Zonverzorging, en met name zonbescherming, is een van de belangrijkste aspecten van het leven.snelstgroeiende segmenten van de markt voor persoonlijke verzorging.Daarnaast wordt UV-bescherming nu in veel cosmetische producten voor dagelijks gebruik verwerkt (bijvoorbeeld gezichtsverzorgingsproducten en decoratieve cosmetica), omdat consumenten zich steeds meer bewust worden dat bescherming tegen de zon niet alleen geldt voor een strandvakantie.
De hedendaagse formuleerder van zonverzorgingsproductenmoet voldoen aan hoge SPF- en strenge UVA-beschermingsnormen.Tegelijkertijd willen we producten maken die elegant genoeg zijn om de consument aan te moedigen ze te gebruiken, en kosteneffectief genoeg om betaalbaar te zijn in economisch moeilijke tijden.
Effectiviteit en elegantie zijn in feite van elkaar afhankelijk; door de effectiviteit van de gebruikte actieve ingrediënten te maximaliseren, kunnen producten met een hoge SPF worden ontwikkeld met minimale hoeveelheden UV-filters. Dit geeft de formuleerder meer vrijheid om het huidgevoel te optimaliseren. Omgekeerd stimuleert een aantrekkelijk product de consument om meer product aan te brengen en zo de aangegeven SPF-waarde te benaderen.
Prestatiekenmerken om te overwegen bij de selectie van UV-filters voor cosmetische formuleringen
• Veiligheid voor de beoogde eindgebruikersgroepAlle UV-filters zijn uitgebreid getest om te garanderen dat ze inherent veilig zijn voor uitwendig gebruik; bepaalde gevoelige personen kunnen echter allergische reacties vertonen op specifieke soorten UV-filters.
• SPF-effectiviteitDit is afhankelijk van de golflengte van het absorptiemaximum, de grootte van de absorptie en de breedte van het absorptiespectrum.
• Breed spectrum / UVA-beschermingModerne zonnebrandcrèmes moeten aan bepaalde UVA-beschermingsnormen voldoen, maar wat vaak niet goed begrepen wordt, is dat UVA-bescherming ook bijdraagt aan de SPF-waarde.
• Invloed op het huidgevoel- Verschillende UV-filters hebben verschillende effecten op het huidgevoel; zo kunnen sommige vloeibare UV-filters plakkerig of zwaar aanvoelen op de huid, terwijl wateroplosbare filters een droger huidgevoel geven.
• Uiterlijk op de huid- Anorganische filters en organische deeltjes kunnen bij hoge concentraties een wittere huid veroorzaken; dit is meestal ongewenst, maar in sommige toepassingen (bijv. zonbescherming voor baby's) kan het als een voordeel worden beschouwd.
• FotostabiliteitVerschillende organische UV-filters degraderen bij blootstelling aan UV-licht, waardoor hun effectiviteit afneemt; andere filters kunnen echter helpen om deze "lichtgevoelige" filters te stabiliseren en de degradatie te verminderen of te voorkomen.
• WaterbestendigheidHet toevoegen van UV-filters op waterbasis aan filters op oliebasis zorgt vaak voor een aanzienlijke verhoging van de SPF-factor, maar kan het lastiger maken om waterbestendigheid te bereiken.
» Bekijk alle commercieel verkrijgbare ingrediënten en leveranciers van zonverzorgingsproducten in de cosmetica-database
Chemische samenstellingen van UV-filters
Actieve bestanddelen in zonnebrandcrèmes worden over het algemeen ingedeeld in organische en anorganische zonnebrandcrèmes. Organische zonnebrandcrèmes absorberen sterk bij specifieke golflengten en zijn transparant voor zichtbaar licht. Anorganische zonnebrandcrèmes werken door UV-straling te reflecteren of te verstrooien.
Laten we ze eens grondig bestuderen:
Biologische zonnebrandcrèmes
Biologische zonnebrandcrèmes worden ook wel genoemdchemische zonnebrandcrèmesDeze bestaan uit organische (op koolstof gebaseerde) moleculen die als zonnefilters werken door UV-straling te absorberen en om te zetten in warmte-energie.
Sterke en zwakke punten van biologische zonnebrandcrèmes
| Sterke punten | Zwakke punten |
| Cosmetische elegantie – de meeste organische filters, die vloeibaar of oplosbaar in vaste stoffen zijn, laten na het aanbrengen geen zichtbaar residu achter op de huid. | Smal spectrum – veel bieden slechts bescherming over een smal golflengtebereik. |
| Traditionele organische stoffen worden goed begrepen door formuleerders. | Voor een hoge SPF-factor zijn cocktails vereist. |
| Goede werkzaamheid bij lage concentraties. | Sommige vaste stoffen kunnen moeilijk oplossen en in oplossing blijven. |
| Vragen over veiligheid, irritatie en milieu-impact | |
| Sommige organische filters zijn niet fotostabiel. |
Toepassingen van biologische zonnebrandcrèmes
Organische filters kunnen in principe in alle zonverzorgings-/uv-beschermingsproducten worden gebruikt, maar zijn mogelijk niet ideaal in producten voor baby's of een gevoelige huid vanwege de kans op allergische reacties. Ze zijn ook niet geschikt voor producten met de aanduiding "natuurlijk" of "biologisch", aangezien het synthetische chemicaliën zijn.
Organische UV-filters: Chemische typen
PABA (para-aminobenzoëzuur) derivaten
• Voorbeeld: Ethylhexyldimethyl PABA
• UVB-filters
• Wordt tegenwoordig zelden gebruikt vanwege veiligheidsrisico's
Salicylaten
• Voorbeelden: ethylhexylsalicylaat, homosalaat
• UVB-filters
• Lage kosten
• Lage effectiviteit in vergelijking met de meeste andere filters
Cinnamaten
• Voorbeelden: Ethylhexylmethoxycinnamaat, Iso-amylmethoxycinnamaat, Octocryleen
• Zeer effectieve UVB-filters
• Octocryleen is fotostabiel en helpt bij de fotostabilisatie van andere UV-filters, maar andere cinnamaten hebben over het algemeen een slechte fotostabiliteit.
Benzofenonen
• Voorbeelden: Benzofenon-3, Benzofenon-4
• Biedt zowel UVB- als UVA-absorptie
• Relatief lage effectiviteit, maar kan in combinatie met andere filters de SPF-factor verhogen.
• Benzofenon-3 wordt tegenwoordig in Europa zelden gebruikt vanwege veiligheidsrisico's.
Triazine- en triazolderivaten
• Voorbeelden: Ethylhexyltriazon, bis-ethylhexyloxyfenol, methoxyfenyltriazon
• Zeer effectief
• Sommige filters bevatten UVB-straling, andere bieden bescherming tegen een breed spectrum aan UVA- en UVB-straling.
• Zeer goede fotostabiliteit
• Duur
Dibenzoyl-derivaten
• Voorbeelden: Butylmethoxydibenzoylmethaan (BMDM), Diethylaminohydroxybenzoylhexylbenzoaat (DHHB)
• Zeer effectieve UVA-absorbers
• BMDM heeft een slechte fotostabiliteit, maar DHHB is veel fotostabieler.
Benzimidazoolsulfonzuurderivaten
• Voorbeelden: Fenylbenzimidazoolsulfonzuur (PBSA), dinatriumfenyldibenzimidazooltetrasulfonaat (DPDT)
• Oplosbaar in water (na neutralisatie met een geschikte base)
• PBSA is een UVB-filter; DPDT is een UVA-filter
• Vertonen vaak synergie met olieoplosbare filters wanneer ze in combinatie worden gebruikt.
Kamferderivaten
• Voorbeeld: 4-methylbenzylideenkamfer
• UVB-filter
• Wordt tegenwoordig zelden gebruikt vanwege veiligheidsrisico's
Anthranilaten
• Voorbeeld: Menthylanthranilaat
• UVA-filters
• Relatief lage werkzaamheid
• Niet goedgekeurd in Europa
Polysilicone-15
• Siliconenpolymeer met chromoforen in de zijketens
• UVB-filter
Anorganische zonnebrandcrèmes
Deze zonnebrandcrèmes worden ook wel fysische zonnebrandcrèmes genoemd. Ze bestaan uit anorganische deeltjes die als zonnefilter werken door UV-straling te absorberen en te verstrooien. Anorganische zonnebrandcrèmes zijn verkrijgbaar als droog poeder of als predispersie.
Anorganische zonnebrandcrèmes: sterke en zwakke punten
| Sterke punten | Zwakke punten |
| Veilig / niet-irriterend | Perceptie van een slechte esthetiek (huidgevoel en verbleking van de huid) |
| Breed spectrum | Het formuleren van poeders kan lastig zijn. |
| Een hoge SPF (30+) kan worden bereikt met één actief bestanddeel (TiO2). | Anorganische chemie is betrokken geraakt bij het nanodebat. |
| Dispersies zijn gemakkelijk te integreren. | |
| Fotostabiel |
Toepassingen van anorganische zonnebrandcrèmes
Anorganische zonnebrandcrèmes zijn geschikt voor alle toepassingen met UV-bescherming, behalve transparante formules of aerosolsprays. Ze zijn met name geschikt voor babyzonnebrandcrème, producten voor de gevoelige huid, producten met een 'natuurlijke' claim en decoratieve cosmetica.
Anorganische UV-filters Chemische typen
Titaandioxide
• Voornamelijk een UVB-filter, maar sommige varianten bieden ook goede UVA-bescherming.
• Diverse kwaliteiten beschikbaar met verschillende deeltjesgroottes, coatings, enz.
• De meeste soorten vallen in de categorie nanodeeltjes.
• De kleinste deeltjes zijn zeer transparant op de huid, maar bieden weinig bescherming tegen UVA-straling; grotere deeltjes bieden meer bescherming tegen UVA-straling, maar laten een witter effect achter op de huid.
Zinkoxide
• Voornamelijk een UVA-filter; lagere SPF-waarde dan TiO2, maar biedt betere bescherming dan TiO2 in het langgolvige "UVA-I"-gebied.
• Diverse kwaliteiten beschikbaar met verschillende deeltjesgroottes, coatings, enz.
• De meeste soorten vallen in de categorie nanodeeltjes.
Prestatie-/chemie-matrix
Beoordeel van -5 tot +5:
-5: significant negatief effect | 0: geen effect | +5: significant positief effect
(Let op: bij kosten en bleken betekent "negatief effect" dat de kosten of het bleken toenemen.)
| Kosten | SPF | UVA | Huidgevoel | Witter maken | Fotostabiliteit | Water | |
| Benzofenon-3 | -2 | +4 | +2 | 0 | 0 | +3 | 0 |
| Benzofenon-4 | -2 | +2 | +2 | 0 | 0 | +3 | 0 |
| Bis-ethylhexyloxyfenol Methoxyfenyltriazine | -4 | +5 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
| Butylmethoxy-dibenzoylmethaan | -2 | +2 | +5 | 0 | 0 | -5 | 0 |
| Diethylaminohydroxybenzoylhexylbenzoaat | -4 | +1 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
| Diethylhexylbutamidotriazon | -4 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
| Dinatriumfenyldibenzimiazoltetrasulfonaat | -4 | +3 | +5 | 0 | 0 | +3 | -2 |
| Ethylhexyldimethyl PABA | -1 | +4 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
| Ethylhexylmethoxycinnamaat | -2 | +4 | +1 | -1 | 0 | -3 | +1 |
| Ethylhexylsalicylaat | -1 | +1 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
| Ethylhexyltriazon | -3 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
| Homosalaat | -1 | +1 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
| Isoamyl p-methoxycinnamaat | -3 | +4 | +1 | -1 | 0 | -2 | +1 |
| Menthylanthranilaat | -3 | +1 | +2 | 0 | 0 | -1 | 0 |
| 4-methylbenzylideenkamfer | -3 | +3 | 0 | 0 | 0 | -1 | 0 |
| Methyleenbis-benzotriazolyltetramethylbutylfenol | -5 | +4 | +5 | -1 | -2 | +4 | -1 |
| Octocryleen | -3 | +3 | +1 | -2 | 0 | +5 | 0 |
| Fenylbenzimidazolsulfonzuur | -2 | +4 | 0 | 0 | 0 | +3 | -2 |
| Polysilicone-15 | -4 | +1 | 0 | +1 | 0 | +3 | +2 |
| Tris-bifenyltriazine | -5 | +5 | +3 | -1 | -2 | +3 | -1 |
| Titaandioxide – transparante kwaliteit | -3 | +5 | +2 | -1 | 0 | +4 | 0 |
| Titaandioxide – breed spectrum kwaliteit | -3 | +5 | +4 | -2 | -3 | +4 | 0 |
| Zinkoxide | -3 | +2 | +4 | -2 | -1 | +4 | 0 |
Factoren die de prestaties van UV-filters beïnvloeden
De prestatie-eigenschappen van titaandioxide en zinkoxide variëren aanzienlijk, afhankelijk van de specifieke eigenschappen van de gebruikte kwaliteit, bijvoorbeeld de coating en de fysieke vorm (poeder, oliehoudende dispersie, waterhoudende dispersie).Gebruikers dienen met leveranciers te overleggen alvorens de meest geschikte kwaliteit te selecteren die aansluit bij hun prestatiedoelstellingen in hun formulering.
De effectiviteit van in olie oplosbare organische UV-filters wordt beïnvloed door hun oplosbaarheid in de verzachtende middelen die in de formulering worden gebruikt. Over het algemeen zijn polaire verzachtende middelen de beste oplosmiddelen voor organische filters.
De prestaties van alle UV-filters worden in belangrijke mate beïnvloed door het reologische gedrag van de formulering en het vermogen ervan om een gelijkmatige, samenhangende film op de huid te vormen. Het gebruik van geschikte filmvormers en reologische additieven draagt vaak bij aan de verbetering van de effectiviteit van de filters.
Interessante combinatie van UV-filters (synergieën)
Er zijn veel combinaties van UV-filters die synergie vertonen. De beste synergetische effecten worden meestal bereikt door filters te combineren die elkaar op de een of andere manier aanvullen, bijvoorbeeld:
• Het combineren van olieoplosbare (of in olie gedispergeerde) filters met wateroplosbare (of in water gedispergeerde) filters
• UVA-filters combineren met UVB-filters
• Het combineren van anorganische filters met organische filters
Er zijn ook bepaalde combinaties die andere voordelen kunnen opleveren; zo is het bijvoorbeeld bekend dat octocryleen helpt bij het fotostabiliseren van bepaalde lichtgevoelige filters, zoals butylmethoxydibenzoylmethaan.
Men moet echter altijd rekening houden met intellectueel eigendom op dit gebied. Er bestaan veel patenten op specifieke combinaties van UV-filters en fabrikanten wordt aangeraden om altijd te controleren of de combinatie die zij willen gebruiken geen inbreuk maakt op patenten van derden.
Kies het juiste UV-filter voor uw cosmetische formule.
De volgende stappen helpen u bij het selecteren van de juiste UV-filter(s) voor uw cosmetische formulering:
1. Formuleer duidelijke doelstellingen voor de prestaties, esthetische eigenschappen en beoogde claims van de formulering.
2. Controleer welke filters zijn toegestaan voor de beoogde markt.
3. Als u een specifiek formulatiechassis wilt gebruiken, bedenk dan welke filters bij dat chassis passen. Het is echter het beste om, indien mogelijk, eerst de filters te kiezen en de formulatie daarop af te stemmen. Dit geldt met name voor anorganische of organische deeltjesfilters.
4. Gebruik advies van leveranciers en/of voorspellingsinstrumenten zoals de BASF Sunscreen Simulator om combinaties te identificeren die geschikt zijn.bereik de beoogde SPFen UVA-doelen.
Deze combinaties kunnen vervolgens in formuleringen worden uitgeprobeerd. In-vitro SPF- en UVA-testmethoden zijn in dit stadium nuttig om aan te geven welke combinaties de beste resultaten opleveren qua prestaties. Meer informatie over de toepassing, interpretatie en beperkingen van deze testen is te vinden in de SpecialChem e-training.UVA/SPF: Optimaliseer uw testprotocollen
De testresultaten, samen met de resultaten van andere tests en beoordelingen (bijv. stabiliteit, conserveringsmiddelwerking, huidgevoel), stellen de formuleerder in staat de beste optie(s) te selecteren en de verdere ontwikkeling van de formulering(en) te sturen.
Geplaatst op: 3 januari 2021