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2023.09.15
原文:洗发水的配方与工艺,梅海平,已得到作者本人同意适当修改并转载。
一、洗发水的配方结构二、表面活性剂
三、调理剂四、增稠剂
五、功能性助剂六、珠光剂
七、发泡和稳泡剂八、保湿剂
九、去屑止痒剂十、螯合剂和中和剂
十一、香精、防腐剂、色素
十二、洗发水的生产工艺
12.1洗发水工艺流程图
12.2洗发水的冷配工艺
12.3洗发水的热配工艺
12.4洗发水的部分热配工艺
十三、洗发水生产中的常见问题
13.1产品出现不溶性颗粒或结团
13.2体系粘度过高或过低
13.3产品出现分层现象
13.4产品出现果冻现象
13.5产品稳定性的考察
十四、稳定性考察理论公式
一、洗发水的配方结构
表面活性剂、调理剂、增稠剂、功能性助剂、香精、防腐剂、色素、洗发水这几个部分物理混合而成
二、表面活性剂
体系中表面活性剂有主表面活性剂和辅助表面活性剂
主表面活性剂,如AES、AESA、月桂酰肌氨酸钠、椰油酰甘氨酸钾等,主要作用发泡、清洁头发,一般添加量在10~25%左右。
辅助表面活性剂,如CAB、6501、APG、CMMEA、AOS、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱、咪唑啉、氨基酸表活等,主要作用辅助发泡、增稠、稳泡、降低主表活的刺激,一般不会超过10%。
三、调理剂
洗发水的调理剂部分包括各种阳离子成分、油脂类等
阳离子成分有M550、聚季铵盐-10、聚季铵盐-57、硬脂酰胺丙基PG-二甲基氯化铵磷酸酯、聚季铵盐-47、聚季铵盐-32、棕榈酰胺丙基三甲基氯化铵、阳离子泛醇、季铵盐-80、丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵/丙烯酰胺共聚物、阳离子瓜尔胶、季铵化蛋白等,阳离子的作用是吸附在头发上改善头发的湿梳理性;
油脂类包括高级醇、水溶羊毛脂、乳化硅油、PPG-3辛基醚、硬脂酰胺丙基二甲胺、油菜油酰胺丙基二甲胺、聚甘油-4癸酸酯、甘油油酸酯、PEG-7甘油椰油酸酯等,作用和阳离子形似,但更侧重于改善湿发时的梳理性,而阳离子一般更侧重于改善头发干后的调理性。阳离子和油脂在头发上存在竞争吸附作用。
四、增稠剂
洗发水的增稠剂可以包括以下几种类型:
电解质类,如氯化钠、氯化铵及其他盐类,它的增稠原理添加电解质后,表活的胶束溶胀,运动阻力增大,表现为粘度的增加,达到最高点后,表活盐析,体系粘度下降,此类增稠体系的粘度受温度影响大,且容易出现果冻现象;
纤维素类:如羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等,属于纤维素聚合物类,此类增稠体系受温度影响不大,但当体系PH低于5时聚合物会水解,粘度下降,因此不适用于低PH体系;
高分子聚合物类:包括各种丙烯酸、丙烯酸酯类、如卡波1342、SF-1、U20等,以及各种高分子量的聚氧化乙烯,这些成分在水中形成三维网状结构,将表活胶束包裹在里面,从而使体系出现高粘度。
其他常用增稠剂:6501、CMEA、CMMEA、CAB35、月桂基羟基磺基甜菜碱、
一般增稠剂需协同搭配弥补各自缺点。
五、功能性助剂
功能性助剂的种类很多,常用的有以下几类:
珠光剂:乙二醇(二)硬脂酸酯、珠光浆
发泡剂:二甲苯磺酸钠(铵)
稳泡剂:聚氧化乙烯、6501、CMEA
保湿剂:各种蛋白、D-泛醇、E-20(糖苷类)
去屑剂:甘宝素、ZPT、OCT、三氯生、二氯苯甲醇、归柏碱、己脒定、甜菜碱水杨酸盐
螯合剂:EDTA-2Na、羟乙二磷酸
中和剂:柠檬酸、磷酸氢二钠、氢氧化钾、氢氧化钠
六、珠光剂
珠光剂的作用是给洗发水带来丝绸般的外观,单酯的珠光是类似于条形的丝状珠光,双酯的珠光是类似于雪花的强烈珠光,洗发水中以用双酯为主,单酯一般用于洗手液
珠光浆是已经预先配制好的珠光产品,通常用双脂、表面活性剂和CMEA等配制。
七、发泡和稳泡剂
二甲苯磺酸钠用于AES体系的洗发水,二甲苯磺酸铵用于AESA的洗发水,它的作用是加快表面活性剂的气泡速度,提高清洁效果。
八、保湿剂
保湿剂:包括各种蛋白类、D-泛醇、E-20(糖苷类),以及淀粉、糖类等等
九、去屑止痒剂
头发由于新陈代谢和病理原因会产生头屑和头痒现象,需要使用有去屑止痒功能的洗发水,近几年常用的去屑剂有甘宝素、ZPT、OCT、二氯苯甲醇、归柏碱、己脒定、甜菜碱水杨酸盐
甘宝素:效果一般,但使用方便,通常和DP-300配合使用;
ZPT:效果较好,但操作麻烦,影响产品的珠光效果和稳定性,不能和EDTA-2Na等螯合剂同时使用,需悬浮,一般搭配0.05%-0.1%氯化锌防止变色。
OCT:效果最好,价格高,产品易变成黄色,般搭配0.05%-0.1%氯化锌防止变色。
归柏碱:全面取代常规去屑剂,快速去屑,持续止痒。抑制真菌活性,消除头皮角质层炎症,根本上解决头屑头痒问题,改善头皮微环境,护发养发。
己脒定:水溶性广谱杀菌剂,灭杀各种革兰氏阴性菌,革兰氏阳性菌,各种霉菌和酵母菌用量少一般添加0.01-0.2%之间。
甜菜碱水杨酸盐:具有抗菌作用,一般用于去屑和祛痘用。
十、螯合剂和中和剂
离子螯合剂:EDTA-2Na,用来螯合硬水中的Ca/Mg离子,这些离子的存在会严重消泡,使头发洗不干净;
酸碱中和剂:柠檬酸、磷酸氢二钠,洗发水中使用的一些高碱性成分需要用柠檬酸来中和,同时,为了保持体系PH的稳定性,还可能会加一些酸碱缓冲剂,比如磷酸二氢钠、磷酸氢二钠等。
防腐剂:对头皮是否有刺激,如凯松,是否会和香精冲突引起变色,如羟甲基甘氨酸钠会和含柠檬醛类的香精反应使体系变成红色,洗发水常用的防腐剂是DMDM-H,用量0.3%。
色素:化妆品中宜使用食品级色素,色素在光照情况下易退色或变色且难解决此问题,尽量避免使用透明瓶装或加入一定光保护剂。
洗发水的生产工艺可分为三种:
冷配法、热配法、部分热配法
冷配法:配方中全部是能够低温水溶的成分,这时可以用冷配法;
热配法:配方体系中有固体油脂或其他需要高温加热才能溶解的固体成分,要采用热配法;
部分热配法:把一部分需要加热溶解的成分预先单独加热,然后再加入到整个体系中。
洗发水的配方中都是可以直接溶解于冷水中的成分,不使用双酯、638、CMEA、高级醇等需要在高温加热情况下才能溶解成分。
粉类的成分如瓜尔胶、JR400要单独用少量水分散。
离子螯合剂最先加,然后加主表面活性剂,主表活溶解后再加助表活;加入6501、珠光浆、乳化硅油、酸、保湿剂;最后加入NaCl、香精、防腐剂、色素
先将EDTA-2Na加入水中溶解;将主表面活性剂加入水中,加热至75℃左右;
再加入辅助表活,搅拌溶解;加入固体油脂和NaCL,如双脂、十八醇等,搅拌溶解,如有甘宝素也可在此阶段加入;此阶段在保持温度的同时还可以消泡;降温至60℃左右,加入乳化硅油,瓜尔胶和JR400的预分散溶液,搅拌溶解;
如配方中有ZPT,可在此阶段加入,ZPT需要先用等量的水分散后加入同时注意悬浮;降温至45℃左右可加入各种保湿剂、香精、防腐剂、柠檬酸、色素、二甲苯磺酸铵等。
部分热配法是指配方中虽然有需要加热的成分,但指把这部分成分单独加热的工艺;
一般是将双酯、638、CMEA等加少量表面活性剂混合加热,并搅拌完全溶解,然后把这部分已经溶解好的成分再加入到整个体系中去,如预配珠光浆。
出现不溶性颗粒和结团;体系粘度过高或过低;产品分层;低温果冻;
白色不透明小颗粒:双酯没有溶解好,解决方法:将体系重新加热到75℃以上溶解
大的白色半透明结团:AES等没有溶解,解决方法:延长搅拌事件或加热搅拌溶解
大的不透明结团:瓜尔胶没有溶解好,解决方法:将结团过滤出来
配方问题,减少增稠剂的用量,如配方没问题,可从以下几个方面找原因:原料批次不同,质量有差异,如含量、盐含量是否有未溶解的表面活性剂,出料时可看到生产过程中气泡太多,导致体系粘度升高(泡沫带走部分水分)柠檬酸少加或没加,可通过测体系PH值确定
产品分层说明配方设计不合理导致体系不稳定,以下几种情况可能会引起产品分层:
产品粘度太低,使用的乳化硅油自身质量不稳定,配方中存在的油脂与体系不兼容
使用的珠光浆质量不好(与产品体系有差异),含有ZPT、水溶钛白粉、遮光剂的产品未使用合适的悬浮稳定剂,配方中的某种对体系稳定性影响大的表活,如氨基酸表活。
产品低温出现果冻现象一般有以下几个原因:表面活性剂的总量太少,多见于低成本配方,产品中的盐用量太高,使用了638等本身就会出现果冻的增稠剂。
对于出现果冻的产品,可以从以下两个方面来解决:减少盐的用量,尽量使用6501、CMEA等增稠,使用专门的改善果冻的成分
洗发水为多种密度各不相同的成分的物理混合物,长期静置,各种成分在体系中相互沉降而导致体系出现分层等问题,考察方法有两种:耐热和耐寒,耐热:48℃连续耐热一个月不应该出现分层、变稀、泛粗等情况,耐寒:-15℃连续耐寒一周恢复室温后不应该出现分层、变稀、泛粗等情况
这里的4是一个常数,3次方的3是温差÷10,当然不一定是整数,这里只是为了说明的清楚一些。