精细化学品生产工艺-第五章：化妆品配方设计

精细化学品设计及生产化妆品OEM_有效成分第五章化妆品的配方设计第五章化妆品的配方设计为了保持人身清洁，美化身体，使之增加魅力，修饰容貌，或者保持皮肤、毛发、口腔卫生和健康，以在身体上涂抹、喷洒、撒布等方法，或其他类似的方法为目的而使用的物品。是精细化学品中的一种化妆品的定义第一节、概述发源于埃及，已有4000多年的历史香木、香膏与油脂相混后涂于人身驴乳沐浴宗教仪式上画脸谱，象征神的化身现代生活中成为日常必要的消费品，花样名目繁多一、化妆品的发展概况二、化妆品的分类按用途清洁类护理类美容类营养类芳香类特种化妆品按形态透明液态多相液态乳状液态乳化体固融体粉状锭状啫喱状固体状气雾剂型化妆品的分类按剂型分按用途分其他类型化妆品的分类唇膏睫毛膏眼线液(笔)眼影粉胭脂指甲油面膜染发剂烫发剂发蜡等化妆品

、类医药品和药品的比较清除皮肤表面及毛发的脏污物修饰、美化皮肤表面和毛发预防、抑制面部和口腔疾病及脱发等营养、保护皮肤和毛发化妆品的作用三、化妆品的作用四、人类皮肤、毛发口腔的结构1.皮肤的结构、特点真皮表皮皮下组织

皮肤的附属器官厚约0.1～0.3mm,由角质层、透明层、颗粒层、棘细胞层与基底层重叠而成。坚固柔韧，是光、电、热的不良导体，受皮脂和汗液的滋润呈弱酸性反应。在表皮下面，由结缔组织和处于其间的基质组成。坚韧而有弹性，神经末梢丰富，可感受外界冷、热、触、痛等刺激。通过反射，扩张或收缩血管和汗腺、分泌汁液来调节体温。汗腺皮脂腺毛发爪甲皮肤最下面的一层，有大量的脂肪组织散布于疏松的结缔组织中。疏松柔软，可缓冲外来的冲击和压力，减少体温散发和供给能量皮肤的结构皮肤的化学成分皮肤的化学成分：水：20%；蛋白质：27.5%（角蛋白、弹性硬蛋白和胶原）；脂类：2%；矿物盐分：0.5%。皮肤的厚度为0.5～3mm；正常皮肤的pH值为中性（约6.5）；干燥皮肤的pH值为酸性(小于6.5）；多脂皮肤的pH值为碱性（大于6.5）

对冷、热、痛、痒等的感觉排泄体内的代谢废物CO2、尿素等表层的角蛋白能吸水，分泌汗液、皮脂水分等。防护化学物质、微生物、机械和物理性损害呼吸作用感觉作用排泄作用吸收作用保护作用调节体温的作用血管收缩、扩张以及汗腺的分泌1.通过角质层软化、渗透角质层细胞膜再经过表皮各层吸收；2.通过毛囊吸收少量的大分子以及不易渗透的水溶性物质；3.少量通过角质层细胞间隙渗透进入各表皮各层。皮肤充分接触氧气，有利于细胞的分裂生长人类皮肤的作用干性皮肤：皮脂分泌少，毛孔不明显，肤色洁白透红，角质层含水量在10％以下，不易生粉刺和起疙瘩，易生皮屑。与过于频繁受热，曝晒风袭，使用碱性肥皂、皮肤不洁有关中性皮肤：介于干性和油性皮肤之间，易受季节影响，冬天较干燥，皮肤红润，富有光泽，润滑不粘，纹理细腻。油性皮肤：毛孔明显，表皮分泌物多，对外界刺激的抵抗力强。先天性皮脂腺活动亢进、雄性激素分泌过多，偏食多脂食物，香浓调味品摄入过多，B族维生素缺乏。人类的皮肤有三种类型人类的皮肤为弱酸性(pH＝4.5～6.5)，当接触到碱性物质后，因生理保护的需要，在1～2h后可恢复其弱酸性。皮肤的类型皮肤类型的简易检测法彻底卸妆后30分钟，让皮肤脂腺活动恢复正常，将一薄纸裁成两张，一张贴在前额、鼻和颈上，另一张贴在颊和太阳穴上；贴上后不要搓，两分钟后揭下来对照观察：①如果纸上的脂肪痕迹很淡，表明是中性皮肤；②如果纸上的脂肪痕迹面大、明显，皮肤光亮，表明是油性皮肤；③如果纸上没有脂肪痕迹，为干性皮肤；④如果纸上有的地方脂肪痕迹明显，而有的地方不是很明显，则为混合性皮肤。干性、油性皮肤的特点干性皮肤：毛孔细小，毛孔排出皮脂量很少，，皮肤干涩无光泽，对外界因素的抵抗力弱，易起皮屑和皱纹。宜选用油包水型的护肤品。油性皮肤：毛孔粗大，机体内分泌旺盛，皮脂腺分泌多，皮肤油亮有光泽，肤色较黑，对外界理化因素抵抗力强，可经受风吹日晒，不易起皱纹，不易衰老，但易长粉刺、黑头和暗疮。宜选用水包油型的护肤品。皮肤的保湿水是保护皮肤清洁、滋润、细嫩的特效而廉价的美容剂。缺少水分会严重影响肌肤的健康。皮肤水分的多少不在于水的摄入量，而是取决于真皮层内保湿因子的含量。在人的皮肤角质层中，含脂肪11%，天然保湿因子30%。这些油脂成分与保湿因子的共同作用，控制着水分的挥发。天然保湿因子中，氨基酸占30%，吡咯烷酮羧酸盐占12%，乳酸化合物占12%，尿素占7%，还有钙、钾、钠、糖和肽等。2.毛发的组织结构、特点性质：对沸水、酸、碱、氧化剂、还原剂较敏感，特别是胱氨酸中含有-S-S-键，酸、碱、盐的水溶液都会破坏其氢键。成分：微观结构是中空的角质鳞片圆管体,有倒顺方向。主要为蛋白质(氨基酸),含有C、H、O、N、S等元素，其中胱氨酸含量达12％。日常护理头发时要特别注意毛发的性质口腔内表面为一层粘膜所覆盖,在唇部、頬部、软腭的粘膜下层有许多小腺分泌唾液牙齿的主要成分是羟基磷灰石(80%以上)，表面为牙釉质(羟基磷灰石高达95%)保持清洁，防止细菌繁殖和产生酸性物质破坏牙齿3.口腔生理五,化妆品的配方原则安全性稳定性使用感功能性原料选择制造工艺无铅、汞等重金属化合物不使用含氯的防霉剂等涂敷时和涂敷后具有舒服感和愉快感保质期内不发生起霉变臭、分层营养破坏时尚性时代感清洁作用美化作用提供营养化妆品的配方原则添加天然提取物：中草药海洋生物动植物营养功能性水解胶原蛋白SOD、原B5珍珠粉、骨粉化妆品配方的发展方向六、化妆品配方的发展方向第二节化妆品的配方结构及原料特性基质原料辅助原料油脂、蜡粉类胶质类溶剂类表面活性剂香料与香精色素防腐剂与抗氧剂功能添加剂特种活性物辅助原料基质原料由多种原料通过复配技术配制而成的、具有多种功效的产品油脂类物质：椰子油、蓖麻油、橄榄油、杏仁油、花生油、大豆油、棕榈油、芝麻油、麦胚芽油、鳄梨油、牛脂、猪油、貂油、海龟油、……蜡类：巴西棕榈蜡、小烛树蜡、霍霍巴蜡、棉蜡、羊毛脂、蜂蜡、鲸蜡、石蜡、……高碳烃类：角鲨烷、液体石蜡、凡士林、固体石蜡。粉质类：滑石粉、高岭土、钛白粉、氧化锌、碳酸钙、硬脂酸锌、镁等溶剂：水、乙醇、四氢糖醇、月桂醇、鲸蜡醇、十八醇、油醇、羊毛醇乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、甘油、山梨糖醇等乳化剂：Span类、Tween类、单甘酯、脂肪酸皂类、聚醚、聚醚酯类保湿剂：丙二醇、甘油、山梨糖醇、植物粘液质、甲壳质水解物防腐剂：水杨酸、脱氢乙酸、对氯间甲酚、对羟基苯甲酸、尼泊金酯色料：有机合成色素(染料、色淀、颜料)、无机颜料、天然色素香精香料：香水用、乳剂产品用、香粉用香精、动植物香料、合成香料水溶性高分子：CMC、PVA、聚丙烯酸钠、海藻酸钠、聚乙二醇等化妆品的配方结构基质原料油脂蜡类高碳烃粉质溶剂脂肪酸甘油酯类，补充体表和头发的油脂一方面利用其溶解性，另一方面还要利用其挥发、润滑、润湿、增塑、保香、防冻及收敛等性能高碳脂肪酸和高碳脂肪醇，用作固化剂，增加化妆品的稳定性，调节粘稠度，提高熔点，产生柔软效果，增强表面膜的憎水性和光泽主要作溶剂，净化皮肤表面，形成憎水性油膜，抑制皮肤表面水分的蒸发，提高化妆品功效用于香粉、爽身粉、胭脂、牙膏等产品中，发挥遮盖、滑爽、吸收、吸附、摩擦等作用原料的基本性能Ⅰ辅助原料乳化剂保湿剂防腐剂香精香料色料水性高分子降低表(界)面张力，具有增溶、乳化、分散、起泡等作用，也有消泡作用舒适人的感觉之首(视、触、味)，不仅赋予产品的外观美，更塑造、化妆人物的形象美。有色调、亮度、彩度三个要素。具有保持、延缓或阻止水分回复的作用。角质层的含水量应保持在10％～20之间，皮肤才能显得光滑、柔软和富有弹性。否则会干燥、粗糙，甚至皲裂防止和保护化妆品因微生物的作用而变质败坏赋予产品一种高雅、宜人的香气和生理及心理上的作用。注意其挥发性、油溶性、以及受热、、空气、金属离子的影响而变质保护胶体，增粘和凝胶化，乳化和分散，成膜粘合、保湿、稳定泡沫原料的基本性能Ⅱ化妆品用油脂、蜡的特性在化妆品的生产中，油脂和蜡是重要的原料；分为动物型、植物型及矿物型。

动植物型油脂的主要成分是长链脂肪酸甘油酯，常温下呈液态者称为油，呈固态者为脂；蜡则是长链脂肪酸的高级醇酯，一般为固态，熔点在35℃~95℃。矿物型的油脂和蜡则是烃类化合物，含碳原子数在15~21者为油，24~34者为脂，30以上者为蜡。化妆品用保湿剂化学保湿剂通常是多元醇类化合物，其保湿能力(在一定空气湿度下的吸湿能力)如下：吡咯烷酮羧酸盐为60%甘油为40%丙二醇为30%山梨醇为10%(测试条件：在相对湿度为65%的空气中放置30天)

保湿剂在化妆品中起着相当重要的作用：一是保湿，防止皮肤角质层的水分挥发；二是防止化妆品中水分挥发而发生膏体干裂。第三节化妆品配方的基本概念首先确定剂型，其次确定基质，再根据乳化原则、溶剂极性相容原则和化学反应性原则确定各种原料的添加及溶解顺序、加入温度、搅拌速度及时间等具体工艺条件。膏霜类化妆品配方的设计程序①确定乳化类型；②选定油相组分；③选定乳化剂；④选定水相组分。防晒产品配方的设计程序①确定剂型；②选定防晒剂；③选定油相原料；④选定乳化剂；⑤选定成膜剂；⑥选定抗水剂。一、化妆品配方的设计程序化妆品配方设计的关键乳化体的类型油水两相的比例油相的组分水相的组分乳化类型取决于滋润物质和表面活性剂，HLB高时为O/W,低为W/O乳化体类型O/W或W/O油相的组分水相的组分油相和水相的比例O/W乳化体抹于皮肤上时水相快速蒸发，分散的油相开始时不连续，不能阻止皮肤水分的蒸发，会产生一定的冷感。优点是可配制成水分相当多的滋润油膜。W/O乳化体则是油相直接与皮肤接触，水分挥发慢，没有“冷”感。其膏体较硬在乳化体中，分散相均匀颗粒的最大体积一般占总容量的74％。当油是分散相时，在O/W中油相的比例可以≤1％，而在W/O中则必须≥26％。在O/W润肤霜中油占25～65％，W/O中油占45～80％；在O/W润肤蜜中油占25～65％，W/O中油占45～80％从油相的综合熔点和渗透性考虑。除了雪花膏，其他很少超过37℃，渗透性：动物脂

植物脂

矿物油；胆甾醇、卵磷脂和表面活性剂的加入可以改善渗透性是有效成分的载体。有保湿剂、增稠剂、防腐杀菌剂、活性物质等防止O/W乳化体干缩，过量时会使产品粘腻；稳定产品（W/O型为硫酸镁）；铝盐抑汗，硫代乙醇胺卷发；水解蛋白、人参提取物、蜘蛛水解液、蜂王浆、酶等乳化体化

妆品配方乳化剂的类型、油水两相的比例以及各个组分确定之后就可以选择乳化剂了。

乳化剂与水相组分的相容性水相组分碱性中性酸性多价阳离子多价阴离子阳离子表活剂阴离子表活剂乳化剂类型阴离子稳定无电解质稳定皂类不稳定皂类不稳定、非皂类稳定稳定不稳定稳定非离子醚稳定、酯不稳定、稳定稳定稳定稳定稳定稳定阳离子不稳定稳定稳定稳定很不稳定稳定不稳定二、乳化剂的选择---HLB法表面活性剂是两亲分子，具有亲水性和亲油性两部分。这两部分性质的相对大小（亲水亲油平衡值Hydrophilic-LipophileBalance）决定了该物质的性质和用途。

HLB值的应用HLB值水溶液外观HLB值用途1～4不分散3～6W/O型乳化剂3～6不良分散7～9润湿剂6～8搅拌后乳状分散8～18O/W型乳化剂8～10稳定乳状分散13～15洗涤剂10～13半透明至透明15～18增溶剂13～20透明溶液表面活性剂的HLB值原料名称O/W型原料名称W/O型O/W型月桂酸16无水羊毛脂812亚油酸16矿蜡59蓖麻油16小烛树蜡14～15油酸17巴西棕榈蜡12硬脂酸17石蜡410十六醇15棕榈酸异丙酯11.5十二醇14烷烃矿物油410蓖麻油14硅油8松油16矿脂47～8乳化剂类型是根据使用要求(稠度和敷用性等)决定的。它们在化妆品中的用量一般为总重量的10～20％。

化妆品中各种油相原料所需的HLB值乳化各种油相原料所需的HLB值不论W/O型或是O/W型乳化体，其生产过程一般都是先把油相和水相分别在不同的加热锅内加热至75℃，溶(熔)解完全后，把内相缓慢地加入到外相中，不断地搅拌并经过均质机乳化来完成。分散相的加入速度和机械搅拌的快慢会影响乳化效果，乳化操作条件也能影响产品的稠度、粘度和乳化稳定性。加入香精时的温度也是影响乳化稳定的又一因素，最好是当乳化体在45～50℃时加入。如果是W/O型，香精可直接加入，如果是O/W型，香精必须通过水相再进入油相被乳化。三、乳化体化妆品的乳化方法第四节常见化妆品的配方体系雪花膏：硬脂酸：15%~25%，保湿剂：2%~20%，滋润物质：1%~4%，乳化剂：2%~5%，碱类：0.5%~2.0%。冷霜：蜂蜡：10%~15%，液体石蜡：45%~60%，乳化剂：2%~5%，硼砂：1%~4%，水：~30%。香粉类：滑石粉：~50%，氧化锌粉：10%~25%，硬脂酸盐：5%~15%，碳酸镁~15%，脂肪物：5%，香料(香精)：适量。化妆品产品质量考核办法一、受检产品

发证产品分为三大类12小类（一）护肤类产品（1）雪花膏、香脂（2）润肤乳液、洗面奶（3）香粉、爽身粉、痱子粉、化妆粉块（4）护肤水（二）发用类产品（1）洗发液、护发素（2）洗发膏、发乳、发油（3）头发用冷烫液（4）染发剂（5）定型发胶、发用摩丝（三）美容类产品（1）香水、花露水（2）指甲油（3）唇膏

化妆品的安全性试验急性毒性试验：口服，LD50

，

小鼠、大鼠

皮肤，涂敷，大鼠、豚鼠、家兔皮肤刺激性试验：涂敷，豚鼠、家兔或人，1、24、48hr观察涂抹部位的皮肤反应眼刺激试验：家兔(已通过皮肤刺激性试验的可免)过敏性试验(皮肤变态反应试验)皮肤光毒和光变态过敏试验人体激发斑贴试验和试用试验致畸试验致癌试验化妆品的微生物测定无菌取样10g(或10ml)，加灭菌的生理盐水配成1：10的稀释液，用10ml灭菌吸管或注射器取10ml稀释液加入90ml生理盐水中稀释10倍，再重复一次混合均匀成1：1000的稀释液。分别用1ml灭菌吸管或注射器取不同浓度的稀释液1ml加入空的灭菌培养皿中，每个稀释浓度作4个培养皿。将冷却至45～50℃的营养琼脂培养基倾注于培养皿中，每皿倾15ml，转动培养皿使其混合均匀，同时做一个空白对照皿。(试验霉菌时用查氏培养基)待皿内溶液凝固后，翻转培养皿，置于37℃的培养箱中培养48h。计数报告菌落数。耐寒机械耐热

3000rpm下离心30min，静置后，不分层，无析水，外观细腻稳定。50℃下储存7天,恢复室温后，不分层，无析水，外观细腻稳定。-15℃下储存48h,恢复室温后，不分层，无析水，外观细腻稳定。化妆品的稳定性试验均匀设计试验正交设计试验基础配方的调整、修改化妆品配方的研究方法化妆品类别pH值范围化妆品类别pH值范围乳液、膏霜6～7.5发乳4～8化妆水，酸性3.5～6头发漂白剂,粉末8.3～9.2碱性7.5～9液状10～12香波，粉状7～9染发剂，液体10～12液状5～8胶状9.5～11.5胶状5～9各型烫发水4.5～9.6头皮止痒清洁剂5～7肥皂及洗涤剂9.5～10非油性整发剂5～7脱毛剂12～12.5头发防静电、柔软剂2.5～7.5常见化妆品的pH值范围雪花膏：硬脂酸18％80％KOH0.94％甘油15％水余量香精适量润肤霜：硬脂酸2.0％十八醇7.0氢化羊毛脂2.0角鲨烷5.0辛基十二醇6.0聚氧乙烯25十六醇醚3.0亲油性单甘酯2.0香精、防腐剂、抗氧剂0.3丙二醇5.0去离子水67.7

常见化妆品配方举例花露水：乙醇70～75％去离子水～20％香精2～5％柠檬酸钠适量二叔丁基对甲酚0.02％色料适量(淡湖蓝、淡绿、淡黄)药物面膜：中药提取物3.0％聚氧乙烯甘油椰油酸酯5.095％乙醇10.0米淀粉15.0硅酸铝镁10.0去离子水57.0常见化妆品配方举例指甲油：硝化纤维素15.0％醇酸树脂12.0乙樟脑6.0乙酸乙酯23.0乙酸丁酯9.0乙醇7.0甲苯28.0色料适量唇膏：

蓖麻油45.3％十六醇25.0羊毛脂4.0黄色蜂蜡5.0微晶蜡4.0小烛树蜡7.0巴西棕榈蜡2.0抗氧剂、防腐剂适量氧化钛2.0红色202＃0.5红色204＃2.5红色227＃2.5橙色201＃0.2香精适量常见化妆品配方举例铅笔型眉笔：巴西棕榈蜡8.0％地蜡10.0蜂蜡20.0微晶蜡10.0凡士林7.0羊毛脂5.0液体石蜡7.0肉豆蔻酸丙酯4.0颜料29.0发乳(O/W)：白凡士林11.0％液体石蜡30.0漂白石蜡5.0硼砂0.3