glimmer är ett oorganiskt material som finns i en mängd olika kosmetiska och personliga hygienprodukter. Dess användning har rapporterats i mer än 7,100 produkter, 1 vilket gör den till en av de viktigaste mineralingredienserna som används i kosmetika. Glimmer är associerad främst med formuleringen av färgkosmetik, eftersom det är en kritisk komponent av hundratals metalloxidbaserade oorganiska pigment som ger en mångsidig palett av färger och optiska effekter.,2, 3 dess användbarhet som en optisk modifierare och taktil modifierare har också lett till dess införlivande i en mängd olika hud-och hårvårdsprodukter.2
Kemi och tillverkning
termen glimmer avser i stort sett en grupp av närbesläktade Hydro aluminiumsilikat material av varierande kemisk sammansättning; Tabell 1 listar de kemiska formlerna för några av de vanligaste typerna av glimmer.4, 5 även om glimmer är ett naturligt förekommande mineral, bör det noteras att syntetiska glimmer har producerats och används i kosmetika.,6 enligt INCI-konventionen gäller namnet glimmer endast för det naturligt förekommande mineralet, och konstgjorda glimmer betecknas som syntetiska mineraler, t.ex. syntetisk Fluorflogopit. Den här artikeln kommer att fokusera på naturligt förekommande glimmer som överensstämmer med Inci-definitionen för glimmer. Den allmänna kemiska formeln för de flesta glimmer är W(X, Y)2–3Z4O10 (OH, F)2., För de vanligaste glimmertyperna är W typiskt kalium (K+), natrium (Na+) eller kalcium (Ca+); X, Y-platsen upptas av två joner aluminium (Al3+), magnesium (Mg2+), järn (Fe2+, 3+) eller litium (Li+); Z är huvudsakligen kisel (Si4+) eller Al3+; och hydroxidjoner (OH-) kan delvis eller helt ersättas av fluorid (F -) joner. De vanligaste och kommersiellt viktiga typerna av glimmer är muscovite och phlogopite; glimmerbaserade kosmetiska ingredienser är främst beroende av muscoviteformen.,
den allmänna kemiska formeln för de flesta glimmer är W(X, Y)2–3Z4O10(OH, F)2. För de vanligaste glimmertyperna är W typiskt kalium (K+), natrium (Na+) eller kalcium (Ca+); X, Y-platsen upptas av två joner aluminium (Al3+), magnesium (Mg2+), järn (Fe2+, 3+) eller litium (Li+); Z är huvudsakligen kisel (Si4+) eller Al3+; och hydroxidjoner (OH-) kan delvis eller helt ersättas av fluorid (F -) joner., De vanligaste och kommersiellt viktiga typerna av glimmer är muscovite och phlogopite; glimmerbaserade kosmetiska ingredienser är främst beroende av muscoviteformen. Micas tillhör en grupp av mineraler som kallas fyllosilikater, eller ark silikater, som kännetecknas av väldefinierade parallella ark av sammankopplade kiseldioxid tetraedrisk med en grundläggande strukturell enhet av Si2O5; men i glimmer, en fjärdedel av siatomerna ersätts med Al. I glimmer innefattar den grundläggande arkstrukturen två tetraedriska (t) kiselskikten åtskilda av ett oktaedral (o) kiselskikt, som visas i Figur 1.,
Logga in eller prenumerera gratis för att läsa hela historien.
X-och Y-katjonerna finns i O-skiktet, och katjonerna upptar platser mellan par av anjoniska t-o-t-silikatplåtar. Dessa lamellära enheter sträcker sig obestämd tid i A-och B-dimensionerna och staplas i C-dimensionen. Den staplade lamellen lockas endast svagt till varandra på molekylär nivå av van der Waals interaktioner mellan intilliggande t-skikt, vilket gör att kristallina glimmer lätt kan klyvas i A-B-planet för att ge tunna, helt plana ark.,
glimmer är ett rikligt mineral som finns i en mängd olika geologiska formationer och bergarter inklusive lera insättningar, granit, pegmatit och schist.7 glimmer bryts i två principformer, blad glimmer och flinga eller skrot glimmer, dvs skrot från blad glimmer produktion. Sheet glimmer isoleras från stora fickor av glimmer kristaller som ”böcker” som kan klyvas till plana ark med områden som sträcker sig från 4,5 cm2 till 645 cm2 och tjocklekar som sträcker sig från 0,03 mm till 0,2 mm., Det produceras i relativt mindre volymer och används främst vid tillverkning av elektroniska apparater och optiska komponenter. Den högre volymen flake glimmer används för att producera marken glimmer som används i ett varierat utbud av produkter, inklusive gemensamma föreningar, plastkompositer, borrslam, färger och beläggningar, pigment och kosmetika. Bland de ledande tillverkarna av flake glimmer är Kina, Ryssland, Finland, USA och Sydkorea.
Flake glimmer erhålls typiskt genom gruv grop metoder, som ger rå stenmalm., Glimmer återvinns från denna råa malm tillsammans med andra mineraler som kaolin, kvarts och fältspat.5 malmen genomgår ett antal bearbetningssteg som kollektivt kallas beneficiation för att isolera och rena glimmerfraktionen.8 de exakta bearbetningsscheman som används varierar beroende på källan till den glimmerbärande malmen och de önskade glimmeregenskaperna, men omfattar i allmänhet följande steg.
initialt malm krossas till ett fint pulver för att befria de olika mineralkomponenterna i malmen, och sedan är det slurried att bilda en vattenhaltig mineraldispersion., Denna råa dispersion deslimeras och separeras i enlighet med partikelstorlekar av de dispergerade fasta ämnena med hjälp av en mängd olika mekaniska klassificerare. Desliming innebär tillsats av processkemikalier som natriumsilikat för att sprida slimes av hydratiserade leror, t.ex. kaolin, som stör bearbetningsoperationerna.
de separerade fraktionerna utsätts sedan för skumflotation för att isolera glimmerflakorna från kaolin, kvarts och fältspatbiprodukterna. Skumflotation innebär utspädning och agitering av mineralslurryerna i lösningar av ytaktiva ämnen under surt, pH = 2,5–4.,0, eller alkaliskt, pH = 7,5-9,0, villkor för att begränsa de önskvärda glimmerfraktionerna i det resulterande skummet eller skummet. Det glimmerlastade skummet separeras sedan, koncentreras och torkas för att återställa glimmerflingorna, medan biprodukterna kan genomgå ytterligare behandlings-och isoleringssteg för användning i andra tillämpningar.
flake glimmer kan omvandlas till jord glimmer genom torr eller våt slipning.4, 5 våtslipning är vanligtvis används för att erhålla högre kvalitet mark glimmer som används i kosmetika., Den våta processen ger mycket platta glimmerflingor med små partikelstorlekar, höga bildförhållanden och släta kanter. Vid våtslipning slipas glimmerflaken i närvaro av 20-35% vatten, avvattnas, torkas och sedan screenas på siktar för att segregera de olika partikelstorleksfraktionerna före uppsamlare. Mikroniseringstekniker kan användas för att producera ännu mer finmalda glimmerpartiklar., I denna fräsprocess drivs glimmerpartiklar in i varandra vid höga hastigheter med hjälp av strålar av överhettad ånga eller tryckluft, vilket orsakar en slipverkan som effektivt minskar partikelstorlek och tjocklek.
egenskaper
kosmetisk-grade glimmer9–11 levereras vanligtvis som torrt, fritt flytande, vitt till benvitt pulver. Dessa glimmer finns som tunna blodplättar med exceptionellt släta, plana ytor. Blodplättarna uppvisar typiskt partikelstorleksfördelningar som sträcker sig från 2-50 µm i diameter, med toppmedelvärden på 15-25 µm och tjocklekar på 100-300 nm., Tätheten av muscovite glimmer är 2,8-2,9 g/cm3; emellertid tenderar bulkdensiteterna av slipade glimmerpulver att vara signifikant lägre efter fräsning, allt från 0,1–0,3 g / cm3. Glimmerpartiklar är hydrofila och lätt dispergerade i vattenhaltiga medier. Glimmer är i allmänhet resistenta mot kemisk nedbrytning utom i närvaro av starka syror eller vid extremt höga temperaturer. exempelvis rapporteras glimmer från muscovite vara stabila vid temperaturer upp till 500 ° C. 4
glimmer betraktas som icke-toxiska på grund av sin kemiskt inerta natur., Den amerikanska Food and Drug Administration (FDA) listar glimmer som en allmänt erkänd som säker (GRAS) indirekt livsmedelstillsats, såsom ett färgämne eller fyllmedel för polymerer som används i livsmedelskontaktapplikationer.12 glimmer är också undantagna från satscertifiering av FDA när det används som färgämne för droger och kosmetika, förutsatt att det uppfyller kraven i 21 CFR 73.1496.,13
teknik och tillämpningar
kanske den viktigaste rollen för glimmer i kosmetika är dess användning som ett substrat i metalloxid-on-glimmerpigment, som används för att ge lysande färg och visuella intryck till produkter både i förpackningen och vid applicering. Den primära användningen av dessa pigment är i färg kosmetiska tillämpningar; emellertid, glimmerbaserade pigment kan tillsättas till en mängd olika skölj-off och leave-on formuleringar för att ge produkterna en skimrande pärlemor utseende.,
användningen av glimmer vid tillverkning av sådana pigment är ganska uppenbar baserat på de hundratals glimmerbaserade färgämnen som anges som handelsnamnsblandningar i Personal Care Product Council on-Line INFOBASE.14 genom att variera typ, tjocklek och antal nm-skala titandioxid eller järnoxidskikt avsatta på ytorna av glimmerplättar, pigmenttillverkare kan uppnå tydliga färger och unika optiska effekter, såsom pearlescence och färg resor.,3, 15 jord glimmer är ett idealiskt substrat på grund av dess blodplättmorfologi, brist på färg och relativt lågt brytningsindex (RI)—för muscovite, RI = 1,5–1,6—eftersom den optiska prestandan hos dessa så kallade interferenspigment är starkt beroende av skillnaden i ri mellan glimmer och metalloxid.
förutom dess funktion som färgämne ger glimmer en mängd andra fördelar i färgkosmetiska produkter.9-11 blodplättmorfologin hos glimmerpartiklar ger en silkeslen känsla att lämna produkter, från emulsioner till pulver, och det kan fungera som en texturförstärkare., Glimmer kan användas som ett optiskt neutralt fyllmedel i lösa och pressade pulver, där det också fungerar för att förbättra payoff, förbättra hudens vidhäftning och minimera caking. På grund av sin lilla partikelstorlek rapporteras glimmer också för att minska utseendet på rynkor genom att fylla i fina linjer på huden.
det kan vara svårt att erhålla likformiga dispersioner av glimmer i icke-vattenhaltiga medier, såsom kolväten eller triglyceridoljor, estrar och silikonvätskor, på grund av glimmerytans hydrofila natur., För att lösa detta problem har ytbehandlade glimmer utvecklats för att erbjuda förbättrad kompatibilitet med dessa hydrofoba vätskor.10-11, 16-17 exempel på medel som används för att behandla glimmer inkluderar karnaubavax, lauroyllysin, jojobaestrar, magnesiummyristat, metikon, perfluorohexyletylfosfater och kombinationer av isopropyltitantriisostearat och trietoxioktylsilan.
ytbehandlingar gör glimmerytan hydrofob och möjliggör dispersion i ett brett spektrum av icke-polära vätskor., Denna mängd ytmodifierade glimmer ger formulatorer med stor flexibilitet för att använda glimmer och erbjuder möjligheten att ge subtila förändringar i hudkänslan baserat på manipulation av glimmerytan Kemi och dess dispersion i produktmatrisen.,
- Sammanställning av Ingredienser som Används i Kosmetiska produkter i Usa, 1: a edn, JE Bailey, ed, Personliga Hygienprodukter Rådet, Washington, DC (2011)
- Glimmer, Monografi-ID 1634, i den Internationella Kosmetisk Ingrediens Ordbok och Handbok, 14 edn, Personliga Hygienprodukter Rådet, Washington DC (2012)
- N Horiishi et al, specialpigment, ch 5 i Industriell Oorganiska Pigment, 3rd ed, G Buxbaum och G Pfaff, eds, Wiley-VCH Verlag GmbH och Co., KGaA, Weinheim, Tyskland (2005) pp 195-295
- RJ Benbow, BHWS De Jong och JW Adams, Glimmer, i Ullmann ’ s Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol 23, B Elvers, ed, som publiceras online: Wiley-VCH Verlag GmbH och Co. KGaA, Weinheim, Tyskland (Jun 15, 2000) pp 131-143
- JT Tanner, Glimmer, i Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, som publiceras online: Wiley-VCH Verlag GmbH och Co.,etablerade online på http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/mcs/2012/mcs2012.pdf (Jan 2012)
- JS Browning, Glimmer beneficiation, Bulletin 662, US Bureau of Mines, Washington, DC (1973)
- RonaFlair Funktionellt Fyllmedel, Rona Produkt Broschyr OSS W503171, EMD Kemikalier Inc, Gibbstown, NJ (Juni 2009)
- KoboMica S-25, Teknisk Bulletin KMS25-001, Kobo Products Inc, South Plainfield, NJ (29 Jan, 2010)
- Mearlmica Mica-Baserade Prestanda Mineraler, i BASF BeautyCare Ingredienser, Produktportfölj 2009, BASF Corp, Florham Park, NJ (2009)
- ett Indirekt godkännande av livsmedelstillsatser, Code of Federal Regulations, 21 CFR 176.,170, 177.2600 och 178.3297, (Apr 1, 2011)
- Förteckning över färgtillsatser som är undantagna från certifiering: glimmer, kod för federala föreskrifter, 21 CFR 73.1496 och 73.,produkter Council On-Line INFOBASE, http://online.personalcarecouncil.org/jsp/IngredientDetail.jsp?monoid=1634 (Nås Jul 2, 2012)
- P Linz och Q Peng, Färg-resa kosmetiska pigment: Störningar till max, Cosm Slit 118(12) 63-66, 68, 70 (2003)
- OSS 20100136065A1, Naturlig ester, vax eller olja behandlas pigment, process för framställning därom, och kosmetiska gjort detta, D Schlossman och Y Shao, tilldelas Kobo Products Inc (Jun 3, 2010)
- OSS 20100003290A1, Olje-och vattenavvisande kosmetiska pulver och metoder för att göra och använda den samma, D Schlossman och Y Shao, tilldelas Kobo Products Inc (Jan 7, 2010)