Les vecteurs des produits cosmétiques

Les vecteurs des produits cosmétiques

Fiche 1

 

 


 

 

Les émulsions

 

 

Une émulsion

est un système thermodynamique instable, une dispersion constituée de 2 liquides au moins, non miscibles ou partiellement miscibles entre eux.

L’un des liquides est dispersé dans l’autre sous forme de gouttelettes : c’est une phase dispersée, discontinue ou interne.

L’autre constitue la phase dispersante, continue ou externe.

Elles sont stabilisées grâce à l’utilisation d’émulsionnants, d’émulsifiants, d’émulgateurs, ou encore d’amphiphiles qui sont des tensio-actifs.

Les émulsions naturelles sont : le lait, le film hydrolipidique de surface, les graisses intestinales…

 

L’industrie les fabrique dans différents domaines :

Les cosmétiques, la pharmacopée, l’alimentation, les peintures, la tannerie, le textile, généralement une des phases est formée d’eau.

 

cosmetique-bio

 

L’aspect des émulsions dépend de la dimension des particules dispersées :

- émulsion jaunâtre : particules supérieures à 5 microns elles sont plus ou moins stables.

- émulsion blanc-laiteux : particules comprises entre 5 à 1 microns, elles sont stables.

- émulsion à reflets bleutés : particules comprises entre 1 à 0,1 micron

- émulsion transparente : particules inférieures à 0,1 micron, il s’agit alors d’une microémulsion.

 
 

 

Il existe différents type d’émulsions :

 

Emulsion eau dans huile (E/H) ou Hydrophile-lipophile (H/L)

La phase continue est huileuse ou lipophile (qui aime l’huile), la phase dispersée est aqueuse ou hydrophile (qui aime l’eau).

On trouve ce type d’émulsion dans des crèmes dites grasses, le beurre en est une, le sébum aussi.

Ces émulsions sont solubles dans les lipides, insolubles dans l’eau.

Elles ne conduisent pas le courant électrique.

 

Emulsion huile dans eau (H/E) ou lipophile-hydrophile (L/H)

La phase continue est aqueuse ou hydrophile, la phase dispersée est huileuse ou lipophile.

Dans la phase aqueuse on peut y ajouter des substances hydrosolubles (solubles dans l’eau), tandis que dans la phase huileuse on peut ajouter des substances liposolubles (solubles dans l’huile).

On trouve ce type d’émulsion dans les laits.

Ces émulsions sont moins grasses que celles du type précédent et plus fluides.

Elles sont solubles dans l’eau mais insolubles dans les lipides.

Elles conduisent le courant électrique.

 

Les émulsions multiples, dites mixtes ou triples.

 

Il en existe 2 types :

Les émulsions hydrophile-lipophile-hydrophile (H/L/H).

Une phase huileuse sépare les phases aqueuses internes et externes.

Elles sont généralement utilisées dans les produits cosmétiques hydratants.

 

Les émulsions lipophile-hydrophile-lipophile (L/H/L).

Une phase aqueuse sépare les phases huileuses.

On les fabrique en réalisant une 1ère émulsion H/L ou L/H, que l’on disperse ensuite dans une phase aqueuse, ou huileuse selon le cas.

  ...

Les microémulsions


Elles sont parfois dites émulsoïdes et sont formées d’huile, d’eau et d’une quantité importante de tensio-actifs. Elles sont d’aspect transparent ou parfois bleutées, à faible viscosité (résistance à l’écoulement), formées de gouttelettes entre 10 à 15 nm.

Elle forme un système homogène avec une structure particulière où les molécules, lipophiles, hydrophiles et les tensio-actifs, s’imbriquent les unes dans les autres.

Elles sont très stables, et favorisent l’absorption cutanée, améliorant ainsi le confort et l’aspect de la peau.

Elles sont prisées en cosmétologie et notamment dans les soins pour le bain car la microémulsion E/H passe H/E dans l’eau !

 

La formulation d’une émulsion

 

La phase lipophile, huileuse peut  se composer de différents éléments liposolubles (solubles dans l’huile) comme :

 

Les cires qui sont des corps gras solides à T° ordinaire et qui fusionnent (deviennent liquides) en générale au dessus de 50°C.

Cires animales comme la cire d’abeille, le blanc de baleine.

            Cires végétales comme le carnauba issu du palmier brésilien.

            Cires minérales comme la paraffine issue de la séparation de produits pétrolifères, l’ozokérite, ou autres cires fossiles.

            Cires synthétiques comme les esters gras solides, dites aussi cire purcelin.

 

Les graisses qui sont semi-solides à T° ordinaire, elles ont un point de fusion plus faible.

            Graisses animales comme la lanoline issue de la laine de mouton, le suif de bœuf, l’axonge de porc, le jaune d’œuf.

            Graisses végétales comme le beurre de cacao ou de karité.

            Graisse minérales comme la vaseline blanche.

            Graisses synthétiques comme les esters gras, palmitate d’isopropyl.

 

Les huiles qui sont liquides à T° ordinaire.

            Huiles animales comme l’huile de foie de requin, l’huile de vison, l’huile de tortue.

            Huiles végétales comme celles d’arachide, d’olive, d’amande douce, de germe de blé, de maïs, de soja, d’avocat…

            Huiles minérales comme celle de vaseline, de paraffine.

            Huiles synthétiques comme les esters d’acide gras (myristate d’isopropyl), les alcools gras (alcool oléique).

 

Les composants liposolubles que l’on incorpore aux émulsions, qui sont des principes actifs, comme :

Le carotène,

Les insaponifiables de soja, de luzerne, d’avocat,

Les vitamines liposolubles (A, D, E, K, F).

Les parfums,

Les antioxydants,

Certains conservateurs antimicrobiens,

            Certains émulsionnants.

 

La phase hydrophile ou aqueuse, où l’eau sert de solvant, est constituée d’éléments hydrosolubles (solubles dans l’eau) comme :

Les humectants, qui empêchent l’évaporation de l’eau et donc la déshydratation.

Ils augmentent le mouillage, c'est-à-dire le contact entre émulsion et la surface où on l’applique.

            Le glycérol

            Les polyalcools

 

Les conservateurs, tels que les antimicrobiens hydrosolubles.

 

Des principes actifs hydrosolubles comme :

Les vitamines,

Les agents hydratants : hydrolats…,

Les extraits végétaux,

Les extraits biologiques.

 

Des colorants.

 

Certains émulsionnants, comme les tensio-actifs ou les esters.

 
 
...

La stabilité d’une émulsion n’est pas le fruit du hasard, elle est due à ces émulsionnants ( je leur dédirai spécialement une fiche).

Une émulsion est dite stable lorsqu’elle ne se sépare pas.

Toutefois la rupture de l’émulsion, ce qui arrive lorsque l’on fabrique soit même ces cosmétiques !, peut se manifester de différentes façons :

 

La floculation est la formation de flocons de particules dispersées ou micelles au sein de l’émulsion. Cette phase est précurseur de la sédimentation ou du crémage et est réversible.

 

Le crémage, qui est la remontée en surface des particules dispersées. Ce phénomène lié à la pesanteur et à la mauvaise quantification des éléments composants l’émulsion va former des micelles (microgouttelettes) à la surface, car la phase dispersée est plus légère que la phase dispersante.

 

La sédimentation qui est la formation de particules dispersées au fond de la préparation, est aussi liée à la pesanteur, ici à l’inverse la phase dispersée est plus lourde que l’autre.

Ces 2 ruptures, entraîne la séparation de l’émulsion initiale en 2 émulsions, où l’une est plus riche que l’autre en particules dispersées, on obtient un condensat.

Ces phénomènes sont réversibles.

 

La coalescence provoque la formation d’un amas au sein de l’émulsion par fusion des micelles entre elles. Elle est irréversible.

 

L’inversion de phase, est un processus au cours duquel la préparation émulsionnée passe, par exemple, d'une émulsion eau dans huile (H/L) à une émulsion huile dans eau (L/H) par l’adjonction trop important de phase huileuse, cette rupture de l’émulsion initiale est irréversible.

 

Le mûrissement d'Ostwald se produit au cours du vieillissement des émulsions et est irréversible, cependant il ne rend pas l’émulsion mauvaise.

Dans une émulsion les micelles sont de taille différente, il y en des petites et des grandes.

Hors dans la nature des pressions s’exercent entre les molécules, ici la différence de pression entre les petites et les grandes micelles va entrainer l’attirance des petites vers les grandes au travers de la phase continue de l’émulsion.

Ainsi on constate une augmentation de la taille moyenne des gouttelettes de la phase dispersée, l’émulsion est moins homogène car sa granulométrie change.

 

 

J’espère que cette fiche vous sera bien utile.

Cosmetoz

 

Source : Pour la création de ce cours, je me suis inspirée du précis d’esthétique cosmétique des éditions Maloine.

 

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Les vecteurs cosmétiques

Fiche 2

 

 

Les émulsionnants

 

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Ce sont des substances qui facilitent l’émulsification des 2 phases d’une émulsion.

Elles contribuent à la stabilité de l’émulsion.

Il existe des émulsionnants simples formés d’un seul corps chimique.

Des émulsionnants complexes, formés d’un mélange de plusieurs émulsionnants avec des actions différentes.

Généralement préparés à l’avance par les fabricants de matières premières, ils facilitent la fabrication des émulsions (voir fiche sur les émulsions).

 

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Conseil :

Il est donc recommandé afin d’obtenir des émulsions stables d’utiliser plusieurs émulsionnants différents.

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Les émulsionnants simples

 

Les agents tensio-actifs ou suractifs

 

Ce sont des molécules composées d’un groupement hydrophile (qui aile l’eau), d’un groupement lipophile (qui aime l’huile).

Ils vont se placer à l’interface (jonction) des phases huileuses et aqueuses.

Ils diminuent ainsi la tension interfaciale (force d’attraction entre les molécules eau et huile), en diminuant la surface de contact entre les 2 milieux.

Sans émulsionnants les 2 phases se séparent en 2 couches, d’où la rupture des émulsions et leur instabilité, comme l’huile et le vinaigre.

 

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Règle à respecter :

Généralement la quantité de tensio-actifs dans une formule est de l’ordre de 5 à 10%, à respecter lors de vos préparations.

Au-delà de cette proportion, toutes les molécules de la phase dispersée sont saturées.

Il ya donc risque de formation d’amas et surtout d’irritation cutanée.

 

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Les tensio-actifs anioniques

 

En solution dans l’eau, ils s’ionisent pour former des anions, charge négative, qui ont une tendance hydrophile (HLB entre 8 et 18).

Ils s’utilisent pour former des émulsions huile dans eau (H/E).

Par exemple si vous voulez fabriquer un savon de sodium ou potassium vous pourrez utiliser un syndet ou tensio-actif de synthèse comme le lauryl sulfate de sodium ou alkylsulfate,

Les sarcosinates qui sont des dérivés d’acides aminés, tout comme les lipoaminoacides, mais ils sont chers.

 

Les tensio-actifs cationiques

 

En solution dans l’eau, ils s’ionisent pour former des cations, charge positive.

Les plus utilisés sont les ammoniums quaternaires.


Quelques ammoniums quaternaires :

Bromure de lauryl diméthyl benzylammonium

Chlorure d'alkyldiméthybenzyl ammonium

Chlorure de dioctyldiméthyl ammonium

L'éthidium

Paraquat

 

Ils ont des propriétés bactériostatiques (inhibent la croissance et la reproduction des bactéries, mais ne les tuent pas) et émulsionnantes.

Ils sont utilisés dans les émulsions antiseptiques, dans le cetavlon, les déodorants, dans les après shampooings, pour leur propriété démêlante.

Attention ils sont irritants pour les yeux, car détergents.

 

 

         Les tensio-actifs amphotères ou zwitterioniques

 

Ils réagissent selon le PH du milieu où ils se trouvent, soit cationiques en milieu acide, soit anioniques en milieu alcalin.

Ils sont compatibles avec d’autres suractifs, ils ont une balance hydrophilie, lipophilie (HLB) élevée, ce sont des détergents mais moins agressifs que les anioniques.

Ils sont recommandés dans la préparation des produits pour peaux sensibles ou fragiles, les produits bio en contiennent parfois car pour les produits cosmétiques, la législation oblige désormais à indiquer chaque substance utilisée. Mais vous ne trouverez donc pas la mention "tensioactif" sur les étiquettes mais le nom scientifique précis de la substance concernée.

Ils sont moussants, bactéricides, émulsionnants, ont les trouve dans les shampooings pour bébé, dans les démaquillants pour les yeux.


Quelques Tensioactifs amphotères :

La bétaïne dérivée de la canne à sucre.

L’imidazoline

Les dérivés des aminoacides comme les alkylaminopropionates.

 


         Les tensioactifs non ioniques

 

Ils ne se dissocient pas en ions dans l’eau, ils sont stables, formés d’un groupement fonctionnel polaire. Ils se classent selon la liaison entre la partie hydrophile et lipophile.

Ils sont compatibles avec d’autres tensioactifs.

Ils sont très peu irritants.

 

Quelques tensioactifs non ioniques :


Les esters de sucre, qui présentent plusieurs avantages :

Peu coûteuses et renouvelables

       Biodégradabilité complète

Molécules ne présentant ni toxicité ni caractère irritant

Absence de goût et d'odeur

      Les esters de sorbitan (ester de sucre), comme les spans (liposolubles) ou les tweens (hydrosolubles).

      Les esters de saccharose (ester de sucre) dans les shampooings pour bébé.


Les esters de glycérol qui sont des stabilisateurs d’émulsion, des gélifiants et des opacifiants.


Les éthers de polyéthylèneglycol, très utilisés dans les émulsions.

 

*

Les gélifiants aqueux ou huileux

 

  Emulsionnants simples, ils augmentent la viscosité de la phase huileuse ou aqueuse et empêchent ainsi les gouttelettes dispersées de remonter à la surface : le déphasage.


Quelques gélifiants:

Les gommes

Les dérivés de la cellulose

La gélatine

Les alginates

La pectine

La gélose

*

Les raidisseurs d’interface

 

Emulsionnants simples, ce sont des particules solides pulvérulentes qui se placent autour des particules dispersées, elles sont ainsi maintenues éloignées les unes des autres et immobilisées.


Quelques raidisseurs :

Le talc

La bentonite

Les graphites

Certains ions

 

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            Les émulsionnants complexes

 

Ils on plusieurs rôles simultanés : tensioactifs et gélifiants en même temps.

Mais ils n’assurent pas la stabilité de l’émulsion à eux seuls, leur pouvoir stabilisateur est trop faible.


Emulsionnants complexes :

Le stéarate de polyethylenglycol (PEG)

 

L’industrie chimique a créé des mélanges d’émulsionnants pour faciliter la fabrication des émulsions, ils procurent une grande stabilité et permettent l’émulsification de quelque ingrédient que ce soit avec l’émulsion.

Ils sont composés :

         D’un stabilisateur, qui donne de la consistance.

Hydrosolubles comme les PEG

Lipophiles comme : Les alcools gras, les esters gras, les corps gras minéraux

            D’un ou plusieurs émulsionnants, qui orientent le sens de l’émulsion E/H ou H/E

 

Il en existe 2 types :

 

Les auto-émulsionnants

 

Ils sont composés d’un stabilisateur à HLB bas donc liposoluble, comme les alcools gras ou les esters gras et d’un émulsionnants qui doit avoir la même chaîne grasse que le stabilisateur, un groupement polaire ionisé ou non, comme la cire de linette qui est composée d’un alcool gras + un syndet anionique (tensioactif de synthèse)

Ils ont la propriété.des émulsionnants qui les composent et forment facilement des émulsions E/H.

 

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Utilisation des plus simple

Par simple mélange de tous vos ingrédients + un chauffage à 70°C, vous n’aurez pas d’échec dans votre préparation !, ni aucun problème de stabilité !

Avec la même formule on peut réaliser toute une gamme de produits : lait, crème, masque, seul varie les proportions d’auto-émulsionnants et d’eau !

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Les bases d’absorption

 

Elles sont composées de graisses minérales comme la vaseline qui est un stabilisateur, des émulsionnants comme la lanoline, ses dérivés, des alcools gras.

 

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Utilisation

Elles forment des émulsions très hydratantes, des émulsions jusqu’à 5 fois leur poids en eau.

Elles permettent la formulation des crèmes de nuit, de nettoyage, de modelage.

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Voilà, un cours long et un peu technique, mais qui me parait des plus révélateurs de tout ce que la cosmétique nous propose dans sa formulation, plus on en sait plus moins on fait d’erreur dans nos préparations, car quelle déception quand sa rate !

 

A bientôt

Cosmetoz

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