Wiele kosmetyków dostępnych obecnie na rynku, takich jak kremy do golenia, kremy do rąk, balsamy do ciała, preparaty do pielęgnacji twarzy (maseczki), farby do włosów, szampony, wykazuje o wiele lepsze działanie gdy są aplikowane ”na ciepło”. Podwyższona temperatura nie tylko zwiększa ich efektywność, ale także dostarcza przyjemnych wrażeń sensorycznych. Dzięki odkryciu nowego sposobu aplikacji produktów kosmetycznych, technologia self-heating (samorozgrzewająca) odniosła komercyjny sukces. Głównym obszarem zainteresowania stały się preparaty do golenia, w których efekt ciepła jest najbardziej pożądany.


Do uzyskania efektu ciepła wykorzystywane są różne reakcje chemiczne o charakterze egzotermicznym. Zastosowanie znalazły:
•    Utlenianie-redukcja- reakcja redoks, w której następuje zmiana stopnia utlenienia pierwiastków.
•    Neutralizacja- reakcja zobojętnienia między kwasem a zasadą.
•    Hydratacja- reakcja addycji wody, uwodnienie.
•    Hydroliza- reakcja rozkładu substancji pod wpływem wody.
•    Metateza- reakcja chemiczna podwójnej wymiany.


Istotą działania kosmetyku opartego na technologii self-heating jest ciepło uzyskiwane  z powyższych reakcji chemicznych. Preparaty te to najczęściej układy bezwodne, które w połączeniu z wilgocią dostarczaną przy aplikacji, rozgrzewają się do wrunkowanej odpowiednio dobranym składem temperatury. W przypadku zastosowania reakcji utleniania-redukcji, czy neutralizacji niezbędne są specjalnie przygotowane opakowania, o których będzie mowa w dalszej części artykułu.


Opracowując receptury kosmetyków samorozgrzewających należy przede wszystkim poświęcić wiele uwagi reagentom (substratom), jak również produktom reakcji, która zachodzi w środowisku kosmetyku (zazwyczaj emulsja). Przede wszystkim nie mogą one reagować z surowcami kosmetyku, czego rezultatem może być zniszczenie układu emulsyjnego, a skrajnych wypadkach podrażnienia czy alergie skóry. Wiele surowców zawierających w swej budowie siarkę, po utlenieniu może powodować przykry zapach produktu. Reagent taki doskonale będzie spełniał swoją funkcję w układzie utleniająco-redukującym, jednakże jego negatywny wpływ na estetykę produktu sprawi, że zostanie pominięty jako reduktor. Z kolei inne grupy związków nie będą stanowiły zagrożenia dla układu emulsyjnego, jednak ich ilości niezbędne do wygenerowania odpowiedniej dawki ciepła, staną się nie do zaakceptowania w produktach aplikowanych bezpośrednio na skórę. Poza tym nadmiar surowców niezbędnych do otrzymania pożadanego efektu cieplnego, zmniejszają zawartość surowców kosmetycznych, pełniących określone funkcje w emulsji. Taki produkt stanie się bezużyteczny jako kosmetyk.


Do najczęściej wykorzystywanych surowców, działających na zasadzie hydratacji, zaliczamy:

1. Glikole polietylenowe (PEG) i polipropylenowe (PPG).
Układ jest aktywowany niewielką ilością wody, a ciepło uzyskane z procesu rozpuszczania podnosi temperaturę produktu kosmetycznego. Przykładem takiego związku jest PEG-200 oraz PEG-300. Są one bezpośrednio dodawane do emulsji, która nie może zawierać wody.

2. Materiały stałe takie jak żel silikonowy, aktywowane aluminium (tlenek glinu), glinokrzemiany, syntetyczne zeolity, kaolin, ziemia Fuller’a, chińska glinka oraz betonit. Ciepło generowane jest w wyniku adsorpcji wody poprzez porowatą, krystaliczną strukturę. Średnia wielkość porów powinna być większa niż średnica cząsteczki wody, która wynosi 3.2 Angstremy. Produkt self-heating oparty na dzialaniu takich materialow nie zawiera wody. W takim wypadku należy odpowiednio dobrać system nośny kosmetyku, a średnica jego cząstek musi być z kolei większa niż średnia wielkość porów materiału porowatego. Uniemożliwi to dezaktywację materiału działającego rozgrzewająco i dopiero w zetknięciu z wodą, podczas aplikacji, zajdzie pożądana reakcja egzotermiczna. Opowiednimi materiałami nośnymi są: hydrofilowe glikole takie jak glikol etylenowy, propylenowy, butylenowy, gliceryna, sorbitol.

3. Amina Poliwinylowa, Amina Polialkenowa bądź Imina Polialenowa , które podobnie jak poliglikole są aktywowane niewielką ilością wody.


Wśród materiałów opartych na reakcji utleniania-redukcji wykorzystuje się:

2. Proszek żelaza z dodatkiem katalizatora takiego jak węgiel aktywny.
Jest to mieszanina pierwiastkowego żelaza, tlenków żelaza i soli żelazawych, które mogą ulegać utlenieniu. Tlen jest dostarczany do układu  w postaci wilgoci (wody) lub powietrza. Do aktywacji proszku powietrzem niezbędny jest katalizator, który zwiększa powierzchnię kontaktu reagentów. Do tego celu wykorzystywany jest węgiel aktywny, jak również krystaliczny tlenek glinu, glinokrzemiany, krzemionka i różne rodzaje glinek.

3. Kombinacja nadtlenku wodoru z mieszaniną siarczynu sodowego i kwasu askorbowego w obecności katalizatora.

4. Kombinacja nadtlenku wodoru z 2-tio-4-oxypirymidyną lub tiohydantoiną. Bardzo efektywny i co ważniejsze kompatybilny z większością surowców kosmetycznych. Produkty reakcji chemicznej nie działąją drażniąco na skórę i są nietoksyczne. Poza tym już niewielkie ilości wystarczą do  uzyskania pożądanego efektu cieplnego.


Najczęściej stosowanym utleniaczem jest nadtlenek wodoru. Wybór staje się uzasadniony, kiedy prześledzimy chemię reakcji. Po zajściu reakcji uleniania-redukcji nadtlenek rozkłada się na wodę i tlen, przy czym tlen jest w całości zużywany do przeniesienia innych atomów na wyższy stan utlenienia (takich jak siarka). Jedynym produktem ubocznym jest woda, która i tak występuje w dużych ilościach w każdym kosmetyku. W taki sposób nie doprowadzamy żadnych nowych składników do receptury i nie zwiększamy ryzyka podrażnień skóry.


Opakowanie kosmetyku opartego na generowaniu ciepła reakcją redoks musi być specjalnie skonstruowane. Najczęściej składa się z dwóch komór, które łączą się tuż przy ujściu. Przy aplikacji następuje połączenie fazy utleniającej z redukującą, co umożliwia zajście egzotermicznej reakcji utleniania-redukcji. Reduktor wraz z katalizatorem najczęściej umieszcza się w oddzielnej komorze. Należy uważnie dobrać naturę surowców receptury do obu emulsji, tak aby reakcja utleniania-redukcji nie zaszła w opakowaniu jeszcze przed aplikacją.


Szybkością reakcji chemicznej i równocześnie ilością wydzielanego ciepła w czasie można sterować poprzez obecność katalizatorów. W niektórych produktach pożądane może być stopniowe i powolne generowanie ciepła, gdzie z powodzeniem można ominąć czynnik katalizujący, bądź znacznie go zredukować. Preferowana przez konsumentów szybkość osiągnięcia odpowiedniej temperatury mieści się w czasie 5-20 sekund.
Proporcja środka utleniającego oraz redukującego w normalnych warunkach wynikałaby ze stechiometrii reakcji. W niektórych sytuacjach pożądane jest jednakże przyspieszenie reakcji poprzez utrzymanie nadmiaru jednego z reagentów (substratów).


Temperatura produktu po zmieszaniu dwoch faz może być kontrolowana poprzez rodzaj opakowania, lepkość komponentów, rodzaju użytych związków utleniająco-redukujących oraz ich ilości i proporcje. Po zajściu reakcji powinna ona mieścić się w przedziale 38-70oC.


Podstawowe zalety wykorzystania technologii self-heating:

•    Podwyższona temperatura może pobudzać krążenie układu krwionośnego, dzięki czemu wchłanianie substancji aktywnych staje się efektywniejsze.
•    Ciepło rozszerza pory skóry, lepiej ją ”uwadnia”, co zwiększa penetrację składników aktywnych.
•    Wyższa temperatura podnosi komfort golenia, ponieważ uzyskuje się lepszy efekt zmiękczenia włosów.
•    W warunkach ciepła osłonki włosów lepiej ”odstają” co zwiększa proces wnikania substancji aktywnych.
•    Przyjemne wrażenia sensoryczne.
•    Uczucie ciepła, rozgrzewania sprawia wrażenie iż kosmetyk naprawdę”działa”.
Przygotowując nowe receptury oparte na technologii self-heating należy zwrócić uwagę na formuły objęte patentem.


Przykładami dostępnych na rynku kosmetyków opartych na technologii self-heating są:
•    Wella- Lifetex Self-Warming Mask
•    Olay- Regenerist Thermal Skin Polisher
•    Olay- Pedicure Foot Treatment
•    pHisoderm- Clear Confidence Self-Heating Daily Scrub
•    The Real Shaving Company- Self-Heating Face Mask



Napisane na podstawie artykułu ”Self-heating Cosmetic” Kenkare, Divaker B.; Gray, Frederick W.; Shumway, Durland K., dostępnego na stronie internetowej: link
oraz na podstawie patentów dotyczących technologii self-heating (self-warming).