مرشحات الأشعة فوق البنفسجية في سوق واقيات الشمس

العناية بالشمس، وخاصة الحماية من الشمس، هي واحدة منأسرع قطاعات النمو في سوق الرعاية الشخصية.كما يتم الآن دمج الحماية من الأشعة فوق البنفسجية في العديد من منتجات التجميل التي تستخدم يوميًا (على سبيل المثال، منتجات العناية بالبشرة ومستحضرات التجميل الزخرفية)، حيث أصبح المستهلكون أكثر وعيًا بأن الحاجة إلى حماية أنفسهم من الشمس لا تنطبق فقط على عطلة الشاطئ.

تركيبة العناية بالشمس اليوميجب تحقيق معايير عالية لحماية البشرة من أشعة الشمس فوق البنفسجية (UVA)، مع جعل المنتجات أنيقة بما يكفي لتشجيع المستهلكين على الالتزام، وفعالة من حيث التكلفة بما يكفي لتكون في متناول الجميع في الأوقات الاقتصادية الصعبة.

مرشحات الأشعة فوق البنفسجية في سوق واقيات الشمس

في الواقع، تعتمد الفعالية والأناقة على بعضهما البعض؛ فزيادة فعالية المكونات الفعالة المستخدمة تُمكّن من إنتاج منتجات ذات معامل حماية عالٍ من الشمس مع مستويات منخفضة من فلاتر الأشعة فوق البنفسجية. وهذا يمنح المُصنِّع حرية أكبر لتحسين ملمس البشرة. في المقابل، يشجع المظهر الجمالي الجيد للمنتج المستهلكين على استخدام المزيد من المنتجات، وبالتالي الاقتراب من معامل الحماية المُدوَّن.

سمات الأداء التي يجب مراعاتها عند اختيار مرشحات الأشعة فوق البنفسجية لمستحضرات التجميل
• السلامة لمجموعة المستخدم النهائي المقصودة- تم اختبار جميع مرشحات الأشعة فوق البنفسجية على نطاق واسع للتأكد من أنها آمنة للاستخدام الموضعي؛ ومع ذلك، قد يعاني بعض الأفراد الحساسين من ردود فعل تحسسية تجاه أنواع معينة من مرشحات الأشعة فوق البنفسجية.

• فعالية عامل الحماية من الشمس- وهذا يعتمد على طول موجة الامتصاص الأقصى، وحجم الامتصاص، وعرض طيف الامتصاص.

• فعالية واسعة النطاق للحماية من الأشعة فوق البنفسجية- يجب أن تلبي تركيبات واقيات الشمس الحديثة معايير معينة لحماية الأشعة فوق البنفسجية، ولكن ما لا يتم فهمه جيدًا في كثير من الأحيان هو أن حماية الأشعة فوق البنفسجية تساهم أيضًا في عامل الحماية من الشمس.

• التأثير على ملمس الجلد- تتمتع مرشحات الأشعة فوق البنفسجية المختلفة بتأثيرات مختلفة على ملمس الجلد؛ على سبيل المثال، قد تشعر بعض مرشحات الأشعة فوق البنفسجية السائلة بأنها "لزجة" أو "ثقيلة" على الجلد، بينما تساهم المرشحات القابلة للذوبان في الماء في الشعور بجفاف الجلد.

• المظهر على الجلد- يمكن أن تسبب المرشحات غير العضوية والجسيمات العضوية تبييضًا للجلد عند استخدامها بتركيزات عالية؛ وهذا أمر غير مرغوب فيه عادةً، ولكن في بعض التطبيقات (على سبيل المثال، منتجات العناية بالأطفال من الشمس) يمكن اعتباره ميزة.

• ثبات الضوء- تتحلل العديد من مرشحات الأشعة فوق البنفسجية العضوية عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية، مما يقلل من فعاليتها؛ ولكن يمكن لمرشحات أخرى أن تساعد في تثبيت هذه المرشحات "المتغيرة ضوئيًا" وتقليل التحلل أو منعه.

• مقاومة للماء- إن إضافة مرشحات الأشعة فوق البنفسجية القائمة على الماء إلى جانب المرشحات القائمة على الزيت غالبًا ما يوفر دفعة كبيرة لعامل الحماية من الشمس، ولكنه قد يجعل من الصعب تحقيق مقاومة الماء.
» عرض جميع مكونات وموردي منتجات العناية بالشمس المتوفرة تجاريًا في قاعدة بيانات مستحضرات التجميل

كيمياء مرشحات الأشعة فوق البنفسجية

تُصنف المواد الفعالة في واقيات الشمس عادةً إلى واقيات عضوية وغير عضوية. تمتص الواقيات العضوية الأشعة فوق البنفسجية بقوة عند أطوال موجية محددة، وتكون شفافة للضوء المرئي. أما الواقيات غير العضوية فتعمل عن طريق عكس أو تشتيت الأشعة فوق البنفسجية.

دعونا نتعرف عليهم بعمق:

واقيات الشمس العضوية

مرشحات الأشعة فوق البنفسجية في سوق العناية بالشمس1

تُعرف واقيات الشمس العضوية أيضًا باسمواقيات الشمس الكيميائيةتتكون هذه المواد من جزيئات عضوية (قائمة على الكربون) تعمل كواقيات من الشمس عن طريق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية وتحويلها إلى طاقة حرارية.

نقاط القوة والضعف في واقيات الشمس العضوية

نقاط القوة

نقاط الضعف

الأناقة التجميلية - معظم المرشحات العضوية، سواء كانت سوائل أو مواد صلبة قابلة للذوبان، لا تترك أي بقايا مرئية على سطح الجلد بعد الاستخدام من تركيبة

طيف ضيق - كثير منها يحمي فقط على نطاق ضيق من الطول الموجي

المواد العضوية التقليدية مفهومة جيدًا من قبل صانعي المواد العضوية

"الكوكتيلات" مطلوبة للحصول على عامل حماية من الشمس مرتفع

فعالية جيدة في التركيزات المنخفضة

قد يكون من الصعب إذابة بعض الأنواع الصلبة والحفاظ عليها في المحلول

أسئلة حول السلامة والتهيج والتأثير البيئي

بعض المرشحات العضوية غير مستقرة ضوئيًا

تطبيقات واقيات الشمس العضوية
يمكن استخدام الفلاتر العضوية، من حيث المبدأ، في جميع منتجات الوقاية من الشمس/الحماية من الأشعة فوق البنفسجية، ولكنها قد لا تكون مثاليةً في منتجات الأطفال أو البشرة الحساسة نظرًا لاحتمالية حدوث ردود فعل تحسسية لدى الأشخاص الحساسين. كما أنها غير مناسبة للمنتجات التي تدعي أنها "طبيعية" أو "عضوية"، لأنها جميعها مواد كيميائية صناعية.
مرشحات الأشعة فوق البنفسجية العضوية: الأنواع الكيميائية

مشتقات PABA (حمض بارا أمينو بنزويك)
• مثال: إيثيل هكسيل ثنائي ميثيل PABA
• مرشحات الأشعة فوق البنفسجية
• نادرًا ما يتم استخدامه في الوقت الحاضر بسبب المخاوف المتعلقة بالسلامة

الساليسيلات
• أمثلة: ساليسيلات الإيثيل هكسيل، هوموسالات
• مرشحات الأشعة فوق البنفسجية
• منخفضة التكلفة
• فعالية منخفضة مقارنة بمعظم المرشحات الأخرى

سينامات
• أمثلة: إيثيل هكسيل ميثوكسي سينامات، إيزو أميل ميثوكسي سينامات، أوكتوكريلين
• مرشحات الأشعة فوق البنفسجية عالية الفعالية
• يعتبر الأوكتوكريلين مستقرًا للضوء ويساعد في تثبيت مرشحات الأشعة فوق البنفسجية الأخرى في الضوء، ولكن السينامات الأخرى تميل إلى أن يكون لها استقرار ضوئي ضعيف

البنزوفينونات
• أمثلة: بنزوفينون-3، بنزوفينون-4
• توفير امتصاص كل من الأشعة فوق البنفسجية UVB و UVA
• فعالية منخفضة نسبيًا ولكنها تساعد على تعزيز عامل الحماية من الشمس عند استخدامه مع مرشحات أخرى
• نادرًا ما يتم استخدام بنزوفينون-3 في أوروبا في الوقت الحاضر بسبب المخاوف المتعلقة بالسلامة

مشتقات التريازين والتريازول
• أمثلة: إيثيل هكسيل تريازون، بيس إيثيل هكسيلوكسي فينول، ميثوكسي فينيل تريازين
• فعالة للغاية
• بعضها عبارة عن مرشحات للأشعة فوق البنفسجية، والبعض الآخر يوفر حماية واسعة النطاق من الأشعة فوق البنفسجية الطويلة والمتوسطة
• استقرار ضوئي جيد جدًا
• غالي

مشتقات الديبنزويل
• أمثلة: بوتيل ميثوكسيديبنزويل ميثان (BMDM)، ثنائي إيثيل أمينو هيدروكسي بنزويل هيكسيل بنزوات (DHHB)
• امتصاص فعال للغاية للأشعة فوق البنفسجية
• BMDM لديه استقرار ضوئي ضعيف، ولكن DHHB أكثر استقرارًا ضوئيًا

مشتقات حمض البنزيميدازول السلفونيك
• أمثلة: حمض فينيل بنزيميدازول السلفونيك (PBSA)، ثنائي صوديوم فينيل ديبنزيميدازول رباعي السلفونات (DPDT)
• قابل للذوبان في الماء (عند تحييده بقاعدة مناسبة)
• PBSA هو مرشح للأشعة فوق البنفسجية UVB؛ DPDT هو مرشح للأشعة فوق البنفسجية UVA
• غالبًا ما تظهر تآزرات مع المرشحات القابلة للذوبان في الزيت عند استخدامها معًا

مشتقات الكافور
• مثال: 4-ميثيل بنزيليدين الكافور
• فلتر الأشعة فوق البنفسجية
• نادرًا ما يتم استخدامه في الوقت الحاضر بسبب المخاوف المتعلقة بالسلامة

الأنثرانيلات
• مثال: أنثرانيلات المينثيل
• مرشحات الأشعة فوق البنفسجية
• فعالية منخفضة نسبيًا
• غير معتمد في أوروبا

بولي سيليكون-15
• بوليمر السيليكون مع الكروموفورات في السلاسل الجانبية
• فلتر الأشعة فوق البنفسجية

واقيات الشمس غير العضوية

تُعرف واقيات الشمس هذه أيضًا باسم واقيات الشمس الفيزيائية. تتكون من جزيئات غير عضوية تعمل كواقيات من الشمس عن طريق امتصاص وتشتيت الأشعة فوق البنفسجية. تتوفر واقيات الشمس غير العضوية إما على شكل مساحيق جافة أو مُبخّرات.

مرشحات الأشعة فوق البنفسجية في سوق العناية بالشمس2

نقاط القوة والضعف في واقيات الشمس غير العضوية

نقاط القوة

نقاط الضعف

آمن / غير مهيج

إدراك سوء المظهر الجمالي (ملمس الجلد وتبييضه)

طيف واسع

قد يكون من الصعب صياغة المساحيق باستخدام

يمكن تحقيق عامل حماية من أشعة الشمس (30+) باستخدام مادة نشطة واحدة (TiO2)

لقد دخلت المواد غير العضوية في نقاشات النانو

التشتتات سهلة الدمج

ثابت للضوء

تطبيقات واقيات الشمس غير العضوية
واقيات الشمس غير العضوية مناسبة لجميع تطبيقات الحماية من الأشعة فوق البنفسجية، باستثناء التركيبات الشفافة أو بخاخات الأيروسول. وهي مناسبة بشكل خاص للعناية بالأطفال من الشمس، ومنتجات البشرة الحساسة، والمنتجات التي تدّعي أنها "طبيعية"، ومستحضرات التجميل.
مرشحات الأشعة فوق البنفسجية غير العضوية الأنواع الكيميائية

ثاني أكسيد التيتانيوم
• في المقام الأول عبارة عن مرشح للأشعة فوق البنفسجية، ولكن بعض الدرجات توفر أيضًا حماية جيدة من الأشعة فوق البنفسجية
• تتوفر درجات مختلفة مع أحجام جزيئات وطلاءات مختلفة وما إلى ذلك.
• معظم الدرجات تندرج ضمن نطاق الجسيمات النانوية
• أصغر أحجام الجسيمات تكون شفافة جدًا على الجلد ولكنها توفر حماية قليلة من الأشعة فوق البنفسجية؛ الأحجام الأكبر توفر حماية أكبر من الأشعة فوق البنفسجية ولكنها أكثر تبييضًا للبشرة

أكسيد الزنك
• في المقام الأول مرشح للأشعة فوق البنفسجية؛ فعالية عامل حماية من الشمس أقل من ثاني أكسيد التيتانيوم، ولكنه يوفر حماية أفضل من ثاني أكسيد التيتانيوم في منطقة الطول الموجي الطويل "UVA-I"
• تتوفر درجات مختلفة مع أحجام جزيئات وطلاءات مختلفة وما إلى ذلك.
• معظم الدرجات تندرج ضمن نطاق الجسيمات النانوية

مصفوفة الأداء / الكيمياء

معدل من -5 إلى +5:
-5: تأثير سلبي كبير | 0: لا تأثير | +5: تأثير إيجابي كبير
(ملاحظة: بالنسبة للتكلفة والتبييض، فإن "التأثير السلبي" يعني زيادة التكلفة أو التبييض.)

 

يكلف

عامل الحماية من الشمس

جامعة فرجينيا
حماية

ملمس الجلد

تبييض

استقرار الصورة

ماء
مقاومة

بنزوفينون-3

-2

+4

+2

0

0

+3

0

بنزوفينون-4

-2

+2

+2

0

0

+3

0

بيس-إيثيل هكسيلوكسي فينول ميثوكسي فينيل تريازين

-4

+5

+5

0

0

+4

0

بوتيل ميثوكسي-ديبنزويل ميثان

-2

+2

+5

0

0

-5

0

ثنائي إيثيل أمينو هيدروكسي بنزويل هيكسيل بنزوات

-4

+1

+5

0

0

+4

0

ثنائي إيثيل هكسيل بوتاميدو تريازون

-4

+4

0

0

0

+4

0

ثنائي الصوديوم فينيل ديبنزيميازول رباعي السلفونات

-4

+3

+5

0

0

+3

-2

إيثيل هكسيل ثنائي ميثيل بارا أمينو بنزويك

-1

+4

0

0

0

+2

0

إيثيل هكسيل ميثوكسي سينامات

-2

+4

+1

-1

0

-3

+1

ساليسيلات الإيثيل هكسيل

-1

+1

0

0

0

+2

0

إيثيل هكسيل تريازون

-3

+4

0

0

0

+4

0

هوموسالات

-1

+1

0

0

0

+2

0

إيزوأميل ب-ميثوكسي سينامات

-3

+4

+1

-1

0

-2

+1

أنثرانيلات المينثيل

-3

+1

+2

0

0

-1

0

4-ميثيل بنزيليدين الكافور

-3

+3

0

0

0

-1

0

ميثيلين بيس بنزوتريازوليل رباعي ميثيل بوتيل فينول

-5

+4

+5

-1

-2

+4

-1

أوكتوكريلين

-3

+3

+1

-2

0

+5

0

حمض فينيل بنزيميدازول السلفونيك

-2

+4

0

0

0

+3

-2

بولي سيليكون-15

-4

+1

0

+1

0

+3

+2

ثلاثي ثنائي فينيل تريازين

-5

+5

+3

-1

-2

+3

-1

ثاني أكسيد التيتانيوم – درجة شفافة

-3

+5

+2

-1

0

+4

0

ثاني أكسيد التيتانيوم - درجة واسعة الطيف

-3

+5

+4

-2

-3

+4

0

أكسيد الزنك

-3

+2

+4

-2

-1

+4

0

العوامل المؤثرة على أداء مرشحات الأشعة فوق البنفسجية

تختلف سمات الأداء لثاني أكسيد التيتانيوم وأكسيد الزنك بشكل كبير اعتمادًا على الخصائص الفردية للدرجة المحددة المستخدمة، على سبيل المثال الطلاء، والشكل المادي (مسحوق، مستحلب قائم على الزيت، مستحلب قائم على الماء).ينبغي على المستخدمين التشاور مع الموردين قبل اختيار الدرجة الأكثر ملاءمة لتلبية أهداف الأداء في نظام الصياغة الخاص بهم.

تتأثر فعالية مرشحات الأشعة فوق البنفسجية العضوية القابلة للذوبان في الزيت بذوبانها في المرطبات المستخدمة في تركيبتها. وبشكل عام، تُعد المرطبات القطبية أفضل المذيبات للمرشحات العضوية.

يتأثر أداء جميع مرشحات الأشعة فوق البنفسجية بشكل كبير بالسلوك الريولوجي للتركيبة وقدرتها على تكوين طبقة رقيقة متماسكة ومتجانسة على الجلد. ويُسهم استخدام مُشكِّلات الأغشية المناسبة والإضافات الريولوجية في تحسين فعالية المرشحات.
مزيج مثير للاهتمام من مرشحات الأشعة فوق البنفسجية (التآزر)

هناك العديد من تركيبات فلاتر الأشعة فوق البنفسجية التي تُظهر تآزرًا. عادةً ما يتم تحقيق أفضل التأثيرات التآزرية من خلال الجمع بين الفلاتر التي تُكمّل بعضها البعض بطريقة ما، على سبيل المثال:
• الجمع بين المرشحات القابلة للذوبان في الزيت (أو الموزعة في الزيت) والمرشحات القابلة للذوبان في الماء (أو الموزعة في الماء)
• الجمع بين مرشحات الأشعة فوق البنفسجية UVA ومرشحات الأشعة فوق البنفسجية UVB
• دمج المرشحات غير العضوية مع المرشحات العضوية

هناك أيضًا تركيبات معينة يمكن أن تؤدي إلى فوائد أخرى، على سبيل المثال من المعروف أن الأوكتوكريلين يساعد في تثبيت بعض المرشحات غير المستقرة ضوئيًا مثل بوتيل ميثوكسيديبنزويل ميثان.

مع ذلك، يجب مراعاة الملكية الفكرية في هذا المجال. هناك العديد من براءات الاختراع التي تغطي تركيبات معينة من مرشحات الأشعة فوق البنفسجية، ويُنصح مُصنّعو التركيبات بالتأكد دائمًا من أن التركيبة التي يعتزمون استخدامها لا تنتهك أي براءات اختراع خاصة بطرف ثالث.

اختر فلتر الأشعة فوق البنفسجية المناسب لتركيبة مستحضرات التجميل الخاصة بك

ستساعدك الخطوات التالية في اختيار مرشحات الأشعة فوق البنفسجية المناسبة لتركيبة مستحضرات التجميل الخاصة بك:
1. تحديد أهداف واضحة للأداء والخصائص الجمالية والمطالبات المقصودة من التركيبة.
2. تحقق من المرشحات المسموح بها للسوق المقصود.
٣. إذا كان لديك هيكل تركيبة مُحددة ترغب في استخدامه، ففكّر في المرشحات المُناسبة لهذا الهيكل. ومع ذلك، يُفضّل، إن أمكن، اختيار المرشحات أولًا وتصميم التركيبة بناءً عليها. وينطبق هذا بشكل خاص على المرشحات العضوية غير العضوية أو الجسيمات.
4. استخدم النصائح من الموردين و/أو أدوات التنبؤ مثل جهاز محاكاة واقي الشمس من شركة BASF لتحديد التركيبات التي يجب استخدامهاتحقيق عامل الحماية من الشمس المطلوبوأهداف UVA.

يمكن بعد ذلك تجربة هذه التركيبات في تركيبات. تُعدّ طرق اختبار عامل الحماية من الشمس (SPF) والأشعة فوق البنفسجية (UVA) في المختبر مفيدة في هذه المرحلة لتحديد التركيبات التي تُعطي أفضل النتائج من حيث الأداء. يُمكن الحصول على مزيد من المعلومات حول تطبيق هذه الاختبارات وتفسيرها وقيودها من خلال دورة SpecialChem التدريبية الإلكترونية:UVA/SPF: تحسين بروتوكولات الاختبار الخاصة بك

إن نتائج الاختبار، إلى جانب نتائج الاختبارات والتقييمات الأخرى (على سبيل المثال، الاستقرار، وفعالية المواد الحافظة، وملمس الجلد)، تمكن المُصنِّع من اختيار الخيار (الخيارات) الأفضل، كما أنها توجه التطوير الإضافي للتركيبة (التركيبات).


وقت النشر: 03-01-2021