气雾型化妆品研制分析

气雾型化妆品研制分析

刘晓平

妮维雅（上海）有限公司  201700

摘要：气雾型化妆品种类多种多样，其应用范围相对较广。作为精细化化妆品产品制剂，气雾型化妆品通过压力装置将喷灌内成分形成表面积巨大且具有高分散度的细小颗粒，均匀散布在所应用的对象表面上。本文将对气雾型化妆品的研制进行研究，包括有关气雾剂的发展历程以及其产品特性，掌握其工作原理以及装置构件。了解关键材料的备置方法以及使用注意事项，有选择的阐述近年来气雾型化妆品的典型应用情况，从而为气雾型化妆品的未来研制提供参考。

关键词：气雾剂；化妆品；研制

引言：我国作为化妆品产品兴起的最大市场，在短短20年中由强到弱，实现了科技领先的集团化经营效果，促使化妆品行业初具规模并形成鲜明的生机活力。而在研发化妆品的过程当中，随着科学技术的不断进步，气雾剂种类的化妆品不断衍生，呈现出更加丰富多元的类型。而气雾型化妆品在我国同时实现了快速发展，借助于更为简便的液压罐装喷雾方式为人们提供了更多化妆可能。

1 气雾剂概述

气雾剂本身通过抛射剂，对压力容器罐内部的多种不同活性成分进行挤压喷射，从而释放出以气体为分散介质的气雾态分散体。气雾剂是指将内容物和抛射剂一起密封盛装在装有阀门的容器内，在抛射剂的压力下按预定形态喷出，一次使用的产品。喷出物可呈气态，固态，液体;喷出形状可呈雾状、泡沫、粉末、胶束。对气雾剂的发展来源进行追溯，可追寻到上古时代有关燃烧药树脂通过吸烟进行治病的方式。气雾剂主要依靠于抛射剂进行变态，从而完成推动力的转化。气雾剂产品本身要求容器具有较高耐压效果，且阀门结构较为复杂，具有较高的生产成本以及生产要求，但是与此同时，可以通过定量阀门对气雾剂喷散均匀度、剂量等进行控制，具有使用便捷，效率较快的优势特色[1]。

2 气雾型化妆品的研制

2.1工作原理

气雾型化妆品运行时的工作原理主要是通过在压力包装容器中封装功能性成分，在使用时通过抛射剂释放压力包装容器中的功能成分完成应用。若在压力包装容器中封存的功能性成分为液态物质以及液化气两种不同成分时，则内部构成一般情况下分为上下两层，上层为气体，下层为液体，而液体中一般情况下含有溶解活性成分，形成相应的功能性表现。开启阀门后，促使含有活性成分的液体通过导管向阀门出口进行喷射，如图1所示即完成气雾型化妆品的喷射原理。

图1 浸入管定量阀门系统

2.2制备

制备气雾型化妆品时主要涉及到的内容包括配置主要功能成分并进行灌装处理，随后完成抛射剂的灌装。紧接着使用专用机械设备完成压力容器盖的接轧处理，检查压力容器罐是否存在漏气问题。并对其重量以及压力参数进行校对，随后完成产品包装，通过这样的完整流程，完成气雾型化妆品的制备。由于气雾型化妆品的类型多种多样，因此不同的产品需要对应相应的设计方案完成制备生产。在实际生产过程中，同样需要考虑到气雾型化妆品所属类型以及其主要功能性成分，在高压气体状态下所能够保持的最长稳定性时间以及喷射正常的可能性表现。

由于气雾型化妆品在制备过程中通常情况下需要在高压环境下进行操作，如若不能够按照规范化流程完成操作处理，则可能会造成损失，与此同时，也会造成一定的安全隐患。因此，对喷射剂的压入剂量进行有效控制，则关乎到能否正常完成气雾型化妆品的制备工作。具体来讲，如若不能够压入足量的喷射剂，则将会导致气雾型化妆品的实际使用性能受损，但是与此同时，若压入过量的喷射剂造成压力过大，则可能会导致产品在使用中爆炸风险递增。尤其是在尚未排除全部空气的情况下，导致气雾型化妆品在应用时更是存在着一定的危险性因素。因此，尤其需要注重在生产、储存以及使用中的气雾型化妆品安全防范表现[2]。

本文所研究的气雾型化妆品主要是以笔者的实际工作经验为例，对护发定型类气雾型化妆品产品进行研究分析，为一发用型固体定型喷雾，该气雾剂喷雾最常用的组分为辛基丙烯酰胺/丙烯酸（酯）类/甲基丙烯酸丁氨基乙酯共聚物1-10%，保湿剂占比1-5%，采用中和剂常用的为氨甲基丙醇， PH值调整到8-10，剩余组分为乙醇。

在研制发用定型喷雾时，具体步骤包括以下环节。在乙醇中充分融合辛基丙烯酰胺/丙烯酸（酯）类/甲基丙烯酸丁氨基乙酯共聚物，进行低速搅拌。然后加入中和剂进行中和，并调整最佳PH值，按照100-200r/min的速度不断进行搅拌，最终直至完全溶解则可以进行下一环节的处理。随后在其中加入相应的甘油保湿剂，同样对其进行均匀搅拌，当其处于破碎状态之后，则需要及时的压入到压力罐中完成灌装处理。

所选择的气雾气化妆品容器需要具有防腐耐压等功能表现，并且由于需要承载发用定型喷雾此类功能性成分。因此，当前气雾型化妆品的压力包装容器相对较为复杂，含有容器罐本身以及气阀两部分的核心结构。容器罐本身可应用玻璃塑料以及金属等材质，其中最为常见的容器包括铝罐、马口铁罐、塑料容器、玻璃容器、二元包装等。金属材质镀锡铁罐极易受到腐蚀泄露，铝罐相对具有较强的安全性。

容器必须能够承受内容物50℃时内容物压力的1.5倍压力，并保证不变形，此外，承受50℃时内容物压力的1.8倍压力时不破裂方可用于气雾剂产品的充填。但是，1.2 Mpa压力时不变形，以及1.4 Mpa压力时不破裂的容器不受此限制，可作为发用定型喷雾的压力包装容器。而玻璃产品则由于其耐压程度相对较低，因此一般情况下适用于具有较低压力状态的功能性产品。而塑料材料其本身具有一定的吸引力表现，在作为压力容器包装的材料时炸裂风险相对较低，且具有耐腐蚀特性，但是在实际应用中却仍需进一步对其进行研究。

由于不同发用定型喷雾的内部物质特性存在一定差异，对压力包装容器的密闭性、防腐蚀性以及耐压性要求各不相同，因此在制备气雾型化妆品时需要根据精确的产品类型以及产品结构组成合理选择压力包装容器。而气阀系统结构除了需要使用橡皮垫以及金属弹簧盖杯组成之外，其余可全部使用塑料完成结构制备[3]。

2.3常用抛射剂

气雾型化妆品通常使用四种类型的气体作为抛射剂，包括压缩气体、氯氟烷烃类、二甲醚以及碳氢化合物类等。抛射剂又称为喷射剂或是推进剂，是帮助气雾型化妆品压力容器罐内部活性功能成分喷射的主要推力剂。氯氟烷烃类气体常见称其为氟利昂。作为气雾剂产品最为常见的抛射剂，具有相对较为稳定的性质，并且在大气层中能够避免受到破坏，但是与此同时，可能对臭氧层产生一定破坏作用。

大量使用氟利昂可导致太阳紫外线强度提升，从而对生物伤害增大，与此同时，也可能会导致大气平流层下部与对流层温度上升造成气候变暖。因此，为了实现节能环保需求，有关国际组织已经要求停止使用氟利昂作为抛射剂。而通过现阶段的调查研究以及有关国际化学组织进行探索发现，替代氟利昂作为抛射剂则可以应用到四氟乙烷。这一气体结构具有较为广泛的应用前景，同时应用成本相对更为低廉，对于大量的气雾型化妆品应用需求而言，具有较高的性价比表现。

而碳氢化合物气体价格更为低廉，且在使用过程中所产生的气味相对较小，能够形成无污染无害的应用效果，具有良好的环保作用。碳氢化合物气体作为抛射剂时，常见应用到异丁烷、丙烷以及正丁烷作为主要材料。碳氢化合物易燃、溶解力略差、比重轻，具有极高的化学稳定性，加水不分解，毒性小。可与其他推进剂混合使用，是使用最广泛的推进剂，压力可调整。但是由于碳氢化合物本身的性质使然，导致其单独使用时容易存在着易燃易爆等特征，因此常见需要与氟利昂抛射剂合并使用，这样可能会造成应用成本增加。

二甲醚又称DME,与水的相容性极好，具有非常大的溶解能力，易燃。近来越来越广泛的应用到发胶摩丝等含水量较高的配方中。

而使用压缩气体作为抛射剂时，通常情况下可使用一氧化氮、二氧化碳以及氮气等，这样的气体结构具有更为稳定的化学性质表现，且在应用过程中难以与压力容器罐中的功能性成分中活性成分发生反应。且以上三种不同类型的气体结构具有不易燃烧特性，较为安全。但是压缩气体在经过液化后，相较于以上两种不同的抛射剂具有较高沸点，在常温状态时，将会产生过高的蒸汽压，因此对于压力容器的耐压性能提出了较高要求[4]。若在常温状态下，直接将压缩气体冲入到其中，不经过液化处理，则可能会导致压力容器包装中的压缩气体迅速降低压力，从而难以维持良好的持久喷射效果。则需要对压缩气体实施更进一步的改造，确保有效提高压力状态，形成良好的喷射效果。而在不同的应用环境下，若气雾型化妆品自身能够形成更为稳定的泡沫结构，则可以代替抛射剂使用。

3.气雾剂化妆品的安全稳定性

3.1 气雾剂产品的稳定性

气雾剂产品有三大致命缺陷: 一是容器腐蚀的问题。主要是内容物的氧化以及药物的化学反应使金属、合金慢慢被破坏，产生肉眼不易察觉的形状各异的锈蚀面或孔洞，从而对容器的内面造成腐蚀破坏；二是阀门、喷嘴的堵塞。堵塞的原因很多。有来自内容物各种成分、材料的析出；颜料、粉末等的凝聚；树脂形成表面膜和树脂，纤维丝在喷嘴表面形成垃圾。非均匀内容物，如颜料，粉末摇震不足等都易造成堵塞。三是气体、内容物的泄露。微小的泄露可能引起重大的事故。异常泄露的原因有可能是罐体封口尺寸异常；容器卷封部位的伤痕、皱纹等引起的凹凸不平；封口垫圈、阀杆垫圈不适宜；焊接不良，卷封不良，焊接部位有异物卡住，长时间腐蚀问题等。

以上原因需要对产品做适当的稳定性优化，主要包括易腐蚀材料的适宜稳定性、内容物的稳定性、自然放置下泄漏量的测定、实际使用时的泄漏量的测定、堵塞喷射异常的实用实验密度、喷射量的测量等。

3.2 气雾剂产品的安全性

气雾剂产品的潜在危害主要是三类，包括破裂、燃烧、人体伤害。破裂往往是由于温度过高和容器腐蚀引起。温度升高的因素有日光暴晒，储藏保管靠近加热源如电炉、取暖器和直接接近火源、投入焚烧炉等。腐蚀问题主要是保存的条件环境不适和内容物相容性不佳。燃烧主要是喷雾着火。应避免在狭小的空间大量喷雾，或是在容器上打洞喷出、对着火焰喷雾，否则极易发生爆炸、火伤等次生灾害。人体伤害还包括一些过量内容物的吸入，接触皮肤、眼睛和误食等。吸入与喷雾粒子径有关。一版喷雾粒子径40∽60um可以到达咽喉等上呼吸道，5-10um可到到末梢支气管道，1-5um则可到达肺泡。所以控制粒子径推荐至少在10um以上的安全范围。

4 气雾型化妆品的常见应用

4.1发胶

喷雾发胶主要是通过将喷雾溶剂均匀喷洒在头发上，溶剂挥发后通过形成薄膜，促使每一丝发丝之间形成粘合硬挺的效果，喷雾发胶能够帮助梳理好的头发样式保持更长时间。喷雾式发胶借助于新颖的样式以及明显的效果广受欢迎，并且在发展中逐渐形成了更加方便便携的产品类型。喷雾式发胶一般情况下使用成膜剂作为主要功效成分，其主要组成成分为醇溶性树脂，制备成膜剂的方式则是需要在乙醇类溶剂中溶解成膜剂以及其复配成分，随后，促使溶解液与抛射剂按照相应的比例灌注到加压密闭容器中，获得相应的发胶喷雾产品。以笔者的工作经验而言，通过不断实验，研究和研究出透明质酸弹性体代替以往的化工合成成膜剂。促使气雾型发胶形成更加良好的安全无刺激修复滋养等多重性效果表现。

4.2防晒

在气雾型化妆品中，另一最为常见的类型则为防晒化妆品，通过更为便捷的喷雾式方式能够达到均匀覆盖防晒功能成分的作用，从而抵抗紫外线对皮肤的照射与侵害，有效避免皮肤受损产生色斑、皱纹以及晒黑等可能。现阶段市面上常见的防晒喷雾产品包括气雾剂类型，同时也含有喷雾剂类型。使用纯油体系所形成的防晒喷雾产品具有简单的研制工艺，且能够形成良好稳定性，但是与此同时肤感相对较为油腻。而使用乳液体系进行研制的防晒喷雾产品，防晒性能相对较为良好，同时也能够形成更为清爽的肤感，广受消费者欢迎。

5 气雾型化妆品生产控制

为确保气雾剂类化妆品生产研制更为安全，则需要确保其无添加，在生产过程中需进行特殊防爆车间密封操作保证安全。目前大多品牌公司授权具有特殊资质的第三方公司生产。目前国际上通用的具有先进的化妆品生产场地，按照甲类建筑消防规范设计的车间和仓库，安全等级完满足含LPG及酒精等易燃易爆危险化学品的气雾剂和液体类产品的生产一流硬件以及软件条件，具有完整的国际质量体系认证。在生产时明确规定生产用水、厂房、原材料以及包装材料等，同时对生产过程质量进行明确控制。要求生产车间内部配置相应的包装间、灌装间、容器清洁消毒干燥以及半成品存放间，在生产过程中严格分流处理，避免人与物料之间形成交叉污染问题。

储存配料与半成品车间使用安全环保的防爆车间，在生产过程中，使用进口全自动密封装置，满足无菌生产要求。并按照世界领先质量检验管理工作，对安全条件进行严格管理，确保出厂产品100%合格且具有可追溯性。根据这样的全透明管生产流程，确保在气雾型化妆品生产的过程当中能够形成全流程监控的有效状态，从而在一定程度上满足气雾型化妆品的生产要求。确保气雾型化妆品做到卫生安全生产，适应现代现代化妆品生产制备的需求。

结束语：气雾型化妆品在现阶段化妆品市场广泛发展的背景之下获得了消费者的青睐，借助于更为先进的技术表现以及相关研究人员更加优化的功能成分表现，促使气雾型化妆品获得了更为良好的销售趋势。本文通过对气雾型化妆品的研制进行研究，了解了气雾型化妆品的运行原理以及主要功能成分的制备，从而能够为相应的同类型化妆品研制提供相应参考。

参考文献：

[1]王璐,谢建军,董洁. 基于HI和Risk模型的化妆品中多环芳烃暴露风险评估[J]. 香料香精化妆品,2022,(05):49-55+71.

[2]翟自芹,左玥华,王华. 6209件化妆品的微生物检测结果[J]. 香料香精化妆品,2022,(05):56-59+88.

[3]陈海燕,李聪,苏敏仪. 2020年广东省生产领域化妆品安全监督监测结果分析[J]. 香料香精化妆品,2022,(05):72-76.

[4]王丽娜,蒋丽刚,李亚男. 崛起的中国化妆品原创科技力[J]. 日用化学品科学,2022,45(10):1-7.