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      化妝品的研發程序與配方設計

      更新時間:2020-10-12 15:53:00點擊次數:747次字號:T|T
      益顏生物國內領先的化妝品加工生產廠家,廣州化妝品代加工廠OEM/ODM貼牌生產企業,10萬級標準無菌生產車間,質量有保障。
      化妝品的研發程序與配方設計

      目前,美容化妝品已成為人們廣泛使用的一類日化產品,它在人們的日常生活中占有重要的地位,因此,對產品的質量要求也愈來愈高。如何向消費者提供高品質的產品呢?這需要從產品的研發談起。
      化妝品的開發程序大致有以下環節:
      →產品創意→市場需求、科技動態→產品配方設計→劑型、基質、添加劑、生產工藝→產品研制實驗→產品質量控制→產品包裝設計→產品→市場銷售
            首先是要有一個產品創意。這個創意一般是由企業市場推廣部或總經理直接領導下的市場推銷人員、策劃部門經過廣泛的市場調查,了解目前國內外化妝品市場最熱銷最流行的產品行情后,向研發部門提出建議。同時企業的研發部門要充分調研和了解當前國內外化妝品的科技發展動態和信息。我國輕工業局每年都公布"輕工業科技發展項目指南",其中有關于化妝品的行業發展趨勢及研究開發重點(1999年-2000年),明確指出低刺激、功效性化妝品是發展方向,而天然植物、中草藥及高科技生化制劑引入化妝品列為首選,甚至還特別具體提到第二代低刺激果酸的開發和應用。目前市場上流行的BHA化妝品正是第二代果酸化妝品。所以科技人員就要收集各種科技信息,國內外調研資料,最后由企業高層管理、科研和市場策劃負責人一起共同確立企業近期要開發的新產品,并進一步制定出企業的中、長期研發計劃,即生產一代、研制一代、儲備一代。
            在化妝品配方設計過程中,首先要考慮劑型問題。比如開發防曬化妝品,先要確定其劑型,是防曬油、防曬霜還是防曬凝膠。劑型確定之后,就要確定基質(基質對藥物采說就是賦形體,化妝品就是由其基質和多種添加劑組成,添加劑在基質中發揮它的功能作用),如確定防曬產品為膏霜劑型,則要進一步確定此膏霜劑型基質的乳化體形式:O/W、W/O、W/O/W、微乳液和液晶結構等,然后據此選擇油相原料和水相原料及乳化劑。如果要求防曬霜具有抗水性,其基質里的油相原料要選擇疏水性的。防曬產品中的主要添加劑為防曬劑,防曬劑有多種類型,選擇通過高新技術(納米技術)制備出的超微細鈦白粉,它對紫外線具有高的折光率、高散射能力,有極佳的阻隔作用,對可見光具有極高的透光性(皮膚不泛白),另外它不容易堵塞皮膚毛孔(這是由于它的棒狀或蝶狀特殊結晶結構所決定的),故超細鈦白粉現在多用做高級防曬化妝品的首選物理性防曬劑。此外,還需選用合適的化學性的防曬劑,要選擇既能吸收UVB又能吸收UVA波段的,組成廣譜的復合防曬劑,這需要研制人員篩選實驗確定。
      在劑型、基質和添加劑部分都設計好之后,便進入生產工藝設計環節?;瘖y品不是化學反應的產物,故配制工藝并不復雜,但這其中有許多復配的原則和經驗,如乳化原則、溶劑極性相容原則和化學惰性原則(即切忌原料組分在生產和長期儲存過程中,在光、熱和氧作用下發生化學反應),原料的添加順序及溶解順序、加入的溫度和攪拌速度及時間等等都會影響最終產品的綜合質量,所以,生產工藝是相當重要的一個環節,不可忽視。
            經配制形成產品后,產品還需要經過質量檢測,包括理化檢測和衛生檢測,(特殊用途化妝品還需通過安全性評價,甚至功效檢測),合格后,再經灌裝、包裝(在生產配制和包裝過程中應避免一次污染),最后是形成商品進人市場。
            在化妝品的開發過程中,配方設計至關重要,因為配方設計是否科學合理將決定產品的品質,它是化妝品技術的核心。因此,化妝品的產品配方在化妝品行業中具有一種神秘色彩,各企業都把產品的配方視為企業的技術機密加以保護。對于化妝品配方的科學性和合理性,可依據化妝品產品的質量特性,在化妝品的配方設計中應遵循和注意以下原則:
      1、安全性放在首位
            因為化妝品是人們在日常生活中每天、長期和連續使用的日用品,因此其安全性被視為首要質量特性?;瘖y品的安全性所指的是化妝品應無毒(經口毒性)、對皮膚(發)及眼黏膜無刺激性和無過敏性等。在化妝品配方設計選擇原料時,必須遵循我國的化妝品衛生法規,不選用和不含化妝品禁用原料,選用限用原料時要遵守其用量規定,不得超過我國對有毒物質的限用量。
            在化妝品原料中對有毒物質,砷、汞、鉛、甲醇及多種原料進行限量是非常重要的,因為在某些原料的生產過程中,由于設備、環境等因素的影響會帶進一些重金屬,這些有害元素就會經皮膚的皮透作用吸收后,通過血液循環累積到肝臟里而誘發機體病變。如二戰以后日本因此而出現黑皮病,還有因爽身粉里含有硼酸過多,嬰兒洗澡后使用中毒死亡的嚴重事件,所以必須對化妝品中的有害物質進行限量。目前(1999年12月1日后執行的化妝品衛生規范), 我國對化妝品中的原料禁用物質和限用物質增加了品種和數量,原來的衛生標準里禁用的物質359種,現在提升到493種,限用物質原來57種,現在提升到67種,可見,對化妝品安全性的重視。我國化妝品、美容行業必須重視和遵守國家頒布的標準,不能為了企業的短暫利益,置消費者的健康而不顧。如禁用物質雌激素、孕激素,即使是豐乳產品也不要加這些物質;斑蜇、氮芥雖有一定的生發作用,但均屬禁用物質;還有在美容祛斑化妝品中使用的白降汞為禁用物質,氫醌其用量超過2%就不安全。另一種可瞬間變白皮膚的化妝品,其含有限量物質過氧化氫,如超過限量,必定對皮膚造成傷害,美容不成,反而毀容??傊?,安全性是化妝品最重要的質量特性。
      2、穩定性作為重點
            當前,我國化妝品產品在保質期內出現質量問題主要表現在兩方面:一是微生物污染的衛生安全性問題;二是產品出現析水、析油、分層、沉淀、變色、變味和有膨脹現象等穩定性問題。
      產品出現不穩定的主要原因多是其配方設計不盡合理,故產品穩定性是配方設計的重點內容。如一般的膏霜(乳液)類化妝品配方的組成是多樣和復雜的,除油、水相原料外,還有各種功效添加劑、防腐劑、香精和色素等,屬多相分散體系。在理論上它是一個熱力學不穩定體系,但它又具有動力穩定性以及電力穩定性和其他穩定因素,而使其具有相對穩定性或稱為亞穩定狀態,在保質期內能維持該狀態即達到目的。影響乳化體產品的不穩定因素主要有:
      2.1、乳化劑的選擇
            乳化體配方設計最為關鍵的是乳化劑的選擇,一般可依其乳化方式的類型來選擇乳化劑,乳化方式不斷在發展,有可反應式(皂基式)、非反應式、液晶式、位阻式和超微乳化等乳化方式?,F通常都采用非反應乳化方式,這種乳化方式無需用堿,利用各種表面活性劑的合理復配完成乳化,它是基于表面活性劑的表面活性,降低體系的表面張力(甚至為零或負值),如離子型表面活性劑在油-水界面形成雙電層產生的排斥作用  而使乳化體穩定。非離子或高分子聚合物表面活性劑存在的親水、親油特性及形成雙分子吸附層或液晶結構網,而使乳化體系穩定。因此在產品的劑型、基質和原料確定后,乳化方式和乳化劑的選擇至關重要,應視為配方設計之重點,它對乳化體的穩定性起決定作用。
      2.2、介質黏度和分散度的影響
            在研究和討論乳化體體系的穩定性時,有著名的斯托克斯(Stokes)方程式:
      v=2rr(p2-p1)×g / 9η
      式中:v-體系中微粒廠滴少沉降速度
      η-體系中介質黏度
      r-體系中微粒(滴)之半徑(此式中的rr代表r的2次方)
      g-重力加速度,
      p1、p2分別為內相、外相之密度。
            公式中的沉降速度v就是體系中的微粒(滴)的聚集速度,顯然聚集速度η若大,則體系的內相(油相或者水相)就很容易聚集在一起造成油水分離而不穩定,所以,沉降速度愈小,膏霜或乳液體系就愈穩定;由公式可以得出:當體系的內相與外相,即油相與水相的密度差值(p2-p1)愈小時,體系愈穩定;當體系的微粒(滴)愈小,即v愈小,也就是油滴或水滴分散得越細,v就愈小,體系就越穩定。所以在配制乳化體時,應使高效的乳化設備,轉速有3000rpm以上,體系的分散度高,產品的穩定性好且外觀亮澤細膩;公式中的可是體系介質(即外相)的黏度,沉降速度v是與η成反比,即外相的黏度η愈大,v愈小,體系就愈穩定。如配制O/W型膏霜時,可通過加入親水性高分子化合物于外相(水相)增稠以提高膏霜的穩定性。
            為保證化妝品產品的穩定性,在我國目前頒布的18個化妝品標準中均列有穩定性檢測方法和指標(耐熱、耐寒和離心試驗)。在配方的設計及實驗階段,還可對試樣進行強化的穩定性試驗,以判斷其穩定性。其方法是確定一定的時間間隔(6h或24h),將產品先放人高溫(40℃或50℃)恒溫箱內,經過上述確定的時間后取出,恢復常溫,再放人冰箱內(-10℃或-15℃),又經過同樣的時間,取出恢復常溫后,再放人高溫恒溫箱內,如此經過兩次或三次循環后,觀察產品仍是穩定的,表明該產品的配方設計為合理。
      3、配伍性是關鍵
            化妝品不是化學合成反應的產物,而是由許多組分經過適當的工藝混合復配而成的產品。一個產品所使用的原料有時多達20種以上,因此各組分間的配伍性是設計配方選取組分的一個關鍵,因它不僅可以影響產品的最終質量和特性,而且它還可決定產品是否穩定。配方中各組分間的配伍性良好,相互不發生化學反應,而且還有協同作用,就可認定該配方是合理的。
            化妝品的原料有近萬種之多,就是常用的,也有3 000多種,要使配方中各組分間具有良好的配伍性,重要的是對各類原料的理化性質要有充分的了解,要注意原料之間的配伍,禁忌及互溶性和pH值適用范圍等。下面略舉幾例說明原料間的配伍性之重要。
            如二合一香波,它是一種既具有洗凈又具有護理頭發作用的香波,即它是把香波和護發素2個產品的作用合到一個產品中。在設計二合一香波時,要注意原料間的配伍性。因為具有洗凈去污作用的原料主要是陰離子表面活性劑,而具有護理頭發的調理劑多是陽離子表面活性劑,而當陰離子、陽離子表面活性劑混合體系濃度一旦超過臨界膠束濃度時,由于強烈的正負離子的靜電相互作用,而產生絡合反應,形成絡鹽導致沉淀、分層等,故在設計二合一香波時,不能簡單地將洗發香波和護發素主要原料-陰/陽離子表面活性劑混合在一起,因為它們構成配伍禁忌。為了克服相分離,可在陰離子或陽離子表面活性劑親水基中引入EO基團,即增加親水性,EO基團的存在降低了表面活性劑的離子密度,從而減弱了它們之間的靜電相互作用,并增大了陰、陽離子復合物的親水性。此外,陽離子型高聚物如聚季銨鹽類表面活性劑優于1831、163l等低分子陽離子表面活性劑,因其高分子鏈起著隔離的作用,阻礙陰、陽離子間的絡合作用,故陰離子表面活性劑與聚季銨鹽有良好的配伍性。再如化妝品中常用的防腐劑尼泊金酯,美國FDA認為它是最安全的一類防腐劑,即使它的用量達到2%~3%,也仍是安全的。但某些原料與它配伍時,可降低尼泊金酯的抑菌作用。如與一些營養物質(如氨基酸類、膠原類等)配伍即會降低活性,且遇到非離子表面活性劑時也表現為失活,因此復合型防腐劑應當為首選。此外配伍時還應注意產品體系的pH值,因每一種防腐劑都有pH值適用范圍,許多優良的防腐劑在pH值大于7的介質中,就會失去其抑菌活性,如目前市場上流行的易沖洗皂基型沐浴露,其pH值均在8以上,在選用防腐劑時應考慮選擇配伍性允許的在堿性介質下不失活的防腐劑。
      4、功效性要充分體現
            每一種化妝品都有著它特定的功效和有用性,表現在物理化學方面的有用性:遮蓋、清潔和保濕等;生物學方面的功效:抗皺、美白等;此外還有由于色彩、香氣等心理學方面的功效。目前我國9類屬特殊用途化妝品,更具有其特定的功效作用。在化妝品配方設計中,必須選擇添加適量的功效組分,并應進行效果測試,如保濕效果達到幾級等。應與產品標明的功效相符,否則可視為對消費者的欺騙行為。今后我國對特殊用途類化妝品的功效檢測要逐漸實現量化,如對減肥功效可通過超聲波測定脂肪層厚度變化來評估,這樣必然對功效性化妝品的配方設計要求更科學、更嚴謹。5、感觀效果不可忽視(使用感和易使用性)
            化妝品是一種美化人體的日用化學制品,應體現一定的文化內涵和藝術性。消費者直觀要求它具有良好的外觀和使用感覺。彩妝品在此不論,就是膏霜產品也需要求其香氣怡人、細膩、光滑柔軟及有良好的涂沫性和鋪展性。這些感觀效果多是與配方中油性成分的品種及用量和其理化性質(折光指數、黏度等)有密切關系,如常用的低黏度二甲基硅油、環狀揮發性硅油、異構烷和異構酯等都有油而不膩的感覺。產品配方的優劣,首先就表現在感觀效果上,即使有著良好的功效但因其色澤暗、膏體粗和有異味,消費者也難接受,特別是中草藥類化妝品更應注意此點。
      6、實用和可操作性必須顧及
            在設計化妝品的配方和生產工藝時,必須考慮該配方在實際生產時的可行性問題,要盡量使在生產操作上方便。
      7、價格成本需要核算和評估(經濟性)

            目前常以產品的成本價格與性能之比值大小作為評估化妝品產品配方水平的指標,當成本與性能之比值越小,即該產品的成本越低,而產品的性能越優時,表明該產品的配方設計水平越高。因此,在設計化妝品配方時,必須根據配方中各組分的價格對該配方的成本進行核算,通過對配方的進一步修正改進,以求得用低價位的成本,配制出高性能的產品,這應是配方設計師的追求。

      益顏生物國內領先的化妝品加工生產廠家,廣州化妝品代加工廠OEM/ODM貼牌生產企業,5000多種成熟化妝品配方,99%以上原料原裝進口,8臺乳化設備,8條生產線,兩臺全自動面膜灌裝機,日產量30萬片以上,10萬級標準無菌生產車間,質量有保障。

      益顏生物化妝品加工官網:www.kk516.cn

      (編輯:益顏生物)
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