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    【合壹商埠】为什么你做的配方如此清爽(三)——GEMAGIQUE HP和CP!
    2022-05-24

    动图


    *全文约3700字,阅读时间约10分钟

    在前面的两篇文章中,我们详细叙述了增稠的机理,结构与性能上的关系,以及盐离子对增稠剂的影响。


    《为什么你做的配方如此清爽——高分子增稠剂(一)》

    《为什么你做的配方如此清爽——高分子增稠剂(二)》


    本文主要介绍我司产品的特性以及用法。


    图1. HP(左)和CP1(右)的结构

    市面上INCI名叫丙烯酰基二甲基牛磺酸铵/VP共聚物的增稠剂(和CP1是一样的成分)已经广泛应用,肤感很好,水润感很强,在很多配方中有使用,特别是在膏霜中,以及需要悬浮各种粒子的体系,例如素颜霜(需要悬浮钛白粉等)。HP(INCI:聚丙烯酰基二甲基牛磺酸铵)之前是欧莱雅的专利成分,所以主要是欧莱雅系在使用(包括兰蔻、理肤泉、赫莲娜、阿玛尼、科颜氏、羽西等欧莱雅旗下品牌),现在专利已经到期,目前国内也有不少品牌开始使用这个原料,包括珀莱雅、Haa、谷雨等。

    这两个原料都是科莱恩研发生产的,就直接体验来说,很多人可能感受不到区别,但是欧莱雅为什么选择了聚丙烯酰基二甲基牛磺酸铵这个原料?它有什么过人之处?

    在前面的文章中已经说明,我们不能单独的从结构上分析这两个成分的性质差别,我们从实际配方测试过程中, HP与CP1的区别如下:

    HP比CP1偏长流变。

    HP的粘度与CP1接近一致,但是稠度比CP1低,即同样的悬浮能力,但是HP流动性更好,连续性更优,更适合在具有流动性的精华和乳液里面使用,使料体更有高档感觉。实际上两个原料可以互相替换,但推崇极致肤感以及性能的体系,就会考虑不同的增稠剂。

    HP的耐盐能力稍强,但是依然完全不耐盐。

    HP的水润感稍好于CP1,但区别不大,主要原因可能是HP的触变性更强。

    见图2


    图2. HP和CP1的粘度随剪切力的变化,HP对剪切力更敏感,所以更易铺展开

    以上可能是欧莱雅选择了聚丙烯酰基二甲基牛磺酸铵这个原料的原因,也为了更能体现产品高级,同时在肤感体验上也做到了极致。


    HP的性质

    良好的溶剂耐受能力,见图3、图4


    图3. HP在不同乙醇浓度下的稠度(与卡波对比,AMPS Polymer是聚丙烯酰基二甲基牛磺酸铵)


    图4. HP在不同乙醇浓度下的粘度,结合图2的结果,与卡波对比,HP具有更好的溶剂耐受能力


    2、良好的紫外耐受能力,见图5



    图5. 在紫外照射下,1%的HP的粘度变化,相比卡波,HP更耐紫外线,在我们实验室测试的结果中,连续紫外照射1个月,并未出现变色现象。


    3、适用较宽的pH范围,见图6


    图6. 在不同pH下,1%的HP的粘度耐受能力,相比卡波,其在3.5-9的pH范围内具有比较好的粘度,比较耐酸。

    关于HP和CP1有一个很神奇的现象,就是高浓度的凝胶透明度要好于低浓度的,关于这个现象的解释,会在后面附1里面详细说明。


    图7. 0.5%和1%的HP凝胶状态,对比是0.5%的HPS。肉眼观察,0.5%的HP要混浊不少,1%的HP透明度更高。

    图8. 0.5%和1%的CP1凝胶状态,同样1%的凝胶透明度高于0.5%。



    HP的应用

    1份HP具有乳化悬浮20份油脂的能力,在配方中可以减少乳化剂的使用,从而减少乳化剂对肤感的影响,同时也可以降低配方对皮肤的刺激。

    如果不以此为主流变剂,配方中使用A165、M68、1618醇等,或者其他的增稠剂,即使加入少量的HP、CP1,也能获得非常清爽的肤感,因为HP、CP1与其它成分融合在一起,其不耐离子的特性,可以在接触皮肤的瞬间,增加配方的水感和层次感。

    HP与鞘氨醇菌胶是一对黄金CP,鞘氨醇菌胶(INCI名鞘氨醇单胞菌发酵产物提取物)遇盐增稠,复配极少量的鞘氨醇菌胶(≤0.1%),可以增加配方的耐离子性能,在肤感上又能体现丰富的层次。理肤泉特安修护乳采用了该组合,我们在实验室也测试了该方案,效果极佳。

    以下是关于使用了该成分的品牌产品,在此仅举3例,在美丽修行的APP上可以查到欧莱雅家里大多数产品都用了该原料,在此不再赘述。

    例1:赫莲娜绿宝瓶强韧修护精华露2020备案

    该产品备案成分中,含有各种油脂和粉料(红色字体标出),但并没有加乳化剂,主要靠聚丙烯酰基二甲基牛磺酸铵这个成分来稳定配方。搭配酒精,肤感清爽细腻滋润而毫无油腻。


    备案成分:

    水、甘油、变性乙醇、 C15-19烷、1,3 丙二醇、霍霍巴籽油碳酸二辛酯生育酚、聚丙烯酰基二甲基牛磺酸铵、二辛基醚、α 葡聚糖寡糖、菊薯根汁、麦芽糊精、乳酸杆菌、海茴香提取物、氯苯甘醚、辛甘醇、向日葵籽油合成氟金云母、香精、腺苷、透明质酸钠

    例2. 兰蔻全新精华肌底液2019备案

    本款是兰蔻非常经典且受欢迎的一款产品,透明蛋清质地,但是通过 PEG-20甲基葡糖倍半硬脂酸酯和PEG-60氢化蓖麻油来增溶硅油和辛基十二醇(包括水杨酸植物鞘氨醇也是偏油溶性的),用聚丙烯酰基二甲基牛磺酸铵和黄原胶复配来增稠,十分细腻。


    备案成分:
    水、二裂酵母发酵产物溶胞产物、甘油、变性乙醇、聚二甲基硅氧烷、羟乙基哌嗪乙烷磺酸、辛基十二醇、苯氧乙醇、甘露糖、透明质酸钠、辛甘醇、聚丙烯酰基二甲基牛磺酸铵、葡聚糖寡糖、抗坏血酸葡糖苷、黄原胶、腺苷、 PEG-20甲基葡糖倍半硬脂酸酯、EDTA 二钠、 1,2 戊二醇、菊薯根汁、酵母提取物、氢氧化钠、苯甲酸钠、麦芽糊精、PEG-60氢化蓖麻油、丙二醇、香精、水杨酸植物鞘氨醇、乳酸杆菌、山梨糖醇、法国蔷薇花提取物、生育酚。

    例3. 理肤泉特安修护安心乳

    该配方采用HP搭配了鞘氨醇菌胶,以聚山梨醇酯-20为乳化剂,适用于油敏肌,笔者未使用过,不知道肤感和效果具体如何。


    备案成分:

    水、甘油、1,3-丙二醇,牛油果树果脂、1,2-戊二醇、角鲨烷、聚山梨醇酯-20,聚丙烯酰基二甲基牛磺酸铵、玉米淀粉、辛甘醇、对羟基苯乙酮、甘油丙烯酸酯/丙烯酸共聚物,丹参根提取物,乙二胺琥珀酸三钠,乙酰基二肽-1鲸蜡酯,柠檬酸,鞘氨醇单胞菌发酵产物提取物

    我司工程师根据该产品的性能,也开发了众多配方,体验感极其优秀,令人惊喜,欢迎大家索样测试。

    附1.

    关于HP和CP1在低浓度下混浊,而在高浓度下却是透明的,这是一个很有意思的现象,我和我司工程师关于此的意见并未达成一致,在此讨论一下,可能对工程师在某些现象的解释以及配方的优化会有帮助,但不一定正确,如有不同意见,请随时联系我司。

    原因分析1.

    我们知道在液体体系中,里面的颗粒越小,透明度就会越高。微乳液的粒径在10-100nm之间,粒径越大也会越浑浊。在低浓度时,增稠剂分子完全展开,此时颗粒粒径比较大,而高浓度时,增稠剂的分子并没有充分溶胀,颗粒较小,所以相比低浓度的时候,感官上更透明一些。见图9.


    图9. 不同浓度增稠剂在溶液中的状态,这也能解释增稠剂需要到一定浓度才会有比较好的增稠能力

    原因分析2.

    混浊的表观现象代表液体中的颗粒存在反射,反射就需要明显的界面,说明增稠剂有不溶于水的基团。比如黄原胶、透明质酸等各种胶体即使在很低的浓度下也不会出现混浊,因为这些增稠剂的疏水基团都很小而且完全被亲水基团包裹。


    图10. 水中颗粒反射示意图

    在聚醚表活里面有一个指标:浊点。当温度升到某个值时,溶液会变混浊。常温下聚氧乙烯醚在水中的状态如图11(上),疏水基(-CH2-CH2-)被亲水基(-O-)包裹在内,当温度升高,聚氧乙烯醚会展开,此时疏水基会暴露出来,两相的界面变得明晰,然后我们看到溶液变混浊了。


    图11. 聚氧乙烯醚在溶解状态(上)以及展开状态(下)

    因此当体系中两相的界面模糊时,可能我们肉眼就很难观测到反射的光。在化妆品行业有一个比较重要的指标:折光率。折光率是物质对光折射的一个指标,每一种物质有不同的折光率,所以用折光率可以代表物质的身份。调折光是将两个不同的成分之间的界面变得模糊,或者过渡不那么明显,让我们肉眼觉得是透明的。

    根据笔者之前在工业领域的经验,这种调折光可能像层层乳化。非极性的油无法溶于水,此时我们用HLB值较小的助乳化剂,主要以支链醇为主(例如格尔伯特醇,辛基十二醇、己基癸醇都属于格尔伯特醇),这些醇完全溶于油,但是亲水基暴露在外,给非极性的油脂增加一定的极性,然后再调入HLB值大一些的乳化剂,例如酰胺、司盘等成分,再用HLB值更大的成分比如皂、聚醚乳化剂等调节到一个合适的比例,就可以得到一个完全透明的产品。该调配过程比较繁琐,而且油脂的分子量越大、非极性越强,调配难度越大。当稀释之后,油水重新分配,颗粒大小会发生变化,不同的油脂以及含量会形成不同粒径的纳米乳液。因此可以根据此思路调配双连续相的卸妆油,如果配方中能用到离子表活,此时纳米乳液颗粒表面带电,稳定性可能会更好。

    很多配方中都要用到1618醇,除了充当流变剂,对配方的乳化和稳定性有很大的作用,特别是用到白油和凡士林的体系,白油和凡士林的非极性很强,1618醇可以调配油脂的极性,使乳化更容易,膏体的肤感和外观都会更好一些。

    在欧莱雅的产品中,有很多产品用到辛基十二醇,还有很多其他大牌用到己基癸醇。因为这些支链醇的冻点更低,而且溶油性能更好(比直链醇更好),不论用于精华、乳液还是膏霜中,对乳化体系的外观、稳定性、肤感都要比1618醇更佳,是开发高端护肤品比较常用而又容易忽视的原料。

    所以回到上面的设想,当HP、CP1的浓度更高时,亲水基将疏水基完全包裹在内,模糊了两相的界面,因此透明度会更高。完全展开的增稠剂分子疏水基也暴露在了水中,给光提供了一个反射的界面,于是就变得混浊了。

    当然,我们的产品系列还有一个透明度非常好的增稠剂HPS(INCI名:聚丙烯酰基二甲基牛磺酸铵,与HP一致),适用于做高透精华,可能是疏水基更小,也可能是分子量更小,虽然具体原因未知,但可以给大家提供更多的选择。


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