תחליבים קוסמטיים ללא חומרים פעילי שטח באמצעות אולטרסאונד רב־עוצמה
- עקב הביקוש הגובר למוצרי קוסמטיקה ידידותיים לסביבה, תעשיית הקוסמטיקה מתמקדת בפיתוח פורמולציות של תחליבים ללא חומרים פעילי שטח.
- תחליבי פיקרינג הם תערובות w/o או o/w ללא חומרים פעילי שטח או חומרים מתחלבים, המיוצבות באמצעות חלקיקים.
- ערבוב ותחלוב אולטרסוניים הם טכניקה מצוינת להכנת תחליבי פיקרינג יציבים מאוד ללא חומרים פעילי שטח.
תחלוב אולטרסוני
כוחות גזירה אולטרסוניים חזקים מאפשרים להכין תחליבי פיקרינג יציבים ללא חומרים פעילי שטח, תוך שימוש בחלקיקים מיקרומטריים וננומטריים כמייצב. סוניקציה היא תהליך תחלוב לא־תרמי שכבר נמצא בשימוש נרחב לתחלוב מערכות w/o, o/w ו־w/o/w לשם ייצור תחליבים יציבים (למשל עבור תכשירי לחות, קרמים, תחליבי טיפוח, תכשירי הגנה מהשמש, משחות וכו').
חרסיות ומוצרים המבוססים על חרסית מציגים תוצאות טובות כמייצבים בתחליבי פיקרינג. כוחות הגזירה הגבוהים של התחלוב האולטרסוני מאפשרים לשלב בפורמולציות קוסמטיות אפילו חומרים לשינוי התכונות הראולוגיות שבדרך כלל קשה לפזרם, כגון חרסיות ומוצרים המבוססים על חרסית. היתרון הגדול של חרסיות הוא תפקידן הכפול, שכן הן מייצבות את התחליב ובו־זמנית פועלות כחומרים לשינוי התכונות הראולוגיות בפורמולציה. משמעות הדבר היא שסוניקציה היא שיטה מצוינת להכנת פורמולציות גם של תחליבים קוסמטיים בעלי מאפייני הידלדלות בגזירה, שהם גם תיקסוטרופיים, ובכך מציעים תכונות שימוש טובות (למשל מריחה קלה על העור, מוצרים הניתנים לריסוס וכו').
תחליב שמן קיק במים
הכנה אולטרסונית של תחליב שמן קיק במים
אפשר להכין תחליב פיקרינג של שמן במים בדרך הבאה:
הפאזה הרציפה מורכבת מדיספרסיה של laponite® במים, והפאזה הפנימית/המפוזרת מורכבת משמן קיק.
- הפאזה הרציפה מוכנה באמצעות פיזור אבקת laponite® בריכוז 2wt% בתמיסת NaCl בריכוז 0.1M (במים אולטרה־טהורים), תוך שימוש בהומוגנייזר האולטרסוני של Hielscher UP200St או UP200Ht (200W, 26kHz) למשך כמה דקות.
- להכנת תחליב o/w, השמן מוסף בהדרגה לפאזה המימית באמצעות פיפטה, תוך העברת התערובת סוניקציה. לאחר כ־2 דקות של סוניקציה נוצר תחליב הומוגני ויציב. במהלך התחלוב, הדגימה מקוררת באמבט קרח כדי למנוע את התחממותה.
UIP1000hdT עם ריאקטור זרימה מזכוכית לייצור מוצרי טיפוח העור כגון קרמים, תחליבי טיפוח ובאלמים
להכנת נפחים גדולים יותר, Hielscher מספקת לכל מכשירי האולטרסאונד המעבדתיים ולכל מכשירי האולטרסאונד התעשייתיים תאי זרימה מיוחדים המאפשרים לפזר/להמיס הן את האבקה והן את טיפות השמן ליצירת תחליב בקנה מידה ננומטרי.
הטבלה שלהלן נותנת מושג על כושר העיבוד המשוער של מכשירי האולטרסאונד שלנו:
| נפח אצווה | ספיקת זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 0.5 עד 1.5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 עד 500mL | 10 עד 200mL/min | UP100H |
| 10 עד 2000mL | 20 עד 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 עד 20L | 0.2 עד 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 עד 100L | 2 עד 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 עד 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | גבוהה יותר | אשכול של מכשירי UIP16000 |
קראו עוד על הכנה אולטרסונית של תחליבי פיקרינג!
ספרות / מקורות
- Sargolzaei, J.; Mosavian, M.T.H.; Hassani, A. (2011): Modeling and Simulation of High Power Ultrasonic Process in Preparation of Stable Oil-in-Water Emulsion. Journal of Software Engineering and Applications 4, 2011. 259-267
- Tabibiazar, M.; Davaran, S.; Hashemi, M.; Homayonirad, A.; Rasoulzadeh, F.; Hamishehkar, H.; Mohammadifar, M.A: (2015): Design and fabrication of a food-grade albumin-stabilized nanoemulsion. Food Hydrocolloids 44, 2015. 220-228.
עובדות שכדאי לדעת
מדוע להשתמש בתחליבים ללא חומרים פעילי שטח?
רוב מוצרי טיפוח העור הם תערובת של שני חומרים או יותר שאינם מתערבבים זה בזה. משמעות הדבר היא שבהתאם לחוק השני של התרמודינמיקה, הם בלתי יציבים מטבעם. כדי ליצור תערובת יציבה מחומרים אלה שאינם מתערבבים זה בזה, נדרש שימוש במייצבים להכנת תחליב בעל חיי מדף מתאימים. חומרים פעילי שטח יוניים או לא־יוניים משמשים בדרך כלל כחומרים מתחלבים. במוצרי טיפוח העור, השימוש בחומרים פעילי שטח אמפיפיליים בעלי משקל מולקולרי נמוך גורם לעיתים קרובות לאי־סבילות למוצרי קוסמטיקה אצל בעלי עור רגיש. יתר על כן, מספר הולך וגדל של צרכנים דורש מוצרי קוסמטיקה טבעיים ונקיים. מוצרים כאלה מכילים בעיקר את המרכיבים הפעילים המזינים את העור, ולרוב אינם מכילים תוספים (למשל חומרים מתחלבים, חומרי בישום וכו').
תחליבים ללא חומרים פעילי שטח / ללא חומרים מתחלבים הם חלופה רצויה לפורמולציות קוסמטיות קונבנציונליות. תחליבי פיקרינג מבוססים על שימוש בחומרים מתחלבים ביופולימריים או בחלקיקים מוצקים כמייצבים, כדי ליצור מוצרי קוסמטיקה יציבים בעלי תכונות נעימות. תחלוב אולטרסוני הוא כלי מצוין להכנת ננו־תחליבים ומיני־תחליבים יציבים וכן תחליבי פיקרינג. יתר על כן, סוניקציה משמשת ליישומים שונים נוספים במהלך ייצור מוצרי קוסמטיקה, כגון פיזור פיגמנטים, המסת אבקות או מיצוי מרכיבים פעילים.
על תחליבים במוצרי קוסמטיקה
תחליב הוא מערכת דו־פאזית. המרכיבים העיקריים הם פאזה שמנית ופאזה מימית.
הפאזה המימית היא מים בתוספת כל שילוב של חומרים קוטביים המתמוססים במים, לפחות במידה מסוימת.
הפאזה השמנית כוללת חומר שמני אחד או יותר, או מרכיבים אחרים שאינם קוטביים ומפגינים לפחות מידה מסוימת של מסיסות בחומרים שמניים.
שמן במים (o/w): טיפות שמן המפוזרות במים; השמן מכונה הפאזה הפנימית או המפוזרת, והמים מכונים הפאזה החיצונית או הרציפה.
תחליב מים בשמן (w/o): טיפות מים מפוזרות בשמן; המים הם הפאזה הפנימית או המפוזרת, והשמן הוא הפאזה החיצונית או הרציפה.
w/o/w או o/w/o הם תחליבים המכונים מורכבים או מרובים.
Laponite®
Laponite® היא חרסית סמקטית סינתטית, היוצרת ג'ל צלול ותיקסוטרופי כאשר מפזרים אותה במים. ערך ה־pH של תרחיף Laponite® בריכוז 2% הוא בסביבות 9.8. ג'ל נוצר בריכוז 2%.
Laponite® הוא סימן מסחר רשום של BYK Additives Ltd.