Perfil de Mica

la Mica es un material inorgánico que se encuentra en una amplia variedad de productos cosméticos y de Cuidado personal. Su uso se ha reportado en más de 7.100 productos,1 por lo que es uno de los ingredientes minerales más importantes utilizados en cosméticos. La Mica se asocia principalmente con la formulación de cosméticos de color, ya que es un componente crítico de cientos de pigmentos inorgánicos a base de óxido metálico que proporcionan una paleta diversa de colores y efectos ópticos.,2, 3 Su utilidad como modificador óptico y modificador táctil también ha llevado a su incorporación en una amplia variedad de productos para el cuidado de la piel y el cabello.2

química y fabricación

El término mica se refiere ampliamente a un grupo de materiales de silicato de aluminio hidratado estrechamente relacionados de composición química variable; la tabla 1 enumera las fórmulas químicas de algunos de los tipos más comunes de mica.4, 5 aunque la mica es un mineral natural, debe tenerse en cuenta que las micas sintéticas se han producido y se utilizan en cosméticos.,6 de acuerdo con la Convención INCI, el nombre Mica solo se aplica al mineral natural, y las micas hechas por el hombre se designan como minerales sintéticos, por ejemplo, Fluorflogopita sintética. El presente artículo se centrará en las micas naturales que se ajustan a la definición INCI para mica. La fórmula química general para la mayoría de las micas es W (X, Y)2–3Z4O10(OH, F) 2., Para los tipos de mica más comunes, W es típicamente potasio (K+), sodio (Na+) o calcio (Ca+); el sitio X, Y está ocupado por dos iones cualesquiera de aluminio (Al3+), magnesio (Mg2+), hierro (Fe2+, 3+) o litio (Li+); Z es principalmente silicio (Si4+) o Al3+; y los iones hidróxido (OH -) pueden ser reemplazados parcial o completamente por iones fluoruro (F -). Los tipos de mica más comunes y comercialmente importantes son la moscovita y la flogopita; los ingredientes cosméticos a base de mica dependen principalmente de la forma moscovita.,

La fórmula química general para la mayoría de las micas es W(X, Y)2–3Z4O10(OH, F)2. Para los tipos de mica más comunes, W es típicamente potasio (K+), sodio (Na+) o calcio (Ca+); el sitio X, Y está ocupado por dos iones cualesquiera de aluminio (Al3+), magnesio (Mg2+), hierro (Fe2+, 3+) o litio (Li+); Z es principalmente silicio (Si4+) o Al3+; y los iones hidróxido (OH -) pueden ser reemplazados parcial o completamente por iones fluoruro (F -)., Los tipos de mica más comunes y comercialmente importantes son la moscovita y la flogopita; los ingredientes cosméticos a base de mica dependen principalmente de la forma moscovita. Las Micas pertenecen a un grupo de minerales conocidos como filosilicatos, o silicatos de lámina, que se caracterizan por láminas paralelas bien definidas de sílice tetraédrico interconectado con una unidad estructural básica de Si2O5; sin embargo, en la mica, un cuarto de los átomos del Si son reemplazados por Al. En la mica, la estructura básica de la lámina comprende dos capas tetraédricas (t) de sílice separadas por una capa octaédrica (o) de sílice, como se muestra en la Figura 1.,

los cationes X e Y se encuentran en la capa o, y los cationes W ocupan sitios entre pares de las hojas de silicato aniónico t-o-T. Estas unidades laminares se extienden indefinidamente en las dimensiones A y b y se apilan en la dimensión C. Las láminas apiladas solo son débilmente atraídas entre sí a nivel molecular por las interacciones de van der Waals entre capas t adyacentes, lo que permite que la mica cristalina sea fácilmente hendida en el plano a-b para producir láminas delgadas y perfectamente planas.,

la Mica es un mineral abundante que se encuentra en una amplia variedad de formaciones geológicas y tipos de rocas, incluidos depósitos de arcilla, granito, pegmatita y esquisto.7 la Mica se extrae en dos formas principales, la mica de hoja y la mica en escamas o chatarra, es decir, el material de desecho de la producción de mica de hoja. La mica de hoja se aísla de grandes bolsas de cristales de mica como «libros» que se pueden clavar en hojas planas que tienen áreas que van desde 4.5 cm2 a 645 cm2 y espesores que van desde 0.03 mm a 0.2 mm., Se produce en volúmenes relativamente más pequeños y se emplea principalmente en la fabricación de dispositivos electrónicos y componentes ópticos. La mica en escamas de mayor volumen se utiliza para producir la mica molida que se utiliza en una amplia gama de productos que incluyen compuestos para juntas, compuestos plásticos, lodos de perforación, pinturas y recubrimientos, pigmentos y cosméticos. Entre los principales productores de mica en escamas se encuentran China, Rusia, Finlandia, Estados Unidos y Corea Del Sur.

la mica en escamas se obtiene típicamente mediante métodos de minería a cielo abierto, que producen mineral de roca crudo., La Mica se recupera de este mineral crudo junto con otros minerales como caolín, cuarzo y feldespato.5 El mineral se somete a una serie de pasos de procesamiento denominados colectivamente como beneficio para aislar y purificar la fracción de mica.8 los esquemas exactos de procesamiento empleados varían dependiendo de la fuente del mineral que contiene mica y las propiedades de mica deseadas, pero generalmente involucran los siguientes pasos.

inicialmente, el mineral se tritura hasta obtener un polvo fino para liberar los diversos componentes minerales del mineral, y luego se sorbe para formar una dispersión mineral acuosa., Esta dispersión bruta se deslima y separa de acuerdo con el tamaño de las partículas de los sólidos dispersos utilizando una variedad de clasificadores mecánicos. El desclimado implica la adición de productos químicos de proceso tales como silicato de sodio para dispersar limos de arcillas hidratadas, por ejemplo, caolín, que interfieren con las operaciones de procesamiento.

Las fracciones separadas se someten a la flotación de espuma para aislar las escamas de mica de los subproductos de caolín, cuarzo y feldespato. La flotación de espuma implica diluir y agitar los lodos minerales en soluciones de surfactantes bajo ácido, pH = 2.5-4.,0, o alcalino, pH = 7.5-9.0, condiciones para arrastrar las fracciones de mica deseables en la espuma o espuma resultante. La espuma cargada de mica se separa, se concentra y se seca para recuperar las escamas de mica, mientras que los subproductos pueden someterse a otros pasos de tratamiento y aislamiento para su uso en otras aplicaciones.

Escamas de mica puede ser convertido a tierra mica por seca o molienda húmeda.4, 5 la molienda húmeda se emplea típicamente para obtener la mica molida de mayor calidad utilizada en cosméticos., El proceso húmedo produce escamas de mica extremadamente planas con pequeños tamaños de partícula, altas relaciones de aspecto y bordes lisos. En las operaciones de molienda húmeda, la escama de mica se muele en presencia de 20-35% de agua, se deshidrata, se seca y luego se tamiza en tamices para segregar las diversas fracciones de tamaño de partícula antes del ensacado. Se pueden emplear técnicas de micronización para producir partículas de mica aún más finamente molidas., En este proceso de molienda, las partículas de mica se propulsan entre sí a altas velocidades utilizando chorros de vapor sobrecalentado o aire comprimido, causando una acción de molienda que reduce efectivamente el tamaño y el grosor de las partículas.

propiedades

La mica9-11 de grado cosmético se suministra típicamente como polvo seco, de flujo libre, blanco a blanquecino. Estas micas existen como plaquetas delgadas con superficies excepcionalmente lisas y planas. Las plaquetas típicamente exhiben distribuciones de tamaño de partícula que van desde 2-50 µm de diámetro, con valores máximos promedio de 15-25 µm y espesores de 100-300 nm., La densidad de la mica moscovita es de 2.8–2.9 g/cm3; sin embargo, las densidades de masa de los polvos de mica molida tienden a ser significativamente menores después de la molienda, oscilando entre 0.1–0.3 g/cm3. Las partículas de Mica son hidrofílicas y se dispersan fácilmente en medios acuosos. La mica es generalmente resistente a la degradación química excepto en presencia de ácidos fuertes o a temperaturas extremadamente altas; por ejemplo, se informa que la mica de moscovita es estable a temperaturas de hasta 500°C. 4

la Mica se considera no tóxica debido a su naturaleza químicamente inerte., La administración de alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés) incluye a la mica como un aditivo alimentario indirecto generalmente reconocido como Seguro (GRAS, por sus siglas en inglés), como un colorante o relleno para polímeros utilizados en aplicaciones en contacto con alimentos.12 la Mica también está exenta de la certificación de lotes por la FDA cuando se usa como colorante para medicamentos y cosméticos, siempre que cumpla con los requisitos enumerados en 21 CFR 73.1496.,13

tecnología y aplicaciones

quizás el papel más importante de la mica en los cosméticos es su uso como sustrato en pigmentos de óxido metálico sobre mica, que se utilizan para proporcionar un color brillante y un atractivo visual a los productos tanto en el paquete como en la aplicación. El uso principal de estos pigmentos es en aplicaciones cosméticas de color; sin embargo, los pigmentos a base de mica se pueden agregar a una variedad de formulaciones de enjuague y sin enjuague para dar a los productos un aspecto nacarado brillante.,

la utilidad de la mica en la fabricación de tales pigmentos es bastante evidente sobre la base de los cientos de colorantes a base de mica enumerados como mezclas de nombre comercial en la base de datos en línea del Consejo de productos de Cuidado Personal.14 al variar el tipo, el grosor y el número de capas de dióxido de titanio u óxido de hierro a escala nm depositadas en las superficies de las plaquetas de mica, los fabricantes de pigmentos pueden lograr colores distintos y efectos ópticos únicos, como la perlescencia y el recorrido del color.,3, 15 la mica molida es un sustrato ideal debido a su morfología plaquetaria, falta de color y índice de refracción (RI) relativamente bajo—para la moscovita, RI = 1.5–1.6—ya que el rendimiento óptico de estos llamados pigmentos de interferencia depende en gran medida de la diferencia de RI entre la mica y el óxido metálico.

además de su función como colorante, la mica proporciona una serie de otros beneficios en productos cosméticos de color.9-11 la morfología plaquetaria de las partículas de mica imparte una sensación sedosa a los productos que no se dejan, desde emulsiones hasta polvos, y puede actuar como un potenciador de la textura., La Mica se puede utilizar como un relleno ópticamente neutro en polvos sueltos y prensados, donde también funciona para mejorar la rentabilidad, mejorar la adhesión de la piel y minimizar el apelmazamiento. Debido a su pequeño tamaño de partícula, también se informa que la mica reduce la apariencia de arrugas al rellenar líneas finas en la piel.

Puede ser difícil obtener dispersiones uniformes de mica en medios no acuosos, como aceites de hidrocarburos o triglicéridos, ésteres y fluidos de silicona, debido a la naturaleza hidrofílica de la superficie de la mica., Para superar este problema, se han desarrollado micas tratadas en superficie para ofrecer una mejor compatibilidad con estos líquidos hidrofóbicos.10-11, 16-17 ejemplos de agentes utilizados para tratar la mica incluyen cera de carnauba, lauroil lisina, ésteres de jojoba, miristato de magnesio, meticona, etilfosfatos de perfluorohexilo y combinaciones de triisoestearato de titanio isopropilo y trietoxioctilsilano.

los tratamientos superficiales hacen que la superficie de la mica sea hidrofóbica y permiten la dispersión en una amplia gama de fluidos no polares., Esta variedad de micas modificadas en superficie proporciona a los formuladores una gran flexibilidad para utilizar la mica y ofrece la capacidad de proporcionar cambios sutiles en la sensación de la piel basados en la manipulación de la química de la superficie de la mica y su dispersión en la matriz del producto.,

1. Compilation of Ingredients Used in Cosmetics in the United States, 1st edn, JE Bailey, ed, Personal Care Products Council, Washington, DC (2011)
2. Mica, Monograph ID 1634, in the International Cosmetic Ingredient Dictionary and Handbook, 14th edn, Personal Care Products Council, Washington DC (2012)
3. N Horiishi et al, Specialty pigments, ch 5 in Industrial Inorganic Pigments, 3rd ed, G Buxbaum and g Pfaff, eds, Wiley-VCH Verlag GmbH and Co., KGaA, Weinheim, Germany (2005) pp 195-295
4. RJ Benbow, BHWS de Jong and JW Adams, Mica, in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol 23, B Elvers, ed, published online: Wiley-VCH Verlag GmbH and Co. KGaA, Weinheim, Germany (Jun 15, 2000) pp 131-143
5. JT Tanner, Mica, in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, published online: Wiley-VCH Verlag GmbH and Co.,lished online at http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/mcs/2012/mcs2012.pdf (Jan 2012)
6. JS Browning, mica beneficiation, Bulletin 662, US Bureau of Mines, Washington, DC (1973)
7. RonaFlair Functional Fillers, Rona product Brochure US W503171, EMD Chemicals Inc, Gibbstown, NJ (Jun 2009)
8. KoboMica s-25, Technical Bulletin kms25-001, Kobo Products Inc, South Plainfield, NJ (Jan 29, 2010)
9. mearlmica mica-based performance minerals, in BASF beautycare ingredients, product portfolio 2009, BASF Corp, Florham Park, NJ (2009)
10. indirect food additives, Code of Federal Regulations, 21 CFR 176.,170, 177.2600 y 178.3297, (Apr 1, 2011)
11. lista de aditivos colorantes exentos de certificación: Mica, código de Regulaciones Federales, 21 CFR 73.1496 y 73.,roducts Council on-Line INFOBASE, http://online.personalcarecouncil.org/jsp/IngredientDetail.jsp?monoid=1634(Accessed Jul 2, 2012)
12. P Linz and Q Peng, color-travel cosmetic pigments: Interference to the max, Cosm Toil 118(12) 63-66, 68, 70 (2003)
13. US 20100136065A1, éster Natural, cera o pigmento tratado con aceite, proceso para la producción del mismo, y cosmético hecho con él, D Schlossman E y Shao, asignado a KOBO Products Inc (Jun 3, 2010)
14. US 20100003290A1, polvo cosmético repelente al aceite y al agua y métodos de fabricación y uso del mismo, d Schlossman E y Shao, asignado a KOBO Products Inc (Jan 7, 2010)