1. W jaki sposób mogę zagęścić formulację?

– Jednym z prostszych rozwiązań zagęszczenia formulacji jest  zwiększenie wosków  oraz fazy proszkowej (m.in. wypełniaczy, pereł, barwników).  Wzrost zawartości wosków, nie tylko zmienia lepkość masy ale także polepsza rozprowadzanie i przyleganie kosmetyków do skóry – tłumaczy Anita Gołębiewska z laboratorium R&D w firmie Nuco Creative Color Solutions. – Wypełniacze  konsystencjotwórcze tj.   węglan wapnia, stearynian magnezu dodatkowo zapewniają matowienie i odczucie „pudrowości” dzięki właściwościom wiązania  fazy olejowej. Zagęścić kosmetyk mogą również wypełniacze „uszlachetniające”,  m.in. azotek boru, który  wzbogaca  produkt o jedwabiste i gładkie odczucie.

Innym sposobem rozwiązania problemu jest dodatek polimerów, które po wprowadzeniu do masy zwiększają jej lepkość. Polimery, poprzez zwiększenie lepkości fazy ciągłej, zapobiegają śmietanowaniu utrudniając przemieszczanie się kropel fazy wewnętrznej, co w pewnym stopniu przeciwdziała koalescencji.

Homogenizacja jest również ważnym elementem modyfikowania reologii  formulacji (emulsji O/W i W/O). Wydłużenie czasu homogenizacji powoduje wzrost rozdrobnienia cząsteczek fazy wewnętrznej, a więc zwiększenie powierzchni kontaktu z fazą zewnętrzną  skutkującą wzrostem lepkości. Należy zwrócić jednak  uwagę na możliwość  przehomogenizowania i  tzw. wyciśnięcia wody z emulsji.

– Najbezpieczniejszym sposobem jest dodatnie substancji zagęszczających, dzięki którym gęstsza forma kosmetyku zachowuje swoje elastyczne własności – zaznacza Anita Gołębiewska. – Oczywiście, o tym jakiej substancji możemy użyć  decyduje charakter fazy , którą chcemy zagęścić. Producenci surowców oferują szeroką gamę naturalnych oraz syntetycznych zagęszczaczy.

2. Czego oczekuję?

Wybór zagęstnika okiem technologa nie jest tak łatwy jak mogłoby się wydawać. Najczęściej proces zagęszczania służy do osiągnięcia określonej formy lotionu/balsamu/mleczka/kremu. Zwiększenie lepkości kosmetyku wiąże z sobą również inne ważne zmiany właściwości masy. Zastosowanie wosków oraz wypełniaczy sypkich, oprócz upragnionego zagęszczenia, może sprawić również, że masa staje się mniej elastyczna i trudniejsza do aplikacji. Natomiast dodanie samego zagęszczacza może odebrać „bogate” odczucie aplikacyjne. Proces zagęszczania jest również znanym sposobem poprawy stabilności kosmetyku.

- Zagęszczenie masy produktu wpływa także pozytywnie na stabilność emulsji. Już niewielki dodatek środka zagęszczającego  lub wzrost ilości wosków i wypełniaczy może zdecydowanie poprawić  jej stan, nie wpływając znacząco na właściwości aplikacyjne i odczucie – wyjaśnia specjalista z laboratorium R&D w firmie Nuco Creative Color Solutions.

Tak więc wybierając jakikolwiek sposób należy zadać sobie pytania:  Jakiej  formy kosmetyku oczekuję? Jakiego efektu oczekuję od zagęstnika? Jakie odczucie chcę uzyskać?

3. Jakiego rodzaju zagęszczacza potrzebuję?

Gdy znane są już odpowiedzi na powyższe pytania łatwiej jest dobrać odpowiedni sposób zagęszczenia.   – W przypadku wielu kosmetyków podstawową grupą składników modyfikujących ich lepkość, jak również zapewniających najlepsze walory użytkowe i aplikacyjne są środki zagęszczające do wody. Ich niebywałą zaletą jest także łatwy sposób wprowadzenia i wysoka odporność na działanie wysokich temperatur – wyjaśnia Anita Gołębiewska.

Zagęszczacze do fazy wodnej

Popularnym zagęszczaczem do fazy wodnej jest celuloza oraz jej pochodne.  W kosmetyce stosuje się ją w postaci mikrokrystalicznej, zwierającej kryształy o  wymiarach 2-150 nm. Celuloza w tej formie nie rozpuszcza się w wodzie, lecz tworzy żel, który przeciwdziała rozwarstwianiu się stałych i ciekłych komponentów  kosmetyków np. maseczek, fluidów, past. Surowiec można modyfikować poprzez wprowadzanie grup alkilowych, co prowadzi do powstania odpowiednich estrów celulozy. Do tej grupy hydrokoloidów eterowych stosowanych w kosmetyce niewątpliwie zaliczyć możemy: metylcelulozę, etylcelulozę, hydroksyetylcelulozę, karboksymetylcelulozę, metylohydroksyetylcelulozę oraz metylohydroksypropylcelulozę. Większość z nich, podobnie jak celuloza, stosowana jest w celu zagęszczenia produktu np. w pastach do zębów oraz kremach beztłuszczowych. Jako naturalne zagęstniki stosuje się również  galaktany, które są żywicami roślinnymi zbudowanymi z galaktopironoz. Najbardziej znanymi w śród nich  są:  agar-agar, karageny, guma arabska i guma tragakantowa.

Oprócz wymienionych  naturalnych hydrokoloidów stosuje się także syntetyczne. Przykładem może być carbomer, który powstaje w wyniku reakcji polimeryzacji kwasu akrylowego. Przyjmuje postać białego proszku, który miesza się z wodą oraz mieszaninami wodno-alkoholowymi tworząc roztwory o wysokiej lepkości i kwaśnym odczynie. Największą lepkość wykazują roztwory w zakresie pH 6-7,5. 

Do grupy zagęszczaczy hydrofilowych zaliczyć możemy również hektoryty i bentonity. Bentonity są krzemionką glinu zawierającą śladowe ilości  pierwiastków (Mg, Fe, Ca). Hektoryty różnią się  od nich tylko niższą zawartością pierwiastka Fe, dzięki czemu mają jaśniejszy kolor. Modyfikacje tych glinek charakteryzują się wysoką skutecznością w zagęszczaniu i użelowaniu roztworów organicznych i wodnych. Odpowiednio dobrane stanowią efektywne środki reologiczne, zarówno układów o średniej polarności (oleje mineralne, roślinne, cyklometikony) jak i wysokiej (estry, trój glicerydy, alkohole, ketony). Dodatkowo zwiększają stabilność dzięki tworzeniu struktury 3D. 

Zagęszczacze do fazy olejowej

Często stosowanymi zagęszczaczami do fazy olejowej są powszechnie stosowane przez technologów woski: pszczeli, carnauba, candelilla oraz wiele, wiele innych. Zastosowanie każdego z nich zapewnia inny efekt: błyszczenie/matowienie, filmotwórczość, twardość, elastyczność. W produkcji kremów i lotionów często używa się   mieszanki dwóch długołańcuchowych alkoholi tłuszczowych - cetylowego i stearylowego - zwiększającej  lepkość  przy jednoczesnej poprawie smarności kosmetyku podczas aplikacji na ciało.  Niewątpliwą zaletą tych surowców jest szeroki zakres pH.

Także polietyleny znajdują zastosowanie jako modyfikatory reologii, efektywnie zagęszczając niskopolarne oleje mineralne.  Znacznie poprawiają również właściwości tiksotropowe oraz umożliwiają  zżelowanie układów bezwodnych. Wadą polietylenów jest ich dość wysoka temperatura topnienia wynosząca powyżej 80°C oraz możliwość krystalizacji podczas szybkiego chłodzenia poprodukcyjnego.

Popularnym  zagęstnikiem fazy olejowej jest  krzemionka, która dzięki międzycząsteczkowym wiązaniom wodorowym tworzy układy agregatów stabilizujących masę. Dodatkowo tlenek stosuje się w antyperspirantach  jako adsorbent m.in.: potu a także w preparatach oczyszczających  do skóry wrażliwej ze skłonnością do trądziku, dzięki zdolności pochłaniania sebum. W produkcji kosmetyków krzemionka występuje w postaci małych cząstek koloidowych, jak i makroskopowego żelu.