Mica is een anorganisch materiaal dat voorkomt in een groot aantal cosmetische en persoonlijke verzorgingsproducten. Het gebruik ervan is gemeld in meer dan 7.100 producten,1 waardoor het een van de belangrijkste minerale ingrediënten die worden gebruikt in cosmetica. Mica wordt voornamelijk geassocieerd met de formulering van kleurcosmetica, omdat het een cruciaal onderdeel is van honderden op metaaloxide gebaseerde anorganische pigmenten die een divers palet van kleuren en optische effecten bieden.,2, 3 zijn nut als optische modifier en tactiele modifier hebben ook geleid tot zijn integratie in een grote verscheidenheid van huid-en haarverzorgingsproducten.2
chemie en fabricage
De term mica verwijst in grote lijnen naar een groep van nauw verwante aluminiumsilicaatmaterialen van verschillende chemische samenstelling; Tabel 1 geeft een overzicht van de chemische formules van enkele van de meest voorkomende typen mica.4, 5 hoewel mica een natuurlijk voorkomend mineraal is, moet worden opgemerkt dat synthetische mica zijn geproduceerd en worden gebruikt in cosmetica.,6 volgens de INCI conventie is de naam Mica alleen van toepassing op het natuurlijk voorkomende mineraal, en door de mens gemaakte mica worden aangeduid als synthetische mineralen, bijvoorbeeld synthetisch Fluor Logopiet. Dit artikel zal zich richten op natuurlijk voorkomende mica die voldoen aan de INCI definitie voor mica. De algemene chemische formule voor de meeste micas is W(X, Y)2–3Z4O10 (OH, F)2., Voor de meest voorkomende mica-types is W Typisch kalium (K+), natrium (Na+) of calcium (Ca+); de x, y-site wordt ingenomen door twee ionen aluminium (Al3+), magnesium (Mg2+), ijzer (Fe2+, 3+), of lithium (Li+); Z is voornamelijk silicium (Si4+) of Al3+; en de hydroxide (OH-) ionen kunnen gedeeltelijk of volledig worden vervangen door fluoride (F -) ionen. De meest voorkomende en commercieel belangrijke soorten mica zijn muscoviet en phlogopiet; mica-gebaseerde cosmetische ingrediënten zijn voornamelijk afhankelijk van de moskovietvorm.,
de algemene chemische formule voor de meeste micas is W(X, Y)2–3Z4O10 (OH, F)2. Voor de meest voorkomende mica-types is W Typisch kalium (K+), natrium (Na+) of calcium (Ca+); de x, y-site wordt ingenomen door twee ionen aluminium (Al3+), magnesium (Mg2+), ijzer (Fe2+, 3+), of lithium (Li+); Z is voornamelijk silicium (Si4+) of Al3+; en de hydroxide (OH-) ionen kunnen gedeeltelijk of volledig worden vervangen door fluoride (F -) ionen., De meest voorkomende en commercieel belangrijke soorten mica zijn muscoviet en phlogopiet; mica-gebaseerde cosmetische ingrediënten zijn voornamelijk afhankelijk van de moskovietvorm. Micas behoren tot een groep van mineralen die bekend staan als phyllosilicaten, of plaatsilicaten, die worden gekenmerkt door goed gedefinieerde parallelle platen van onderling verbonden silica tetrahedral met een fundamentele structurele eenheid van Si2O5; echter, in mica, een vierde van de Si-atomen worden vervangen door Al. In mica bestaat de basisplaatstructuur uit twee tetraëdrische (t) silica-lagen, gescheiden door een octaëdrische (o) silica-laag, zoals weergegeven in Figuur 1.,
Meld u aan of schrijf u gratis in om het hele verhaal te lezen.
De X-en Y-kationen bevinden zich in de O-laag en de W-kationen bevinden zich tussen paren van de anionische t-o-t-silicaatplaten. Deze lamellaire eenheden strekken zich oneindig uit in de A-en b-dimensies en worden gestapeld in de C-dimensie. De gestapelde lamella worden slechts zwak tot elkaar aangetrokken op moleculair niveau door Van der Waals interacties tussen aangrenzende t-lagen, waardoor kristallijn mica gemakkelijk kan worden gesplitst in het A-b-vlak om dunne, perfect vlakke platen op te leveren.,
Mica is een overvloedig mineraal dat voorkomt in een grote verscheidenheid aan geologische formaties en rotstypen, waaronder kleiafzettingen, graniet, pegmatiet en schist.7 Mica wordt gewonnen in twee hoofdvormen, bladmica en vlokken of schrootmica, d.w.z. het schroot van de productie van bladmica. Vel mica is geïsoleerd uit grote zakken van mica kristallen als “boeken” die kunnen worden gesplitst in platte vellen met gebieden variërend van 4,5 cm2 tot 645 cm2 en diktes variërend van 0,03 mm tot 0,2 mm., Het wordt geproduceerd in relatief kleinere volumes en voornamelijk gebruikt in de fabricage van elektronische apparaten en optische componenten. De hogere volume vlok mica wordt gebruikt om de grond mica die wordt gebruikt in een breed scala van producten, waaronder gezamenlijke verbindingen, plastic Composieten, boren gruis, verven en coatings, pigmenten en cosmetica te produceren. Onder de toonaangevende producenten van flake mica zijn China, Rusland, Finland, de Verenigde Staten en Zuid-Korea.
Vlokmica wordt gewoonlijk verkregen door middel van open mijnbouwmethoden, die ruw gesteente opleveren., Mica wordt gewonnen uit dit ruwe erts samen met andere mineralen zoals kaolien, kwarts en veldspaat.5 het erts ondergaat een aantal verwerkingsstappen die collectief worden aangeduid als “beneficiation” om de mica-fractie te isoleren en te zuiveren.8 afhankelijk van de bron van het mica-dragende erts en de gewenste mica-eigenschappen variëren de exacte verwerkingsschema ‘ s, maar omvatten in het algemeen de volgende stappen.
aanvankelijk wordt erts gemalen tot een fijn poeder om de verschillende minerale bestanddelen van het erts vrij te maken, waarna het slurried wordt tot een waterige minerale dispersie., Deze ruwe dispersie wordt ontkleurd en gescheiden volgens de deeltjesgrootte van de gedispergeerde vaste stoffen met behulp van een verscheidenheid aan mechanische classifiers. Ontkalking omvat de toevoeging van proceschemicaliën zoals natriumsilicaat om slijmdeeltjes van gehydrateerde klei, bijvoorbeeld kaolien, te dispergeren, die de verwerking belemmeren.
De gescheiden fracties worden vervolgens onderworpen aan schuim flotatie om de mica vlokken te isoleren van de kaolien, kwarts en veldspaat bijproducten. Schuim flotatie omvat het verdunnen en roeren van de minerale slurries in oplossingen van oppervlakteactieve stoffen onder zure, pH = 2,5–4.,0, of alkalisch, pH = 7,5-9,0, voorwaarden om de gewenste mica fracties in het resulterende schuim of schuim. Het met mica beladen schuim wordt dan gescheiden, geconcentreerd en gedroogd om de mica vlokken terug te winnen, terwijl de bijproducten verdere behandeling en isolatie stappen kunnen ondergaan voor gebruik in andere toepassingen.
vlokken mica kan worden omgezet in gemalen mica door droog of nat malen.4, 5 nat slijpen wordt meestal gebruikt om de hogere kwaliteit gemalen mica gebruikt in cosmetica te verkrijgen., Het natte proces levert extreem vlakke mica vlokken op met kleine deeltjesgroottes, hoge beeldverhoudingen en gladde randen. Bij nat slijpen wordt mica vlok gemalen in aanwezigheid van 20-35% water, ontwaterd, gedroogd en vervolgens op zeven gescreend om de verschillende deeltjesgroottefracties te scheiden voor het verpakken. Micronisatietechnieken kunnen worden aangewend om nog fijner gemalen mica deeltjes te produceren., In dit freesproces worden mica-deeltjes bij hoge snelheden in elkaar gedreven met behulp van jets van oververhitte stoom of perslucht, waardoor een maalwerking ontstaat die effectief de deeltjesgrootte en-dikte vermindert.
eigenschappen
mica9-11 van cosmetische kwaliteit wordt doorgaans geleverd als droog, vrijstromend, wit tot gebroken wit poeder. Deze micas bestaan als dunne bloedplaatjes met uitzonderlijk gladde, vlakke oppervlakken. De bloedplaatjes vertonen gewoonlijk deeltjesgrootteverdelingen variërend van 2-50 µm in diameter, met piekgemiddelde waarden van 15-25 µm en diktes van 100-300 nm., De dichtheid van muscoviet mica is 2,8-2,9 g / cm3; echter, de bulkdichtheden van gemalen mica poeders hebben de neiging om aanzienlijk lager na het malen, variërend van 0,1-0,3 g / cm3. Mica-deeltjes zijn hydrofiel en gemakkelijk gedispergeerd in waterige media. Mica is over het algemeen resistent tegen chemische afbraak, behalve in aanwezigheid van sterke zuren of bij extreem hoge temperaturen; zo wordt gemeld dat muscovietmica stabiel is bij temperaturen tot 500°C. 4
Mica wordt als niet-toxisch beschouwd vanwege zijn chemisch inerte aard., De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) noemt mica als een algemeen erkend als veilig (GRAS) indirect levensmiddelenadditief, zoals een kleurstof of vulmiddel voor polymeren die worden gebruikt in voedselcontacttoepassingen.12 Mica is ook vrijgesteld van batch certificering door de FDA wanneer gebruikt als een kleurstof voor drugs en cosmetica, op voorwaarde dat het voldoet aan de eisen vermeld in 21 CFR 73.1496.,13
technologie en toepassingen
misschien wel de belangrijkste rol van mica in cosmetica is het gebruik ervan als substraat in metaaloxide-op-mica-pigmenten, die worden gebruikt om een briljante kleur en visuele aantrekkingskracht te geven aan producten zowel in de verpakking als bij het aanbrengen. Het primaire gebruik van deze pigmenten is in kleur cosmetische toepassingen; echter, mica-gebaseerde pigmenten kunnen worden toegevoegd aan een verscheidenheid van spoeling-off en leave-on formuleringen om de producten een glinsterende parelmoer uiterlijk te geven.,
het nut van mica bij de productie van dergelijke pigmenten is vrij duidelijk op basis van de honderden kleurstoffen op basis van mica die in de online INFOBASE van de Personal Care Product Council Als handelsnaammengsels worden vermeld.Door het variëren van het type, de dikte en het aantal nm-schaal titaniumdioxide of ijzeroxide lagen afgezet op de oppervlakken van mica bloedplaatjes, pigment fabrikanten zijn in staat om verschillende kleuren en unieke optische effecten, zoals parelmoer en kleur reizen bereiken.,3, 15 gemalen mica is een ideaal substraat vanwege zijn plaatjesmorfologie, gebrek aan kleur en relatief lage brekingsindex (RI)—voor Moskoviet, RI = 1,5–1,6—omdat de optische prestaties van deze zogenaamde interferentie pigmenten sterk afhankelijk zijn van het verschil in RI tussen het mica en het metaaloxide.
naast zijn functie als kleurstof biedt mica tal van andere voordelen op het gebied van cosmetische kleurproducten.9-11 de plaatjesmorfologie van mica-deeltjes geeft een zijdeachtig gevoel om producten achter te laten, van emulsies tot poeders, en het kan fungeren als een textuurversterker., Mica kan worden gebruikt als optisch neutraal vulmiddel in losse en geperste poeders, waar het ook functioneert om de payoff te verbeteren, de hechting van de huid te verbeteren en het klonteren te minimaliseren. Door zijn kleine deeltjesgrootte vermindert mica ook de verschijning van rimpels door fijne lijntjes op de huid op te vullen.
Het kan moeilijk zijn om uniforme dispersies van mica te verkrijgen in niet-aquatische media, zoals koolwaterstof-of triglyceridenoliën, esters en siliconenvloeistoffen, vanwege de hydrofiele aard van het mica-oppervlak., Om dit probleem op te lossen, zijn oppervlaktebehandelde micas ontwikkeld om betere compatibiliteit met deze hydrofobe vloeistoffen aan te bieden.10-11, 16-17 voorbeelden van middelen die worden gebruikt om mica te behandelen zijn carnaubawas, lauroyl-lysine, jojoba-esters, magnesiummyristaat, methicon, perfluorohexylethylfosfaten en combinaties van isopropyl-titaantriisostearaat en triethoxyoctylsilaan.
oppervlaktebehandelingen maken het mica-oppervlak hydrofoob en maken dispersie in een breed scala aan niet-polaire vloeistoffen mogelijk., Deze verscheidenheid aan oppervlakte-gemodificeerde mica biedt formuleerders een grote mate van flexibiliteit voor het gebruik van mica en biedt de mogelijkheid om subtiele veranderingen in het huidgevoel te bieden op basis van manipulatie van de mica Oppervlaktechemie en de verspreiding ervan in de productmatrix.,Compilation of Ingredients Used in Cosmetics in the United States, 1st edn, JE Bailey, ed, Personal Care Products Council, Washington, DC (2011)