Profilo di Mica

La mica è un materiale inorganico che si trova in un’ampia varietà di prodotti cosmetici e per la cura personale. Il suo uso è stato segnalato in più di 7.100 prodotti, 1 che lo rende uno degli ingredienti minerali più importanti utilizzati nei cosmetici. La mica è associata principalmente alla formulazione di cosmetici a colori, in quanto è un componente critico di centinaia di pigmenti inorganici a base di ossido di metallo che forniscono una vasta gamma di colori ed effetti ottici.,2, 3 La sua utilità come modificatore ottico e modificatore tattile hanno anche portato alla sua incorporazione in un’ampia varietà di prodotti per la cura della pelle e dei capelli.2

Chimica e fabbricazione

Il termine mica si riferisce ampiamente a un gruppo di materiali idrosilicati di alluminio strettamente correlati di varia composizione chimica; La tabella 1 elenca le formule chimiche di alcuni dei tipi più comuni di mica.4, 5 Sebbene la mica sia un minerale naturale, va notato che le mica sintetiche sono state prodotte e utilizzate nei cosmetici.,6 Secondo la convenzione INCI, il nome Mica si applica solo al minerale naturale e le mica artificiali sono designate come minerali sintetici, ad esempio la fluorflogopite sintetica. Il presente articolo si concentrerà sulle mica presenti in natura che sono conformi alla definizione INCI per mica. La formula chimica generale per la maggior parte delle micas è W (X, Y)2–3Z4O10(OH, F) 2., Per i tipi di mica più comuni, W è tipicamente potassio (K+), sodio (Na+) o calcio (Ca+); il sito X, Y è occupato da due ioni di alluminio (Al3+), magnesio (Mg2+), ferro (Fe2+, 3+) o litio (Li+); Z è principalmente silicio (Si4+) o Al3+; e gli ioni idrossido (OH-) possono essere parzialmente o completamente sostituiti da ioni fluoruro (F -). I tipi di mica più comunemente presenti e commercialmente importanti sono la moscovite e la flogopite; gli ingredienti cosmetici a base di mica si basano principalmente sulla forma moscovita.,

La formula chimica generale per la maggior parte delle micas è W(X, Y)2–3Z4O10(OH, F)2. Per i tipi di mica più comuni, W è tipicamente potassio (K+), sodio (Na+) o calcio (Ca+); il sito X, Y è occupato da due ioni di alluminio (Al3+), magnesio (Mg2+), ferro (Fe2+, 3+) o litio (Li+); Z è principalmente silicio (Si4+) o Al3+; e gli ioni idrossido (OH-) possono essere parzialmente o completamente sostituiti da ioni fluoruro (F -)., I tipi di mica più comunemente presenti e commercialmente importanti sono la moscovite e la flogopite; gli ingredienti cosmetici a base di mica si basano principalmente sulla forma moscovita. Le mica appartengono a un gruppo di minerali noti come fillosilicati, o silicati di fogli, che sono caratterizzati da fogli paralleli ben definiti di tetraedrici di silice interconnessi con un’unità strutturale di base di Si2O5; tuttavia, in mica, un quarto degli atomi di Si sono sostituiti da Al. Nella mica, la struttura del foglio di base comprende due strati di silice tetraedrica (t) separati da uno strato di silice ottaedrica (o), come mostrato nella Figura 1.,

I cationi X e Y si trovano nello strato o e i cationi W occupano i siti tra le coppie dei fogli di silicato t-o-t anionici. Queste unità lamellari si estendono indefinitamente nelle dimensioni a e b e sono impilate nella dimensione C. Le lamelle impilate sono solo debolmente attratte l’una dall’altra a livello molecolare dalle interazioni di van der Waals tra strati t adiacenti, consentendo alla mica cristallina di essere facilmente scissa nel piano a-b per produrre fogli sottili e perfettamente piatti.,

Inizialmente, il minerale viene schiacciato in una polvere fine per liberare i vari componenti minerali del minerale, e quindi viene slurried per formare una dispersione minerale acquosa., Questa dispersione grezza è deslimed e separata secondo le dimensioni delle particelle dei solidi dispersi facendo uso di vari classificatori meccanici. La deslimizzazione comporta l’aggiunta di sostanze chimiche di processo come il silicato di sodio per disperdere le melme di argille idratate, ad esempio il caolino, che interferiscono con le operazioni di lavorazione.

Le frazioni separate vengono quindi sottoposte a flottazione di schiuma per isolare i fiocchi di mica dai sottoprodotti caolino, quarzo e feldspato. La flottazione della schiuma comporta la diluizione e l’agitazione dei fanghi minerali in soluzioni di tensioattivi sotto acido, pH = 2,5-4.,0, o alcalino, pH = 7,5-9,0, condizioni per intrappolare le frazioni di mica desiderabili nella schiuma o nella schiuma risultante. La schiuma carica di mica viene quindi separata, concentrata ed essiccata per recuperare i fiocchi di mica, mentre i sottoprodotti possono subire ulteriori fasi di trattamento e isolamento per l’uso in altre applicazioni.

La mica a scaglie può essere convertita in mica macinata mediante macinazione a secco o a umido.4, 5 Macinazione a umido è tipicamente impiegato per ottenere la mica a terra di qualità superiore utilizzato nei cosmetici., Il processo a umido produce fiocchi di mica estremamente piatti con particelle di piccole dimensioni, proporzioni elevate e bordi lisci. Nelle operazioni di macinazione a umido, il fiocco di mica viene macinato in presenza di acqua 20-35%, asciugato, essiccato e quindi vagliato su setacci per separare le varie frazioni granulometriche prima dell’insacco. Tecniche di micronizzazione possono essere impiegate per produrre particelle di mica ancora più finemente macinate., In questo processo di fresatura, le particelle di mica vengono azionate l’una nell’altra ad alte velocità utilizzando getti di vapore surriscaldato o aria compressa, causando un’azione di macinazione che riduce efficacemente la dimensione e lo spessore delle particelle.

Proprietà

mica9-11 di grado cosmetico viene in genere fornito come polvere secca, a flusso libero, da bianca a biancastra. Queste micas esistono come piastrine sottili con superfici eccezionalmente lisce e piatte. Le piastrine presentano tipicamente distribuzioni granulometriche che vanno da 2-50 µm di diametro, con valori medi di picco di 15-25 µm e spessori di 100-300 nm., La densità della mica moscovita è 2,8-2,9 g / cm3; tuttavia, le densità di massa delle polveri di mica macinate tendono ad essere significativamente inferiori dopo la fresatura, che vanno da 0,1-0,3 g / cm3. Le particelle di mica sono idrofile e facilmente disperse in mezzi acquosi. La mica è generalmente resistente alla degradazione chimica tranne che in presenza di acidi forti o a temperature estremamente elevate; ad esempio, la mica moscovita è dichiarata stabile a temperature fino a 500°C. 4

La mica è considerata non tossica a causa della sua natura chimicamente inerte., La Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti elenca mica come additivo alimentare indiretto generalmente riconosciuto come sicuro (GRAS), come colorante o riempitivo per polimeri utilizzati nelle applicazioni a contatto con alimenti.12 Mica è anche esente dalla certificazione batch da parte della FDA quando viene utilizzato come colorante per farmaci e cosmetici, a condizione che soddisfi i requisiti elencati in 21 CFR 73.1496.,13

Tecnologia e applicazioni

Forse il ruolo più importante della mica nei cosmetici è il suo uso come substrato nei pigmenti di ossido di metallo su mica, che vengono utilizzati per fornire colori brillanti e appeal visivo ai prodotti sia nella confezione che dopo l’applicazione. L’uso primario di questi pigmenti è nelle applicazioni cosmetiche di colore; tuttavia, pigmenti a base di mica possono essere aggiunti ad una varietà di risciacquo-off e leave-on formulazioni per dare ai prodotti un luccicante aspetto perlato.,

L’utilità della mica nella produzione di tali pigmenti è abbastanza evidente sulla base delle centinaia di coloranti a base di mica elencati come miscele di nomi commerciali nella INFOBASE on-line del Personal Care Product Council.14 Variando il tipo, lo spessore e il numero di strati di biossido di titanio o di ossido di ferro depositati sulle superfici delle piastrine di mica, i produttori di pigmenti sono in grado di ottenere colori distinti e effetti ottici unici, come la perlescenza e la corsa del colore.,3, 15 Terra mica è un substrato ideale a causa della sua morfologia piastrinica, la mancanza di colore e relativamente basso indice di rifrazione (RI)—per muscovite, RI = 1.5–1.6—come le prestazioni ottiche di questi cosiddetti pigmenti di interferenza è altamente dipendente dalla differenza di RI tra la mica e l’ossido di metallo.

Oltre alla sua funzione di colorante, mica offre una serie di altri vantaggi nei prodotti cosmetici a colori.9-11 La morfologia piastrinica delle particelle di mica conferisce una sensazione setosa ai prodotti leave-on, dalle emulsioni alle polveri, e può agire come un esaltatore di texture., La mica può essere utilizzata come riempitivo otticamente neutro in polveri sciolte e pressate, dove funziona anche per migliorare il payoff, migliorare l’adesione della pelle e ridurre al minimo l’agglomerazione. A causa della sua piccola dimensione delle particelle, la mica è anche segnalata per ridurre la comparsa di rughe riempiendo le linee sottili sulla pelle.

Può essere difficile ottenere dispersioni uniformi di mica in mezzi non acquosi, come oli idrocarburici o trigliceridi, esteri e fluidi siliconici, a causa della natura idrofila della superficie della mica., Per ovviare a questo problema, sono state sviluppate micas trattate in superficie per offrire una migliore compatibilità con questi liquidi idrofobici.10-11, 16-17 Esempi di agenti usati per trattare la mica includono cera carnauba, lauroyl lisina, esteri di jojoba, miristato di magnesio, meticone, perfluoroesil etilfosfati e combinazioni di triisostearato di titanio isopropilico e trietossiottilsilano.

I trattamenti superficiali rendono la superficie della mica idrofobica e consentono la dispersione in un’ampia gamma di fluidi non polari., Questa varietà di miche modificate in superficie fornisce ai formulatori una grande flessibilità per l’utilizzo della mica e offre la capacità di fornire sottili cambiamenti nel tatto della pelle in base alla manipolazione della chimica superficiale della mica e alla sua dispersione nella matrice del prodotto.,

1. Compilazione degli Ingredienti Utilizzati nei prodotti Cosmetici negli Stati Uniti, 1 ° edizione, JE Bailey, ed, Prodotti per la Cura Personale Consiglio, Washington, DC (2011)
2. Mica, Monografia ID 1634, Internazionale Ingrediente Cosmetico Dizionario e Manuale, 14 edn, Prodotti per la Cura Personale Consiglio, Washington DC (2012)
3. N Horiishi et al, Speciali pigmenti, 5 cat Industriale, Pigmenti Inorganici, 3a ed, G Buxbaum e G Pfaff, eds, Wiley-VCH Verlag GmbH and Co., KGaA, Weinheim, Germany (2005) pp 195-295
4. RJ Benbow, BHWS De Jong e JW Adams, Mica, in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol 23, B Elvers, ed, pubblicato online: Wiley-VCH Verlag GmbH and Co. KGaA, Weinheim, Germania (15 giugno 2000) pp 131-143
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