БАВ, добавки, рецептуры, исследование

БАВ, добавки, рецептуры, исследование

Биологически активные вещества и специальные добавки

Для повышения дерматологической мягкости и достижения но­вых функциональных свойств широкое применение в составах со­временных шампуней находят биологически активные вещества ра­стительного происхождения в виде настоек, экстрактов, эссенций и масел. Составы с растительными извлечениями способны освежать, смягчать и тонизировать поверхность волос и кожу головы, способ­ствовать улучшению ее кровоснабжения и регенерации, укреплять волосы и стимулировать их рост. К числу стимулирующих средств относят многие извлечения из растений, давно известных в народ­ной медицине, например, экстракты чабреца, шалфея, душицы, ти­мьяна, розмарина, женьшеня, элеутерококка, перечной мяты.

Из веществ, обладающих успокаивающим действием, можно вы­делить экстракты морских водорослей, луговой ромашки, валерианы, хмеля, пустырника и мелиссы. Действующим началом большинства БАВ являются эфирные масла, сапонины, гликозиды, терпеновые со­единения, витамины, каротиноиды, дубильные вещества и микроэле­менты, ферменты и др.

Противовоспалительным, ранозаживляющим и слабым бактерицид­ным действием обладаю т экстракты ромашки, календулы, зверобоя, алоэ, тысячелистника, подорожника, фенхеля, череды, лаванды и гвоздики.

Ряд экстрактов оказывает антисеборейный эффект, в связи с чем их вводят в противоперхотные шампуни. С этой целью применяют экстракты хны, крапивы, березовых листьев, алоэ, репейника, чабреца, тысячелистника, календулы, аира и других растений, нередко в допол­нение к базовому лечебному компоненту. Антисеборейный эффект установлен у березового дегтя, который, кроме того, укрепляет волосы.

Нормализует состояние кожи головы, улучшает блеск и расче­сывание волос апилак — маточное молочко пчел; бактерицидное, противоперхотное действие оказывают экстракты прополиса.

Ряд натуральных эфирных масел проявляет бактерицидную ак­тивность. Эвкалиптовое, гвоздичное, фенхелевое, лавандовое масла благоприятно влияют на состояние кожи больных некоторыми вида­ми дерматитов и псориазом. Их вводят в специальные шампуни в со-любилизированном или растворенном (в «масляных» препаратах) виде часто в сочетании с вяжущими, антисептическими, кератолитически-ми и прочими лечебными компонентами.

Принципы составления рецептур и исследование шампуней

Важным фактором при разработке рецептуры пеномоющих средств является использование синергетических эффектов, то есть улучшение характеристик ПАВ в совокупности с другими ингредиентами рецеп­туры, поскольку невозможно добиться одновременно приемлемых по­требительских и дерматологических свойств шампуней при использо­вании лишь одного ПАВ.

Наличие хорошо сбалансированной основы, обеспечивающей мо­ющее действие, высокое пенообразование и оптимальные дерматоло­гические свойства, позволяет значительно облегчить процесс разработки рецептуры с учетом типа и состояния волос. Поддержание естествен­ного водно-липидного баланса возможно лишь при наличии мягкой моющей основы композиции. Чрезмерное обезжиривание и дермато­логическая жесткость ПАВ могут привести к значительным изменени­ям водно-липидного баланса кожи и спровоцировать дальнейшее раз­витие негативных процессов. Поэтому очень важны дерматологические свойства косметических средств, которые длительное время находятся во взаимодействии с поверхностью волоса и кожей головы.

Особое значение имеют коллоидно-химические характеристики, определяющие потребительские свойства пеномоющих средств:

— вязкость;

— пенообразующие свойства;

— сенсорная оценка.

Вязкость продукта определяется потребительскими и технологичес­кими требованиями. Потребительские требования, предъявляемые к готовому продукту, заключаются в удобстве использования (легкость растворения в воде и распределения на коже и волосах) и дозировки. С технологической точки зрения особое внимание сле­дует уделять вязкости продуктов, в которых содержатся дополни­тельные добавки в виде дисперсий (например, перламутровый концен­трат, пиритионат цинка и некоторые БАВ). Перламутровые продукты требуют уровня вязкости, как правило, не менее 3000 мПа · с. Во многих случаях также очень важен характер течения продукта (зави­симость вязкости от скоростей сдвига), который определяется функ­циональностью продукта и типом дозирующего устройства. Реко­мендуемый уровень вязкости для шампуней 2000–5000 мПа · с.

Высокая вязкость пеномоющих средств достигается путем элек­тролитного загущения растворов этоксилированного лаурилсульфа-та натрия (чаще всего с помощью хлорида и цитрата натрия). Мно­гие неионогенные и амфотерные ПАВ, особенно амфотерные ПАВ (алкилбетаины, сульфобетаины, кокоамфоацетаты), также способны загущать растворы лаурилсульфоэтоксилатов натрия, что позволяет значительно уменьшить количество электролитов, необходимых для достижения требуемой вязкости. Поэтому введение даже небольшо­го количества алкилбетаинов позволяет значительно снизить содер­жание электролитов в пеномоющих средствах.

Шампунь должен сохранять минимально допустимую вязкость при температуре до +40 °С и не подвергаться расслаиванию после воздей­ствия низких температур. Для предотвращения седиментации (выпа­дения осадка) тонкодисперсных добавок при хранении готовой про­дукции необходимо обеспечить максимальную стабильность вязкости в широком диапазоне температур. Температура помутнения шампуней должна быть, как правило, не выше +5 °С. Введение некоторых ПАВ позволяет значительно понизить точку помутнения продукта. Напри­мер, при использовании лаурилсульфобетаинов или диэтаноамидов ненасыщенных жирных кислот типа линолевой кислоты возможно по­низить точку помутнения до –10 °С.

Пенообразующая способность Основными характеристиками пенообразующих свойств ПАВ являются:

— объем пены;

— стабильность пены;

— плотность (кремистость) пены.

Рыхлость, нестабильность пены и дерматологическая жесткость сульфоэтоксилата натрия делают необходимым дополнительное использование одного мягкого или нескольких ПАВ для улучшения качества и стабильности пены. Правильный подбор комбинации ПАВ (в дополнение к сульфоэтоксилату натрия) с загустителем позволяет обеспечить требуемые стабильность и плотность пены.

Объем пены напрямую связан с концентрацией основного ани­онного ПАВ. Стабильность и плотность пены являются чрезвычай­но важными характеристиками готового продукта, которые необхо­димо учитывать при разработке рецептуры шампуней.

Плотная мелкая пена улучшает удаление загрязнений и жира при смывании пеномоющего средства. Кроме того, красивая мелкая пена доставляет потребителю эмоциональное удовольствие и свидетельствует о высоком качестве продукта, что является одним из решающих фак­торов при его повторной покупке.

Оптимальными параметрами считаются стабильность пены 80–90 % в течение 20–30 мин и плотность пены 7–10 г/л.

Сенсорная оценка пеномоющих средств Субъективная оценка определяется по результатам тестирования добровольцев после многократного применения пеномоющего сред­ства. При таком тестировании используется так называемый конт­рольный лист испытания, в котором, кроме органолептических харак­теристик, оцениваются многие потребительские характеристики. Среди сенсорных характеристик следует особо выделить ощущение на коже и на волосах после применения и легкость смывания, которые напря­мую определяются свойствами сырьевых компонентов. Шампуни дол­жны не только эффективно удалять загрязнения, но и легко смываться и оставлять приятные ощущения. Наивысшую оценку по этим пара­метрам имеют средства, содержащие бетаины, сульфобетаины и это-ксилированные моноэтаноламиды жирных кислот рапсового масла, ла-урилэтоксикарбоксилаты.

Основными объективными показателями при оценке действия пено­моющего средства являются:

— объем пены;

— шелковистость и легкость волос после многократного применения.

Выбор комплекса ПАВ В средствах для ухода за волосами в качестве основного ПАВ часто используются анионные ПАВ. Они должны совмещать высокие пено-образующие свойства, способность к электролитному загущению и удо­влетворительные дерматологические характеристики.

Основная задача при создании рецептуры шампуней заключается в снижении раздражающего действия анионных ПАВ.

Действующими ПАВ в шампунях остаются алкилсульфаты нат­рия, аммония и триэтаноламина (ТЭА). Рецептуры шампуней с ал-килсульфатами по-прежнему являются распространенными на рын­ке, что связано с удовлетворительными дерматологическими характеристиками данной группы ПАВ. Примером основы шампуня для нормальных волос может служить состав, который вследствие наличия карбоксибетаина и диэтаноламидов обладает некоторым кон­диционирующим эффектом (%):

Лаурилсульфат натрия                                                                10,0

Лаурилсульфат ТЭА                                                                    5,0

Лаурилкарбоксибетаин                                                                 3,0
Диэтаноламиды алифатических кислот

кокосового масла                                                                         4,0

Вода очищенная                                                                   до 100,0

Дополнительным введением в рецептуру 1–5 % неионогенного со-любилизатора из числа твинов достигается антимикробный эффект.

Примером кремообразного шампуня для нормальных и жирных волос на базе триэтаноламиновой соли лаурилсульфата служит следу­ющий состав (%):

Лаурилсульфат МЭА (27 %)                                                        50,0

Стеарилдиметилбензиламмонийхлорид                                          2,5

Обессоленная вода                                                              до 100,0

Образование перламутровой взвеси в данном составе связано с об­разованием дисперсии катион-анионного ПАВ.

Шампунь для жирных волос, действующим началом которого яв­ляются производные арилзамещенных карбоновых кислот (%):

Лаурилсульфат ТЭА (42 %)                                                         12,0

Диэтаноламиды алифатических кислот кокосового масла                 2,0

Карбоксиметилцеллюлоза                                                           0,25

Метил-2-(3, 4-диметоксибензил) ацетоацетат                                  8,25

Отдушка                                                                                     0,2

Вода очищенная                                                                  до 100,0

Современной тенденцией в производстве оптимизированных соста­вов шампуней является создание мягких многокомпонентных средств, выполняющих одновременно несколько функций, например (%):

Лаурилсульфат ТЭА (40 %)                                                         37,5

Лауроилсаркозинат натрия (30 %)                                                  7,0

«Сультаин» («Миратаин-СВЗ»; 50 %)                                             7,0

a-глюконамидопропилдиметилдигидроксиэтил-
аммоний-хлорид                                                                      1,0 (1)
Белковый гидролизат                                                                     0,5
Сополимер диаллилдиметиламмонийхлорида
с акриламидом                                                                             2,0
Гидролизат кератина                                                                     0,5
Диэтаноламид лауриновой кислоты                                                3,5
Пантенол                                                                                     1,0
Пропиленгликоль                                                                         1,0
Консервант                                                                                  0,6
Лимонная кислота                                                                       0,35
Хлорид натрия, отдушка, вода                                                 до 100,0

В данной рецептуре содержится 4 разнотипных кондициониру­ющих компонента, из которых (1) выполняет еще и гидратирую-щую функцию. Совместимость лаурилсульфата ТЭА с катионными веществами достигается благодаря ПАВ-«посредникам», а именно: лауроилсаркозинату и сультаину. Консистенцию регулируют диэтаноламидом лауриновой кислоты и хлоридом натрия.

Алкилэтоксисульфаты натрия, аммония, магния, реже моно- и три-этаноламина являются основным типом анионных ПАВ в составе шам­пуней. Прекрасная пена (вне зависимости от жесткости воды), сравни­тельно низкий уровень раздражающего действия, хорошее смывание загрязнений, легкость регулирования консистенции солями, алкилол-амидами, оксиэтилированными глицеридами алифатических кислот, оксидами аминов и прочими добавками, совместимость со многими другими типами ПАВ и кондиционирующими компонентами, доста­точная биоразлагаемость делают эти ПАВ доминирующей основой шампуней.

Примером современной основы шампуня может служить следую­щий состав (%):

Лаурилэтоксисульфат натрия                                                      15,0

Алкиламидопропилкарбоксибетаин                                               1,0

Моноэтаноламиды алифатических кислот кокосового масла     3,0
Гидроксиэтилцеллюлоза                                                               0,5

ЭДТА тринатриевая соль                                                             0,1

Консервант, отдушка, краситель, регулятор рН, вода                 до 100,0

Она может дополнительно содержать катионные кондиционирую­щие и пережиривающие добавки.

Катионные ПАВ типа амидоаминов лучше сочетаются с анионны­ми ПАВ, чем соли обычных четвертичных аммониевых оснований. Примером служит вариант кондиционирующего шампуня:

Лаурилэтоксисульфат натрия (30 %)                                              50,0

Амидоамин на кислотах ланолина                                                   0,5
Диэтаноламиды алифатических кислот

кокосового масла                                                                         6,0

Отдушка, вода                                                                       до 100,0

Алкилтриэтоксисульфат натрия является основой мягкого кремооб-разного, кондиционирующего шампуня с перламутровым блеском (%):

Алкилтриэтоксисульфат натрия                                                    35,0

Алкиламидопропилкарбоксибетаин (40 %)                                      6,0

Катионное производное полиалкиленоксида                                    0,2

Диэтаноламиды кислот кокосового масла                                       2,5

Перламутровая добавка                                                                3,0

Отдушка                                                                                     0,2

Краситель                                                                                  0,04

Консервант                                                                                0,05
Вода очищенная                                                                      до 100,0

К этому типу ПАВ близко примыкают этоксисульфаты на основе моноэтаноламидов алифатических кислот, являющиеся еще более ак­тивными и м я г кими. Примером может служить рецептура шампуня (%):

Алкиламидоэтилтриэтоксисульфат ТЭА (40 %)                               33,0

Алкиламидоэтилсульфосукцинат                                                   4,0

Перламутровая добавка                                                                4,0

Криолан                                                                                      0,5

Апилак лиофилизированный                                                         0,1

Формалин                                                                                  0,05

Отдушка                                                                                    0,75
Краситель (родамин С, метаниловый желтый),

хлористый натрий, ортофосфорная кислота, вода                         до 100

Благодаря наличию апилака и криолана волосы хорошо расчесы­ваются во влажном состоянии и приобретают натуральный блеск.

Большое значение для производства шампуней имеют сульфаты моноглицеридов алифатических кислот и сульфаты полигликолевых эфиров этих кислот.

Подобно амфолитам и неионогенным ПАВ, карбоксиметилаты мо­гут играть роль посредников между анионными и катионными ПАВ. Диэфиры полиэтиленгликолей и высших жирных кислот как загусти­тели особенно эффективны в дерматологически мягких сочетаниях ПАВ, содержащих амфолиты, сульфосукцинаты, ациламинокислоты, то есть там, где трудно регулировать вязкость обычными веществами.

Регулирование вязкости достигается введением полибутиленоксида в концентрации 10–24 %. Высокая вязкость и хорошая пена достигаются при низких концентрациях анионного ПАВ или даже при его отсутствии. Снижается уровень раздражения кожи с введением блок-сополимеров оксида бутилена и оксида этилена.

Большее применение в современных шампунях в качестве основного ПАВ находят соли полуэфиров сульфоянтарной кисло­ты — сульфосукцинаты. Сульфосукцинаты относят к числу наибо­лее мягких ПАВ. Неплохие пенообразователи, они оказывают на кожу легкое обезжиривающее действие.

Для повышения потребительских свойств сульфосукцинаты ча­сто используют в сочетании с сильно пенящимися сульфоэтоксила-тами, алкилсульфатами и олефинсульфонатами.

Мягкий густой шампунь (%):

Олеамидоэтилсульфосукцината динатриевая соль (40 %)                  40,0

Лаурилэтоксисульфат натрия (25 %)                                              40,0

Лаурамидопропилкарбоксибетаин (40 %)                                       10,0

Краситель, консервант, отдушка, вода                                       до 100,0

Амфотерные и цвиттер-ионные ПАВ широко применяют в конди­ционирующих, детских и специальных шампунях. Согласно статисти­ке, они содержатся в 24 % шампуней для нормальных волос и в 57 % всех шампуней для сухих волос. Для них характерны мягкость действия на кожу и волосы, некоторый бактерицидный эффект, совместимость в рецептурах как с анионными, неионогенными, так и с катионными кондиционирующими компонентами, в связи с чем их нередко исполь­зуют в качестве солюбилизаторов. Немаловажно и то, что при добавле­нии амфолитов снижается концентрационный порог раздражающего действия анионных ПАВ.

Так как неионогенные ПАВ в рецептурах шампуней играют подчи­ненную, вспомогательную роль, их вводят в качестве солюбилизато-ров и диспергаторов комплексов ПАВ, смягчающих, жировых, арома­тических и лечебных компонентов. Применение неионогенных ПАВ улучшает дерматологические свойства, регулирует вязкость рецептур, загущает, стабилизирует пену и придает «перламутровость». В качестве солюбилизаторов используются этоксилаты алифатических спиртов, касторового и рапсового масел, ланолина, глицеридов, ангидросорби-тановых эфиров и алкилоламидов алифатических кислот, полиэтилен-гликолевые эфиры этих кислот, блок-сополимеры оксидов этилена и пропилена.

В качестве дополнительных ПАВ (со-ПАВ) используются раз­личные амфотерные, неионогенные, некоторые анионные поверх­ностно-активные вещества. Использование данных ПАВ позволяет значительно улучшить характеристики пены, вязкость и дерматоло­гические свойства. Концентрация данных ПАВ или комбинации не­скольких со-ПАВ составляет 20–30 % от концентрации основного ПАВ, то есть в соотношении 1:3–1:4.

Доступными и мягкими ПАВ являются анионные сульфосукци-наты и амфотерные кокоамфодиацетаты натрия. Сульфосукцинаты натрия обладают хорошими дерматологическими и пенообразующи-ми свойствами. Основным неудобством при использовании суль-фосукцинатов является низкая загущающая способность и недо­статочная физическая стабильность при низких температурах, что приводит к выпаданию осадка при хранении. Неоспоримыми преиму­ществами сульфосукцинатов натрия являются их низкая цена и очень хорошие пенообразующие свойства в комбинации с алкилэтоксикар-боксилатами.

Кокоамфодиацетаты являются распространенными со-ПАВ в дет­ских моющих средствах. Основными недостатками этих ПАВ являются низкая загущающая способность и желтоватый цвет. При хранении ко-коамфодиацетатов обычно наблюдается значительное увеличение вязко­сти. Новое поколение кокоамфоацетатов — кокоамфомоноацетат натрия, который имеет ряд преимуществ: высокую загущающую способность и содержание электролитов, близкое к свойствам традиционных кок-амидопропилбетаинов, хорошие дерматологические свойства.

Широкое распространение в качестве со-ПАВ получили бетаины, прежде всего кокамидопропилбетаины. Это обусловлено их высокой загущающей способностью, хорошими пенообразующими свойствами в комбинации с сульфоэтоксилатами натрия.

В 90-е годы возрос интерес к сульфобетаинам как к со-ПАВ, в част­ности, кокамидопропилсульфобетаину и лаурилсульфобетаину. Сре­ди главных достоинств этих ПАВ следует назвать их прекрасные дер­матологические свойства, в том числе по отношению к слизистой оболочке глаз, и очень высокую загущающую способность. Высокие дерматологические свойства лаурилсульфобетаина в своем классе дают возможность использования в средствах для детей и для чувствитель­ной кожи.