшается стойкость на коже. Триэтоксикаприлилсилан (11S) — еще один распространенный вариант силана. Он обладает умеренной гидрофобностью и хорошими дисперсионными свойствами.

Фторированные покрытия значительно улучшают стойкость. Перфторгексилэтилтриэтоксисилан (FS) создает поверхность, обладающую одновременно гидрофобными и липофобными свойствами. Эта двойная водоотталкивающая способность способствует стойкости и устойчивости к переносу. Фторированные покрытия следует выбирать для продуктов, требующих исключительной стойкости, таких как стойкие помады или тональные кремы, не оставляющие следов.

В таблице ниже приведено краткое описание основных методов обработки силиконом и силаном, а также их главных преимуществ.

Компания Kolortek предлагает пигментный порошок с обработанной поверхностью, покрытый метиконом, диметиконом и другими силиконовыми покрытиями. Эти марки обеспечивают скольжение, стойкость и насыщенность цвета, необходимые для ваших тональных средств и пудр.

Жирные кислоты и сложные эфиры

Обработка жирными кислотами и эфирами предлагает альтернативу силиконовой химии. Она особенно хорошо работает в системах, где требуется более кремообразная текстура или где совместимость с силиконом не идеальна. Кроме того, такие обработки, как правило, стоят дешевле, чем специализированные силиконовые средства.

К липофильным добавкам относятся ITT (изопропилтитан триизостеарат) и ASI (ITT с аминокислотой). Обе являются гидрофобными и липофильными. Они легко диспергируются в маслах и обеспечивают гладкое, смягчающее ощущение. ITT или ASI следует выбирать для помад, кремовых тональных основ и безводных систем, где совместимость с маслами имеет решающее значение. Аминокислотная модификация в ASI добавляет свойства, благоприятные для кожи, которые некоторые разработчики предпочитают для продуктов, предназначенных для чувствительной кожи.

Гидрогенизированный лецитин (ГЛК) — еще один вариант, получаемый из жирных кислот. Это натуральное гидрофобное покрытие обеспечивает шелковистую текстуру и стойкость. Оно обладает высокой совместимостью с маслами. Вы можете использовать ГЛК в средствах для губ, кремовых румянах и любых формулах, где требуется натуральное средство с доказанной эффективностью.

Сенсорные свойства средств на основе жирных кислот и сложных эфиров отличаются от силиконов. Силиконы обеспечивают скольжение и сухость, шелковистость. Средства на основе жирных кислот придают более кремовую, смягчающую текстуру. Средства на основе сложных эфиров часто обеспечивают легкое, сухое ощущение. Ваш выбор зависит от того, какие сенсорные ощущения вы хотите создать. Матовая тональная основа может выиграть от использования силиконовой обработки для обеспечения сухости и скольжения. Питательная помада может лучше себя показать с обработкой на основе жирных кислот, которая придает кремовость.

Натуральные средства и пигментная пудра с поверхностной обработкой

Потребительский спрос на натуральную и экологически чистую косметику продолжает расти. Сейчас можно выбрать из множества натуральных средств для ухода за кожей, которые отвечают этому спросу, не жертвуя при этом эффективностью. Эти средства имеют сертификаты, такие как COSMOS, и привлекают бренды, позиционирующие себя в сегменте натуральной косметики.

Фитиновая кислота (PHY) предлагает гидрофильный вариант обработки. Она легко диспергируется в водной фазе и имеет низкую вязкость. PHY рекомендуется использовать в эмульсиях типа «масло в воде», где необходимо, чтобы пигмент плавно интегрировался в водную фазу. Этот метод подходит для жидких тональных кремов, тонирующих увлажняющих кремов и другой косметики на водной основе.

Алоэ (ALOE) обеспечивает 100% натуральное гидрофобное покрытие. Оно легко распределяется и обладает успокаивающими свойствами. Пигменты, обработанные алоэ, выдерживают высокую концентрацию пигмента и остаются совместимыми с горячими процессами. Вы можете использовать пигменты, обработанные алоэ, в безводных системах, эмульсиях и порошковых продуктах, где требуется натуральный эффект, подкрепленный высокими эксплуатационными характеристиками.

Средство Botanical Avocado (BA) обеспечивает гидрофобный эффект и имеет легкую текстуру. Оно обладает водостойкостью и подходит для косметики с высокой пигментацией. Botanical Avocado имеет сертификат COSMOS, что делает его подходящим для использования в сертифицированных органических и натуральных косметических линиях. Это средство хорошо работает с солнцезащитными кремами, тонирующими увлажняющими кремами и стойкими натуральными тональными кремами.

Эти натуральные средства расширяют ваши возможности в создании формул для чистой косметики. Они доказывают, что вам не нужно жертвовать эффективностью ради естественного позиционирования. Компания Kolortek поставляет пигментные порошки с поверхностной обработкой, обладающие натуральными свойствами, соответствующими стандартам COSMOS и обеспечивающими надежные результаты.

Проверка диспергируемости, стабильности и тактильных ощущений на коже.

Вы выбрали тип обработки, соответствующий вашим целям разработки рецептуры. Теперь вам необходимо убедиться, что он работает должным образом в вашей реальной системе. Тестирование позволяет отделить перспективные кандидаты от пигментов, готовых к производству. Вам необходимо оценить диспергируемость, стабильность и тактильные ощущения на коже, прежде чем приступать к полномасштабному производству.

Тестирование диспергируемости показывает, насколько хорошо пигмент интегрируется в вашу основу. Визуальный осмотр проверяет однородность, наличие полос, комков или расслоения в каждой партии. Образцы следует осматривать при надлежащем освещении и отмечать любые несоответствия. Анализ размера частиц измеряет распределение частиц по размерам. Стандартная цель — 90% частиц размером менее 2 микрон. Тестирование вязкости оценивает свойства текучести и консистенцию. Стабильные показания в пределах заданного диапазона указывают на хорошую дисперсию. Ускоренное старение имитирует условия длительного хранения. Образцы подвергаются воздействию повышенной температуры, света и влажности для прогнозирования оседания, образования комков или выцветания цвета.

Испытания на стабильность проводятся по структурированному протоколу. Образцы хранятся при температуре 40°C и относительной влажности 75%. Испытания проводятся через 0, 3 и 6 месяцев. Эти проверки сопровождаются микробиологическим анализом. Также проверяется упаковка на защиту от света и кислорода. Циклы замораживания/оттаивания представляют собой еще один стресс-тест. Образцы замораживаются на 24 часа, затем размораживаются в течение 24 часов. Этот цикл проверяет стойкость эмульсии в реальных условиях транспортировки и хранения.

Оценка стойкости макияжа позволяет сопоставить результаты лабораторных исследований с ожиданиями потребителей. Вы наносите состав на кожу или модели. Вы контролируете стойкость цвета каждые два часа в условиях высокой температуры и влажности. Вы оцениваете устойчивость к переносу и стойкости к кожному салу/поту. Потребители ожидают от стойких средств 8-10 часов непрерывной стойкости. Ваши испытания должны подтвердить, что ваша формула соответствует этим ожиданиям.

Лабораторная оценка пигментов гарантирует интенсивность цвета и точность партии. Спектрофотометрия подтверждает соответствие каждой партии вашему цветовому стандарту. Вы также проверяете чистоту, размер частиц и однородность партии. Проверка на примеси подтверждает соответствие вашего пигмента нормативным требованиям.

В таблице ниже приведены основные тесты и их цели.

Также следует проводить сравнительный анализ с конкурентами путем параллельного тестирования. Тесты на воздействие окружающей среды (воды, масла и пота) подтверждают заявленную износостойкость или водостойкость. Отзывы потребителей о выцветании или изменении цвета обеспечивают реальное подтверждение. Проверка на соответствие нормативным требованиям гарантирует, что ваш пигмент отвечает требованиям FDA и ЕС.

Цветовой индекс может служить первоначальным ориентиром, но он не должен быть единственным основанием для окончательного выбора пигмента. Технические характеристики могут помочь в предварительной оценке, но окончательная пригодность должна быть проверена в реальных условиях применения смолы и системы нанесения посредством дисперсионных испытаний, испытаний на распыление, оценки термообработки и испытаний на атмосферное воздействие.

Пошаговое руководство по принятию решений

Теперь у вас есть вся необходимая информация для выбора подходящего способа обработки поверхности. Это пошаговое руководство проведет вас через весь процесс принятия решения от начала до конца. Следуйте этим шагам, чтобы сузить круг вариантов и подтвердить свой выбор.

1. Определите тип покрытия и его функцию. Выясните, предназначен ли пигмент для электрохимического покрытия, грунтовки, базового слоя или финишного покрытия. Каждый слой имеет разные приоритеты в плане эксплуатационных характеристик. Электрохимическое покрытие ориентировано на стабильность и защиту. Базовые слои ориентированы на цвет и устойчивость к атмосферным воздействиям.

2. Подберите смоляную систему и процесс нанесения. Учитывайте особенности систем на водной основе, на основе растворителей или с высоким содержанием твердых веществ. Примите во внимание температуру отверждения, время запекания и условия пленкообразования. Эти факторы влияют на смачивание пигмента, его дисперсию и стабильность при хранении.

3. Оцените устойчивость к атмосферным воздействиям и условия эксплуатации. Оцените воздействие УФ-излучения, экстремальных температур, влажности и химических веществ. Выберите пигменты с соответствующей светостойкостью и химической стабильностью для предполагаемого применения.

4. Оцените требования к цвету и внешнему виду. Учитывайте точность оттенка, прозрачность, непрозрачность, насыщенность цвета и взаимодействие с эффектными пигментами. Металлические и перламутровые покрытия требуют особого внимания к размеру частиц и совместимости с обработкой.

5. Обеспечьте качество продукции и соответствие стандартам. Проверьте стабильность качества от партии к партии, надежность дисперсии и соответствие отраслевым нормам. Убедитесь, что ваш пигмент соответствует требованиям FDA, ЕС и других региональных требований для вашей предполагаемой категории применения.

6. Проверьте с помощью испытаний. Используйте цветовой индекс только в качестве первоначального ориентира. Подтвердите пригодность с помощью дисперсионных испытаний, испытаний на распыление, оценки запекания и испытаний на атмосферное воздействие в вашей