3-2 產品調製過程
利用各種界面活性劑進行產品之調製，並分別以流程圖一之方法 進行熱乳化及流程圖二之方法進行冷乳化。本實驗之乳化添加方法共 有 a~g 七種，其方式如表 3-1 及圖 3-3 所示。而圖 3-1 是以 d 法說明 界面活性劑－油相－水相乳化的先後添加順序，先將 A 相(油相加界
面活性劑加防曬成份)原料及 B 相(水相)原料分別加熱至 75℃後，將 A 相逐漸加入 B 相中並使用葉片攪拌機進行乳化，於乳化完成時，當
溫度回溫至 45~50℃時再加入三乙醇胺(TEA)使劑型產生，並持續以 葉片攪拌機回溫至室溫，即可得到防曬乳液(霜)產品。而圖 3-2 冷乳 化先將 A 相逐漸加入 B 相中並使用攪拌機進行乳化，於乳化完成時 再加入TEA 使劑型產生，並繼續攪拌 20 分鐘，即可得到防曬乳液(霜) 產品。
另外其它乳化順序不同的方法如圖 3-3 (a、b、c、e、f、g)其各相
溫度控制皆是如同d 法。而 c 法是上述 d 法的相反順序，是將水相倒 入油相加界面活性劑的混合相中。a 法是將油相加水相混合，逐漸放 入界面活性劑中。而b 法是 a 法的相反順序，即是將界面活性劑逐漸 放入油相加水相的混合相中。而e 法是將水相加界面活性劑混合，逐 漸放入油相中。而f 法是 e 法的相反順序，是將油相逐漸放入水相加 界面活性劑混合相中。g 法是將油相加水相加界面活性劑同時混合攪 拌乳化。
一、 O/W 熱乳化製作過程：
熱乳化流程，將 A 相加熱至 75℃，加入 75℃的 B 相中，使用葉 片攪拌機乳化，乳化時間 5 分鐘，待添加完畢後持續以葉片攪拌機回
圖3-1 熱乳化流程圖
二、W/O 熱乳化製作過程
將 B 相加熱至 75℃，加入 75℃的 A 相中，使用葉片攪拌機乳化，
乳化時間5 分鐘，待添加完畢後持續以葉片攪拌機回溫至室溫。
圖 3-2 乳化流程圖
圖3-3 添加方式 表3-1 乳化添加方法
方 法 說 明
a Oil phase + water phase surfactant b surfactant oil phase + water phase c water phase oil phase + surfactant d oil phase + surfactant water phase e s u r f a c t a n t + w a t e r o i l p h a s e f oil phase surfactant + water phase g oil phase + water phase + surfactant 同時乳化
3-3 產品評估
市售防曬產品與自製防曬化粧品樣品之物性評估的方法是分別
貯存於室溫條件與 45℃加速老化條件，而每間隔一段時間取出樣品 進行乳化粒徑、導電度、流變性及黏度之各種物性之測定。
3-3-1(a)加速老化方法
化粧品品質的安定是相當重要的。而為了保證所設計出的產品之 品質，產品須經過嚴格保存測試，此種測試又稱為加速老化測試。一 般加速老化之測試是將溫度或振動之能量變化加諸於化粧品下以觀 測其是否產生任何物理或化學變化[17]。本實驗選擇 45℃之溫度為加 速老化之方法進行各項物性之評估。
3-3-1(b)乳化球粒徑大小分佈測定
將市售不同防曬產品與自行調製不同濃度的防曬產品，分別以雷 射光散射法粒徑測定儀量測溶液中乳化球之粒徑大小及分佈。實驗均 於恆溫 26℃下進行，所偵測到的散射強度分佈變化的曲線是以儀器 自動分析的模式進行最適化分析。所使用 He-Ne 雷射光源功率為 10mW，光散射角度為 90℃，每組的測量時間固定為 200 秒。每一次 測試樣品前均以 1µm 的標準品校準儀器。並將樣品置放於 45℃進行 加速老化且分別於第0 天、7 天、14 天、28 天取出樣品進行測定。
3-3-1(c)黏度及流變性之測定
將產品放入恆溫恆濕(45℃)的加速老化測試，分別測試於第 0
天、7 天、14 天、28 天。並以 BROOKFIELD SPEED VISCOMETER 分別於 25℃測試剪切速度遞增 (rpm=1.5、3、12、30)時的各個黏度 值，再畫出黏度與剪切速度之關係圖，以了解製品的流體型態。流體 型態可分為兩大類即牛頓黏體(Newtonian fluid)與非牛頓黏體(Non- Newtonian fluid)，而非牛頓流體又可分為膨脹性流體(Dilatant fluid)、
擬塑性流體(Pesudoplastic fluid)、塑性流體(Plastic fluid)，一般乳液所 呈現的流體型態為非牛頓流體中的擬塑性流(Pesudoplastic fluid)，屬 於切變減稀(Shear-thinningfluid)[18]。當圖 3-4 之 y 軸以黏度(η)取代 切應力(f)時，曲線圖型則如圖 3-5 所示，本論文之流變曲線圖的表示
法 均依照圖3-5 繪製。
圖 3-5 牛頓流體和非牛頓流體的黏度與切變速率之關係圖
由牛頓黏度定律 F ＝ η‧g ，F 為切應力、η 為比例常數亦稱 黏度(Viscosity)、g 為切變速率。當產品的稠度嚴重的明顯下降時，表 示產品已失去原有物理性質，推測該產品正處於不安定的情況中，即 是相分離的初期現象。另外以rpm = 12 時觀察經時產品的黏度值，
了解黏度隨著時間之變化，所得時間與黏度變化繪製成化粧品加速老 化之黏度安定性。經時黏度變化比率之計算式如下：經時黏度變化比 率=ηt /η0，式中ηt 為原始樣品於加速老化時，所測得之隨時間改變之 黏度值，η0為樣品加速老化前的初始黏度。
3-3-1(d)導電度測定
市售防曬產品與自行調製的防曬產品，直接置於導電度計的電極 中，測量其導電度隨著時間變化時其導電度是否有改變，所有樣品均 於加速老化的第0 天、7 天、14 天、28 天進行測定。
3-3-1(e)相分離速度測定
目測相分離測定的乳液總量(Vt)為 5ml，分離之水相層總量(Vs)，
水容積量百分率之估算方法為% water resolved =Vs/Vt × 100%，亦即
是當水容積百分率達到3%時所需之時間為 T3%；當T3%越大表示乳化 產品之相分離速度越小，乳化產品愈穩定。
3-3-2 SPF 有效性評估
3-3-2(a) 標準品(SPF4)之 SPF 值測定
首先以空白石英玻片做穿透度測定，然後戴上伸縮指套(避免手 上油脂影響 SPF 數值)取 SPF4 的標準品 0.25g~0.34g，均勻塗抹於貼 有3M 膠帶的石英玻片上用眉刷先由右至左以畫小圓方式塗抹，再以 縱向、橫向之刷法將重量刷至 0.020g~0.022g 的固定範圍，等待 20 分鐘後進行 SPF 測定，至該標準品於儀器所測定之 SPF 值與標準品 一致。
3-3-2(b) 樣品之 SPF 值測定
依標準品之操作方式，分別於第 1、14、28 天，將樣品(配方 20~28，配方 36) 重覆塗抹三次，進行測定。而由於樣品數量較多，
故其他配方之樣品則塗抹一次，進行測定。
第四章 結果與討論
4-1 界面活性劑對防曬產品之安定性及物性影響
由於界面活性劑選擇不當時會導致產品不安定，因此選擇適當的 界面活性劑將能提高乳化產品的安定性[19]。當界面活性劑不能完全 乳化或是完全懸浮分散有效成分，或該有效成分溶解度不好時，容易 使乳化產品崩解，因此需選擇乳化能力強的界面活性劑以改善溶解度 或分散性來增強乳化效果。本實驗選擇四種界面活性劑進行防曬化粧 品 調 製 ， 這 四 種 界 面 活 性 劑 包 括 P135 、 CD pol 、 Covacream 、 Tween/Span，來探討界面活性劑對防曬產品之安定性與有效性之影 響。
界面活性劑之性質比較如表 4-1 所示， P135
分子特性屬於碳-碳鏈，為W/O 劑型的界面活性劑適用於熱乳化。CD pol 的分子特性 是屬於矽-氧鏈，W/O 劑型的界面活性劑，為冷乳化常用的一種界面 活性劑，對於含有矽-氧鏈的油脂有很好的乳化能力。Tween/Span 分 子特性屬於碳-碳鏈，此系列界面活性劑可依其物性的不同而選擇進 行冷製或熱製乳化。 Covacream 分子特性屬於碳-碳鏈，為 O/W 劑型 的界面活性劑可以冷乳化或熱乳化方式進行調製。
表4-1 界面活性劑特性 界面活性劑
性 質
P135 CD pol Covacream Tween/Span 分子特性 碳-碳鏈 矽-氧鏈 碳-碳鏈 碳-碳鏈
之安定性都高於原基礎乳液，而配方 13(Covacream+TiO2)及配方 16(Tween/Span+TiO2) 之安定性則都遠低於原基礎乳液，這是由於親 油性之TiO2可以完全且很好地分散在 W/O 系統中，強化界面膜及增 稠乳液，而得到好的安定性，但是在 O/W 系統中會有較差的分散性 而容易造成凝集，產生相分離。雖然如此，仍然考慮以Covacream 為 最佳選擇，原因之一為Covacream 對化學性防曬成分的耐受性遠高於 Tween/Span，原因之二為 Covacream 對 25% TiO2的耐受性雖較差於 CD pol 及 P135，但卻優於 Tween/Span 系統，原因之三為在實務配方 中TiO2的添加量很少應用到 25%，因為過量的 TiO2易引起皮膚泛白
16
P135 CD pol Covacream Tween/Span
安
10
的溶解度並探討結晶性對有效性及安定的影響。Alcohol 及 MOS 70
被利用做為溶劑分別取代Minernal oil 成分，其配方之成分組成如表 4-4 所示。
由圖 4-4 同時顯示配方 17、18 之安定性與有效性結果。由左圖
之安定性得知，當以Alcohol 作為溶劑(配方 18)取代 Mineral oil 時會 有較好的安定性(約 82 天)，這是由於 Alcohol 揮發性較高，易使產品 內相比例改變及產品稠度上升，致使其安定性增加(而稠度的增加易
造成塗抹性變異及困難，且若使用 Alcohol 對於敏感性肌膚也較刺 激)。當以 Mos70 作為溶劑(如配方 17)取代 Alcohol 時除了獲得好的 安定性 (約 71 天)且較不會有使用 Alcohol 時存在的揮發性與稠度變
異及刺激等的問題。因此選擇 MOS 70 代替 Mineral oil 作為提升對 B-3 之溶解性油脂。另一方面，右圖之有效性顯示 Alcohol 或 MOS 70 取代所獲得的配方，其SPF 有效性沒有很大的差別。
圖 4-3 防曬成分 B-3 添加在基礎乳液中結晶情形：○A圖為 CD pol 含 2%B-3○B 圖為 P135 含 2%B-3，○C 圖為 Tween/Span 含 2%B-3，○D 圖為Covacream 其 B-3 濃度為 6%
表4-4 以 Mos 70 及 Alcohol 取代 Mineral oil 之配方組成成分
成分 配方 17 18 A)Covacream 3 3
Squlane 3 3
CCT 3 3
Finsolv TN 3 3
MOS 70 6 -
Alcohol - 6
Germaben II 0.8 0.8
B-3 2 2
圖4-4 Covacream 系統中，MOS70 及 Alcohol 作為 B-3 防曬劑之安 定性及 SPF 有效性影響
基於上述之考量與各個成分影響，選擇以 Covacream 以配方 17 之油水成分組成作為基劑，進一步進行各種不同防曬成分對安定性及 有效性之探討。
4-2 界面活性劑 COVACREAM 之濃度含量對防曬產品之安定性及物
性影響從 4-1 的結果選擇 Covacream 系列當作本實驗的界面活性劑，進 行防曬產品的調製。由於界面活性劑在產品中的含量多寡大大的影響
指出過多或太少的界面活性劑對乳化製品都是不利的。因此改變各種 不同的Covacream 比例含量並添加 10% PMCX、3% P1789、2% B-3 防曬成份為基礎，調製防曬乳液(霜)以觀察不同 Covacream 的含量對
黏度值(rpm=12) - 28000 30000 32750 17400 35550 42750 30400 32100 33250 η/η
4-2-2 不同 COVACREAM 含量對防曬產品之流變性差異
乳化產品常因環境因素或人為因素而發生不穩定的相分離現 象。一般加速老化的方法通常將溫度設定在 40-50℃進行產品的加速 老化，若產品在此高溫下可維持 3 個月且不發生相分離，一般則評估 此產品可在室溫環境穩定 2-3 年的有效期限[22]。針對此項美國食品 與藥物管理局已公佈一可接受的評估條件即相對濕度 60%、溫度 40
℃的加速老化二星期的條件相當於室溫條件一年的時間[23]。
為了掌握改善配方的先機，分別以室溫及藉助高溫加速老化的方 法，探討乳化產品在油-水分離時的流變性現象，其次是繪製經時黏
為了掌握改善配方的先機，分別以室溫及藉助高溫加速老化的方 法，探討乳化產品在油-水分離時的流變性現象，其次是繪製經時黏