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茶皂素洗理香波的研制與應(yīng)用茶皂素洗理香波的研制與應(yīng)用 夏春華 朱伯榮 田潔華 朱全芬 柳榮祥 王 路 唐麗萍 提 要 本文通過對茶皂素某些表面活性,如表面張力、起泡力、泡沫持久性及接觸角等的研究，證明茶皂素是一種性能良好的天然表面活性劑，適用于洗發(fā)精生產(chǎn)。 由于茶皂素有較強的分散性,在香波研制過程中,其關(guān)鍵技術(shù)是増稠增厚,使其粘度達到規(guī)定指標(biāo)。通過增稠增厚的篩選和茶皂素加量試驗，確定了符合粘度指標(biāo)（大于250C。P。,25℃）的“茶皂素洗理香波”配方。并相應(yīng)地提出了茶皂素洗理香波的生產(chǎn)工藝及各項技術(shù)指標(biāo)。同時，對生產(chǎn)茶皂素洗理香波的經(jīng)濟效益和該產(chǎn)品的市場前景進行了分析探討。 關(guān)鍵詞 茶皂素 洗理香波
前 言 隨著化學(xué)工業(yè)對環(huán)境污染的加劇，和使用化工產(chǎn)品所導(dǎo)致的諸多副作用,人們越來越喜歡使用天然產(chǎn)物。茶皂素是從脫脂茶籽餅粕中提取出來的一種天然表面活性劑，以它為主體研制而成的TS-80乳化劑作為石蠟乳化劑已被廣泛應(yīng)用于纖維板行業(yè)。隨著茶皂素這一天然產(chǎn)物越來越被人們所認識，加強對茶皂素的表面活性的研究，以及根據(jù)茶皂素的表面活性開發(fā)研制出一系列茶皂素產(chǎn)品，已是一項刻不容緩的工作。茶皂素洗理香波是在充分研究了茶皂素的表面活性的基礎(chǔ)上，根據(jù)表面活性劑間的復(fù)配原理研制而成的。它以天然茶皂素為主體，配以洗發(fā)精行業(yè)所常用的原料—聚氧乙烯脂肪醇醚硫酸鈉（AES）、脂肪酸二乙醇酰胺（6501）和其他輔助原料研制而成的天然洗發(fā)護發(fā)用品。它不但有良好的去污能力，而且還具有止癢去屑，洗后頭發(fā)易于梳理等特點。它既滿足了廣大消費者對天然洗發(fā)護發(fā)用品的需要，又為茶皂素的應(yīng)用開拓了新的領(lǐng)域，同時還取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。
材料與方法 ㈠ 材料 液體茶皂素由東茶公司常山分公司生產(chǎn)，其波美度為13.5Be'；；粉劑茶皂素也由東茶公司常山分公司提供。AES、6501和其它輔助原料都為市售的化工原料。香精由杭州香料廠特別配制。 表1 不同水質(zhì)硬度條件下茶皂素的表面張力
茶皂素的的濃度為0。5% 茶皂素不但起泡力強，且泡沫穩(wěn)定性好。用0.5%的茶皂素水溶液進行泡沫穩(wěn)定性試驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn),24小時后,其泡層高度僅下降28%,且呈均勻下降趨勢,說明茶皂素的泡沫相當(dāng)穩(wěn)定持久。 采用接觸角測定方法對茶皂素的濕潤性和分散性進行研究。當(dāng)以石蠟板為載體時，水的接觸角θ=180°,當(dāng)在水中加入茶皂素時，在一定范圍內(nèi)，接觸角θ隨濃度的增高而變小，到達一定濃度，θ角不再變小。 由圖5可見，當(dāng)茶皂素濃度為2%時，接觸角θ已在90°以下，此時的濕潤已為浸漬濕潤？梢姡柙硭氐臐駶櫺阅苁橇己玫摹 接觸角是表面活性劑濕潤和分散性的體現(xiàn)。茶皂素具有較強的分散性，是茶皂素的一大特點。 綜上所述，茶皂素是一種性能良好的非離子型天然表面活性劑，適用于研制天然型洗發(fā)精。 （二）茶皂素洗理香波的成分比組成試驗 茶皂素洗理香波配方的突出問題是增稠增厚，因為洗發(fā)精行業(yè)所規(guī)定的粘度指標(biāo)（200~1600C.P.,25℃）,而又能保持茶皂素的良好特性，所以是本研究中的關(guān)鍵技術(shù)之一。 1． 茶皂素洗理香波色澤的篩選和確定 市場上流行的洗發(fā)精主要為紅、綠、淡黃等色彩，但由于色素的光分解，影響外觀質(zhì)量，甚至分解產(chǎn)物縮合后產(chǎn)生沉淀而影響內(nèi)質(zhì)。為此，選擇茶皂素的本色作為茶皂素洗理香波的色澤，用以區(qū)別與其它洗發(fā)精的不同和突出茶皂素洗理香波的“新鮮感”和“天然性”。同時，深色也是當(dāng)今的流行色，所以還具有“時代感”。 茶皂素是一種“具色”物質(zhì)，其溶液的色澤隨著濃度的提高而加深。為此，用不同脫色程度的茶皂素和未經(jīng)脫色的茶皂素，在其它條件一致的情況下,配制成20個不同色階的茶皂素洗理香波.經(jīng)消費者評議,結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)茶皂素的加量為85%色階的香波。根據(jù)這個透光率來確定茶皂素的加量，經(jīng)過多方試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)茶皂素的加量為8%（13.5Be′液體茶皂素）時，茶皂素洗理香波的透光率能達到85%（表2）。 13.5Be′液體茶皂素8%的用量，折合成粉劑茶皂素，其用量約為2.5%。 2.增稠增厚劑對茶皂素洗理香波粘度的影響 在茶皂素洗理香波增稠增厚試驗過程中，選用了4種不同的增稠增厚劑進行比較，結(jié)果如增下： （1） 稠增厚劑Ⅰ，不溶于茶皂素洗理香波，所有處理都有分層現(xiàn)象； （2） 增稠增厚劑Ⅱ，在茶皂素洗理香波中亦有分層現(xiàn)象，但在相同用量情況下，分層程度比Ⅰ輕。但用Ⅱ配置的茶皂素洗理香波透明度不理想； （3） 增稠增厚劑Ⅲ，能溶于茶皂素洗理香波中，起到增稠增厚作用，且透明度好，但增稠增厚效果與Ⅲ用量關(guān)系極大； （4） 增稠增厚劑Ⅳ，加入茶皂素洗理香波后，很快產(chǎn)生變色和泡沫反應(yīng)。 為了使茶皂素洗理香波均一透明，選用Ⅲ作為增稠增厚劑，并對其用量作進一步試驗。 當(dāng)其他物料不變，茶皂素用量固定為2.56%（粉劑，即13.5%Be′液體茶皂素8%）時，Ⅲ用量與茶皂素洗理香波粘度的關(guān)系如圖6所示。 由圖6可見，Ⅲ用量2～4%的處理,其粘度規(guī)定標(biāo)準,以3%處理的粘度為最高,從而確定Ⅲ的用量為3%. 3. 茶皂素用量對洗理香波粘度的影響 在其他物料用量不變, 增稠增厚劑Ⅲ用量固定在3%時, 茶皂素用量與茶皂素洗理香波粘度的關(guān)系如圖7所示。 茶皂素由于具有較強的分散性,能使混合物趨于均一和分散,使茶皂素洗理香波的粘度隨茶皂素用量的增加而降低.考慮到茶皂素洗理香波洗發(fā)后的手感,梳理性和去污能力和粘度必須超過200厘泊/25℃等,茶皂素用量以2～3%為宜.并在該用量范圍內(nèi)放中試樣進行粘度測定,發(fā)現(xiàn)粘度較穩(wěn)定,且能達到規(guī)定指標(biāo)(表3). 4. 茶皂素洗理香波的配方及成分比組成 根據(jù)一系列試驗結(jié)果,綜合對茶皂素洗理香波的理化指標(biāo)及手感、梳理性等感官指標(biāo)和色澤要求，確定茶皂素洗理香波的成分比組成如表4。 （三）茶皂素洗理香波工藝流程 對不同投料順序進行反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，不同投料順序?qū)Σ柙硭叵蠢硐悴ǖ馁|(zhì)量無明顯影響？紤]到生產(chǎn)時易于操作，茶皂素洗理香波的工藝流程如圖8。 （四）茶皂素洗理香波的技術(shù)指標(biāo) 參照其他以聚氧乙烯脂肪醇醚硫酸鈉和脂肪酸二乙醇酰胺為原料生產(chǎn)的洗發(fā)精的技術(shù)指標(biāo)，并考慮到茶皂素洗理香波自身的特點，茶皂素洗理香波的技術(shù)指標(biāo)包括物理化學(xué)指標(biāo)、穩(wěn)定性指標(biāo)、衛(wèi)生指標(biāo)和感光指標(biāo)，其具體標(biāo)準詳見表5～8。 （五）茶皂素洗理香波的毒理試驗 茶皂素洗理香波經(jīng)國家環(huán)境保護局杭州環(huán)境與健康科學(xué)研究所進行豚鼠急性經(jīng)皮LD50試驗，豚鼠標(biāo)準皮膚刺激試驗，豚鼠多次皮膚刺激試驗，豚鼠皮膚致敏試驗及急性兔眼刺激/腐蝕試驗。根據(jù)試驗結(jié)果其結(jié)論為： 1.茶皂素洗理香波豚鼠經(jīng)皮LD50>4200mg/kg,參照Hodge和Sterner毒性分級標(biāo)準屬實際無毒類； 2. 茶皂素洗理香波對豚鼠皮膚無原發(fā)刺激作用； 3. 茶皂素洗理香波對豚鼠皮膚無致敏作用； 4. 茶皂素洗理香波原液對兔眼有中、重度損害作用，使用時應(yīng)避免與眼睛接觸。30%、40%的茶皂素洗理香波對兔眼有輕度刺激作用，但這種損害是可逆的，在通常情況下，茶皂素洗理香波可以安全使用。 （六）茶皂素洗理香波的衛(wèi)生試驗 茶皂素洗理香波由浙江省衛(wèi)生防疫站進行化妝品衛(wèi)生審核，經(jīng)配方審查及有關(guān)衛(wèi)生指標(biāo)檢測，結(jié)果為：鉛<40μg/g、砷<10μg/g、汞<1μg/g；細菌總數(shù)120個/ml、致病菌未檢出，符合GB7916—87化妝品衛(wèi)生標(biāo)準。 （七）茶皂素洗理香波技術(shù)經(jīng)濟分析 1. 茶皂素洗理香波是在眾多配方中經(jīng)嚴格篩選而定的，具有一定的科學(xué)性和先進性。改變了傳統(tǒng)洗發(fā)精所用的合成色素，而采用茶皂素的本色，并突出了產(chǎn)品洗發(fā)護發(fā)的雙重作用。 2.茶皂素洗理香波自投放市場以來，深受廣大消費者的歡迎。它即滿足了消費者對天然化妝品的需要，同時又為生產(chǎn)產(chǎn)家創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟效益。表9為某一生產(chǎn)產(chǎn)家的經(jīng)濟效益情況分析。 從近幾年茶皂素洗理香波的銷售情況來看，雖然進口、合資和國產(chǎn)的洗發(fā)用品很多，但由于茶皂素洗理香波茶皂素洗理香波具有自身的優(yōu)點，其市場容量也遠未飽和。不但南方省區(qū)有市場，在北方省區(qū)，由于水質(zhì)硬度高，而茶皂素洗理香波具有抗硬水能力，故也有一定的銷售潛力。 表9 經(jīng) 濟 效 益 分 析 單位：千元
結(jié) 論 （1） 茶皂素的表面張力以其濃度為0.5%時為最底（46.73mN/m）,而此時的起泡力為最高，達195㎜。其臨界膠束濃度（c.m.c.）在0.5%左右。 （2） 茶皂素的表面張力和起泡力受水質(zhì)硬度的影響甚微，茶皂素具有良好的抗硬水特征。 （3） 在一定范圍內(nèi)，茶皂素溶液的接觸角θ隨著濃度的增高而變小，當(dāng)其濃度為2%時，接觸角θ已在90°以下，此時的濕潤已為浸漬濕潤，體現(xiàn)了茶皂素具有很強的濕潤性和分散性。由于茶皂素具有很強的分散性，茶皂素洗理香波研制過程中，不可避免地產(chǎn)生了茶皂素越加越稀的現(xiàn)象，為了使茶皂素洗理香波的粘度能達到規(guī)定標(biāo)準，茶皂素的用量應(yīng)控制在2～3%。 （4） 通過對4種增稠增厚劑的比較、分析，在茶皂素洗理香波中，應(yīng)該以增稠增厚劑Ⅲ為宜，用量為3%的粘度為最高，故增稠增厚劑Ⅲ的用量應(yīng)為3%。 |
