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皂基型洁面膏配方设计和制作工艺指南

2011-9-17 22:24| 发布者: 海平| 查看: 3270| 评论: 2

摘要: 摘要:本文从皂基型洁面膏的配方结构、制作工艺两方面阐述了皂基型洁面膏中各种组分对皂基体系的作用,以及生产工艺对产品的影响,对化妆品工程师进行皂基型洁面膏产品的配方设计和生产实践具有一定的指导意义和参考 ...

    摘要:本文从皂基型洁面膏的配方结构、制作工艺两方面阐述了皂基型洁面膏中各种组分对皂基体系的作用,以及生产工艺对产品的影响,对化妆品工程师进行皂基型洁面膏产品的配方设计和生产实践具有一定的指导意义和参考价值。

一、洁面膏的配方结构
       洁面膏的配方体系从结构上区分,应包含以下五部分:1、脂肪酸+ 2、多元醇  3、乳化剂 4、表面活性剂5、润肤剂及其他添加剂。

       其中脂肪酸+碱是构成洁面膏体系的骨架,产品的稳定性以及清洁能力、泡沫效果、珠光外观、刺激性等都取决于脂肪酸的选择和配比。

       常用的脂肪酸有十二酸、十四酸、十六酸、十八酸,根据各种酸的性质的以及对产品要求的不同,一般采用以一种酸为主体,其他酸为辅助的搭配比例。

       脂肪酸所产生的泡沫随着分子量的增大而越来越细小,同时泡沫也越来越稳定,但是泡沫生成的难度也越来越大,其中十二酸生产的泡沫最大,也最易消失,十八酸生产的泡沫细小而持久。

       因此,在配方中各种酸通过不同的搭配方式可以给产品带来不同的泡沫性质和使用感受。

       在这四种脂肪酸中,对最终产品的珠光效果影响最大的是十四酸和十八酸,十四酸产生的珠光性质是一种微透明的、类似于陶瓷表面釉层的乳白色珠光,而十八酸产生的珠光是一种强烈的白色闪光状珠光。

       因此,通过对各种脂肪酸的性质的分析,综合对产品的泡沫性质、珠光外观的要求,洁面膏配方中脂肪酸的搭配应该是以十四酸或十八酸为主体,其他酸为辅助的搭配方式。
       脂肪酸在配方体系中的用量一般在28%~35%之间,这主要是由于生成脂肪酸皂的性质决定的,在脂肪酸和碱的中和度保持不变的情况下,脂肪酸的用量直接影响到最终产品的结膏稳定和硬度,脂肪酸的用量增加,产生的脂肪酸皂的量增大,产品的结膏温度也将随之提高,同时产品的硬度也增大。

       如果配方体系中脂肪酸的用量太大,产品的结膏温度过高,可能会导致产品还没有完全皂化的情况下体系就已经结膏了,同时也会影响到产品下一步生产工艺的顺利进行。

       可用于和脂肪酸中和皂化的碱有氢氧化钾、氢氧化钠、三乙醇胺等,但由于氢氧化钠生成的皂太硬,不适合用于化妆品中,而三乙醇胺的生成皂易变色,且当体系中皂的量很大时生产又不易控制,因此可用于洁面膏中的碱基本上主有氢氧化钾一种。

       氢氧化钾的用量取决于配方体系中对脂肪酸和氢氧化钾的中和度的要求,也就是说氢氧化钾的用量决定于脂肪酸的用量,以及氢氧化钾中和脂肪酸的程度,脂肪酸的用量高,对脂肪酸的中和程度高,氢氧化钾的用量也要提高。

       洁面膏中脂肪酸和氢氧化钾的中和度一般应该控制在75%90%之间,这主要是有三方面的原因:1、中和度过低,会导致体系不稳定 2、中和度过高会导致产品的刺激性增加 3、中和度过高会导致体系在皂化时皂液的粘度过高,同时形成产品时的结膏点提高,而影响生产工艺的顺利进行。

       恰当的中和度应该控制在78%85%之间,中和度的计算方法是:(氢氧化钾的用量×氢氧化钾的纯度)÷(体系中所用的脂肪酸的用量×脂肪酸的酸值),具体的计算方法大家可以自己看看。

       洁面膏常用的多元醇有甘油、丙二醇、1,3丁二醇三种,多元醇在洁面膏的配方体系中主要起到分散或溶解脂肪酸皂的作用,由于在皂化的过程中生成的皂只能微溶解于水,在生产的过程中,大量的皂如果不及时分散或溶解,皂化的过程将无法完成,生产也无法继续下去。

       为了及时将生成的皂分散或溶解,必须使用大量的多元醇,甘油对皂的作用表现为分散作用,如果体系中单独使用甘油,用量一般应该在20%以上,丙二醇和1,3丁二醇对皂的作用表现为溶解,因此这两者如果单独使用的话,用量可以少一些,大约在14%以上。

    多元醇对洁面膏体系的作用不仅仅表现在分散或溶解皂上,多元醇对最终产品的珠光性质和稳定性也有很大的影响,由于甘油对皂的作用是分散皂,因此产品体系中析出的珠光不会受到甘油的影响,而丙二醇和1,3丁二醇对皂的作用是溶解皂,因此在溶解皂的同时也会将析出的珠光破坏。所以使用了丙二醇或1,3丁二醇的洁面膏珠光效果会很差甚至没有珠光。

       乳化剂在洁面膏产品最主要的作用是解决一个体系稳定性的问题,准确的说应该是辅助稳定作用,添加适量的乳化剂可以有效的解决洁面膏在高温稳定性,并防止产品体系在恢复常温后泛粗的现象,乳化剂在洁面膏配方体系中的这种作用也是不可缺少的。

       常用的乳化剂可以选择磷酸酯类乳化剂,其用量一般在0.5%2%之间。乳化剂对产品的珠光效果也有很大的影响,如果体系中的乳化剂量过多,最终的产品珠光将无法析出,因此在选择乳化剂种类的同时应该考虑到乳化剂的最低用量,在保证体系稳定的前提下乳化剂的用量应尽可能的少。
       表面活性剂在皂基型洁面膏体系中最明显的作用有以下几方面:1、对皂基的高PH具有缓冲的作用,降低皂基的刺激性 2、改善皂基的泡沫性质,改善使用时的肤感 3、增加洁面膏体系的拉丝感,使用10%左右的表面活性剂能够明显增加产品的拉丝感觉,进而增强皂基的稳定性和改善使用时的手感,这种拉丝感远远超过PEG类物质所能达到的效果。

       此外,根据所使用的表面活性剂的种类的不同,表面活性剂还能够分散皂基、降低皂化过程中皂基的粘度等作用。

       常用的表面活性剂有氨基酸类表面活性剂、MAP类表面活性剂、磺酸类表面活性剂。表面活性剂的用量一般控制在10%左右,用量少了没有作用,用量多了意义不大。

       皂基洁面膏产品体系中除以上几种最重要的成分外,还可以根据自己的需要添加各类润肤成分和其他具有各种功效的添加成分,由于这些成分对皂基体系的影响不大,这里就不详细讲述了。

二、洁面膏的制作工艺
       在配方设计合理的情况下,洁面膏的制作工艺十分简单,也很容易操作,但因其配方结构的特殊性,因此在制作工艺上也有一些需要特别注意的地方。

       和一般的皂化体系不同,皂基型洁面膏的皂化方法采用的是水相(碱液)加入油相(酸液)的方法,其中水相包括:碱、多元醇、表面活性剂、水;油相包括:酸、乳化剂、润肤剂,以及其他油脂类成分。

       具体的操作方法是:

        1、将氢氧化钾加入冷水中,溶解,然后加入多元醇,加热至75  

        2、将酸、乳化剂、润肤剂、以及其他油脂类成分混合,加热至75 

       3、先将油相放入乳化锅内,开启搅拌,然后将水相快速加入到油相中,在水相加入的过程中,体系中可能会出现短暂的少量产生的皂块结团现象,这种现象可以不管,等水相完全添加结束后皂团自然会消失;  

       4、水相添加完成后,在保持体系温度不低于80的情况下,保温皂化3060分钟;

       5、皂化结束后加入表面活性剂,此时应注意避免因搅拌而使体系产生气泡; 

       6、降温至55左右时加入香精和防腐剂; 

       7、降温至4045,体系可是结膏时,保持温度不变,搅拌30分钟以上,搅拌结束后可以出料。
       在这个操作的过程中,有以下几点应该注意:

       1、由于皂化反应是一个强烈的放热反应,皂化过程中体系的温度可以升高大约1020,因此皂化前水相和油相的温度不应过高,一般控制在7075以内,以免最终皂化体系的温度过高。

        2、从皂化开始后一直到生产结束的整个过程中,为了避免体系产生大量的气泡,应避免加热和抽真空,否则产生的气泡无法消除。 

       3、表面活性剂也是产生气泡的一个主要来源,因此表面活性剂应该选择在水相添加结束,体系中的皂块完全溶解后添加,也可以在皂化结束后添加表面活性剂,但添加表面活性剂的温度不应该低于60,以免因整个体系的温度因表面活性剂的加入而降低,从而体系的粘度增大而使由表面活性剂带入体系内的气泡无法浮上来。
       在皂化的过程中,我们之所以选择将水相加入油相的方法,这主要是为了避免在皂化的过程中产生的大量的皂块无法溶解而使皂化反应无法进行下去。因为采用水相加入油相的皂化方法,皂分散的速度快,生产的皂块还没有来得及积累在一起就迅速被分散了,而采用油相加入水相的方法,皂分散的速度慢,很容易使生成的皂块在短时间内迅速积累在一起的形成大的皂团,此时即使是体系中有大量多元醇存在的情况下,也很难再把产生的皂团打开了,特别是在大生产的条件下,这种情况更容易发生。因此,采用水相加入油相的皂化方法比采用油相加入水相的皂化方法更合理一些,更可靠一些。

       关于多元醇是放在水相里还是放在油相里也有一些不同的观点,有人认为丙二醇和13丁二醇等能够和酸混容,因此建议把多元醇放在油相里,认为这样更有利于溶解或分散皂。

       我们可以仔细分析一下多元醇溶解或分散皂的过程:如果采用多元醇放在水相的方法,因为皂可溶解或分散于多元醇中,在碱液加入到酸液的过程中,多元醇随着碱液一同进入到酸中,使得生成的皂在生成的瞬间就马上被多元醇溶解或分散掉,这样可以防止皂块的产生;反之,如果采用多元醇放在油相的方法,虽然体系中多元醇的总量很大,但是在形成皂的局部位置的多元醇的量却很少,生产的皂无法被及时的溶解或分散掉,因此容易生成大的皂团,导致皂化过程无法继续下去。因此,将多元醇放在水相中参与皂化的方法更合理一些。
       在皂基型洁面膏生产中还有一个比较难控制的问题就是体系容易产生气泡,且产生的气泡不易消除,气泡的来源主要有两方面:

        1、加热产生的; 

        2、表面活性剂产生的。

         此外,搅拌和拉真空也是生产气泡的一个主要来源。
       对于一些皂化中和度较高的体系,由于皂化时皂液的粘度较高,因此,如果这个过程中如果产生了气泡,则此气泡将很难再从体系中消除掉,因此,为了避免在此过程中产生气泡,应该确保在皂化的过程中不要因为为了保持皂化的温度而再次加热,同时,搅拌的速度也应该控制在一个合适的转速,防止将空气带进皂化体系。

       表面活性剂的加入时机也是控制气泡产生的一个重要环节,有人为了降低皂液的粘度,将表面活性剂直接放在水相中参与皂化过程,这样的做法将会使表面活性剂因皂化过程剧烈的放热反应而产生大量的气泡,这些气泡被混在粘稠的皂液中无法排除,导致最终的产品中也包含大量的气泡。

       此外,在整个皂化的过程中,为了控制气泡的产生,抽真空也应该是绝对禁止的,抽真空不仅不能将体系内已经存在的气泡拉出来,而且还会使体系产生更多的气泡。

       产品结膏点的控制也是洁面膏制作工艺中的重要环节,适宜的结膏点应该控制在4045,结膏点过高不方便生产,而结膏点过低又不利于产品的稳定性。

    控制结膏点有两个途径:1、控制体系中皂的含量,皂的含量高则结膏点提高,反之结膏点降低; 2、控制体系的中和度,如果中和度超过85%,则结膏温度可能会提高到50以上,这将给生产生产带来很大麻烦,如果中和度低于80%,则可以将结膏点控制在45以内。

      由于配方体系的差异,为了将结膏点控制在一个适当的范围内,应该同时综合的考虑皂的含量和体系中和度对结膏点的影响,这一点大家可以根据自己的配方体系的实际情况来摸索。

      在体系达到结膏点时,保持结膏点的温度,继续低速搅拌3060分钟是十分重要的,一方面可以使皂的分布更加均匀,使体系的硬度能够控制在一个比较低的程度,而不至于使体系变成一个整体很硬的结构,同时也有利于加快珠光的结晶析出,一般以十八酸为主体的洁面膏体系,经过这样长时间的低速保温搅拌,珠光可以在生产结束后马上结晶析出,而且搅拌的时间越长,珠光效果越明显。

       结束语

       皂基型洁面膏的出现虽然已经有很多年了,但是国内的化妆品企业对此类产品的研究似乎仍然处于起步阶段,根据目前在世面上能够见到的国内企业所生产的洁面膏产品的分析,大多数企业所生产的洁面膏产品都没有能够达到国外同类产品的性能指标,因此国内的化妆品工程师有必要就此进行深入的交流和探讨,希望本文能够对这种探讨和交流起到一个抛砖引玉的作用。

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最新评论

引用 smlm 2017-5-24 07:40
配方中有些多元醇与氢氧化钾在一起会变色,实验时应注意这一点。
引用 初晓 2016-3-30 19:41
学习了,谢谢

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