Profil Miki

Mika jest materiałem nieorganicznym występującym w szerokiej gamie produktów kosmetycznych i pielęgnacyjnych. Jego zastosowanie odnotowano w ponad 7100 produktach, 1 co czyni go jednym z najważniejszych składników mineralnych stosowanych w kosmetykach. Mika kojarzy się przede wszystkim z formułowaniem kosmetyków kolorowych, ponieważ jest krytycznym składnikiem setek pigmentów nieorganicznych na bazie tlenku metalu, które zapewniają zróżnicowaną paletę kolorów i efektów optycznych.,2, 3 jego użyteczność jako modyfikator optyczny i modyfikator dotykowy doprowadziły również do jego włączenia do szerokiej gamy produktów do pielęgnacji skóry i włosów.2

Chemia i produkcja

termin Mika odnosi się zasadniczo do grupy blisko powiązanych uwodnionych materiałów krzemianu glinu o różnym składzie chemicznym; Tabela 1 zawiera wzory chemiczne niektórych z najczęstszych rodzajów Miki.4, 5 chociaż mika jest naturalnie występującym minerałem, należy zauważyć, że syntetyczne Miki zostały wyprodukowane i są wykorzystywane w kosmetykach.,6 zgodnie z konwencją INCI nazwa Mika odnosi się tylko do naturalnie występującego minerału, a wytworzone przez człowieka miki są określane jako minerały syntetyczne, np. syntetyczny Fluorflogopit. Niniejszy artykuł skupi się na naturalnie występujących mikach, które są zgodne z definicją INCI dla Miki. Ogólny wzór chemiczny dla większości micas to W (X, Y) 2-3Z4O10 (OH, F) 2., W przypadku najczęściej spotykanych typów Miki, W to zazwyczaj potas (K+), sód (na+) lub wapń (Ca+); miejsce X, Y jest zajęte przez dowolne dwa jony glinu (Al3+), magnezu (Mg2+), żelaza (Fe2+, 3+) lub litu (Li+); Z to głównie krzem (Si4+) lub Al3+; a jony wodorotlenku (OH-) mogą być częściowo lub całkowicie zastąpione przez jony fluoru (F -). Najczęściej występującymi i ważnymi komercyjnie typami miki są muskowit i flogopit; składniki kosmetyczne na bazie miki opierają się przede wszystkim na formie muskowitu.,

ogólny wzór chemiczny dla większości micas to W(X, Y)2–3Z4O10(OH, F)2. W przypadku najczęściej spotykanych typów Miki, W to zazwyczaj potas (K+), sód (na+) lub wapń (Ca+); miejsce X, Y jest zajęte przez dowolne dwa jony glinu (Al3+), magnezu (Mg2+), żelaza (Fe2+, 3+) lub litu (Li+); Z to głównie krzem (Si4+) lub Al3+; a jony wodorotlenku (OH-) mogą być częściowo lub całkowicie zastąpione przez jony fluoru (F -)., Najczęściej występującymi i ważnymi komercyjnie typami miki są muskowit i flogopit; składniki kosmetyczne na bazie miki opierają się przede wszystkim na formie muskowitu. Micas należą do grupy minerałów znanych jako filokrzemiany lub krzemiany arkuszowe, które charakteryzują się dobrze zdefiniowanymi równoległymi arkuszami połączonych tetraedrów krzemionki z podstawową jednostką strukturalną Si2O5; jednak w mice jedna czwarta atomów Si jest zastępowana przez Al. W mice podstawowa struktura arkusza składa się z dwóch tetraedrycznych (t) warstw krzemionki oddzielonych ośmiościanową (o) warstwą krzemionki, jak pokazano na rysunku 1.,

kationy X i Y znajdują się w warstwie o, a kationy W zajmują miejsca pomiędzy parami anionowych arkuszy krzemianowych t-o-T. Te jednostki płytkowe rozciągają się w nieskończoność w wymiarach a i b i są ułożone w stos w wymiarze C. Ułożone blaszki są tylko słabo przyciągane do siebie na poziomie molekularnym przez interakcje van der Waalsa między sąsiednimi warstwami t, dzięki czemu krystaliczna Mika może być łatwo rozszczepiona w płaszczyźnie a-b, aby uzyskać cienkie, idealnie płaskie arkusze.,

Mika jest minerałem występującym w wielu różnych formacjach geologicznych i rodzajach skał, w tym złożach gliny, granitu, pegmatytu i łupków.7 Mika jest wydobywana w dwóch podstawowych formach, Mika arkuszowa i mika płatkowa lub Mika złom, tj. złom z produkcji Miki arkuszowej. Arkusz Miki jest izolowany z dużych kieszeni kryształów Miki jako „książek”, które można rozszczepić na płaskie arkusze o powierzchni od 4,5 cm2 do 645 cm2 i grubościach od 0,03 mm do 0,2 mm., Jest produkowany w stosunkowo mniejszych ilościach i stosowany głównie w produkcji urządzeń elektronicznych i komponentów optycznych. Mika płatkowa o większej objętości jest używana do produkcji Miki gruntowej, która jest wykorzystywana w szerokiej gamie produktów, w tym mieszanek łączeniowych, kompozytów z tworzyw sztucznych, płuczek wiertniczych, farb i powłok, pigmentów i kosmetyków. Wśród wiodących producentów Miki płatkowej są Chiny, Rosja, Finlandia, Stany Zjednoczone i Korea Południowa.

Mika łuskana jest zwykle otrzymywana metodami górnictwa odkrywkowego, które dają surową rudę skalną., Mika jest odzyskiwana z tej surowej rudy wraz z innymi minerałami, takimi jak kaolin, kwarc i skaleń.5 Ruda przechodzi szereg etapów przetwarzania określanych łącznie jako wzbogacenie w celu wyizolowania i oczyszczenia frakcji Miki.8 dokładne Schematy przetwarzania różnią się w zależności od źródła rudy Miki i pożądanych właściwości Miki, ale zazwyczaj obejmują następujące etapy.

początkowo ruda jest rozdrabniana do drobnego proszku w celu uwolnienia różnych składników mineralnych rudy, a następnie jest zawiesiną, tworząc wodną dyspersję mineralną., Ta surowa dyspersja jest deslimed i oddzielone w zależności od wielkości cząstek rozproszonych ciał stałych za pomocą różnych klasyfikatorów mechanicznych. Odsiarczanie polega na dodaniu chemikaliów procesowych, takich jak krzemian sodu, aby rozproszyć szlamy uwodnionych glin, np. kaolinu, które zakłócają operacje przetwarzania.

frakcje rozdzielone są następnie poddawane flotacji piany w celu wyizolowania płatków Miki z produktów ubocznych kaolinu, kwarcu i skalenia. Flotacja piany polega na rozcieńczaniu i mieszaniu zawiesin mineralnych w roztworach środków powierzchniowo czynnych pod działaniem kwasu, pH = 2,5-4.,0 lub alkaliczne, pH = 7,5-9,0, warunki do uwięzienia pożądanych frakcji Miki w powstałej pianie lub pianie. Piana wypełniona Miką jest następnie oddzielana, zagęszczana i suszona w celu odzyskania płatków Miki, podczas gdy produkty uboczne mogą być poddawane dalszej obróbce i etapom izolacji w celu zastosowania w innych zastosowaniach.

Mika płatkowa może być przekształcona w Mikę mieloną przez szlifowanie na sucho lub na mokro.4, 5 szlifowanie na mokro jest zwykle stosowane w celu uzyskania wyższej jakości mielonej Miki stosowanej w kosmetykach., W procesie mokrym uzyskuje się wyjątkowo płaskie płatki Miki o małych rozmiarach cząstek, wysokich współczynnikach kształtu i gładkich krawędziach. W operacjach mielenia na mokro Płatek Miki jest mielony w obecności 20-35% wody, odwadniany, suszony, a następnie przesiewany na sitach w celu segregacji różnych frakcji cząstek przed pakowaniem. Techniki mikronizacji mogą być stosowane do produkcji jeszcze drobniej zmielonych cząstek Miki., W tym procesie mielenia cząstki miki są napędzane do siebie z dużą prędkością za pomocą strumieni przegrzanej pary lub sprężonego powietrza, powodując działanie mielenia, które skutecznie zmniejsza rozmiar i grubość cząstek.

właściwości

mica9-11 klasy kosmetycznej jest zwykle dostarczany w postaci suchego, sypkiego, białego lub prawie białego proszku. Miksy te występują jako cienkie płytki o wyjątkowo gładkich, płaskich powierzchniach. Płytki krwi zazwyczaj wykazują rozkład wielkości cząstek w zakresie od 2-50 µm średnicy, przy średnich szczytowych wartościach 15-25 µm i grubościach 100-300 nm., Gęstość Miki muskowit wynosi 2,8–2,9 g/cm3; jednak gęstość masowa zmielonych proszków Miki wydaje się być znacznie niższa po mieleniu, w zakresie od 0,1-0,3 g/cm3. Cząstki miki są hydrofilne i łatwo rozproszone w mediach wodnych. Mika jest na ogół odporna na degradację chemiczną, z wyjątkiem obecności silnych kwasów lub w bardzo wysokich temperaturach; na przykład Mika moskiewska jest uważana za stabilną w temperaturach do 500°C. 4

Mika jest uważana za nietoksyczną ze względu na jej chemicznie obojętny charakter., Food and Drug Administration (FDA) wymienia Mikę jako powszechnie uznawany za Bezpieczny (GRAS) pośredni dodatek do żywności, taki jak barwnik lub wypełniacz do polimerów stosowanych w aplikacjach kontaktowych z żywnością.12 Mika jest również zwolniona z certyfikacji partii przez FDA, gdy jest używana jako barwnik do leków i kosmetyków, pod warunkiem, że spełnia wymagania wymienione w 21 CFR 73.1496.,13

Technologia i zastosowania

być może najważniejszą rolą Miki w kosmetyce jest jej zastosowanie jako podłoża w pigmentach tlenku metalu na mice, które są używane do zapewnienia doskonałego koloru i atrakcyjności wizualnej produktów zarówno w Opakowaniu, jak i po aplikacji. Jednak pigmenty na bazie miki mogą być dodawane do różnych preparatów do spłukiwania i pozostawiania, aby nadać produktom połyskujący perłowy wygląd.,

użyteczność Miki w produkcji takich pigmentów jest dość widoczna na podstawie setek barwników na bazie miki wymienionych jako mieszanki nazw handlowych w Infobazie on-Line Rady produktów do pielęgnacji ciała.14 zmieniając rodzaj, grubość i liczbę warstw dwutlenku tytanu lub tlenku żelaza w skali nm osadzonych na powierzchniach płytek Miki, producenci pigmentów są w stanie uzyskać wyraźne kolory i unikalne efekty optyczne, takie jak perlistość i podróżowanie kolorów.,3, 15 mielona mika jest idealnym podłożem ze względu na morfologię płytek, brak koloru i stosunkowo niski współczynnik załamania światła (RI)—dla muskowitu, RI = 1,5–1,6—ponieważ wydajność optyczna tych tak zwanych pigmentów interferencyjnych jest w dużym stopniu zależna od różnicy RI między Miką a tlenkiem metalu.

oprócz swojej funkcji jako barwnik, Mika zapewnia wiele innych korzyści w kolorowych produktach kosmetycznych.9-11 morfologia płytek cząstek Miki nadaje jedwabisty dotyk pozostawionym produktom, od emulsji po proszki, i może działać jako wzmacniacz tekstury., Mika może być stosowana jako optycznie neutralny wypełniacz w sypkich i prasowanych pudrach, gdzie działa również w celu poprawy opłacalności, zwiększenia przyczepności skóry i zminimalizowania zbrylania. Ze względu na niewielki rozmiar cząstek mika jest również zgłaszana w celu zmniejszenia widoczności zmarszczek poprzez wypełnianie drobnych linii na skórze.

ze względu na hydrofilowy charakter powierzchni Miki może być trudno uzyskać równomierne dyspersje Miki w nieaqueous media, takich jak oleje węglowodorowe lub trójglicerydowe, estry i płyny silikonowe., Aby przezwyciężyć ten problem, opracowano oczyszczone powierzchniowo micas, które oferują lepszą kompatybilność z tymi hydrofobowymi cieczami.10-11, 16-17 przykłady środków stosowanych w leczeniu Miki obejmują wosk carnauba, lauroyl lizyna, estry jojoba, mirystynian magnezu, metikon, perfluoroheksylo etylofosforany i kombinacje triizostearynianu izopropylu tytanu i triethoxyoctylsilane.

obróbka powierzchni sprawia, że powierzchnia Miki jest hydrofobowa i umożliwia dyspersję w szerokiej gamie płynów niepolarnych., Ta różnorodność modyfikowanych powierzchniowo micas zapewnia formulatorom dużą elastyczność wykorzystania Miki i oferuje możliwość subtelnych zmian w odczuciu skóry w oparciu o manipulację chemią powierzchni Miki i jej dyspersją w matrycy produktu.,

1. Kompilacja składników stosowanych w kosmetykach w Stanach Zjednoczonych, 1st edn, je Bailey, ed, Personal Care Products Council, Washington, DC (2011)
2. Mica, monografia ID 1634, w Międzynarodowym Słowniku i podręczniku składników kosmetycznych, 14th edn, Personal Care Products Council, Washington DC (2012)
3. N Horiishi i inni, pigmenty specjalistyczne, ch 5 W przemysłowych pigmentach nieorganicznych, 3rd ed, G Buxbaum i G Pfaff, EDS, Wiley-Vch Verlag GmbH i 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. pośrednie dodatki do żywności, Code of Federal Regulations, 21 CFR 176.,170, 177.2600 i 178.3297, (1 kwietnia 2011)
11. wykaz dodatków kolorowych zwolnionych z certyfikacji: Mica, Code of Federal Regulations, 21 CFR 73.1496 and 73.,roducts Council on-Line INFOBASE, http://online.personalcarecouncil.org/jsp/IngredientDetail.jsp?monoid=1634 (Dostęp 2 lipca 2012)
12. P Linz i Q Peng, Pigmenty kosmetyczne Color-travel: Interference to the max, COSM Toil 118(12) 63-66, 68, 70 (2003)
13. US 20100136065A1, naturalny Ester, wosk lub pigment traktowany olejem, proces jego produkcji i kosmetyki z niego wykonane, D Schlossman i Y Shao, przypisane do Kobo Products Inc (3 czerwca 2010)
14. US 20100003290A1, olejoodporny proszek kosmetyczny oraz metody wytwarzania i używania tego samego, D Schlossman i Y Shao, przypisane do Kobo Products Inc (7 stycznia 2010) 2010)