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日焼け止めクリームとローションの製造

日焼け止めクリームの配合は簡単ではありません。市場ではより高い日焼け止め指数(SPF)が求められており、同時に化粧品のUVフィルター使用には規制があるため、使用できる成分を最大限に活用するうえで製造上の技術が重要になってきます。

 

プロセス

日焼け止めは水中油型、もしくは油中水型エマルジョンです。軟化剤、潤滑剤、乳化剤、増粘剤、芳香剤、着色剤、保存料、UVフィルター、二酸化チタンや酸化亜鉛などの吸収剤が含まれています。UV(紫外線)からの効果的なプロテクションはUVフィルターと吸収剤の分散の程度と粒子の細粒化にかかっています。

標準的な製造の工程は次のようなものです:

  • セチルアルコールやステアリン酸などのフレーク状/粉体材料をあらかじめ乾式ブレンドさせる場合があり、その後油相に分散させる
  • 乳化剤とVeegum®やCarbopol®などの安定剤を含んだ水相は別個に調製される
  • 二つの相を混合してエマルジョンを作る配合や粘度に応じて45~85°Cに加熱して混合を促進する
  • UVフィルターと吸収剤は通常、 ドライ粉末状もしくは油か水性液に予備分散された状態で、ミクロ化された酸化物は原材料や配合条件によって適切な相に分散されるか、あるいはエマルジョンが生成されてから製品に加えられる
  • 均一になるまで混合を続ける

課題

従来のアジテーターではいくつかの課題が発生ます:

  • 混合作業の中でも増粘剤や沈殿防止剤の溶解は非常に難しい溶解が不十分だったり、凝集したりすると製品の日焼け止め指数(SPF)に影響がある
  • 粉体材料を加えるとき、部分的に水和した材料がタンク内壁に集積・固着する
  • 日焼け止め指数(SPF)に影響する添加剤があるため、乳化剤と安定剤の添加を最小限にして安定した乳化を達成する必要があるが、従来の混合設備・機械では油相・水相を温めても安定したエマルジョンを作り出すのは難しい
  • UVフィルターや吸収剤はミクロ化されているか、油か水性液に予備混合されているが、従来の混合機やアジテーターではこれらを細分化できない
  • 均一な液を作るために長時間の作業、また付加的な設備や機械が必要な場合がある

ソリューション

シルバーソンハイシアミキサーを使うことで中間工程を省き、製品品質を向上させると同時に工程時間を大幅に短縮することができます:

Stage 1

タンクに転属層を入れます。ミキサーを始動し、固形/粉体材料を加えます。ローターの高速回転によって吸引効果が生まれ、液体と固形分がワークヘッド内に引き込まれてすばやく混合されます。

Stage 2

固形分がローターとステーター内壁の間の精密なクリアランスで分解されます。材料が液中に完全に分散されてからステーターを通してタンクの液中に高速で押し出されます。同時に新しい材料がワークヘッド内に引き込まれます。

Stage 3

材料の引き込みと放出によってプロセスタンク内に混合の循環が作り出されます。分散相が加えられると、ワークヘッドの高剪断混合作用によって溶滴が劇的に小さくされ、均質で安定したエマルジョンがすばやく生成されます。

Stage 4

ミクロ化された酸化物をこの段階で加えることができます。ワークヘッドの強力な剪断作用によってすばやく凝集が分解され、細分化されます。ミクロ化された酸化物はものの数分ですばやく乳液中に分散されます。

  • Stage 1

    Stage 1

    タンクに転属層を入れます。ミキサーを始動し、固形/粉体材料を加えます。ローターの高速回転によって吸引効果が生まれ、液体と固形分がワークヘッド内に引き込まれてすばやく混合されます。

  • Stage 2

    固形分がローターとステーター内壁の間の精密なクリアランスで分解されます。材料が液中に完全に分散されてからステーターを通してタンクの液中に高速で押し出されます。同時に新しい材料がワークヘッド内に引き込まれます。

  • Stage 3

    材料の引き込みと放出によってプロセスタンク内に混合の循環が作り出されます。分散相が加えられると、ワークヘッドの高剪断混合作用によって溶滴が劇的に小さくされ、均質で安定したエマルジョンがすばやく生成されます。

  • Stage 4

    ミクロ化された酸化物をこの段階で加えることができます。ワークヘッドの強力な剪断作用によってすばやく凝集が分解され、細分化されます。ミクロ化された酸化物はものの数分ですばやく乳液中に分散されます。


メリット

  • シルバーソンハイシアミキサーの使用によりミクロ化された酸化物の分散が改善され、結果的に日焼け止め指数(SPF)の向上
  • 安定した製品品質と高い再現性
  • 混合時間の大幅短縮
  • 増粘剤を完全に溶解し、他の材料を完全に分散させて原材料の歩留りが大幅向上
  • 粉ダマや凝集のない混合液
  • 安定した乳化

処理量、配合、原材料、最終製品の粘度などに応じて各工程条件に最も適したシルバーソンミキサーを選択します:

バッチ型ハイシアミキサー

  • 1,000リットル程度までの処理量に対応
  • 移動式フロアスタンドに設置可能
  • 与圧/バキュームに対応したシールドユニットあり
  • 研究開発やパイロット生産に適した小型モデルあり
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インライン型ハイシアミキサー

  • 大きな処理量に最適
  • 空気の混入がない
  • 既存の設備への取り付けが容易
  • セルフポンプ効果
  • タンクの内容物の移送が可能
  • マルチステージユニットあり
  • 高サニタリーユニットあり
  • 高粘度対応モデルあり
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ボトムエントリーハイシアミキサー

  • 通常アンカースターラー/スクレーパーを併用
  • 高粘度製品に対応 - ゲル、スティック型防臭剤や冷却によって凝固するもの
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