CN105030571B - 一种纯物理防晒乳及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯物理防晒乳及其制备方法，该物理防晒乳主要由以组分组成：环状二甲基有机硅油，鲸蜡基聚乙二醇，苯基硅油，环状硅氧烷和PEG/PPG‑10/10，硅油，有机硅弹性体凝胶，环状二甲基有机硅油，超微粒子氧化锌，聚甲基丙烯酸甲酯球体，超微粒子二氧化钛，去离子水，吐温20，α‑红没药醇，盐，1，3‑丁二醇和甘油和透明质酸钠组成。本发明能够有效屏蔽UVA和UVB，达到SPF30/PA+++的防晒要求，使用安全，使用时皮肤呈现自然白晰，并具有抗菌效果。本产品性质温和，不含任何激素类化学添加剂，对人体无任何过敏等不适反应。使用时，铺展性更好，具有更透明更清澈的质感，成本低。

Description

一种纯物理防晒乳及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种纯物理防晒乳及其制备方法，属于日用化妆品技术领域。

【背景技术】

物理防晒顾名思义，就是利用物理学原理，这种防晒霜的原子微粒是片状的，当在脸上涂开的时候，就象镜子一样，反射阳光，达到防晒的目的，以此区别于化学防晒。物理防晒主要添加一些反射光的微小粒子，一般是由二氧化钛、氧化锌等组成，将紫外线反射出去，避免皮肤接受紫外线而受到伤害。这类产品的品质决定于反射粒子的处理质量，一般紫外线是可以透过粒子的缝隙到达皮肤的。

太阳光中的紫外线按其波长可分为UVA(320nm～400nm)、UVB(280nm～320nm)和UVC(200nm～290nm)，能损伤人体皮肤的紫外线主要是UVB和UVA。其中UVB是中波紫外线，虽然此类紫外线的极大部分可被皮肤表皮所吸收而不能渗入皮肤内部，但由于其阶能较高，对皮肤可产生强烈的光损伤，导致灼伤、间接色素沉积和皮肤癌的主要根源，灼伤主要表现皮肤出现红斑，严重者还可能伴有水肿、水疱、脱皮、发烧和恶心的症状，是应重点预防的紫外线波段。目前，防晒化妆品中的防晒指数(SPF)就是针对UVB的防护。UVC虽绝大部分被大气平流层中的臭氧层所吸收，但由于其波长短、能量高和臭氧层破坏的日益加剧，对人类造成的伤害也不能忽视。随着全球紫外线辐射强度的不断增加和皮肤科学的发展，UVA对人体的伤害逐渐引起人们的关注。

UVA的穿透能力强且具有累积性，可到达真皮深处，并可对表皮黑色素起作用，从而引起皮肤黑色素沉着，使皮肤变黑。UVA可长期积累，长期作用于皮肤可造成皮肤弹性降低、皮肤粗糙和皱纹增多等光老化现象，是导致皮肤老化和严重损害的主要因素之一。UVA还能加剧UVB造成的伤害。纳米氧化锌能够有效屏蔽UVA，近年来在防晒化妆品中得到广泛应用。

在防晒产品开发的过程中，一些具有防晒和抗紫外线功能的有机化学成分引起了人们的极大关注。与传统的有机合成紫外光吸收剂相比，物理防晒成分具有刺激性低、副作用少，更加安全、可靠的优点，可避免传统化学防晒剂对人体皮肤的刺激和过敏现象。物理防晒成分防晒霜已成为当今化妆品行业的一大热点，其市场空间广阔，有很大的研究开发价值。

如果要免了紫外线直接接触皮肤那么它就要像镜子，你可以想象一下物理防晒的“观感”，以前的制作工艺和技术没有现在这么发达，所以物理防晒都会有“白色面具”般的效果，而且在阳光下如果出汗还会融化而影响美观，甚至还会对衣服染色。但是，好在现在的工艺采用了微颗粒，甚至已经到了纳米级，所以美观效果改善了很多。物理防晒的优点：可以长时间反射紫外线，只要不出汗或者擦拭，可以一直保持防晒效果。对于某些对化学防晒过敏的女性朋友来说，物理防晒是个非常不错的选择。

市场现有物理防晒产品主要集中在对UVB的防护，而对UVA防护领域很少涉及。

【发明内容】

本发明的目的是弥补现有技术的不足，提供一种安全、有效屏蔽UVA和UVB、并呈现自然白的纯物理防晒乳。

本发明的另一目的是提供一种上述防晒乳的制备方法。

本发明为了实现上述目的，采用以下技术方案：

一种纯物理防晒乳，其特征在于由以下质量百分比组分组成：

A相：

A1相：

B相：

B1相：

甘油 2.0-10.0％

透明质酸钠 0.01-0.1％

C相：

防腐剂 0.1-0.15％

香精 0.01-0.1％。

优选地，一种纯物理防晒乳，其特征在于由以下重量百分比组分组成：

A相：

A1相：

B相：

B1相：

甘油 5％

透明质酸钠 0.02％

C相：

防腐剂 0.1％

香精 0.05％。

纳米ZnO和纳米TiO₂是两种重要且广泛使用的物理防晒剂，它们屏蔽紫外线的原理都是吸收和散射紫外线。由于它们均属于N型半导体，金红石型TiO₂的禁带宽度(Eg)为310eV，ZnO的禁带宽度为312eV。当受到紫外线的照射时，价带上的电子可吸收紫外线而被激发到导带上，同时产生空穴-电子对，因此它们具有吸收紫外线的功能。另外，纳米ZnO和纳米TiO₂的颗粒尺寸远小于紫外线的波长，纳米粒子可将作用于其上的紫外线向各个方向散射，从而减少照射方向的紫外线强度，这种散射紫外线的规律符合Rayleigh光散射律。但纳米ZnO在屏蔽波长UVA(335nm～380nm)效果优于纳米TiO₂。

“MT系列超微粒子二氧化钛”产品作为防止皮肤受紫外线的影响而发生日灼以及色素沉积的化妆品原料得到了高度的重视。这是日本一流的二氧化钛生产厂家TAYCA公司运用长期以来积累的高尖技术所开发的产品。“MT系列超微粒子二氧化钛”产品同目前通常使用于颜料的二氧化钛相比，其超微细粒子的粒径非常小，为10～15nm，纳米TiO₂有很高的化学稳定性、无毒性、非迁移性，因此在阻挡紫外线、透过可见光以及安全性方面具有一般化妆品原料所不具备的许多优良特性和功能。纳米TiO₂既能吸收紫外线，又能发射、散射紫外线，因此抗紫外线的能力强，与同样剂量的有机抗紫外剂相比，它在紫外区的吸收峰更高；而且纳米TiO₂对中波区和长波区紫外线均有阻隔作用，不象有机抗紫外剂只是单一对中波区或长波区紫外线有屏蔽作用。特别是由于其颗粒较细，制成品透明度高，能透过可见光，加入化妆品使用时皮肤白度自然，克服了有机物或颜料级TiO₂不透明，使皮肤呈现不自然的苍白色的缺点。正因为如此，纳米TiO₂很快被广泛重视并逐步取代一些有机抗紫外剂，成为当今防晒化妆品中性能优越一种物理屏蔽型抗紫外剂。

日本帝国化工公司生产的“MZ系列超微粒子氧化锌”同样具有这样的特性优点。研究发现，纳米ZnO对紫外线UV-A的防护功能比传统的纳米二氧化钛要强，对紫外线UV-A和UV-B均具有良好的防护效果，因此纳米ZnO在化妆品领域的应用迅速发展。纳米ZnO可在化妆品中作为新型防晒剂和抗菌剂。因为它们无毒、无味、对皮肤无刺激性，不分解、不变质、热稳定性好，且纳米ZnO本身为白色，可以简单地加以着色，价格便宜，吸收紫外线能力强，对UVA(长波320～400nm)和UVB(中波280～320nm)均有屏蔽作用，因而得到广泛使用。纳米ZnO在阳光，尤其在紫外线照射下，在水和空气(氧气)中能自行分解出自由移动的带负电的电子(e-)，同时留下带正电的空穴(h)。这种空穴可以激活空气中的氧变为活性氧，有极强的化学活性，能与多种有机物发生氧化反应(包括细菌内的有机物)，从而把大多数病菌和病毒杀死。

本发明利用日本帝国化工公司生产的“MT系列超微粒子二氧化钛”和“MZ系列超微粒子氧化锌”光学特性，并采用复配技术，制造出效果优良，安全性突出的精华化妆品。“MT系列超微粒子二氧化钛”对不同波长紫外线的防晒机理不一样，对长波区紫外线的阻隔以散射为主，对中波区紫外线的阻隔以吸收为主。“MT系列超微粒子二氧化钛”由于粒径小，活性大，既能反射、散射紫外线，又能吸收紫外线，从而对紫外线有更强的阻隔能力。

本发明采用全硅油复配工艺，硅油具有卓越的耐高、低温性，良好的耐老化性，低的表面张力，无毒无味，生理惰性、低的粘温系数，较高的压缩性，低的发挥性，配伍性好，良好的润滑性。环状二甲基有机硅油作为本产品基础油，能充分分散二氧化钛和二氧化锌NM颗粒，使产品具备优良的皮肤触感，同时保证不影响二氧化钛和二氧化锌NM颗粒的物理性质，使其更好发挥其防晒性能。

二氧化钛和二氧化锌硅油分散液具有以下特点：

1低粘度(<2000CPS)

很容易添加到配方中；铺展性更好；

透明性更好；更清澈的质感；

2有竞争力的价格

一种上述纯物理防晒乳的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a、将B相和A相分别加热到85℃，搅拌溶解完全；

b、将A1相分散好后，加入A相，保温搅拌均匀成油相；

c、将B1相分散好后，加入B相，保温搅拌均匀成水相：

d、把水相缓慢抽入油相中，快速搅拌10min，均质3min后保温15min；

e、搅拌降温至45℃时，加入C相，继续搅拌降温至40℃时出料即可。

本发明润肤乳液具有以下优点：

本发明能够有效屏蔽UVA和UVB，达到SPF30/PA+++的的防晒要求，使用安全，使用时皮肤呈现自然白晰，并具有抗菌效果。本产品性质温和，不含任何激素类化学添加剂，对人体无任何过敏等不适反应。使用时，铺展性更好，具有更透明更清澈的质感，成本低。

【附图说明】

图1为白油的质量分数与吸光度A标准曲线拟合图。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，详见表1：

表1：各实施例的配方组成，以重量百分含量表示。

表1：

以上实施例的制备工艺如下：

a、将B相和A相分别加热到85℃，搅拌溶解完全；

b、将A1相分散好后，加入A相，保温搅拌均匀成油相；

c、将B1相分散好后，加入B相，保温搅拌均匀成水相：

d、把水相缓慢抽入油相中，快速搅拌10min，均质3min后保温15min；

e、搅拌降温至45℃时，加入C相，继续搅拌降温至40℃时出料即可。

本发明实施例1-4的性能指标测试结果如下：

1.外观：乳白色膏霜

2.pH值：5.5－7.5

3.耐热稳定性考察(48℃×24h)：合格

4.耐寒稳定性考察(-15℃×24h)：合格。

本发明实施例性能评估试验如下：

一、皮肤刺激性试验：

选2.5～3kg健康家兔40只，每只兔子背部左右对称选20处剃毛2.5cm²,以自身对照试验法进行，40只兔子分成四组，每组涂一个实施例产品，每次涂0.5g本发明产品或空白基质，每天两次，左侧或右侧随机给药，观察并记录24h、72h后皮肤的反应现象。

结果表明：涂本发明产品24h、72h后未见皮肤发红、发疹、水疙等局部刺激反应。

二、防晒性能检测

1、实验原理及方法

SPF是防晒系数(又叫防晒系指数，Sun Protection Factor)的英文缩写，表明防晒用品所能发挥的防晒效能的高低。它是根据皮肤的最低红斑剂量来确定的。皮肤在日晒后发红，医学上称为“红斑症”，这是皮肤对日晒作出的最轻微的反应。最低红斑剂量，是皮肤出现红斑的最短日晒时间。使用防晒用品后，皮肤的最低红斑剂量会增长，那么该防晒用品的防晒系数SPF则为：

SPF＝最低红斑剂量(用防晒用品后)/最低红斑剂量(用防晒用品前)原则上以东方人的肤质来说，日常美白保养只要选用SPF值在8～15的防晒品，并不需要太高的防晒系数。只有在从事游泳、打球等户外活动或在炎热夏季的时候，才用SPF值在15以上的防晒品，来抵挡紫外线对肌肤的损害。如果一味地追求高防晒系数，反而会造成肌肤不必要的负担。

SPF值越高，防护时效越长。一般人没有任何防备地站在阳光下面暴晒，15分钟皮肤开始出现红斑，如果你选择的是SPF20的防晒霜，你在日晒下的安全时间就是15×20＝300分钟，以此类推。当然，皮肤在阳光下的承受力是因人、因时段和纬度而异的。所以选择什么样的防晒品，要根据你在户外活动的时间及阳光的强度来决定。在办公室里工作的白领，只要使用SPF15至SPF25的防晒霜就足够了。而外出办事、逛街和休闲旅游时，最好选用SPF30以上的防晒品。

MT系列超微粒子二氧化钛具有阻挡紫外线的特性，采用光度法可通过测定其在紫外区域的反射强度，判定其紫外阻挡效果。物理防晒霜也可通过此方法比较其防晒效果。阳光中的紫外线是200nm～400nm的电磁波，可透过人的皮肤而引起人体的各种生化反应。可促进人体维生素D的合成，杀菌、消毒,对人体的健康和卫生有预防和治疗作用。但是，其中280nm～320nm的UVB区、320nm～400nm的UVA区的紫外光却能使皮肤晒黑、晒伤，甚至引起皮肤癌。在化妆品中加入防晒剂，预防减少紫外线对人体的损伤是近年来世界化妆品发展的趋势。在化妆品中使用的防晒剂可分为两类：紫外吸收剂(化学防晒)和紫外线屏蔽剂(物理防晒)。对于防晒化妆品防晒性能的评价，国外一般使用测定防晒因子(SPF)值的方法和测定紫外吸光度的方法。美国食品医药管理局(FDA)在1978年发表了化妆品实施紫外吸收剂的安全性和有效性的评价测试方法，提出了用SPF值表示防晒护肤品的防晒效果。1984年欧洲(DIN67501)、1983年澳大利亚(AS2604-1983)和1982年日本在化妆品工业检测上也公布了相应的评价测试方法。紫外吸光度的方法可分为两种：其一是使用普通紫外分光光度计，将防晒化妆品制成极薄的液膜(薄膜法)，或用混合溶剂将防晒化妆品全部溶解(溶剂法)，测定其紫外光的吸光度值(见1983年、1986年澳大利亚的国家标准)。另一种方法是使用根据紫外分光光度计的原理制成的SPF仪(美国FDA已批准)，测定涂布在医用透气胶带上的一薄层防晒化妆品的紫外吸光度值，仪器自动转换成SPF值输出。美国、欧洲、日本的一些化妆品生产公司使用此种方法测定SPF值作为参考。

据报道国内预防医科院环境卫生监测所、武汉大学、上海日用化学工业研究所、北京日用化学研究所等单位做过用人体、动物和紫外光谱仪进行防晒效果评价的研究，但没有形成统一的评价标准和测定方法。还有的化妆品厂家引进了美国的SPF仪进行测试，用来指导生产。北京日用化学研究所研制的方法通过比较产品的紫外吸光度值的大小，判断产品UVB区的防晒效果，并可与相应的SPF值比较,方法简便快速,重现性较好。

2、测定方法

光学测定原理

根据兰伯-比耳定律:A＝log I0，I＝log(1/T)

A—吸光度

I0—入射光强度

I—透射光强度

T—透过率

假定以石英片为角质层、表皮等生物材料，在上面涂布防晒化妆品,使用紫外分光光度计测定它们的吸光度(透过率)值。根据吸光度(透过率)的大小,评价产品的防晒性能,并可得到相应的SPF值作为参考。3、实验仪器及材料

紫外/可见分光光度计

石英片(23mm×23mm)

美国3M公司产透气医用胶带

4、实验方法

精称防晒护品于石英板或贴有医用胶带的石英池上，在紫外分光度计上测定样品在280nm～320nm的吸光度(透过率)。将测定值求算术平均值，所得结果做产品U VB区的防晒效果的综合评价。

5、实验条件选择

5.1薄膜法稀释剂的选择

选择几种不同的稀释剂如蓖麻油、丙二醇、丙三醇、白油和橄榄油,分别稀释同一防晒化妆品样品，测定其吸光度(透过率),结果表明白油性能最好。

5.2制样方法的选择

制样方法不同，对样品测试有一定影响。一般薄膜法、胶带法适用于普通膏霜、奶液产品,溶液法适用于透明液体产品和能被溶剂完全溶解的产品。胶带法是借鉴国外SPF仪的制样方法。

(1)用3M公司生产的透气医用胶带，将其贴在1cm的吸收池的一侧表面上，长4cm。

(2)称样品8mg贴在吸收池表面的胶带上，涂敷均匀。

(3)放置30min。

(4)在紫外分光光度计上测其280nm～320nm的吸光度值。

将胶带法样品涂敷后直接测的吸光度值与放置30min成膜后测得的吸光度值比较,后者明显高于前者,且重现性好。

6、实验结果

以白油为基础油，配置对甲氧基肉桂酸辛酯不同浓度的单一紫外线吸收剂标准样品，测定其的吸光度，并做浓度与吸光度值A的相关曲线，如图1所示，纵轴(y)A表示吸光度平均值，横轴(x)w％表示白油的质量分数，即对甲氧基肉桂酸辛酯浓度。

实际工作中，变量间未必都有线性关系，如服药后血药浓度与时间的关系；疾病疗效与疗程长短的关系；毒物剂量与致死率的关系等常呈曲线关系。曲线拟合(curvefitting)是指选择适当的曲线类型来拟合观测数据，并用拟合的曲线方程分析两变量间的关系。对于某些非线性的资料可以通过简单的变量变换使之直线化，这样就可以按最小二乘法原理求出变换后变量的直线方程，在实际工作中常利用此直线方程绘制资料的标准工作曲线，同时根据需要可将此直线方程还原为曲线方程，实现对资料的曲线拟合。图1曲线根据以下关系得出：

y＝0.0295x-0.0012，R²＝0.0957；

R：表示吸光度A与真实值之间的波动半径，

从图1可看出,吸光度值A与紫外线吸收剂的浓度成正比。

用上述制样方法做不同防晒化妆品样品的吸光度值比较,其结果见表2：

表2：国内外部分防晒化妆品测定数据表

防晒产品	SPF值	吸光度A
			资生堂艳阳防晒霜	20	0.832
NIVEA/妮维雅防晒	20	0.951
			雅芳凝白防晒霜	20	1.065
JYS 019防晒霜	15	1.335
			佳雪冰点防晒霜	18	1.522
嘉娜宝高水份芦	24	1.796
			玉兰油美白防晒	15	2.004
羽西防晒霜	15	2.134
			美加净防晒霜	15	2.143
倩碧无油城市隔	25	2.458
			JYS 5防晒霜	15	2.571
S/柏氏化妆品正	23	2.616
			实施例1	30	3.147
实施例2	30	3.254
			实施例3	30	3.286
实施例4	30	3.198

不同类型的皮肤被光照射时产生的变化与阳光中UVB波段紫外光的最小透过率有一定的关系，而晒伤是和UVB区紫外线各波长的红斑透射力和到达地表的能量的相对积的积分值相关。美国、澳大利亚、日本等国家把皮肤类型、UVB区紫外线的有效透过率、产品的SPF值和防晒效果进行分类对照,我们根据实验测试的吸光度值做出了相应的综合评价，如表3所示：

表3：皮肤类型、有效透过率、吸光度、SPF值和防晒效果综合评价表

目前还有另一种防护评价方法，PFA(protection factor of UVA)防护系数评价。MPPD表示最小持续色素变量。

PFA＝涂防晒化妆品部位MPPD/未涂防晒化妆品部位MPPD

UVA防护等级如表4所示：

表4：

PA+	PA++	PA+++
			2～4	4～8	＞8

PA是根据紫外线的防护系数(PFA)进行分级的，PA+表示防护性能一般，PA++表示防护性能不错，PA+++表示防护性能最好。但是对UVA防晒系数的研究仍有不确定因素，不能完全固定在一个评价方法上。我国国内的防晒品质量良莠不齐，防晒效果的评价目前尚无统一标准，SPF与PA全面考虑才是更为合理的标准。

经试验检测本产品实施例1-4均达到了SPF30/PA+++的最初的设计要求，但从经济性，外观质感上考虑实施案例2为最佳方案。

Claims (2)

1.一种纯物理防晒乳，其特征在于由以下重量百分比组分组成：

A相：

A1相：

B相：

B1相：

甘油 5％

透明质酸钠 0.02％

C相：

防腐剂 0.1％

香精 0.05％。

2.一种权利要求1所述的纯物理防晒乳的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a、将B相和A相分别加热到85℃，搅拌溶解完全；

b、将A1相分散好后，加入A相，保温搅拌均匀成油相；

c、将B1相分散好后，加入B相，保温搅拌均匀成水相;

d、把水相缓慢抽入油相中，快速搅拌10min，均质3min后保温15min；

e、搅拌降温至45℃时，加入C相，继续搅拌降温至40℃时出料即可。