Sonnenschutz und insbesondere Sonnenschutz gehören dazuam schnellsten wachsende Segmente des Körperpflegemarktes.Darüber hinaus wird UV-Schutz mittlerweile in viele Kosmetikprodukte für den täglichen Gebrauch integriert (z. B. Gesichtspflegeprodukte und dekorative Kosmetika), da den Verbrauchern zunehmend bewusst wird, dass die Notwendigkeit, sich vor der Sonne zu schützen, nicht nur für den Strandurlaub gilt .
Der Sonnenschutzformulierer von heutemüssen einen hohen Lichtschutzfaktor und anspruchsvolle UVA-Schutzstandards erfüllenGleichzeitig sollen die Produkte elegant genug sein, um die Compliance der Verbraucher zu fördern, und gleichzeitig kosteneffektiv genug, um in wirtschaftlich schwierigen Zeiten erschwinglich zu sein.
Wirksamkeit und Eleganz sind tatsächlich voneinander abhängig; Durch die Maximierung der Wirksamkeit der verwendeten Wirkstoffe können Produkte mit hohem Lichtschutzfaktor und minimalen Mengen an UV-Filtern hergestellt werden. Dies gibt dem Formulierer mehr Freiheit bei der Optimierung des Hautgefühls. Umgekehrt ermutigt eine gute Produktästhetik Verbraucher dazu, mehr Produkte aufzutragen und sich so dem angegebenen Lichtschutzfaktor anzunähern.
Leistungsattribute, die bei der Auswahl von UV-Filtern für kosmetische Formulierungen zu berücksichtigen sind
• Sicherheit für die vorgesehene Endbenutzergruppe- Alle UV-Filter wurden umfassend getestet, um sicherzustellen, dass sie für die topische Anwendung grundsätzlich sicher sind. Allerdings können bestimmte empfindliche Personen allergisch auf bestimmte Arten von UV-Filtern reagieren.
• SPF-Wirksamkeit- Dies hängt von der Wellenlänge des Absorptionsmaximums, der Größe der Absorption und der Breite des Absorptionsspektrums ab.
• Breites Spektrum / Wirksamkeit des UVA-Schutzes- Moderne Sonnenschutzformulierungen müssen bestimmte UVA-Schutzstandards erfüllen. Oft wird jedoch nicht genau verstanden, dass der UVA-Schutz auch zum Lichtschutzfaktor beiträgt.
• Einfluss auf das Hautgefühl- Verschiedene UV-Filter haben unterschiedliche Auswirkungen auf das Hautgefühl; Beispielsweise können sich einige flüssige UV-Filter auf der Haut „klebrig“ oder „schwer“ anfühlen, während wasserlösliche Filter zu einem trockeneren Hautgefühl führen.
• Aussehen auf der Haut- Anorganische Filter und organische Partikel können bei Verwendung in hohen Konzentrationen zu einer Aufhellung der Haut führen. Dies ist in der Regel unerwünscht, kann aber bei manchen Anwendungen (z. B. Baby-Sonnenpflege) als Vorteil empfunden werden.
• Photostabilität- Mehrere organische UV-Filter zerfallen bei UV-Einwirkung und verringern dadurch ihre Wirksamkeit; andere Filter können jedoch helfen, diese „fotolabilen“ Filter zu stabilisieren und den Zerfall zu reduzieren oder zu verhindern.
• Wasserbeständigkeit- Der Einsatz wasserbasierter UV-Filter neben ölbasierten Filtern erhöht oft den Lichtschutzfaktor erheblich, kann jedoch die Erzielung einer Wasserbeständigkeit erschweren.
» Alle im Handel erhältlichen Inhaltsstoffe und Lieferanten für Sonnenschutzmittel in der Kosmetikdatenbank anzeigen
UV-Filterchemie
Sonnenschutzmittel werden im Allgemeinen in organische Sonnenschutzmittel oder anorganische Sonnenschutzmittel eingeteilt. Organische Sonnenschutzmittel absorbieren bei bestimmten Wellenlängen stark und sind für sichtbares Licht transparent. Anorganische Sonnenschutzmittel wirken, indem sie UV-Strahlung reflektieren oder streuen.
Lassen Sie uns mehr über sie erfahren:
Bio-Sonnenschutzmittel
Bio-Sonnenschutzmittel werden auch als Bio-Sonnenschutzmittel bezeichnetchemische Sonnenschutzmittel. Diese bestehen aus organischen (kohlenstoffbasierten) Molekülen, die als Sonnenschutzmittel wirken, indem sie UV-Strahlung absorbieren und in Wärmeenergie umwandeln.
Stärken und Schwächen organischer Sonnenschutzmittel
Stärken | Schwächen |
Kosmetische Eleganz – die meisten organischen Filter, egal ob es sich um Flüssigkeiten oder lösliche Feststoffe handelt, hinterlassen nach dem Auftragen einer Formulierung keine sichtbaren Rückstände auf der Hautoberfläche | Enges Spektrum – viele schützen nur in einem schmalen Wellenlängenbereich |
Traditionelle organische Stoffe werden von Formulierern gut verstanden | Für einen hohen Lichtschutzfaktor sind „Cocktails“ erforderlich |
Gute Wirksamkeit bei niedrigen Konzentrationen | Es kann schwierig sein, einige feste Typen aufzulösen und in Lösung zu halten |
Fragen zu Sicherheit, Reizwirkung und Umweltauswirkungen | |
Einige organische Filter sind fotoinstabil |
Anwendungen für organische Sonnenschutzmittel
Organische Filter können grundsätzlich in allen Sonnenschutz-/UV-Schutzprodukten verwendet werden, sind jedoch möglicherweise nicht ideal für Produkte für Babys oder empfindliche Haut, da bei empfindlichen Personen allergische Reaktionen auftreten können. Sie eignen sich auch nicht für Produkte mit der Aussage „natürlich“ oder „biologisch“, da es sich bei ihnen ausschließlich um synthetische Chemikalien handelt.
Organische UV-Filter: Chemische Typen
PABA-Derivate (para-Aminobenzoesäure).
• Beispiel: Ethylhexyl-Dimethyl-PABA
• UVB-Filter
• Heutzutage aus Sicherheitsgründen nur noch selten verwendet
Salicylate
• Beispiele: Ethylhexylsalicylat, Homosalat
• UVB-Filter
• Niedrige Kosten
• Geringe Wirksamkeit im Vergleich zu den meisten anderen Filtern
Zimt
• Beispiele: Ethylhexylmethoxycinnamat, Isoamylmethoxycinnamat, Octocrylen
• Hochwirksame UVB-Filter
• Octocrylen ist photostabil und trägt zur Photostabilisierung anderer UV-Filter bei, andere Cinnamate weisen jedoch tendenziell eine schlechte Photostabilität auf
Benzophenone
• Beispiele: Benzophenon-3, Benzophenon-4
• Bieten sowohl UVB- als auch UVA-Absorption
• Relativ geringe Wirksamkeit, trägt aber in Kombination mit anderen Filtern zur Erhöhung des Lichtschutzfaktors bei
• Benzophenon-3 wird heutzutage aus Sicherheitsgründen in Europa nur noch selten verwendet
Triazin- und Triazol-Derivate
• Beispiele: Ethylhexyltriazon, Bis-Ethylhexyloxyphenol Methoxyphenyltriazin
• Hochwirksam
• Einige sind UVB-Filter, andere bieten einen Breitband-UVA/UVB-Schutz
• Sehr gute Photostabilität
• Teuer
Dibenzoyl-Derivate
• Beispiele: Butyl Methoxydibenzoylmethan (BMDM), Diethylamino Hydroxybenzoyl Hexyl Benzoat (DHHB)
• Hochwirksame UVA-Absorber
• BMDM hat eine schlechte Photostabilität, aber DHHB ist viel photostabiler
Benzimidazolsulfonsäure-Derivate
• Beispiele: Phenylbenzimidazolsulfonsäure (PBSA), Dinatriumphenyldibenzimidazoltetrasulfonat (DPDT)
• Wasserlöslich (bei Neutralisierung mit einer geeigneten Base)
• PBSA ist ein UVB-Filter; DPDT ist ein UVA-Filter
• Zeigen oft Synergien mit öllöslichen Filtern, wenn sie in Kombination verwendet werden
Kampfer-Derivate
• Beispiel: 4-Methylbenzylidenkampfer
• UVB-Filter
• Heutzutage aus Sicherheitsgründen nur noch selten verwendet
Anthranilate
• Beispiel: Menthylanthranilat
• UVA-Filter
• Relativ geringe Wirksamkeit
• In Europa nicht zugelassen
Polysilikon-15
• Silikonpolymer mit Chromophoren in den Seitenketten
• UVB-Filter
Anorganische Sonnenschutzmittel
Diese Sonnenschutzmittel werden auch als physikalische Sonnenschutzmittel bezeichnet. Diese bestehen aus anorganischen Partikeln, die als Sonnenschutz wirken, indem sie UV-Strahlung absorbieren und streuen. Anorganische Sonnenschutzmittel sind entweder als Trockenpulver oder als Vordispersion erhältlich.
Stärken und Schwächen anorganischer Sonnenschutzmittel
Stärken | Schwächen |
Sicher / nicht reizend | Wahrnehmung schlechter Ästhetik (Hautgefühl und Aufhellung der Haut) |
Breites Spektrum | Es kann schwierig sein, Pulver zu formulieren |
Mit einem einzigen Wirkstoff (TiO2) kann ein hoher Lichtschutzfaktor (30+) erreicht werden. | Anorganische Stoffe sind in die Nano-Debatte geraten |
Dispersionen lassen sich leicht einarbeiten | |
Fotostabil |
Anwendungen für anorganische Sonnenschutzmittel
Anorganische Sonnenschutzmittel sind für alle UV-Schutzanwendungen geeignet, mit Ausnahme klarer Formulierungen oder Aerosolsprays. Sie eignen sich besonders gut für die Baby-Sonnenpflege, Produkte für empfindliche Haut, Produkte mit „natürlichem“ Anspruch und dekorative Kosmetik.
Anorganische UV-Filter chemischer Typen
Titandioxid
• In erster Linie ein UVB-Filter, einige Qualitäten bieten jedoch auch einen guten UVA-Schutz
• Verschiedene Qualitäten mit unterschiedlichen Partikelgrößen, Beschichtungen usw. verfügbar.
• Die meisten Qualitäten fallen in den Bereich der Nanopartikel
• Kleinste Partikelgrößen sind auf der Haut sehr transparent, bieten aber nur geringen UVA-Schutz; Größere Größen bieten mehr UVA-Schutz, wirken aber stärker aufhellend auf der Haut
Zinkoxid
• Hauptsächlich ein UVA-Filter; geringere SPF-Wirksamkeit als TiO2, bietet aber einen besseren Schutz als TiO2 im langwelligen „UVA-I“-Bereich
• Verschiedene Qualitäten mit unterschiedlichen Partikelgrößen, Beschichtungen usw. verfügbar.
• Die meisten Qualitäten fallen in den Bereich der Nanopartikel
Leistungs-/Chemiematrix
Rate von -5 bis +5:
-5: erheblicher negativer Effekt | 0: keine Auswirkung | +5: deutlich positiver Effekt
(Hinweis: Bei Kosten und Aufhellung bedeutet „negativer Effekt“, dass die Kosten oder die Aufhellung erhöht sind.)
Kosten | Lichtschutzfaktor | UVA | Hautgefühl | Aufhellung | Fotostabilität | Wasser | |
Benzophenon-3 | -2 | +4 | +2 | 0 | 0 | +3 | 0 |
Benzophenon-4 | -2 | +2 | +2 | 0 | 0 | +3 | 0 |
Bisethylhexyloxyphenol Methoxyphenyltriazin | -4 | +5 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Butylmethoxydibenzoylmethan | -2 | +2 | +5 | 0 | 0 | -5 | 0 |
Diethylaminohydroxybenzoylhexylbenzoat | -4 | +1 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Diethylhexylbutamido-Triazon | -4 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Dinatriumphenyldibenzimiazoltetrasulfonat | -4 | +3 | +5 | 0 | 0 | +3 | -2 |
Ethylhexyl-Dimethyl-PABA | -1 | +4 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
Ethylhexylmethoxycinnamat | -2 | +4 | +1 | -1 | 0 | -3 | +1 |
Ethylhexylsalicylat | -1 | +1 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
Ethylhexyltriazon | -3 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Homosalat | -1 | +1 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
Isoamyl-p-methoxycinnamat | -3 | +4 | +1 | -1 | 0 | -2 | +1 |
Menthylanthranilat | -3 | +1 | +2 | 0 | 0 | -1 | 0 |
4-Methylbenzylidenkampfer | -3 | +3 | 0 | 0 | 0 | -1 | 0 |
Methylen-Bis-Benzotriazolyl-Tetramethylbutylphenol | -5 | +4 | +5 | -1 | -2 | +4 | -1 |
Octocrylen | -3 | +3 | +1 | -2 | 0 | +5 | 0 |
Phenylbenzimidazolsulfonsäure | -2 | +4 | 0 | 0 | 0 | +3 | -2 |
Polysilikon-15 | -4 | +1 | 0 | +1 | 0 | +3 | +2 |
Tris-biphenyltriazin | -5 | +5 | +3 | -1 | -2 | +3 | -1 |
Titandioxid – transparente Qualität | -3 | +5 | +2 | -1 | 0 | +4 | 0 |
Titandioxid – Breitbandqualität | -3 | +5 | +4 | -2 | -3 | +4 | 0 |
Zinkoxid | -3 | +2 | +4 | -2 | -1 | +4 | 0 |
Faktoren, die die Leistung von UV-Filtern beeinflussen
Die Leistungsmerkmale von Titandioxid und Zinkoxid variieren erheblich, abhängig von den individuellen Eigenschaften der jeweils verwendeten Sorte, z. Beschichtung, physikalische Form (Pulver, Dispersion auf Ölbasis, Dispersion auf Wasserbasis).Benutzer sollten sich mit den Lieferanten beraten, bevor sie die am besten geeignete Sorte auswählen, um ihre Leistungsziele in ihrem Formulierungssystem zu erreichen.
Die Wirksamkeit öllöslicher organischer UV-Filter wird durch ihre Löslichkeit in den in der Formulierung verwendeten Weichmachern beeinflusst. Im Allgemeinen sind polare Weichmacher die besten Lösungsmittel für organische Filter.
Die Leistung aller UV-Filter wird entscheidend vom rheologischen Verhalten der Formulierung und ihrer Fähigkeit, einen gleichmäßigen, zusammenhängenden Film auf der Haut zu bilden, beeinflusst. Der Einsatz geeigneter Filmbildner und rheologischer Additive trägt häufig dazu bei, die Wirksamkeit der Filter zu verbessern.
Interessante Kombination von UV-Filtern (Synergien)
Es gibt viele Kombinationen von UV-Filtern, die Synergien zeigen. Die besten synergistischen Effekte werden normalerweise durch die Kombination von Filtern erzielt, die sich auf irgendeine Weise ergänzen, zum Beispiel:
• Kombination von öllöslichen (oder öldispergierten) Filtern mit wasserlöslichen (oder wasserdispergierten) Filtern
• Kombination von UVA-Filtern mit UVB-Filtern
• Kombination anorganischer Filter mit organischen Filtern
Es gibt auch bestimmte Kombinationen, die andere Vorteile bringen können. So ist beispielsweise bekannt, dass Octocrylen zur Photostabilisierung bestimmter photolabiler Filter wie Butylmethoxydibenzoylmethan beiträgt.
Allerdings muss man in diesem Bereich stets auf geistiges Eigentum achten. Es gibt viele Patente, die bestimmte Kombinationen von UV-Filtern abdecken, und Formulierern wird empfohlen, stets zu prüfen, dass die Kombination, die sie verwenden möchten, keine Patente Dritter verletzt.
Wählen Sie den richtigen UV-Filter für Ihre Kosmetikformulierung
Die folgenden Schritte helfen Ihnen bei der Auswahl des/der richtigen UV-Filter(s) für Ihre Kosmetikformulierung:
1. Legen Sie klare Ziele für die Leistung, die ästhetischen Eigenschaften und die beabsichtigten Ansprüche der Formulierung fest.
2. Prüfen Sie, welche Filter für den angestrebten Markt zulässig sind.
3. Wenn Sie ein bestimmtes Rezepturgehäuse verwenden möchten, überlegen Sie, welche Filter zu diesem Gehäuse passen. Wenn möglich, ist es jedoch am besten, zuerst die Filter auszuwählen und die Formulierung darauf auszurichten. Dies gilt insbesondere für anorganische oder partikelförmige organische Filter.
4. Nutzen Sie Ratschläge von Lieferanten und/oder Prognosetools wie den BASF Sunscreen Simulator, um Kombinationen zu identifizieren, die sinnvoll sindden angestrebten Lichtschutzfaktor erreichenund UVA-Ziele.
Diese Kombinationen können dann in Formulierungen ausprobiert werden. In-vitro-LSF- und UVA-Testmethoden sind in dieser Phase hilfreich, um anzuzeigen, welche Kombinationen die besten Ergebnisse in Bezug auf die Leistung liefern. Weitere Informationen zur Anwendung, Interpretation und Einschränkungen dieser Tests können mit dem SpecialChem-E-Schulungskurs gesammelt werden:UVA/SPF: Optimierung Ihrer Testprotokolle
Die Testergebnisse ermöglichen dem Formulierer zusammen mit den Ergebnissen anderer Tests und Bewertungen (z. B. Stabilität, Konservierungswirksamkeit, Hautgefühl) die Auswahl der besten Option(en) und leiten auch die weitere Entwicklung der Formulierung(en).
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 03.01.2021