防晒配方开发的十大错误
防晒配方开发需要兼顾SPF功效、配方稳定性和产品美学效果。人们对天然（即矿物）、"非纳米"、透明、轻质且高SPF值的配方的需求在日益增长，这对任何配方设计师来说都是一个挑战。
所有的防晒配方都必须具有稳定性（可长时间储存和具有光稳定性），符合SPF和UVAPF保护规定，以达到预期的宣称，并具有消费者满意且便于日常使用的感官特征。
因此，配制防晒产品非常具有挑战性，事实上，这是化妆品配方开发中最困难的领域之一，特别是使用二氧化钛和氧化锌配制天然防晒产品时更具挑战。因此，为了帮助您开发防晒护理产品，我汇总了防晒护理配方开发的十大错误。
1. 选择的UV防晒剂不理想
配方设计师通常会使用他们熟悉的防晒剂和成分组合，而不去尝试不同的方法来解决新问题。因此，配方设计师若选择了不理想的UV防晒剂，想要满足所需的要求可是一项挑战。开发防晒配方的第一步应评估UV防晒剂，并确保做出正确选择。
UV防晒剂可以是化学（有机）或物理防晒剂（矿物，通常是二氧化钛（TiO2）和氧化锌（ZnO）防晒剂）。每种配方都可以使用单一的广谱UV防晒剂或其组合或多种UV防晒剂，以确保达到所需的SPF值，并满足该区域或全球监管要求。组合可以只使用有机物，只使用矿物，或组合使用，组合使用有时也称为混合体系。
化学防晒剂的配方不易出现泛白现象，但往往是窄谱的，因此需要不同防晒剂组合来满足对防护方面的监管要求。应该注意的是，一些有机UV防晒剂，如阿伏苯宗（Avobenzone）具有光不稳定性，在光下会发生降解，因此，建议每两小时重新使用防晒霜。可以通过与其他UV防晒剂（如奥克立林或双-乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪）或与三重态淬灭剂结合使用，来改善光稳定性。
TiO2传统上主要提供UVB衰减功效，但现在市场上的许多TiO2产品，如Solaveil?SpeXtra系列，采用较大粒径的TiO2来增强UVA衰减功效，将其作为单一活性物质来满足广谱SPF和UVA要求。但由于TiO2的粒径较大，这些产品往往容易令皮肤泛白。较小的纳米级二氧化钛颗粒，如Solaveil Clarus系列，在皮肤上具有更佳透明度，但主要在UVB区域提供窄谱防护。还有一些中等粒径的产品，如Solaveil Harmony，可兼顾UVA防护和较少皮肤泛白。
欲了解这两个产品系列的更多信息，以及Solaveil系列的其他产品，请查看我们使用方便的Solaveil系列信息图。
为了满足UVAPF的监管要求，纳米二氧化钛可以与氧化锌或有机防晒剂结合使用。欧洲要求UVA保护功效至少是标签上SPF的1/3。您可以这样理解，由于要求的SPF远远高于UVAPF，而TiO2比ZnO的UVB保护作用更强（更多的是针对SPF而不是UVAPF），且ZnO对UVA的衰减作用很大，所以需要更多的TiO2而不是ZnO。然而，由于ZnO在UVB波段和UVA波段也会衰减，所以还是需要更多的ZnO。我们的Solaveil Clarus系列二氧化钛和Clarus系列氧化锌可以按9:1的比例（ZnO:TiO2）组合使用，以满足对UVA保护的要求。
虽然性能总是取决于基础配方，但要确定达到所需的SPF值所需的UV防晒剂的水平，最好先做好理论计算。我们的Solaveil计算器有助于避免这种常见的配方开发错误，并能够确定达到指定SPF所需的Solaveil产品的W/W百分比，或达到通过SolaveilUV防晒剂的组合实现的SPF值。SPF值可加成，因此可以很容易地计算出防晒剂组合的SPF。但是，目前不能使用这个工具来计算组合的临界波长和UVAPF，只能计算单一成分。点击这里访问我们的Solaveil计算器。
2. 将无机物与阿伏苯宗结合使用
将无机物和有机物防晒剂结合使用，是经济有效地实现高SPF配方的一个好方法，但也会带来一些问题，也是配方开发中常见的错误做法。二氧化钛通常被用作广谱光稳定防晒剂，可以在此基础上添加有机防晒剂。结合使用不同类型的紫外线防晒剂，通常可以制成比纯矿物体系更轻质的配方，但与纯有机系统相比，具有更高的光稳定性和更少的油腻感，同时可以增加紫外线防晒剂的总体用量，避免单独用量的限制。将矿物和有机紫外线防晒剂结合使用也能产生协同效应，其性能大于成分组合的加成性能。禾大的配方科学家Bethan Spruce撰写了一篇关于这种成功组合的文章，点击这里阅读。然而，一些有机UV防晒剂，如阿伏苯宗，可以与二氧化钛形成彩色复合物。这不会影响性能，但随着时间的推移，会导致配方变黄。
为了最大限度地减少这种相互作用，可在不同阶段将有机和无机防晒剂添加到配方中，并将螯合剂（如EDTA四钠）与有机防晒剂一起添加到油相中。经证实，与单独在油相或水相中使用活性物质相比，活性物质的双相分布可以改善防晒配方的性能和稳定性。
有研究表明，氧化锌会分解阿伏苯宗，从而降低功效，因此，为了防止这种相互作用，我们建议，如果在配方中使用阿伏苯宗，可使用有涂层的氧化锌，如Solaveil MZP7、Solaveil MZP8或Solaveil MZ7-100。
注意：美国针对TiO2和ZnO与阿伏苯宗结合使用的情况做出法规限制。
3. 在水包油体系中使用氧化锌配制产品
氧化锌是一种天然、温和和透明物质，已成为越来越受到市场青睐的活性物。特别是，我们最新推出的Solaveil MicNo，具有微米级的优势，因此获得COSMOS认证。下面是Solaveil MicNo独特的片状结构的图片。请点击这里，了解更多我们获得COSMOS许可的Solaveil MicNo分散桨浆。然而，氧化锌配方的配制存在一定的挑战性。由于氧化锌部分溶于水，当氧化锌用于水包油乳液的油相时，易迁移到水相中，进而导致pH值升高，氧化锌结块（导致功效降低），乳液表现出不稳定性。
建议在水包油配方的油相中配制氧化锌，但在用氧化锌配制水包油乳液时，可以利用一些技术来提高乳液稳定性。
• ZnO的选择：
- 有涂层的氧化锌可最大程度减少Zn2+迁移
- 使用氧化锌分散浆，分散剂可在其中“原位”包覆。
• 乳化剂的选择：
- 以0.5-1.5%的比例添加液体疏水（W/O）乳化剂作为辅助乳化剂，以加强界面并防止迁移
- 加入0.2%的阴离子表面活性剂，在有电解质的环境下稳定液晶结构
• 润肤剂的选择：
- 对于无涂层的氧化锌粉料，使用高极性的油；对于涂层氧化锌粉料和氧化锌分散浆，使用低极性的油。
-在油相中加入丙二醇（3-5％）。
• 增稠剂的选择：
- 加入黄原胶（0.1-0.4%）和硅酸铝镁（0.5-1.25%），以帮助重新分散迁移的氧化锌，稳定体系并提高功效（水相中的乙二醇也起到一定的作用）。
- 如果使用卡波姆,在添加之前需进行部分预中和
• 配方建议：
- 缓冲制剂至pH值6.5-7.5 - 建议在乳化前在水相中加入酸。
- 加入螯合剂有助于络合Zn2+离子,减少相互作用。
- 在其他成分溶解和/或融化后,最后将氧化锌添加到热油相中--不可后添加在水包油体系中
- 油和水混合后保持pH值>6.0。最终可用柠檬酸降低pH值，但只能做一次（应避免重复调整）。
4. 乳化剂的选择和兼容性
水包油乳液的轻质感觉受到消费者的青睐，且与油包水体系相比，不易使皮肤泛白。而油包水体系可以提供更高的功效和耐水性，但通常质感厚重。所选择的乳化剂体系对感官和功效都有很大的影响。应该注意的是，阳离子和阴离子乳化剂难以与无机分散体一起配制，建议使用非离子型或至少是离子型和非离子型组合系统。
禾大可提供多种乳化剂，我们的乳化剂选型指南是一种便捷的工具，可以帮助您进行配方开发，点击这里可以获得免费指南副本。
5. 用于润湿粉料和乳化的油量不足
如果使用粉状矿物UV防晒剂，必须考虑使用的油量，以避免常见的配方开发问题。为了获得稳定制剂，需要足够的油来润湿和悬浮亲脂性UV防晒剂粉料，或用于乳化（如适用）和满足其他要求，如在组合系统中溶解有机防晒剂。
应该注意的是，不同的TiO2粉料在吸油率方面存在很大差异。吸油率主要与粒径相关：颗粒越大，吸油率越低。然而，涂层也起着一定的作用。因此，一些TiO2粉料比其他粉料需要更多的油来润湿。您可以通过将所需的油与已知数量的金属氧化物粉料滴合在一起，快速测试吸油率以及润湿粉料所需的油量。关于吸油率的更多信息，请在此参见我们的“与粉状润肤剂的兼容性"介绍。
6. 固体有机物的溶解度不足
固体有机UV防晒剂难以增溶。选择合适的润肤剂可确保最高的SPF功效，同时防止结晶。确保关注相关数据表中UV防晒剂的熔点--阿伏苯宗等防晒剂需要加热到83°C以上，才能确保充分溶解在制剂中，并发挥最大功效。
不同的润肤剂可对每种固体有机UV防晒剂起到不同程度的增溶作用。但一般来说，增加配方中极性油的浓度可以提高固体有机UV防晒剂的溶解度，从而提高防晒剂的功效。
7. UV防晒剂的分散性不足
矿物防晒剂分为粉料和分散桨两种形式。分散桨设计旨在使金属氧化物颗粒均匀地分散在整个制剂中，因此与粉料相比，分散浆可以提高SPF的性能和稳定性。然而，在实现美学和天然等宣称方面，使用粉料可以提供更多的配方多样性。矿物UV防晒剂的分散性不足，会导致SPF性能下降、不稳定、流变性差，令皮肤泛白。
如果使用分散桨，采用上方搅拌的方式将分散浆加入相关相中，这样有助于确保防晒剂均匀分布，乳液更加均匀。添加前摇晃或混合分散浆也有助于均匀分布(尽管不是必须的)，添加（对于单相配方）或乳化（对于乳液）后进行均质化，可以改善防晒剂的分散性和乳液的液滴大小，有助于提高乳液的稳定性和SPF性能。
在下面的视频中，您将看到我们的配方设计使用Solaveil分散浆来配制防晒乳液。
Solaveil - 如何使用分散浆进行配制
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使用粉料时，除了第6点提到的润湿外，粉料必须分散在整个油相中。利用机械能量(如高剪切力混合或均质化)打破结块，并有助于粉料均匀分布。这种能量输入是产生稳定和有效系统的关键，可以在将粉料加入油中后、乳化前以及乳化过程中/后（如适用）进行能量输入。为了稳定分散粉料，可加入分散剂，以提供静电斥力和空间位阻，防止结块并具有长期稳定性。
8. 流变改性剂的水合作用不足
优化防晒配方的流变性，对于成膜和活性物质在皮肤上的均匀分布至关重要。产品必须容易铺展，并在铺展后形成均匀的薄膜。
在水相中使用黄原胶和硅酸铝镁等水胶体，有助于稳定乳液，分散UV防晒剂和提高SPF功效。然而，水胶体需要相当长的水合时间，以防止增稠剂未完全水化时出现的"鱼眼"效应。在向这种预混物缓慢加水之前，将增稠剂分散在甘油中，有助于优化水合作用。最后，在进行下一步的生产过程之前，必须边搅拌水相边进行水合作用。
9. 不使用显微镜
不稳定性问题会导致防晒霜配方功效发生巨变。不使用显微镜是配方开发中常出现的错误，因为显微镜是识别可能影响性能不稳定性或配方问题的重要工具，特别是那些无法用肉眼识别的问题。
对于矿物配方，TiO2和ZnO在光学显微镜下呈现的是黑色颗粒或膨胀的透明颗粒。无机防晒剂粒径越小，分散得越均匀，就更容易实现稳定性和最佳功效。防晒剂结块是不相容的表现，需要重新配制，或者是分散性不足的表现，这可以通过在均质化过程中增加能量输入或增加润肤剂来湿润粉料，即可轻松解决问题。
二氧化钛结块
对于有机或组合系统，为了获得最大的功效，固体有机UV防晒剂应充分增溶在油相中，在整个保质期内不应出现结晶。检查配方显微技术，这一点很重要。固体UV防晒剂的晶体（由于溶解度差或结晶）在偏振光下可以看到"尖刺"色的晶体。可以通过改变配方中的润肤剂，和确保在生产过程中达到固体有机UV防晒剂的熔点温度，来进行增溶。
BMDM的结晶
10. 不按法规要求添加
全球各地对防晒霜的监管要求各不相同，产品应根据其销售地区的法规进行配制。大多数地区按照严格的认证成分清单进行监管，不在此范围内的成分不能使用。所有地区都规定了UV防晒剂的最大含量限制，一些地区对UV防晒剂的某些组合也有限制规定（例如，在美国，TiO2不能与阿伏苯宗结合使用）。研究相关地区对防晒剂认证、SPF测试要求和产品宣称的监管要求至关重要。
出于环保原因，有机防晒剂受到的监管压力越来越大，有些产品已被禁用，特别是在保护珊瑚礁的地区。此外，有机防晒剂在皮肤渗透方面受到监管，美国食品和药物管理局表示，虽然尚未发现有机物存在安全问题，但现有的证据表明，这些有机物会通过皮肤吸收，或可能被吸收，而尚无有关吸收后果的数据。因此，使用二氧化钛和氧化锌更加安全可靠，二氧化钛和氧化锌已在全球范围内得到认证，不受任何禁令的限制，并被普遍认为是安全和有效的成分（GRASE类别1），基本上不会穿透皮肤。
至此，我们总结了防晒护理中的十大配方开发错误。如果您能避免出现所有这些错误，就能确保获得高性能、安全、稳定的配方，并具有出色的肤感和外观。如果您想了解本博客中讨论的主题的更多信息，或在您的防晒护理开发中获得支持，请直接联系我们，我们的销售代表将帮助您联系您所在地区的配方专家。
