Carbomer สารเิพิ่มความหนืดในเจลใส หรืออิมัลชั่น

E-Mail Newsletter (Personal Care)

January 19, 2013

 

“Carbomer340 คือสารเพิ่มความหนืดในวัฏภาคน้ำ ที่ราคาประหยัด มีประสิทธิภาพสูงและใช้ที่ความเข้มข้นต่ำ และที่สำคัญคือมีความใส เหมาะกับตำรับที่ต้องการความเป็นเจล หรือเป็นครีมเจล เช่นแอลกอฮอล์ล้างมือ หรือ เจลอาบน้ำ เป็นต้น เป็นสารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและมีอายุยาวนานมาก เคยได้รับความนิยมอย่างมากในประเทศไทย ในช่วงที่มีการระบาดของไข้หวัดนก ซึ่งมีการผลิตแอลกอฮอล์เจลล้างมือ ออกมาเป็นจำนวนมหาศาล Carbomer340 ได้รับการยอมรับจากหลาย ๆ บริษัทข้ามชาติ เช่น L’Oreal, Amore, และอื่น ๆ อีกมากมาย

โจทย์คือ

·         ถ้าคุณต้องการเพิ่มความหนืดให้กับตำรับอะไรก็ตามที่มีน้ำอยู่ในวัฏภาคนอกไม่ว่าจะเป็นตำรับใส หรือ ขุ่นก็ตาม โดยเฉพาะกลุ่มพวกแอลกอฮอร์เจล และราคาย่อมเยา คุณอาจมีตัวเลือกเหลือไม่มาก Carbomer340 จะเป็นทางเลือกให้คุณเป็นอย่างดี

·         ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่คุณสามารถผลิตได้จาก Carbomer340 เช่น โลชั่น ครีม เซรั่ม เจลใส แชมพู สบู่เหลว แอลกอฮอล์เจล ผลิตภัณฑ์กันแดด(ราคาประหยัด) ครีมโกนหนวด เจลแต่งผม ตำรับครีมที่เป็นยาต่าง ๆ เป็นต้น

Carbomer 340 (Carbomer)

สารเคมีในกลุ่มนี้อาจจะแตกต่างจากกลุ่มที่เคยเสนอมาทั้งหมดนะครับ ครั้งก่อน ๆ นี้จะเป็นสารในกลุ่มซิลิโคนทั้งหมด แต่ครั้งนี้จะขอเขียนเกี่ยวกับสารชื่อคาโบเมอร์ นะครับ ตอนนี้ทางเคมซอร์จส์ได้เริ่มทำสารให้ความหนืดในกลุ่มคาโบเมอร์แล้ว แต่ผมเองเชื่อว่าพี่น้อง ทุกท่านคงจะรู้จักกันดีไม่มากก็น้อยอยู่แล้วเกี่ยวกับคาโบเมอร์

 

คาโบเมอร์มี INCI คือ Carbomer เป็นสารในกลุ่มโพลีอะคลิเลตที่มีสูตรโครงสร้างแบบไขว้กันเป็นสปริง มีความสามารถในการให้ความชุ่มชื้นแก่ผิวหนัง รวมทั้งเส้นผมได้เป็นอย่างดี มีความสามารถเป็นสารแขวนตะกอน และสารเพิ่มความหนืดที่มีประสิทธิภาพสูง โดยใช้ปริมาณในตำรับไม่เยอะได้ สารในกลุ่มนี้จะมีความหนืดเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อมีค่าความเป็นกรดด่างอยู่ในระหว่าง 6-8 (หรือพูดอีกทีคือ สามารถทำให้เป็นกลางด้วยการใส่ด่างลงไปเพื่อสร้าง เจลใส) กลไกในการเพิ่มความหนืดของคาโบเมอร์คือ เมื่อหมู่คาบ็อกซี่ในสูตรโครงสร้างโดนทำให้เป็นกลาง (ตอนแรกอยู่ในสภาวะเป็นกรด) ตัวสายโมเลกุลจะเด้งออก (เหมือนสปริงคลายตัว) และทำให้ประจุในโครงสร้างผลักกัน อย่างรวดเร็วจนทำให้ความหนืดเพิ่มขึ้น คาโบเมอร์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการไหลของของเหลวได้เป็นอย่างดี ดังนั้นสามารถที่จะแขวนตะกอนพวกสารอะไรก็ตามที่ไม่ละลายน้ำได้ เช่น เมล็ดบีด หยดน้ำมัน สารคาโบเมอร์นี้ใช้กันอย่างกว้างขวางในผลิตภัณฑ์อิมัลชั่นประเภท น้ำมันในน้ำ ได้ทั้งโลชั่น และครีม รวมถึงใช้เป็นตัวแขวนตะกอนที่ดีอีกด้วย

 

Specification

Parameter

Value

Appearance

Fluffy, White Powder

Viscosity: (mPa.s)(20 rpm at 25ºC, Neutralized Solution)

 

- 0.2%

19000-35000

- 0.5%

40000-70000

Solution Clarity (%Transmission, 420 nm light)

 

- 0.2% water solution

 ≥85

- 0.5% water solution

 ≥85

- 0.2% Ethanol solution

 ≥70

Residual Benzene (%)

≤0.50

Residual acrylic acid (%)

≤0.25

Loss on drying (%)

≤2.0

Bulk Density g/100 mL

19.5-23.5

Heavy metals

 

- As (ppm)

≤2

- Pb+As+Hg+Sb (ppm)

≤10

สรรพคุณ

·         เป็นสารเพิ่มความหนืด แขวนลอย (แขวนตะกอน) และเพิ่มความคงตัวสูง ที่ปริมาณการใช้ต่

·         มีคุณสมบัติเป็นสารเพิ่มความหนืดที่ดีและไม่ไหล

·         มีความใส

·         มีความคงตัวต่ออุณหภูมิสูงซึ่งไม่ทำให้ความหนืดเปลี่ยน

ผลิตภัณฑ์ที่ใช้ได้

·         ผลิตภัณฑ์แอลกอฮอร์ล้างมือแบบเจ

·         ครีมและโลชั่น

·         เจลแต่งทรงผม

·         แชมพู

·         สบู่ล้างตัว

ปริมาณในสูตร: 0.2-1.0%

ข้อควรระวังและหลีกเลี่ยง:

เมื่อใช้ Carbomer มิฉะชั้นอาจทำให้ผลิตภัณฑ์เสียความหนืดไป

·         ปั่นด้วยความเร็วสูงและนาน หลังจากทำให้เป็นกลางแล้ว

·         โดนรังสี UV เป็นเวลานาน

·         มีการใส่ Electrolytes ชนิดอื่น ๆ ลงไป

การเก็บและถัง

·         ถัง 20 กก., ควรเก็บในที่ที่มีอากาศเย็น แห้ง ระบายอากาศ และไม่โดนแสงแดด อายุผลิตภัณฑ์ 24 เดือน

·         โดยปรกติอายุทางทฤษฎีของคาโบเมอร์ในรูปแบบผงนั้นไม่มีที่สิ้นสุด คาโบเมอร์มีความคงตัวสูงเป็นหลายปีเมื่อถูกป้องกันจากความชื้น ในรูปแบบผง คาโบเมอร์ไม่มีเหตุผลอื่นใดที่จะสูญเสียสภาพได้ โดยปรกติเรื่องที่ควรระวังเกี่ยวกับอายุของคาโบเมอร์คือเรื่องของการดูดความชื้นในอากาศ คาโบเมอร์มีแนวโน้มในการดูดความชื้นในอากาศค่อนข้างสูง ณ เวลาขนส่ง คาโบเมอร์จะมีความชื้นอยู่ที่ประมาณ 2% สูงสุด แต่เมื่อเปิดถูกอุณหภูมิห้องและมีความชื้นสัมพัทธ์ที่ 50% จะทำให้คาโบเมอร์มีความชื้นเพิ่มขึ้นเป็น 8% และในสภาพที่ดูดความชื้นเข้ามาเพิ่มขึ้นนั้นไม่มีผลต่อความสามารถในการเพิ่มความหนืดของคาโบเมอร์แต่ประการใด มีเพียงข้อเสียที่ว่าพอความชื้นสูงขึ้นคาโบเมอร์จะมีแนวโน้มในการจับกันเป็นก้อนสูงและทำให้กระจายตัวยาก

วิธีการเตรียมสารละลาย Carbomer ในน้ำ

โดยปรกติคาโบเมอร์มีความชอบน้ำสูง มีความสามารถในการดูดความชื้นที่สูง เมื่อคาโบเมอร์ถูกน้ำจะเปียกน้ำได้เร็วมาก ดังนั้นสารในกลุ่มนี้มีโอกาสที่จะจับกันเป็นกลุ่มก้อนได้สูงเมื่อมีกระจายตัวในน้ำ (หรือตัวทำละลายที่มีขั้ว) เร็วเกินไป คาโบเมอร์ที่จับกันเป็นก้อนในน้ำจะดูดน้ำและฟอร์มตัวเป็นชั้นกันน้ำไม่ให้น้ำผ่านเข้าไปถึงเนื้อคาโบเมอร์ภายในได้ เมื่อเกิดเหตุการณ์อย่างนี้ขึ้นจะทำให้เวลาในการผสมสูงขึ้นในการทำให้น้ำซึมผ่านเนื้อคาโบเมอร์ให้ทั่วถึง ดังนั้นเวลาเตรียมคาโบเมอร์ควรหลีกเลี่ยงการกระทำใด ๆ ก็ตามที่จะทำให้คาโบเมอร์เกาะกันเป็นกลุ่มก้อน เพื่อหลีกเลี่ยงเวลาในการผสมที่อาจจะยาวนานได้

·         วิธีการเติมผงคาโบเมอร์โดยตรงลงสู่น้: วิธีที่ง่ายที่สุดในการเตรียมสารละลายคาโบเมอร์ที่มีการกระจายตัวอย่างสวยงามทำได้โดยการ พยายามใส่คาโบเมอร์ลงไปในรูปแบบที่เป็นอนุภาคเล็กและละเอียดที่สุด โดยพยายามหลีกเลี่ยงการเกาะกัน ซึ่งวิธีนึงที่จะช่วยทำให้การโปรยผงลงสู่น้ำเป็นไปได้ด้วยดีนั้นคือ ต้องโปรยผงลงในน้ำอย่างช้า ๆ ใจเย็น ๆ ในขณะที่ในวัฏภาคน้ำนั้นมีการกวนด้วยความเร็วประมาณ 800-1200 รอบต่อนาที อยู่ตลอดเวลา และจะยิ่งดีมากขึ้นถ้าสามารถให้ตะแกรงร่อนคาโบเมอร์ก่อนที่จะโปรยลงน้ำได้ (เพราะจะหลีกเลี่ยงการเกาะกันเป็นก้อนก่อนการโปรย) ตัวตะแกรงจะช่วยทำให้อนุภาคคาโบเมอร์เล็กลงและทำให้การโปรยเป็นไปอย่างสม่ำเสมออีกด้วย

·         การกวนคาโบเมอร์ในสารละลายน้ำ: ควรใช้อัตราการกวนในระดับกลางคือ 800-1200 รอบต่อนาที ถ้าใช้รอบที่เร็วเกินกว่านี้จะทำให้โครงสร้างสปริงของคาโบเมอร์ขาดและจะมีผลต่อความหนืดสุดท้ายซึ่งอาจลดลงเกินกว่า 50% ได้เลย หัวปั่นที่ใช้ควรเป็นลักษณะเหมือนใบพัดเรือ มี 2-3 หัว (ไม่ควรใช้ Homogenizer หรือหัวจักรที่มีความแหลม)

·         การกระจายผงคาโบเมอร์ในสารที่ไม่ใช่สารละลาย

o    วิธีการเติมคาโบเมอร์ทางอ้อม: วิธีทำเหมือนตามชื่อคือใส่ผงคาโบเมอร์ลงในสารที่ไม่ทำละลายคาโบเมอร์ ซึ่งจะทำให้คาโบเมอร์กระจายตัวได้ง่ายขึ้นมากเมื่อเทียบกับน้ำ เช่น โปรยผงคาโบเมอร์ลงในวัฏภาคน้ำมันก่อน เป็นต้น ซึ่งเราสามารถเตรียมคาโบเมอร์ในลักษณะนี้ได้ถึง 30% ของสารกระจายคาโบเมอร์ (ยกตัวอย่างเช่น ใช้คาโบเมอร์ 30 ส่วน ในน้ำมัน 70 ส่วน) หลังจากเตรียมสารกระจายตัวคาโบเมอร์เสร็จ ค่อยเติมสารกระจายตัวนี้ลงในวัฏภาคน้ำที่มีสารปรับสภาพความเป็นกลาง ให้เรียบร้อย จะทำให้ความหนืดเพิ่มขึ้นมาอย่างที่คาดหวังไว้ ในขณะที่มีการเตรียมสารกระจายตัวคาโบเมอร์ในวัฏภาคคน้ำมันนั้น ให้กวนจนกว่าสารกระจายจะมีความเนียนเป็นเนื้อเดียวกันก่อน จึงจะนำมา Neutralize ในวัฏภาคน้ำได้ อัตราการกวนควรอยู่ที่ 800-1200 รอบต่อนาที และหลังจากทำให้เป็นกลางแล้วก็ปั่นต่อซัก 15-20 นาที จนกว่าสารที่จำจะพองเนียนสวย

o    วิธีการเติมคาโบเมอร์ทางตรง: ในบางตำรับ จะมีน้ำมันที่มีขั้ว เช่น น้ำมันหอมระเหย หรือ dicarboxylic acid esters หรือน้ำมันที่ต้องมีการหลอม ณ อุณหภูมิสูงกว่า 60 องศาเซลเซียส คาโบเมอร์มักจะมีส่วนทำให้ emulsion ที่ต้องการเตรียมมีสภาพคงตัวไม่ดีถ้ากระจายตัวในพวกมันโดยตรง ดังนั้นถ้าในตำรับมีสารประเภทนี้อยู่ใช้ทำการกระจายคาโบเมอร์ในน้ำซะก่อน แล้วค่อยเติมวัฏภาคน้ำมันตามลงไป แล้วค่อย Neutralize อีกที

·         ปัญหาที่พบบ่อยเช่น มีเนื้อทรายอยู่ในเจล หรือมีก้อนของเจลอยู่เป็นส่วน เหมือนไม่เข้ากัน เกิดได้จากการกระจายตัวของคาโบเมอร์ยังไม่ดีพอ แล้วนำไป Neutralize เลย (อาจเกิดจากการโปรยผงคาโบเมอร์เร็วเกินไป ไม่ใช้ตะแกรงร่อนก่อน และกวนไม่นานพอ)

·         เชิญชมวีดีโอการเตรียม Hair Gel ด้วยคาโบเมอร์ได้เลยครับ

หรือเชิญชมวีดีโอข้างล่างนี้ได้เลยครับ

How to make hair gel with Carbomer 340


สามารถใช้ในสินค้าที่จะส่งไปโซนประเทศยุโรปได้

(โดยดูจาก Eurocosing ตามลิงค์ข้างล่างนี้):

·         Carbomer

 

 

 

 

 

 

 

 


หจก.เคมซอร์จส์

245 ถ.สุทธิสารวินิจฉัย สามเสนนอก ห้วยขวาง กทม. 10310

โทรศัพท์:

+662-274-7316-8 ต่อ 22

ติดต่อ ฝ่ายขายอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง

คุณมิ้นท์ หรือคุณชูชาติ

 

โทรสาร:

+662-274-7315

 

Email: info@chemsources.co.th

 

Group websites:

www.chemsources.co.th

www.dimethiconecrosspolymer.com

www.antifoamthailand.com

www.สารลดฟอง.com

 

การ Neutralize Carbomer ในระบบน้ำหรือน้ำผสมแอลกอฮอล์

ผลกระทบของค่าความเป็นกรดด่างต่อความหนืด: คาโบเมอร์จะต้องถูกทำให้มีค่าเป็นกลางซะก่อนถึงจะมีความหนืดที่สูงที่สุด ปรกติสารกระจายตัวคาโบเมอร์ที่ยังไม่ได้ทำให้เป็นกลางมักจะมีค่าความเป็นกรดอยู่ที่ 2.5-3.5 ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของคาโบเมอร์ เมื่อมีการเติมสารเพื่อปรับความเป็นกลางเข้าไปความหนืดจะค่อย ๆ เพิ่มขึ้น ความหนืดที่เหมาะสมที่สุดมักจะอยู่ในช่วงค่า pH 6.5-7.5 ความหนืดของคาโบเมอร์จะเริ่มลดลงเมื่อมีค่าความเป็นด่างสูงเกินกว่า 9.0 ขึ้นไป เนื่องจำมีปริมาณของอิเล็กโตรไลท์ที่มากเกินไปในระบบ อย่างไรก็ดีเราสามารถทำให้ระบบมีความหนืดสูงขึ้นได้อีกแม้ว่าค่า pH จะเกินจากช่วงระหว่าง 5-9 ไปแล้ว โดยการเพิ่มความเข้มข้นคาโบเมอร์ลงในตำรับ

กลไกความหนืด: คาโบเมอร์นั้นอยู่ในรูปแบบผงแห้งและมีสูตรโครงสร้างเป็นสปริงที่มีโมเลกุลกรดอยู่ค่อนข้างสูง เมื่อถูกกระจายตัวในน้ำ โมเลกุลพวกนี้จะเริ่มดูดน้ำและคลายสปริงออก ดังนั้นวิธีปรกติที่สุดที่จะทำให้ตัวมันมีความหนืดสูงที่สุดคือ เปลี่ยนสภาพความเป็นกรดของคาโบเมอร์นั้นให้ออกมาในรูปเกลือ ซึ่งสามารถทำง่าย ๆ โดยการเติม ด่างลงไป เช่น โซเดียมไฮดร็อกไซด์ หรือ ไตรเอทาโนลามีน

 

ตัวปรับสภาพความเป็นกลางทั่ว ๆ ไป (ด่าง)

Neutralization Ration Chart

Trade Name

 CTFA Name

Neutralization Ratio Base/Carbomer

Ammonia (28%)

Ammonium Hydroxide

0.7/1.0

AMP® Ultra PC2000

Aminomethyl Propanol 

0.9/1.0

Diisopropanolamine

Diisopropanolamine

1.2/1.0

Ethomeen® C-25

PEG-15 Cocamine

6.2/1.0

KOH (18% )

Potassium Hydroxide

2.7/1.0

L-Arginine

Arginine Ajinomoto

4.5/1.0

NaOH (18% )

Sodium Hydroxide

2.3/1.0

Neutrol® TE

Tetrahydroxypropyl Ethylenediamine

2.3/1.0

TEA (99% )

Triethanolamine

1.5/1.0

Triisopropanolamine

Triisopropanolamine

1.5/1.0

Tris Amino® (40% )

Tromethamine

3.3/1.0

ตารางข้างต้นนี้เป็นรายการของตัวปรับสภาพความเป็นกลางทั่ว ๆ ไปที่ใช้กัน และตารางนี้แสดงถึงปริมาณการใช้ด่างชนิดต่าง ๆ ต่อคาโบเมอร์เพื่อให้ได้ความเป็นกลางที่ pH7

 

ตัวปรับสภาพความเป็นกลางสำหรับตำรับที่มีน้ำและแอลกอฮอล์เป็นส่วนประกอบ

Recommended Neutralizers for Hydroalcoholic Systems

Up to % Alcohol

Neutralizer

60%

Triethanolamine

60%

Tris Amino

80%

AMP Ultra PC2000

90%

Neutrol TE

90%

Triisopropanolamine

เอทธานอลและไอโซโพรพานอลสามารถทำให้ข้นได้ด้วยคาโบเมอร์ ปัจจัยสำคัญคือการเลือก ชนิดตัวปรับสภาพความเป็นกลางให้เหมาะกับ ปริมาณของแอลกอฮอล์ที่จะทำให้เกิดเจลขึ้น เนื่องจากถ้าใช้ชนิดของตัวปรับสภาพความเป็นกลางที่ผิดเกลือของคาโบเมอร์จะก่อตัวจับเป็นตะกอนขึ้น เพราะเกลือจะเสื่อมสภาพในการละลายในสารผสมน้ำและแอลกอฮอล์

 

 

ดูรายละเอียดสินค้าและสูตรตำรับเพิ่มเติมได้ที่นี่

หากท่านประสงค์ต้องการแนะนำเพื่อนสำหรับจดหมายข่าวนี้กรุณากดที่นี่

 

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ

·        TCS-6500: cyclopentasiloxane เพื่อความรู้สึกที่บางเบา

·         ซิลิโคน organic gel สำหรับท่านผู้ที่สนใจจะ develop ผลิตภัณฑ์ที่ปราศจาก D5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

หากท่านไม่ประสงค์จะรับข่าวสารเพิ่มเติมจากทางบริษัทกรุณากดที่นี่

Comments