Broyage par ultrasons pour la fabrication de rouges à lèvres
La fabrication de rouges à lèvres implique le broyage et le mélange de cires et de pigments colorés à un niveau précisément contrôlable afin de garantir un profil de couleur et de texture déterminé du rouge à lèvres. Le broyage et le mélange par ultrasons constituent une technique fiable, efficace et exactement contrôlable pour produire des suspensions cire/pigments hautement homogènes destinées à la production de rouges à lèvres de haute qualité.
Mélange et broyage par ultrasons pour la fabrication de rouges à lèvres
En général, la fabrication des rouges à lèvres s’effectue en lots de petite à moyenne taille, car la composition de chaque variante de rouge à lèvres varie en termes de couleur / nuance, de brillance, d’ingrédients (composés nourrissants), etc.
La fabrication de rouges à lèvres fait appel à diverses matières premières telles que des cires (cire d’abeille, cire de candelilla, camauba), des pigments (p. ex. pigments organiques et inorganiques, carmin ; pigments d’origine végétale, pigments minéraux tels que micas, oxydes, outremers), de l’alcool (solvant), des huiles (huiles minérales, de ricin, de lanoline ou végétales) et des additifs (conservateurs, antioxydants, ingrédients de soin, parfum). En général, le rapport huile:cire:pigment est respectivement d’env. 50-70% : 20-30% : 5-15%.
Ces ingrédients sont fondus et agités dans des lots séparés : un lot contient les solvants, le deuxième lot contient les lipides / huiles et le troisième lot contient les graisses et les matières cireuses.
Pour incorporer les pigments colorés, la solution de solvant et les huiles liquides chauffées (env. 180°F ou 85°C) sont mélangées aux pigments colorés par agitation afin de former un prémélange grossier. Le prémélange est introduit dans un réacteur à ultrasons à circulation, où la suspension de pigments est traitée par une cavitation ultrasonore (acoustique) intense. La cavitation ultrasonore est un traitement purement mécanique, fondé sur des forces de cisaillement extrêmes et des collisions interparticulaires. Le broyage et la mouture par ultrasons permettent un contrôle précis du procédé et, de ce fait, une production d’une qualité constamment élevée.
Ultrasonicateur UIP2000hdT pour produits cosmétiques dans un réacteur en acier inoxydable
Alors que les mélangeurs à fort cisaillement, les broyeurs à cylindres et les broyeurs à billes conventionnels introduisent de l’air dans la suspension huile/pigments, la sonication en ligne évite le piégeage de bulles de gaz. L’ultrasonication a même des effets de désaération / dégazage, ce qui rend superflue l’étape ultérieure de désaération sous vide. En évitant l’étape de désaération, les coûts et le temps de traitement sont réduits.
Dans une deuxième étape de mélange, la suspension pigments/huile est combinée à la cire chaude. Le mélange des pigments/de l’huile et de la cire chaude peut également être réalisé par le mélangeur à ultrasons. Enfin, le mélange pour rouge à lèvres est coulé dans des tubes de moulage, où le rouge à lèvres refroidit et durcit tout en prenant sa forme de stick typique. Dès que le mélange cire/pigments s’est solidifié, il peut être inséré dans un emballage en plastique ou en métal et est prêt à la vente.
UIP4000hdT, un processeur à ultrasons puissant de 4000 watts
Mélangeurs à ultrasons haute performance pour la fabrication de rouges à lèvres
Hielscher Ultrasonics fournit des ultrasonicateurs haute performance aux fabricants de cosmétiques du monde entier. Le broyage, la mouture et la dispersion par ultrasons constituent une technologie fiable et efficace pour produire des mélanges homogènes composés de cires, de lipides, d’émulsions H/E ou E/H, de pigments et d’additifs nourrissants. Les mélangeurs à ultrasons traitent facilement des suspensions très visqueuses telles que des cires fondues, des charges élevées en particules et des pâtes. Même le traitement de particules très abrasives ne pose aucun problème aux systèmes de mélange et de broyage par ultrasons.
Les procédés à ultrasons peuvent être mis en œuvre en mode batch et en fonctionnement continu en ligne. En particulier pour les lots plus importants, le traitement par ultrasons en ligne au moyen d’un réacteur à ultrasons à circulation offre divers avantages, notamment une meilleure uniformité du produit, car le temps de séjour dans la zone de sonication et la température de traitement peuvent être contrôlés avec précision. L’utilisation d’un système à ultrasons en ligne avec cellule à circulation empêche le piégeage de bulles d’air et procure même des effets de désaération / dégazage.
Hielscher Ultrasonics possède une longue expérience dans la conception, la fabrication et la distribution d’ultrasonicateurs haute performance pour la production de produits cosmétiques. Nous accompagnons nos clients depuis le premier test de faisabilité et l’optimisation du procédé jusqu’à l’installation et l’exploitation de l’unité de dispersion par ultrasons de taille industrielle.
Les processeurs à ultrasons industriels de Hielscher Ultrasonics peuvent délivrer des amplitudes très élevées. Des amplitudes allant jusqu’à 200µm peuvent facilement être maintenues en continu en fonctionnement 24/7. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes à ultrasons personnalisées sont disponibles. La robustesse des équipements à ultrasons de Hielscher permet un fonctionnement 24/7 en service intensif et dans des environnements exigeants.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicateurs :
| Volume du lot | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 1 à 500mL | 10 à 200mL/min | UP100H |
| 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 à 20L | 0,2 à 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 à 100L | 2 à 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | plus élevé | cluster de UIP16000 |
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Bibliographie / Références
- N.P. Badgujar Y.E. Bhoge T.D. Deshpande B.A. Bhanvase P.R. Gogate S.H. Sonawane R.D. Kulkarni (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment & Resin Technology, Vol. 44, Iss. 4. 214 – 223.
- Katircioglu-Bayel, D. (2020): Effect of Combined Mechanical and Ultrasonic Milling on the Size Reduction of Talc. Mining, Metallurgy & Exploration 37, 2020. 311–320.
Bon à savoir
Rouges à lèvres, gloss, baumes à lèvres
Les rouges à lèvres font partie des produits cosmétiques les plus populaires et les plus utilisés. Les autres produits cosmétiques pour les lèvres sont les gloss, les baumes à lèvres et les sticks à lèvres.
En général, les rouges à lèvres offrent une tenue plus durable et une couvrance plus importante que les gloss ou les baumes à lèvres.
La gamme de couleurs et de finis des rouges à lèvres est presque illimitée : les rouges à lèvres sont disponibles dans toutes les couleurs, nuances et finis – du très brillant au chatoyant/brillant/pailleté, en passant par le satiné et le mat. Cela fait des rouges à lèvres un produit de maquillage très polyvalent et offre à l’utilisateur de multiples possibilités pour créer un look individuel.
Si l’apparence et le rendu sont les effets principaux et les plus évidents obtenus par les rouges à lèvres, ceux-ci s’accompagnent souvent de caractéristiques supplémentaires telles que des additifs nourrissants, des ingrédients repulpants pour les lèvres, une protection solaire et d’autres compléments. Afin d’obtenir certaines qualités et propriétés de rouge à lèvres, les formulations de rouge à lèvres varient et peuvent être assez complexes. Les matières premières de base du rouge à lèvres sont les pigments, les huiles, les cires et les émollients, qui apportent couleur, hydratation et protection.
La base de cires, de polymères, de particules (sub)microniques et de fibres sert à donner au rouge à lèvres sa forme et sa structure. Par conséquent, des cires cristallines et amorphes qui fournissent une petite taille de cristaux lors du refroidissement et du durcissement doivent être combinées afin que le rouge à lèvres final offre une bonne stabilité, une bonne liaison huile/pigments et une bonne résistance. Des combinaisons couramment utilisées sont p. ex. ozokérite + microcristalline ; polyéthylène + microcristalline ; polyéthylène + ozokérite ; ou cire d’abeille + candellila + carnauba.
Le type et la quantité d’émollients dans une formulation de rouge à lèvres sont des facteurs importants qui influencent fortement les caractéristiques d’application, l’intensité de la couleur, l’étalement, la durabilité et le fini du rouge à lèvres. Les émollients couramment utilisés sont l’huile de ricin, la lanoline, le beurre de karité, le beurre de cacao, la lanoline synthétique (bis-diglyceryl polyacyladipate-2), le polybutène, le polyisobutène hydrogéné et le citrate de triisostéaryle.
Une formulation typique de rouge à lèvres se présente comme suit :
- Émollients : 41-79 %
- Cire / polymères : 15-28 % (sous forme de mélange de 2-5 matières premières)
- Pigments : 3-10%
- Pigments nacrés : 0-10%
- Agents matifiants : 0-5%
- Ingrédients de tenue : 0-5%
- Parfum : 0-0,3%
- Conservateurs / antioxydants : 0,2-0,5%
