Nama Kaolin berasal dari Kampung Gaoling, berhampiran Jingdezhen di Wilayah Jiangxi, China. Semasa dinasti Ming dan Qing, Jingdezhen adalah ibu kota porselin yang terkenal di China. Tanah liat putih penting yang digunakan untuk pengeluaran porselin terutamanya dilombong dari kawasan Gaoling, oleh itu nama "Gaoling Tu", yang bermaksud "bumi dari Gaoling," diberikan kepada mineral ini. Kemudian, mubaligh dan cendekiawan Barat mengalihbahasakan nama ini kepada Kaolin. Di Epic Powder, Pengelas Udara HTS315 kami direka bentuk untuk memberikan ketepatan yang tiada tandingan dalam pengelasan kaolin. Ketepatan klasifikasi kaolin adalah penting untuk mencapai sifat kosmetik yang diingini. Teknik pengelasan kaolin moden, terutamanya pengelasan udara termaju, telah menggantikan kaedah tradisional dalam kecekapan dan ketepatan, membolehkan pengeluaran pengedaran saiz zarah dikawal ketat penting untuk aplikasi berprestasi tinggi.
I. Sifat Kaolin
1. Struktur Kaolin
Kaolin ialah mineral tanah liat yang mewakili kumpulan kaolinit, mempunyai struktur kristal berlapis 1:1. Setiap lapisan terdiri daripada satu kepingan silika tetrahedral (T) yang terikat pada satu kepingan alumina oktahedral (O), dirujuk sebagai lapisan TO.
Lapisan kristal individu diikat rapat melalui kepingan silika tetrahedral dan alumina oktahedral. Lapisan ini disambungkan oleh ikatan hidrogen, menghalang kemasukan mudah molekul air di antara mereka. Akibatnya, kaolin tidak membengkak dan mempunyai kapasiti pertukaran kation (CEC) yang rendah.
Kristal kaolin lazimnya adalah platelet plati/heksagon yang halus, mempamerkan anisotropi yang berbeza. Mengenai ciri-ciri permukaan: muka tetrahedral silika membawa anion oksigen, biasanya bercas negatif melebihi pH 4. Muka oktahedral alumina mendedahkan kumpulan hidroksil, bercas positif di bawah pH 6 dan beralih kepada negatif melebihi pH 8.
Kaolin lwn Montmorillonite
| Jenis Mineral | Ciri-ciri Struktur | Hartanah | Senario Aplikasi |
| Kaolin (1:1, KE) | Struktur berlapis, tidak bengkak | CEC rendah, thixotropy ringan | Topeng lumpur, bedak longgar, gincu matte |
| Montmorilonit (2:1, TOT) | Lapisan boleh memasukkan air dan ion, mampu membengkak | CEC tinggi, bengkak kuat, penebalan ketara | Pemekat berkuasa, aplikasi anti-mendap koloid |
Imej SEM Kaolin
Imej SEM zarah kaolin memaparkan berlapis biasa morfologi seperti plat. Struktur platy ini memberikan sifat liputan dan penjerapan yang sangat baik kepada kaolin, sambil juga memberikan tingkah laku thixotropic kepada ampaian berairnya. Nota: Struktur seperti plat dalam imej bukan satu lapisan TO tetapi tindanan banyak lapisan TO selari.
Kefungsian pelbagai kaolin dalam kosmetik - daripada penjerapan minyak kepada peningkatan tekstur - pada asasnya dikawal oleh pengedaran saiz zarahnya, yang ditakrifkan dengan tepat melalui proses pengelasan kaolin yang ketat. Ini menjadikan klasifikasi kaolin berkesan sebagai langkah pertama yang kritikal dalam menyesuaikan kaolin untuk formulasi kosmetik tertentu.
2. Sifat Fisikokimia
Hydrophilicity/Hydrophobicity
Kaolin semulajadi mempunyai permukaan hidrofilik yang kuat, mudah dibasahi oleh air. Perkaitan untuk air ini berpunca daripada kumpulan hidroksil terdedah pada permukaan kristal dan caj negatif dalam lapisan. Sebaliknya, serbuk hidrofobik seperti talkum cenderung terapung dan menahan basah di dalam air.
Kaolin boleh diubah suai melalui rawatan permukaan. Sebagai contoh, silylation (cth, dengan triethoxycaprylylsilane) boleh memberikan hidrofobisiti, menjadikannya sesuai untuk penyebaran dalam sistem berasaskan minyak. Kaolin terkalsin, telah mengurangkan kumpulan hidroksil permukaan, mempamerkan sedikit hidrofobisiti tetapi secara amnya kekal hidrofilik secara keseluruhan.
Nilai Penyerapan Minyak dan Penyerapan Air
Kaolin mempunyai yang sangat baik kapasiti penyerapan minyak, yang sangat bernilai dalam kosmetik warna untuk kawalan minyak. Nilai penyerapan minyak biasanya diukur dengan kaedah ASTM D281, dinyatakan sebagai jumlah minyak yang diserap setiap 100g serbuk. Kaolin gred halus biasanya mempunyai julat penyerapan minyak 45–60 g/100g. Kaolin terkalsin, yang membentuk struktur berliang, boleh mempamerkan nilai penyerapan minyak yang lebih tinggi.
Mengenai penyerapan air, kaolin boleh menyerap kira-kira 0.3-0.5 kali beratnya sendiri dalam air, membentuk pes plastik. Sifat ini memudahkan untuk digunakan dalam topeng lumpur tanpa menitis. Sebagai perbandingan, bentonit mempunyai kapasiti penyerapan air yang jauh lebih tinggi (mampu membengkak beberapa kali jumlahnya).
Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa prestasi penjerapan kaolin sangat dipengaruhi oleh saiz zarah dan luas permukaan tertentu – serbuk yang lebih halus biasanya mempunyai permintaan minyak yang lebih tinggi. Oleh itu, pemilihan harus mengimbangi keperluan penyerapan minyak dengan rasa kulit (penyerapan yang terlalu tinggi boleh menyebabkan rasa kering dan menyeret).
Keputihan dan Liputan
Kaolin sememangnya serbuk putih, tetapi keputihannya bergantung pada kandungan kekotoran (cth, oksida besi) dan ketulenan pemprosesan. Kaolin gred kosmetik biasanya dilunturkan dan ditulenkan, mencapai keputihan (kecerahan ISO) 85–95%. Sebagai contoh, satu kaolin India melaporkan nilai L 95±0.5 dan indeks keputihan 87±1.
Kaolin mempunyai agak sederhana indeks biasan. Indeks biasan utama untuk kristal monoklin adalah lebih kurang 1.56 (nα ≈ 1.553–1.565, nγ ≈ 1.569–1.570), hampir dengan stratum korneum kulit (~1.55). Akibatnya, serbuk kaolin yang digunakan pada kulit menunjukkan tahap ketelusan. Ia kekurangan yang kuat liputan disediakan oleh pigmen indeks biasan tinggi seperti TiO₂ (n ≈ 2.7).
Walau bagaimanapun, morfologi platy zarah kaolin memberikan perisai cahaya dan hamburan. Memasukkan sejumlah kaolin ke dalam asas atau padat boleh meningkatkan perlindungan/matte kesan tanpa pemutihan yang ketara disebabkan oleh titanium dioksida.
Tambahan pula, kaolin juga boleh bertindak sebagai ajagen pemekat dalam formulasi, mengurangkan kilauan produk. Semasa menilai liputan, perbezaan pemantulan serbuk pada kad kontras hitam dan putih boleh diukur. Kaolin biasanya berada di antara talkum (lebih telus) dan titanium dioksida (liputan kuat).
Ketumpatan dan Graviti Tertentu
Ketumpatan sebenar kaolin adalah lebih kurang 2.6–2.63 g/cm³. Dalam kosmetik, ketumpatan pukalnya sering mencirikan kegebuan serbuk. Kaolin ringan, sering dicapai melalui proses pengelasan kaolin lanjutan seperti pengelasan udara. Ia mempunyai ketumpatan pukal yang lebih rendah sekitar 0.3–0.5 g/cm³, manakala kaolin berat yang tidak diproses boleh >0.8 g/cm³. Dalam formulasi bedak tabur, ketumpatan pukal menjejaskan habuk serbuk dan rasa kulit. Biasanya, serbuk yang lebih gebu terasa lebih ringan, tetapi memerlukan daya mampatan yang lebih tinggi untuk menekan ke dalam padat. Semasa penggubalan eksperimen, variasi dalam ketumpatan pukal antara kelompok kaolin yang berbeza harus diperhatikan, melaraskan nisbah isipadu jika perlu untuk memastikan pemadatan yang konsisten.
Nilai pH (Penggantungan)
Kaolin membentuk ampaian sedikit berasid dalam air. Lazimnya, kaolin semula jadi yang tidak dikalsin dalam suspensi air tulen 20% w/v mempunyai pH sekitar 4–6. Keasidan ini timbul daripada ion H⁺ yang dibebaskan dari permukaan kaolin ke dalam fasa air.
Disebabkan oleh dehidroksilasi, ampaian kaolin terkalsin selalunya mempunyai pH lebih tinggi sedikit, lebih hampir kepada neutral (6–7).
pH sistem perumusan sangat mempengaruhi penyebaran dan kestabilan kaolin: sekitar pH ~4-6, kaolin cenderung untuk berflok (tarikan muka tepi-negatif positif), membentuk gel thixotropic; di bawah keadaan beralkali (pH >9), semua permukaan zarah kaolin membawa cas negatif, menolak antara satu sama lain, menghasilkan ampaian yang lebih stabil tetapi kelikatan yang lebih rendah. Oleh itu, dalam rumusan berasid lemah (cth, topeng lumpur berasaskan asid), kaolin boleh dengan mudah menebal, dan tahap pemberbukuan harus dinilai terlebih dahulu. Dalam formulasi beralkali (cth, pembersih berasaskan sabun), kaolin mungkin mendap lebih mudah, memerlukan penambahan agen penggantungan.
Nota: “Flokulasi” di sini merujuk kepada rangkaian zarah longgar boleh balik yang dibentuk oleh tarikan positif tepi ↔ muka-negatif di bawah pH dan keadaan ionik tertentu, menyebabkan sistem menebal semasa rehat dan nipis ricih.
Tingkah Laku Reologi
Penyerakan air kaolin mempamerkan penipisan ricih dan thixotropy. Pada kepekatan kaolin yang lebih tinggi (>10–15% w/w), pes menghasilkan tegasan hasil semasa rehat, memerlukan penggunaan tegasan tertentu untuk memulakan aliran. Ini berpunca daripada struktur rangkaian longgar yang dibentuk oleh interaksi elektrostatik muka tepi antara zarah kaolin dalam keadaan statik.
• Tekanan Hasil
◦ Definisi: Tegasan minimum yang diperlukan untuk memulakan aliran dalam cecair atau tampal.
◦ Pemahaman Intuitif: Seperti ubat gigi berdiri di atas berus tanpa merosot - ini disebabkan oleh tekanan hasil; ia mengalir hanya apabila diperah.
◦ Kepentingan: Tegasan hasil yang lebih tinggi membolehkan bahan mengekalkan bentuknya dalam keadaan pegun, menahan mendap atau mengalir.
• Thixotropy
◦ Definisi: Sifat di mana kelikatan bahan berkurangan di bawah ricih (kacau, aplikasi) dan beransur pulih apabila berdiri.
◦ Pemahaman Intuitif: Seperti madu atau topeng lumpur – ia berasa lebih nipis apabila dikacau tetapi menjadi pekat semula selepas berdiri.
◦ Kepentingan: Thixotropy menjadikan kosmetik mudah digunakan tetapi membolehkan ia kekal di tempat selepas pemakaian tanpa perlu dijalankan segera.
• Data eksperimen menunjukkan bahawa tegasan hasil meningkat secara eksponen dengan kandungan pepejal; cth, pes kaolin 30% mempunyai tegasan hasil yang jauh lebih tinggi daripada pes 20%.
• Tambahan pula, pH dan kekuatan ion memberi kesan ketara terhadap reologi: tegasan hasil dan kawasan gelung thixotropic memuncak pada pH rendah (cth, sekitar 4). Flokulasi menjadi lemah dan tegasan hasil berkurangan apabila pH meningkat melebihi 8.
• Pada masa yang sama, elektrolit (terutamanya kation polivalen seperti Ca²⁺, Mg²⁺) memampatkan lapisan dua elektrik, mendorong pengagregatan zarah yang cepat, meningkatkan tegasan hasil dan kelikatan dengan ketara. Oleh itu, formulasi yang mengandungi kepekatan garam yang tinggi (cth, elektrolit dalam astringen atau toner penghidratan) memerlukan berhati-hati mengenai potensinya untuk memekatkan pes kaolin.
Menambah pemekat atau penstabil koloid (cth, gusi xanthan, derivatif selulosa) boleh melaraskan lagi tegasan hasil dan kadar pemulihan thixotropic suspensi kaolin untuk memenuhi keperluan aplikasi yang berbeza (cth, topeng memerlukan aplikasi yang tidak menitis tetapi mudah disebarkan. Asas cecair mungkin memerlukan tegasan hasil yang lebih rendah untuk pendispensan yang mudah).
3. Asal dan Klasifikasi
Bijih kaolin mentah biasanya memerlukan penyucian dan pengelasan untuk memenuhi spesifikasi gred kosmetik. Proses biasa termasuk:
(1) Mencuci: Menggunakan perbezaan graviti tentu antara kaolin dan kuarza/feldspar untuk mengeluarkan bahan berpasir melalui pemendapan dalam air.
(2) Pengisaran/Deaglomerasi: Menggunakan attritor atau kilang untuk memecahkan agregat besar kepada hablur primer.
(3) Pengelasan Empar: Mengasingkan produk kepada gred saiz zarah yang berbeza (cth, D50 2 µm, 5 µm, 10 µm) berdasarkan halaju mendap. Sistem pengelasan udara moden, seperti pengelas udara HTS315, sangat berkesan untuk mencapai potongan saiz zarah yang tepat yang penting untuk aplikasi kosmetik tertentu, memberi kesan secara langsung kepada sifat seperti rasa, kelegapan dan penyerapan minyak. Pengelasan kaolin yang betul adalah langkah kritikal dalam kawalan kualiti.
(4) Pemutihan Kimia: Menggunakan agen pengurangan seperti hidrazin atau sulfur dioksida untuk menghilangkan kekotoran oksida besi, meningkatkan keputihan.
(5) Pengkalsinan: Memanaskan kaolin hingga 500–800°C untuk mengeluarkan air penghabluran, menghasilkan metakaolin atau kaolin terkalsin amorfus.
(6) Rawatan Permukaan: Seperti yang dinyatakan, menggunakan silanes atau sabun logam untuk meningkatkan hidrofobisiti atau meningkatkan keserasian dengan fasa minyak.
Kesan Perbezaan Pemprosesan: Kaolin yang telah dibasuh (tidak dikalsinkan) mengekalkan struktur kristalnya, menawarkan keplastikan yang lebih tinggi, sesuai untuk topeng lumpur dan sistem yang memerlukan kebolehtebaran. Kaolin terkalsin, disebabkan oleh struktur kekisi yang runtuh, membentuk zarah rapuh, berliang dengan penyerapan minyak yang lebih tinggi tetapi kestabilan ampaian yang lebih lemah sedikit (tidak mempunyai rangkaian thixotropic). Jadual di bawah meringkaskan parameter fizikal tipikal kaolin daripada asal dan rawatan yang berbeza.
Jadual 1: Perbandingan Parameter Fizikal untuk Kaolin daripada Asal Berbeza/Kaedah Pemprosesan
| Jenis / Asal | Ciri-ciri Utama | D50 (µm) | Kawasan Permukaan Tertentu (m²/g) | Keputihan (ISO %) | Penyerapan Minyak (g/100g) | pH (Tampal 5%) |
| Jiangxi, China (Dibasuh) | Saiz zarah halus semulajadi, kekotoran besi kecil | ~2–4 | 15–25 | 85–90 | 45–55 | 4.0–5.5 |
| Georgia, Amerika Syarikat (Lembut) | Saiz platelet kecil, kecerahan tinggi | ~1–3 | 20–26 | 90–93 | 50–60 | 5.0–6.0 |
| Georgia, Amerika Syarikat (Calcined) | Berliang, kecerahan tinggi, kekerasan meningkat | ~1–2 | 30–50 | 93–95 | 80–90 | 6.0–7.0 |
| Brazil, Amazon | Kekotoran yang sangat rendah, "Amazonian White Clay" | ~3–5 | 10–20 | >93 | 40–50 | 5.0–6.0 |
| USP Light Kaolin | Pengisaran ultra-halus, mungkin mengandungi dispersan | ~1 | 20–30 | 85–90 | ~60 | 4.5–7.5 |
| Dirawat Permukaan (cth, Silane) | Silane diubah suai, hidrofobik, lipofilik | Alas alas. bergantung | Serupa dengan bahan asas | 85–92 | Serupa dengan bahan asas | – |
Nota: Data dikumpulkan daripada pelbagai maklumat dan literatur awam pembekal. Keputihan ialah Kecerahan ISO atau nilai Hunter L yang ditukar. Untuk gred tertentu, rujuk kepada lembaran data pembekal.
Mengoptimumkan Prestasi Kaolin melalui Pengelasan Kaolin Tepat
Pemilihan gred kaolin yang betul bergantung pada pemahaman sifatnya, yang sangat dipengaruhi oleh taburan saiz zarah. Melaksanakan protokol pengelasan kaolin yang ketat, yang berpotensi menggunakan peralatan seperti pengelas udara HTS315, memastikan konsistensi kelompok ke kelompok dan membolehkan perumus menyasarkan atribut prestasi tertentu, sama ada untuk kawalan minyak, tekstur atau liputan dalam produk kosmetik akhir.
II. Penggunaan Kaolin dalam Kosmetik
Kaolin menemui aplikasi yang meluas dalam kosmetik, kosmetik warna yang merangkumi, penjagaan kulit, dan penjagaan diri. Fungsi utamanya termasuk menyerap minyak/peluh, menambah baik tekstur dan rasa kulit, meningkatkan liputan dan kesan matte, dan menstabilkan suspensi.
1. Aplikasi dalam Produk Berbeza
Kosmetik Warna
Dalam bedak longgar dan serbuk tetapan, kaolin sering digunakan pada 5–15% sebagai pengisi menyerap minyak, memberikan kawalan minyak, haus tahan lama dan kesan matte fokus lembut. Zarah halusnya menyerap sebum berlebihan dari permukaan kulit, mengurangkan kilauan. Kerana indeks biasannya hampir dengan kulit, ia mengelakkan tuangan putih berkapur.
Kaolin juga digunakan dalam padat serbuk ditekan dan asas, biasanya ditambah pada 10–30%, bertindak sebagai pengisi pukal dan bantuan perlindungan. Berbanding talc, kaolin mempunyai penyerapan minyak yang lebih tinggi, meningkatkan rasa kawalan minyak untuk jenis kulit berminyak, tetapi jumlah yang berlebihan boleh menjadikan serbuk terlalu kering dan kurang sutera. Oleh itu, ia sering digabungkan dengan mika atau silika.
Kosmetik berwarna berkrim seperti penyembunyi dan produk kontur kadangkala mengandungi 3–10% kaolin, menggunakan sifat penyerap minyaknya untuk menghalang penghijrahan minyak dan meningkatkan konsistensi pes untuk mengelakkan pengendapan.
Nota: Dalam solek mata seperti pembayang mata, kandungan kaolin biasanya disimpan di bawah 5–8% untuk mengelak menjejaskan hasil warna dan lekatan kulit, walaupun penyerapan minyaknya boleh membantu mengelakkan kedutan pada kelopak mata berminyak.
Produk Pembersihan
Topeng pembersih/topeng lumpur adalah salah satu aplikasi paling klasik untuk kaolin. Dalam rumusan biasa, kaolin diadun dengan tanah liat lain (cth, bentonit, montmorilonit), dengan kandungan berpotensi setinggi 20–40% (dalam bentuk pes akueus). Ia bertindak sebagai penjerap utama dalam topeng lumpur, mampu menembusi liang-liang untuk menyerap minyak, kotoran, dan kekotoran, mencapai pembersihan liang dan penyahgris.
Dalam scrub pengelupasan, serbuk kaolin halus boleh berfungsi sebagai pelelas ringan, membantu menanggalkan sel kulit mati sambil menyerap sebum, tanpa menyebabkan calar mikro seperti beberapa kulit kacang.
Dalam pencuci muka kegunaan harian, kaolin 1–5% kadangkala ditambah untuk meningkatkan kuasa dan tekstur pembersihan: kaolin boleh bersinergi dengan surfaktan untuk menghilangkan minyak dan gris, dan memberikan rasa licin dan kaya pada krim.
Sesetengah losyen/primer kawalan minyak mengandungi jumlah surih kaolin (1–3%) untuk penjerapan sebum yang tahan lama bagi mengekalkan kemasan matte, di samping menyediakan beberapa gelinciran untuk pemakaian yang mudah.
Penjagaan Rambut dan Badan
Kaolin semakin banyak digunakan dalam semburan/serbuk syampu kering. Ia boleh ditambah pada 10–30%, dicampur dengan kanji jagung, silika, dsb. Sebagai serbuk asas syampu kering, menyerap minyak secara berkesan daripada helaian rambut dan kulit kepala, menjadikan rambut tebal dan segar. Zarah kaolin lebih kecil daripada talc, meninggalkan lebih sedikit sisa putih dan lebih mudah untuk disapu keluar. Ini menjadikannya popular dalam banyak produk syampu tanpa air.
Dalam produk antipeluh/penyahbau (cth, serbuk bahagian bawah badan, serbuk kaki/penyahbau), kaolin membantu mengurangkan bau badan dengan menyerap lembapan daripada peluh dan menyerap molekul bau (cth, asid lemak rantai pendek). Penggunaan biasa ialah 15–30%, digabungkan dengan natrium bikarbonat, zink oksida, dsb., untuk dua penjerapan fizikal dan pendekatan antibakteria.
Perlu diingat bahawa kerana keupayaannya untuk menyerap ammonia dan amina organik, kaolin boleh membantu mengurangkan peluh dan bau kaki. Berbanding dengan penjerap bau seperti tanah diatom, kaolin adalah ringan dan mempunyai potensi kerengsaan kulit yang rendah.
Penjagaan Matahari
Kaolin sendiri bukanlah penapis UV utama tetapi boleh bertindak sebagai bantuan kelegapan fizikal. Kajian menunjukkan bahawa menggabungkan kaolin halus ke dalam formulasi pelindung matahari boleh meningkatkan penyebaran dan penyerapan UV. Pada masa yang sama, kaolin memberikan rasa kulit kering, mengurangkan kegemukan formula SPF tinggi.
Walau bagaimanapun, kesan perlindungan kaolin adalah jauh lebih rendah daripada pigmen UV khusus (TiO₂, ZnO), dan kemasukannya lebih untuk peranan bantuan dan pertimbangan tekstur.
Gincu
Dalam gincu matte, lumpur bibir, dan sistem pes minyak tinggi yang lain, kaolin sering digunakan sebagai struktur dan serbuk tikar. Penggunaan biasanya 3–10%. Ia boleh menyerap sedikit minyak dalam pes, menghalang peluh (pengeluaran minyak), dan meningkatkan kekerasan pes untuk mengelakkan ubah bentuk. Kaolin juga memberikan kemasan matte, mengurangkan kilauan yang wujud pada gincu. Kerana zarah kaolin baik, ia boleh memberikan sedikit rasa berpasir; Oleh itu, ia harus digunakan dengan serbuk licin seperti talc dan mika untuk memastikan penggunaan yang lancar.
Krim & Losyen
Dalam formulasi penjagaan kulit seperti krim dan losyen, kaolin digunakan pada tahap rendah (umumnya <2%), terutamanya untuk pengubahsuaian sentuhan dan bantuan penebalan/penggantungan. Selain itu, sifat penjerapannya boleh digunakan dalam krim jerawat untuk menyerap eksudat radang dari permukaan kulit, membantu dalam mengeringkan dan menyembuhkan noda (sesetengah tompok jerawat menggunakan prinsip cecair menyerap tanah liat ini).
2. [Kunci] Rumusan dan Pertimbangan Proses
Perintah Serakan dan Pra-pembasahan
Kaolin ialah serbuk halus yang terdedah kepada penggumpalan dan berketul jika ditambah terus ke fasa air. Pengelasan kaolin dan urutan serta kaedah penyebaran yang betul adalah penting.
Ia secara amnya disyorkan untuk pra-basah kaolin dengan sedikit cecair untuk membentuk buburan sebelum memasukkannya ke dalam kumpulan utama. Untuk sistem berair, gliserin atau propilena glikol boleh digunakan dalam nisbah 1:1 hingga 1:2 dengan kaolin untuk pracampuran, memastikan setiap permukaan zarah dibasahi terlebih dahulu, mengelakkan sentuhan langsung dengan air yang menyebabkan penggumpalan.
Jika pra-penyebaran tidak dapat dilaksanakan, kaolin boleh diayak perlahan-lahan ke dalam fasa akueus di bawah kacau sederhana hingga kelajuan tinggi, mengekalkan pengadukan yang mencukupi untuk memecahkan aglomerat awal. Untuk mengurangkan habuk, pertimbangkan untuk menambah kaolin sebagai buburan yang disediakan (cth, pes pepejal 50%).
Tambahan pula, dari segi jujukan, kaolin harus disebarkan sebelum menambah pemekat dan elektrolit primer, kerana kelikatan yang tinggi atau kekuatan ion yang tinggi boleh menghalang deaglomerasi tanah liat.
Keadaan Ricih
Zarah kaolin pada mulanya mungkin wujud sebagai agregat lemah, memerlukan ricih mekanikal yang mencukupi untuk pecahan.
Gabungan daripada kacau kipas dan homogenisasi biasanya digunakan: mula-mula gunakan bilah dayung untuk mengacau berkelajuan rendah untuk membasahkan dan menyebarkan serbuk, kemudian beralih kepada mengacau kelajuan sederhana tinggi (cth, 300–800 rpm, bergantung pada skala) selama lebih 5 minit untuk menyeragamkan ampaian. Jika boleh, rawatan ricih tinggi seterusnya (cth, 3000–5000 rpm pemutar-pemegun homogenizer) selama 1–3 minit boleh mengurangkan aglomerat halus dengan ketara dan meningkatkan kestabilan buburan.
Jika kelikatan sistem terlalu tinggi untuk penhomogenan berkesan, pemanasan sederhana (cth, 40°C) atau pra-penambahan sesetengah surfaktan boleh membantu pembasahan dan penyebaran.
Peralatan pengilangan (cth, kilang bebola, kilang koloid) biasanya tidak digunakan untuk penyebaran kaolin dalam kosmetik, kerana ricih yang berlebihan berpotensi mengurangkan saiz zarah dan meningkatkan kelikatan. Secara keseluruhannya, pembasahan dan pembengkakan menyeluruh melalui kacau kelajuan sederhana tinggi, ditambah dengan homogenisasi ricih tinggi jangka pendek, adalah SOP yang berkesan untuk penyebaran kaolin.
3. Keserasian dengan Komponen Formulasi
Keserasian dengan Surfaktan
Kaolin berinteraksi secara berbeza dengan surfaktan dengan caj yang berbeza-beza, memerlukan pertimbangan semasa reka bentuk formulasi.
Surfaktan anionik (cth, SLS, Asas Sabun): Keserasian umumnya baik. Ion negatif daripada surfaktan anionik dalam air mungkin terserap pada tepi kaolin yang bercas positif, tetapi oleh kerana kaolin secara keseluruhannya bercas negatif pada pH alkali biasa dan surfaktan anionik sendiri memberikan kestabilan penyebaran, kaolin biasanya kekal terampai dengan baik dalam sistem surfaktan anionik.
Surfaktan Amfoterik/Bukan ionik (cth, Cocamidopropylamine Oxide, APG): Biasanya tidak menjejaskan penyebaran kaolin dengan kuat. Surfaktan amfoterik mungkin membawa cas yang berbeza bergantung pada pH, tetapi secara amnya mempunyai kesan terhad pada rangkaian tanah liat pada kepekatan rendah dan boleh digunakan sebagai agen pembasahan tambahan. Surfaktan bukan ionik terutamanya mengurangkan ketegangan permukaan air untuk membantu pembasahan dan tidak menyebabkan pemberbukuan; mereka juga boleh membantu menstabilkan penggantungan.
Surfaktan kationik (cth, Ejen Penyaman Ammonium Kuarter): Memerlukan perhatian khusus. Surfaktan kationik diserap dengan kuat oleh kaolin (disebabkan oleh cas negatif secara amnya pada permukaan kaolin dan interlayer). Ini membawa kepada dua isu yang berpotensi: 1) Kepekatan berkesan surfaktan kationik dalam rumusan berkurangan (terjerap/"dimakan" oleh tanah liat), yang berpotensi menjejaskan keberkesanannya. 2) Kation boleh merapatkan zarah tanah liat, menyebabkan pemberbukuan dan peningkatan mendadak dalam kelikatan. Kajian menunjukkan bahawa dalam sistem surfaktan kaolin-kationik, rangkaian komposit surfaktan tanah liat terbentuk, meningkatkan tegasan hasil.
Oleh itu, dalam formulasi yang memerlukan kedua-dua surfaktan kationik (cth, pengemulsi kationik, perapi rambut) dan kaolin, sistem mungkin menebal dan kestabilan mungkin terjejas. Jika kewujudan bersama adalah perlu, adalah dinasihatkan untuk: (1) Meminimumkan sentuhan langsung, cth, menyuraikan kaolin dalam fasa air dan menambah surfaktan kationik yang dipraemulsi dengan fasa minyak pada suhu rendah. (2) Pra-uji kesan jujukan penambahan yang berbeza pada kelikatan sistem. (3) Jika perlu, gunakan sekuestran (cth, polifosfat) untuk pra-merawat permukaan kaolin, menduduki tapak untuk mengelakkan penjerapan kationik.
Kesan Elektrolit, Ion Multivalen
Banyak formulasi mengandungi elektrolit, yang ionnya boleh melemahkan tolakan cas antara zarah kaolin, menyebabkan pemberbukuan. Kation divalen seperti Ca²⁺, Mg²⁺ amat berkesan, berpotensi merapatkan zarah kaolin, meneutralkan cas negatif pada muka silikat dan surfaktan anionik, mengubah suspensi menjadi gel. Pengalaman menunjukkan bahawa >0.1% kepekatan garam divalen boleh meningkatkan kelikatan dan tegasan hasil pes kaolin dengan ketara.
Ion monovalen seperti Na⁺ mempunyai impak yang lebih kecil, tetapi kepekatan NaCl yang tinggi (>1%) juga boleh memampatkan lapisan dua, mendorong pemberbukuan ringan. Oleh itu, apabila menggunakan kaolin dalam formulasi yang mengandungi garam (cth, MgCl₂ dalam topeng lumpur Laut Mati), pertimbangkan untuk mengurangkan pemekat lain untuk mengelakkan kelikatan yang berlebihan, atau memperkenalkan kaolin yang dirawat hidrofobik (kurang sensitif kepada ion) sebagai pengganti separa.
pH juga mempengaruhi keadaan ionik: pada pH tinggi (>8), kebanyakan ion logam membentuk mendakan atau kompleks hidroksida, dan kaolin bercas negatif boleh menjadi lebih stabil; sekitar pH neutral kepada sedikit berasid, ion logam wujud dan menggalakkan pemberbukuan. Oleh itu, apabila melaraskan pH, mensasarkan neutral kepada sedikit beralkali disyorkan untuk penyebaran kaolin yang stabil (melainkan spesifik produk memerlukan keasidan).
Koloid Polimer
Kaolin sering wujud bersama dengan polimer pemekat untuk mencapai tekstur yang diingini, tetapi ia boleh berinteraksi secara sinergi atau kompetitif, memerlukan analisis khusus.
Guar Gum, Xanthan Gum (Anionic Polysaccharides): Gusi ini boleh menjerat zarah kaolin, meningkatkan kekuatan rangkaian, dimanifestasikan sebagai peningkatan kelikatan dan thixotropy - kesan penebalan sinergistik. Larutan gusi xanthan sememangnya bersifat thixotropic; menambah kaolin menindih rangkaian, membentuk gel yang lebih kuat semasa rehat. Sinergi ini bermanfaat dalam topeng: sejumlah kecil gusi xanthan (0.2–0.5%) boleh menghalang topeng lumpur kaolin daripada menitis dan meningkatkan kebolehtebaran. Walau bagaimanapun, kuantiti gusi mesti dikawal, kerana lebihan boleh mengurangkan kesan mengetatkan topeng semasa pengeringan.
Derivatif Selulosa (HEC, CMC, dsb.): Polimer selulosa bukan ionik atau anionik menstabilkan suspensi kaolin terutamanya dengan meningkatkan kelikatan fasa berterusan. Tiada ketidakserasian khusus, tetapi kepekatan selulosa yang tinggi mungkin membungkus zarah tanah liat, melambatkan penyelesaian tetapi juga melemahkan thixotropy yang wujud dalam tanah liat. Adalah dinasihatkan untuk menambah larutan selulosa selepas kaolin tersebar sepenuhnya; jika tidak, persekitaran berkelikatan tinggi menghalang deaglomerasi.
Pengubahsuai Reologi Akrilik (cth, Carbomer, Anionic): Dalam keadaan tidak diteutralkan, Carbomer ialah gel lemah, dan menambah kaolin sedikit memekatkannya. Walau bagaimanapun, setelah dinetralkan (pH ~7), rantai Carbomer mengembang, membebaskan anion yang boleh berinteraksi secara elektrostatik dengan tepi kaolin yang bercas positif, yang berpotensi menyebabkan beberapa pemberbukuan atau pemisahan fasa. Oleh itu, menambah kaolin kepada krim berasaskan Carbomer memerlukan berhati-hati; pra-ujian diperlukan untuk melaraskan tahap Carbomer atau mempertimbangkan pemekat alternatif (cth, Acrylates/Steareth-20 Methacrylate Copolymer, lebih tahan ion).
Tanah Liat Montmorilonit/Bentonit: Kaolin kadangkala digabungkan dengan sejumlah kecil bentonit (5–10%) dalam topeng lumpur, menggunakan kapasiti pembengkakan tinggi bentonit untuk membina struktur dan meningkatkan kelikatan dan kestabilan sistem. Sistem campuran Kaolin-Bentonit membentuk struktur hierarki: bentonit menyediakan kelikatan rangka, dan kaolin mengisi dan mengukuhkan rangka kerja.
Zarah Koloid Organik (cth, Mikrosfera Emulsi, Mikrokapsul): Kaolin secara amnya tidak mempunyai interaksi langsung, tetapi ambil perhatian bahawa kaolin mungkin menyerap surfaktan atau molekul bercas daripada bahan dinding mikrokapsul, yang berpotensi menyebabkan pengagregatan mikrokapsul.
Gabungan dengan Serbuk Penapis Pigmen/UV
Kaolin sering digabungkan dengan serbuk lain dalam kosmetik berwarna dan penjagaan matahari. Gabungan rasional boleh menghasilkan kesan sinergistik.
Dengan Titanium Dioksida/Zink Oksida: Pelindung matahari fizikal cenderung menggumpal dan mengendap pada kepekatan tinggi. Menambah kaolin membantu memisahkan zarah indeks biasan tinggi ini, menggalakkan penyebaran seragam dan mengurangkan perbezaan ketumpatan untuk mengelakkan mendap. Kaolin juga boleh menyerap beberapa fasa minyak, mengurangkan kecenderungan aglomerasi ZnO, dsb., dalam minyak.
Dengan Pigmen Warna (Iron Oxides, Ultramarines, dll.): Kaolin adalah bukan organik dan stabil, tidak mungkin bertindak balas secara kimia dengan pigmen warna. Walau bagaimanapun, penjerapannya mungkin menangkap agen rawatan permukaan organik. Contohnya, pigmen yang dirawat (cth, oksida besi hitam yang dirawat dengan silane) mungkin kehilangan agen rawatannya kepada tanah liat apabila terkena, mengurangkan pertalian permukaan pigmen dan menyukarkan penyebaran. Oleh itu, jika menggunakan kaolin yang ketara, pigmen warna lebih baik dipilih sebagai tidak dirawat atau prasalut dengan jenis resin untuk mengelakkan kesan bersama pada kekuatan warna.
Dengan Pigmen Mutiara: Pigmen mutiara (mika/kaca bersalut TiO₂) adalah biasa dalam penyerlah. Memperkenalkan kaolin memerlukan berhati-hati kerana sifat mattenya boleh mengurangkan kilauan mutiara. Oleh itu, kaolin biasanya dielakkan dalam produk penyerlah atau digunakan dalam jumlah minimum untuk pelarasan sentuhan. Jika sedikit kawalan ke atas penggunaan dikehendaki, kaolin bersaiz zarah yang lebih besar boleh digunakan untuk meminimumkan kesan pada kilauan.
Dengan Serbuk Pengisi Sfera (Serbuk PMMA/Nylon, dsb.): Kaolin boleh digunakan bersama mikrosfera organik untuk meningkatkan ketumpatan pembungkusan serbuk dan kawalan minyak. Walau bagaimanapun, kaolin lebih tumpat dan cenderung untuk mendap di dalam botol, manakala mikrosfera organik lebih ringan dan mungkin terapung. Agen penggantungan atau rawatan permukaan untuk menyamakan ketumpatan mungkin diperlukan.
Mengoptimumkan Klasifikasi Kaolin untuk Prestasi
Keberkesanan kaolin dalam aplikasi pelbagai ini bergantung pada taburan saiz zarahnya. Melaksanakan pengelasan kaolin yang tepat semasa pemprosesan, yang berpotensi menggunakan sistem canggih seperti pengelas udara HTS315, memastikan prestasi yang konsisten. Klasifikasi kaolin yang betul secara langsung mempengaruhi sifat utama seperti penyerapan minyak, tekstur, litupan dan kestabilan penggantungan, membolehkan perumus memilih gred yang ideal untuk setiap aplikasi kosmetik tertentu, daripada serbuk ringan kepada topeng lumpur yang kaya.
III. Senarai Semak Kualiti dan Keselamatan
Untuk memastikan kualiti dan keselamatan bahan mentah kaolin dan produk siap yang mengandungi kaolin, titik pemeriksaan utama disenaraikan di bawah:
Kawalan Ketulenan Bahan Mentah: Setiap kelompok kaolin hendaklah disertakan dengan sijil analisis yang mengesahkan ketiadaan kekotoran melebihi had. terutamanya, silika kristal percuma kandungan (kuarza) mestilah sangat rendah (hampir tiada dalam gred yang dicuci) untuk mengelakkan bahaya habuk silika yang boleh dihirup. Kekotoran logam berat (Pb, As, Cd, Hg, dll.) mesti mematuhi peraturan.
Risiko & Kawalan Mikrobiologi: Walaupun mineral bukan organik, kaolin boleh membawa spora bakteria tahan bahan pengering. Memerlukan jumlah kiraan berdaya maju <1000 CFU/g, acuan dan yis <100 CFU/g, dan ketiadaan patogen tertentu semasa pembelian. Kaolin dirawat dengan γ （gamma）penyinaran atau pengkalsinan suhu tinggi boleh dipilih. Dalam formulasi siap, perhatikan potensi penjerapan bahan pengawet oleh kaolin (sesetengah bahan pengawet seperti sebatian ammonium kuaterner boleh diserap dan dinyahaktifkan oleh tanah liat).
Konsistensi Keberkesanan Produk: Memandangkan kaolin ialah mineral semula jadi, saiz zarah, keputihan, dan nilai penyerapan minyak mungkin berbeza sedikit antara kelompok. Wujudkan piawaian kualiti dalaman, cth, julat variasi D50 ±X µm, keputihan ±Y, untuk memastikan prestasi produk yang konsisten merentas kelompok.
Dengan mengikut senarai semak di atas, kawalan kualiti yang sistematik daripada perolehan bahan mentah, operasi pengeluaran, hingga keselamatan produk siap boleh dipastikan, menjadikan kosmetik yang mengandungi kaolin selamat, berkesan dan mematuhi keperluan kawal selia.
Rakan kongsi dengan Epic Powder
Mencapai pengedaran saiz zarah yang tepat yang kritikal untuk kaolin kosmetik berprestasi tinggi memerlukan teknologi canggih. Pada Bedak Epik, Pengelas Udara HTS315 kami direka bentuk untuk memberikan ketepatan yang tiada tandingan dalam pengelasan kaolin. Kami boleh memproses kaolin 400-mesh dengan cekap menjadi serbuk ultrafine D97 5.80 µm dan D50 15.20 µm. Kawalan tepat ini secara langsung meningkatkan sifat utama seperti rasa kulit, kelegapan dan penyerapan minyak. Ia membolehkan anda membangunkan produk kosmetik yang unggul.
Buka kunci potensi formulasi berasaskan kaolin anda. Hubungi kami hari ini untuk mengetahui cara pengelas udara HTS315 kami dan kepakaran dalam pengelasan kaolin boleh memanfaatkan proses pengeluaran anda.
