赢创--油包水系统与出水技术的探讨

W/Osystemandquickwaterbreakingtechnologydiscussion油包水系统与出水技术的探讨ConsumerspecialtiesPage2水分快速释放系统市场趋势•来源:日本市场•主要在美容沙龙使用•特別用于面部护理•应用领域:防晒,晒后修复和AHA霜应用效益•更节省成本•创新的概念•相对清爽的手感•水感强烈更有“保湿性”ConsumerspecialtiesPage3水分快速释放的方案水性凝胶体系W/O乳化体系Lovelywaterdroplet!W/O乳剂在使用时，因为油相先行铺展，释放的水相因为界面张力而收缩，从而形成可爱的水珠。ConsumerspecialtiesPage4W/O水分释放体系的可能问题讨论值得注意的两个方面，分别针对“水分释放效果”和“油包水体系”水分释放效果水分释放的影响因素•水相含量的影响•乳化剂用量的影响•其他影响因素稳定性情况油包水体系常见问题•耐寒条件下的出水问题•离心或者耐热条件下的出油问题•粘度降低即过度剪切的问题ConsumerspecialtiesPage5水分释放效果的感官评价出水效果可以用水珠形成的情況加以表述:施用0.5-1g的料体于手背，正常涂抹1分钟后用5分制对水珠的情況评价。5分:水珠很容易形成，且量很多，表示有很好的出水效果。1分:沒有水珠产生，表示没有出水效果。如果评价结果小于3分则其出水效果被视为不可接受ConsumerspecialtiesPage6水分释放效果的影响因素水分释放或者“出水”的过程是：油包水体系的乳化颗粒在剪切（涂抹）作用下破乳。要达到水珠状的效果，可做如下推论：1.释放的水量要足够大→配方的含水量2.释放速度要足够快→配方的乳化剂用量ConsumerspecialtiesPage7水相含量的影响讨论组分配比(wt.%)F1F2F3F4F5F6AABIL®EM900.80.80.80.80.80.8ABIL®Wax9801鲸蜡基聚二甲基硅氧烷1.61.61.61.61.61.6TEGOSOFT®DEC碳酸二乙基己酯2.13.54.956.357.810.65环硅烷4.157.059.912.7515.621.3ABIL®350聚二甲基硅氧烷1.051.752.453.23.95.35MagnesiumStearate硬脂酸镁0.30.30.30.30.30.3BWater水83.9578.9573.9568.9563.9553.95Glycerin甘油555555SodiumChloride氯化钠111111Bronopol(Preservative)防腐剂0.050.050.050.050.050.05Waterphasecontent(%)水相含量88.9583.9578.9573.9568.9563.95Breakingeffect出水效果评分532111不同内相含量的出水效果比较ConsumerspecialtiesPage8水相含量影响的结论012345Breakingeffectscore88.9583.9578.9573.9568.9563.95Waterphasecontent(%)水相含量出水效果当前测试配方系统，水相含量必须≥85%才能获得理想的出水效果但是实际操作中，如果水相含量超过90%,可能导致加水的过程无比艰难，且超过越多，越困难。建议水相含量的上限为90%.注：水相含量≥含水量ConsumerspecialtiesPage9乳化剂ABIL®EM90用量的影响组成配比(wt.%)F7F8F9F10F11AABIL®EM900.40.81.21.62ABIL®Wax9801鲸蜡基聚二甲基硅氧烷1.61.61.61.61.6TEGOSOFT®DEC碳酸二乙基己酯22222环硅烷44444ABIL®350聚二甲基硅氧烷11111MagnesiumStearate硬脂酸镁0.30.30.30.30.3BWater水84.784.383.983.583.1Glycerin甘油55555SodiumChloride氯化钠11111Bronopol(Preservative)防腐剂0.050.050.050.050.0524hViscosity(mPas)SP93,4rpm,RT98,000125,000149,000180,000189,000热稳定性(50℃1month)passpasspasspasspass冷热循环(-15℃-RT)breakpasspasspasspass冷稳定性-15℃(4weeks)breakbreakpasspasspass出水效果55443ConsumerspecialtiesPage10ABIL®EM90的简介EM90在界面上的形态经测试，使用EM90允许乳化超过90%的水相!鲸蜡基PEG/PPG-10/1聚二甲基硅氧烷ABIL®EM90是油包水体系优良的乳化剂~~聚醚鲸蜡基硅酮链ConsumerspecialtiesPage11乳化剂添加量的影响501001502000.40.81.21.62EM90content(%)Viscosity(kmPas)012345Breakingeffectscore0.40.81.21.62EM90content(%)增加乳化剂用量:体系粘度耐寒稳定性出水效果为了兼顾实际使用粘度和出水效果，类似系统的乳化剂推荐用量为0.8%.ConsumerspecialtiesPage12乳化剂用量对体系粘度的影响分析0.4%EM901.2%EM902.0%EM90不同乳化剂用量下的显微结构照片(10x10)乳化顆粒变小相界面积增加体系内摩擦增加体系粘度增加ConsumerspecialtiesPage13W/O高含水量体系的稳定性讨论•耐寒条件下的出水问题这个问题将随水相含量增加变得突出•离心或者耐热条件下的出油问题•粘度降低即过度剪切的问题ConsumerspecialtiesPage14W/O体系耐寒出水的原理分析温度降低导致内相结晶，乳化颗粒也从球形向规则的六面体转变，这种形变作用会破坏界面膜。增加乳化剂用量→巩固界面膜减小乳化颗粒直径→受形变影响小亲水性成分或者电解质可以扒附水分子（通过氢键作用或者静电引力），使水分子不能自由迁徙，从而降低了水的活度，结晶变得困难，宏观表现就是冰点降低。ConsumerspecialtiesPage15改善耐寒稳定性的手段方法I增强界面膜方法II降低水相冰点增加乳化剂用量减小乳化颗粒使用稳定剂电解质亲水性成分提高冷稳定性根据之前的分析，至少有两个方法用以改善耐寒特性：ConsumerspecialtiesPage16以甘油为例的亲水性物质对冷稳定性的影响组分配比(wt.%)F12F13F14F15AABIL®EM900.40.40.40.4ABIL®Wax9801鲸蜡基聚二甲基硅氧烷2.52.52.52.5TEGOSOFT®DEC碳酸二乙基己酯2.02.02.02.0环硅烷4.04.04.04.0MagnesiumStearate硬脂酸镁0.60.60.60.6BWater水81.071.061.051.0Glyerin甘油8.018.028.038.0SodiumChloride氯化钠1.51.51.51.5循环试验(-15℃-RT)3次breakbreakpasspass循环试验(-25℃-RT)2次breakbreakbreakpass不同含量甘油的影响研究甘油含量增加可以显著改善耐寒特性，同时发现：甘油含量越高则水珠颗粒越细ConsumerspecialtiesPage17亲水性组合物的正交设计研究丙二醇聚乙二醇酒精糖类聚糖其他3因子,2水平4因子,3水平范例(34)tests:甘油(10,20,30%)PEG-400(3,6,9%)汉生胶(0.1,0.3,0.5%)酒精(3,6,9)1%NaCl水溶液分別经-15℃和-25℃测试-15℃甘油20%,PEG4003%汉生胶0.3%,酒精6%-25℃甘油30%,PEG4009%汉生胶0.1%,酒精3%正交设计最佳组合亲水性成分配方运用ConsumerspecialtiesPage18W/O高含水量体系的稳定性•耐寒条件下的出水问题•离心或者耐热条件下的出油问题•粘度降低即过度剪切的问题ConsumerspecialtiesPage19离心或耐热条件下的出油讨论油包水配方出油的本质是密度差造成的沉降現象，其可能的原因是：1.由于内外相的密度差造成的乳化体和外相之间的分离2.由于外相油脂之间的相容性不好而产生彼此分离的现象因此，可以根据Stocks沉降公式推导出相关因素182gdust粒径粘度•体系粘度•乳化颗粒的直径但是，右边得沉降公式忽略了：•油相的相容性→单一外相•悬浮稳定剂的使用→屈服值•乳化剂的选择性→颗粒稳定性沉降速度颗粒稳定悬浮所需屈服值的近似公式：gdcmdyns32/2ConsumerspecialtiesPage20有关粘度及颗粒直径的讨论根据沉降公式以及粘度和屈服值的关系，粘度越高则沉降越慢，粘度越高屈服值可能越大，因此高的粘度总是利于稳定的。哪些因素会影响体系粘度呢？外相的粘度：外相的粘度越大则配方最终的粘度越大提高外相粘度可以使用高粘度的油酯甚至蜡质或者增稠剂内外相的比例：内相的比例越高则粘度相应的越高对于高含水量的W/O体系该特性尤为显著乳化颗粒的大小：当内相的量超过20％，乳化颗粒越细则粘度越大对于高含水量的W/O体系该特性尤为显著较小的乳化颗粒不仅沉降速度慢，同时对体系屈服值的要求也低，往往有利于稳定，那么如何获得较小的乳化颗粒呢？简单的办法是：增加乳化剂用量：之前已有讨论增加搅拌的速度：之后将要讨论对于高含水量的W/O体系而言，要获得较高的粘度轻而易举，因此一般不需额外使用增稠剂。ConsumerspecialtiesPage21油相相容性的影响油相的相容性体现在油酯混合后的澄清度上，越透明相容性越好。•对于一般油包水而言，油酯相容性主要影响渗油现象,相容性越差越容易渗油•而对于高内相含量的出水霜，因为油相的量超低，相容性还体现在对操作性的影响上。低的油相相容性导致低的操作性：分別以碳酸二乙基己酯(TEGOSOFT®DEC，与硅油体系相容性好)和甲氧基肉桂酸辛酯(Uvinul®MC80，与硅油体系相容性不好)为例讨论其将会产生的影响ConsumerspecialtiesPage22油相相容性的影响组分配比(wt.%)碳酸二乙基己酯甲氧基肉桂酸辛酯F28F29F30F31F32F33AABIL®EM900.80.80.80.80.80.8鯨蜡基聚二甲基硅氧烷1.61.61.61.61.61.6碳酸二乙基己酯246Uvinul®MC80246环硅烷420420ABIL®350聚二甲基硅氧烷111111硬脂酸镁0.30.30.30.30.30.3B水相90.3590.3590.3590.3590.3590.35外观霜状霜状霜状霜状失败失败热稳定性(50℃,1个月)passpasspasspass──循环测试(-15℃-RT,3次)passpasspasspass──ConsumerspecialtiesPage23油相相容性的讨论过多的OMC导致油相的相容性极差，并进一步导致体系的崩溃这就使当前配方扩展到防晒产品变得很困难那么，低的油相相容性为什么会产生这样的后果呢？Formula28的油相Formula30的油相Formula33的油相ConsumerspecialtiesPage24乳化剂的选择性乳化剂通过其疏水基和油酯结合从而降低了油水两相的界面张力。由于油酯种类繁多，结构不同，因此它们和给定的乳化剂的结合能力是不同的。当配方中使用多种油酯而这些油酯的相容性又不佳时，必然出现某些油酯参与乳化少，甚至无法参与乳化的情況。那些与乳化剂疏水基作用弱的油酯就容易游离出來，并进一步引起两种风险：•出现渗油现象•改变了实际水油比，导致体系崩溃因此，建议设计此类