Tworzywa sztuczne, ze względu na swoją funkcjonalność, towarzyszą ludziom od kilkudziesięciu lat.

Surowce  te umożliwiły opracowanie nowych technologii, to właśnie dzięki nim na rynku pojawiło się wiele powszechnie wykorzystywanych na co dzień przedmiotów.

Coraz częściej jednak rośnie świadomość, iż ich stosowaniu towarzyszy bardzo szkodliwe zanieczyszczanie naszego otoczenia.

Rozróżniane są dwa rodzaje plastików: pierwotne, bezpośrednio uwalniane do środowiska oraz wtórne, stanowiące produkty rozkładu większych materiałów  np. różnego rodzaju  folii.

Niestety również przemysł kosmetyczny stanowi ich źródło.

 

W preparatach zaliczanych do tego segmentu od wielu lat wykorzystywane są bowiem syntetyczne, cząstki polimerów charakteryzujące się zróżnicowaną wielkością i kształtem. Można tu wymienić polietylen, polipropylen, polimetakrylan czy nylon…

Komponenty te pełnią w ich recepturach różnorodne funkcje: środków stabilizujących, zwiększających  lepkość, poprawiających aplikację, matujących… Szczególnie ważną i chętnie wykorzystywaną ich grupę stanowią granulki zapewniające kosmetykom właściwości peelingujące tzw. mikroplastiki.

Zgodnie z definicją brytyjskiego stowarzyszenia CTPA (Cosmetics Toiletry and Perfumery Association),  pod tym  pojęciem rozumiane są „dowolnie dodane, nierozpuszczalne w wodzie cząstki stałe, o wielkości 5 mm lub mniejsze, z tworzywa sztucznego, stosowane do złuszczania lub czyszczenia w spłukiwanych produktach do pielęgnacji ciała”.

Prowadzona szczegółowa analiza składu produktów znajdujących się w ofercie przemysłu kosmetycznego  potwierdza, że najczęściej  wykorzystywanym  w ich recepturach plastikiem jest polietylen (PE), czyli termoplastyczny polimer zbudowany z  łańcuchów węglowodorowych.

Pod względem chemicznym  komponenty określane tym  mianem to tworzywa sztuczne wytwarzane na drodze, prowadzonej w różnych warunkach, polimeryzacji etylenu.  Ich masa cząsteczkowa waha się  od 198 do 150 000.  W zależności od wybranej metody syntezy, jak również  długości formowanego łańcucha, poszczególne surowce różnią się właściwościami fizycznymi, a zatem także  zróżnicowanym działaniem.

Polietylen w przemyśle kosmetycznym jest chętnie stosowany zarówno ze względu na funkcjonalność, jak również bardzo dużą trwałość.

Cechuje go wysoka czystość mikrobiologiczna, jest on kompatybilny z większością mas kosmetycznych. To właśnie z tego powodu można go  wykorzystać  praktycznie w przypadku   większości  wykorzystywanych tam procesów technologicznych.

Odpowiednio przygotowany jest chętnie  używany,  jako składnik  różnego rodzaju  preparatów myjących i złuszczających tzw. peelingów. Polietylen w tego typu kosmetykach najczęściej oferowany jest w  postaci, zróżnicowanych pod względem  wielkości, tzw. mikro-kuleczek (ang. microbeads). Komponenty te, charakteryzujące się owalnym kształtem i jednolitymi, powtarzalnymi wielkościami, stanowią bardzo  dobry i stabilny środek ścierny. Generalnie są one uznawane za wyjątkowo efektywne surowce w przypadku złuszczania zewnętrznych warstw skóry, usuwania  jej martwych komórek. Stanowią one nie tylko skuteczne, ale także delikatne środki, na ogół nie powodujące podrażnień, które mogą towarzyszyć  stosowaniu innych środków ściernych.

Po zastosowaniu kosmetyku,  surowce te, ponieważ  nie są rozpuszczalne w wodzie  są  usuwane  wraz z nią do oczyszczalni ścieków. Niestety  ze względu na wielkość, jak również materiał, z którego są wykonane, nie są  tam zatrzymywane. Po przedostaniu się do środowiska naturalnego, te nieulegające biodegradacji mikrocząstki,  wywierają  niekorzystny wpływ, szczególnie na akweny wodne, w których są kumulowane.

Morza i oceany są w bardzo dużym stopniu zanieczyszczone plastikami, w tym właśnie również polietylenem.  Coraz częściej zdajemy sobie sprawę że  jego powszechne wykorzystywanie  stanowi poważny problem globalny. Obecność  tego surowca niesie za sobą negatywne skutki jednak  nie tylko dla  środowiska wodnego, szczególnie ekosystemów morskich, ale także dla zdrowia człowieka.  Prowadzone badania potwierdzają jego  niekorzystny wpływ zarówno na różnego rodzaju rośliny wodne, jak i  faunę morską, w tym małże, ostrygi, krewetki, czy ryby, które je spożywają i są w stanie przenosić pochłonięte zanieczyszczenia dalej w tzw. łańcuchu pokarmowym.

Z powodu zagrożeń, jakie niosą ze sobą m in. stałe cząsteczki polietylenu, 28 grudnia 2015 r. prezydent USA Barack Obama podpisał ustawę o wodach wolnych od syntetycznych mikro-kuleczek, zakazującą stosowania ich w produktach kosmetycznych. Podobny zakaz ma być wprowadzony w UE.

Niektóre  firmy kosmetyczne z wyprzedzeniem podejmują  decyzję  o zaprzestaniu  wykorzystywania tych komponentów w wytwarzanych przez nie produktach, szczególnie środkach higieny osobistej. Naturalna zatem staje się potrzeba zastąpienia ich, odpowiednio dobranymi surowcami biodegradowalnymi.

Ze względu na szerokie zużycie plastikowych mikro-kuleczek  ich zamienniki muszą  być dostępne w  dużej ilości oraz oferowane w  przystępnej cenie. Z tego też względu w ciągu kilku ostatnich latach przeprowadzono wiele badań w ramach których  porównano wybrane właściwości różnych substancji ścierających, zwracając szczególną uwagę na surowce pochodzenia naturalnego.

W grupie tej warto wymienić  niektóre  komponenty owocowe,  w tym nasiona, które stanowią  atrakcyjny, zapewniający intensywne złuszczanie naskórka składnik wielu preparatów.

Są one pozyskiwane z miąższu suszonych owoców poprzez izolację, mielenie i sterylizację dzięki której mogą być bezpiecznie stosowane w produktach kosmetycznych, bez ryzyka ich  zakażenia.

Z kolei włókna owocowe, otrzymywane przez suszenie wytłoków, a następnie ich przesiewanie i mielenie, są używane  w celu delikatnej eksfoliacji. Dodatkowo  mogą być one wykorzystane, jako naturalny barwnik kosmetyków  pielęgnacyjnych.

Efektywnymi  środkami ściernymi są także zmielone łupiny orzechów lub pestek owoców np. moreli. Jednak komponenty te, pomimo niskiej ceny, jak również naturalnego pochodzenia, ze względu na ciemny kolor, który wywiera istotny wpływ na  barwę wytwarzanych preparatów, nie zawsze stanowią dobry zamiennik  układów syntetycznych.

Do substancji ściernych zaliczane są także wyprażone i zmielone ziarna kawa, które  poza efektem złuszczającym, cechuje znaczna aktywność kosmetyczna. Zawarte w nich alkaloidy purynowe, w tym  kofeina, działają stymulująco,  pobudzają  krążenie krwi,  przyspieszają  rozkład nadmiaru tłuszczu, w wyniku czego obserwowane jest  zmniejszenie cellulitu,  poprawa sprężystości i wyglądu skóry.  Ponadto ich obecność zapewnia przyjemne odczucia sensoryczne, poprawia  użytkownikom nastrój.

W  preparatach peelingujących znajdują zastosowanie również substancje w formie kryształów, takie jak sól czy cukier. Szczególnie chętnie wykorzystywana jest  tu  sól morska, która jest środkiem eksfoliacyjnym bogatym w minerały i odpowiednim do przeprowadzenia zabiegu mocniejszego złuszczania.

Spośród wykorzystywanych w kosmetykach peelingujących zamienników polietylenu można wymienić także  sole mineralne. Ich cząstki, bardzo często są jasne, ale na ogół bardziej ścierne.  Surowce te cechują  się jednak większą gęstością niż kuleczki syntetyczne,  przez co przy ich wprowadzaniu niezbędna staje się korekta formuły preparatu, tak aby mogły być one  w  nim równomiernie i trwale zawieszone.

Kolejnym ścierniwem, na który warto zwrócić uwagę jest pumeks, czyli  lekki,  porowaty materiał pochodzenia wulkanicznego. Surowiec ten stosowany w preparatach peelingujących doskonale złuszcza zrogowaciały naskórek, usuwa nadmiar sebum i zanieczyszczenia, przygotowuje skórę do zabiegów regeneracyjnych.  W produktach zaliczanych do tego segmentu wykorzystywany jest w postaci proszku (ang. pumice powder)  o zróżnicowanej wielkości i barwie  cząsteczek.

Do mineralnych substancji złuszczających zalicza się także ziemię okrzemkową. Ta skała osadowa, składa się przede wszystkim z pancerzyków okrzemek zamieszkujących różne zbiorniki wodne. Wykorzystywany w  kosmetyce, odpowiednio oczyszczony i rozdrobniony surowiec  o wysokiej porowatości i dużej  chłonności, charakteryzuje się właściwościami  ściernymi zbliżonymi do pumeksu.

Wadą obu wymienionych  surowców jest niestety brak regularności ziaren, co może powodować mikroskopijne urazy na powierzchni skóry i w efekcie ją podrażniać. Dodatkowo, cząstki ścierne tego typu mogą okazać się niekorzystne w przypadku niektórych jej dysfunkcji, takich jak trądzik, czy  inne stany zapalne, powodując rozprzestrzenianie procesów infekcyjnych.

Tych niekorzystnych efektów można uniknąć poprzez zastosowanie, jako komponentów ściernych odpowiednio dobranych,  owalnych ziaren wosków roślinnych np.  wosku karnauba czy  pszczelego. Surowce te, co istotne zapewniają także dodatkowe właściwości kosmetyczne. I tak np.  wosk pszczeli natłuszcza, regeneruje naskórek,  ma właściwości antybiotyczne.

Jeden z delikatniejszych środków złuszczających stanowią perełki jojoba. Wytwarzane są one w wyniku uwodorniania ciekłego wosku i oferowane w postaci drobnych, stosunkowo miękkich cząsteczek sferycznego kształtu. Koraliki te są dostępne w różnych rozmiarach, o zmiennym stopniu twardości oraz kolorze. Ich wadą jest niestety wysoki koszt produkcji, co bezpośrednio przekłada się na ich cenę.

Na podstawie prowadzonych badań można stwierdzić, że dobrą alternatywą dla syntetycznych mikroperełek  polietylenowych mogą być ścierniwa pozyskane na bazie biopolimerów.

W grupie tej na uwagę zasługują m in.  kuliste mikrocząstki alginianu sodu, które wykorzystuje się same, lub łącząc w różnych proporcjach ze skrobią. Otrzymane komponenty mają regularny, kulisty kształt, co minimalizuje ryzyko podrażnienia skóry po aplikacji  kosmetyku.  Co istotne surowce  te są porównywalnie skuteczne do  komercyjnych  cząsteczek syntetycznych. Z tego też powodu mogą być one stosowane, jako ścierne zamienniki polietylenu, we wcześniej opracowanych  na jego bazie recepturach.

Kolejny składnik  wykorzystywany w peelingach stanowią odpowiednio spreparowane cząsteczki mannanu, czyli polisacharydu roślinnego, który jest liniowym polimerem mannozy. Komponent ten chętnie łączony jest z innymi łagodnymi  środkami ściernymi między innymi perełkami woskowymi.  Prowadzone badania potwierdzają porównywalną, pod względem usuwanie brudu i sebum, do polietylenu  skuteczność tego typu mieszanin.

Efektywnym jego zamiennikiem  mogą  być także, pozyskiwane ze źródeł odnawialnych mikroperełki celulozy. Surowiec ten jest łatwy w recepturowaniu, termostabilny,  kompatybilny z innymi  składnikami receptur kosmetycznych. Oferowany jest  on zarówno w postaci białych, jak i kolorowych kulistych   perełek o zróżnicowanej  wielkości, co gwarantuje możliwość ich wykorzystania w różnych formulacjach w stężeniu dochodzącym nawet do 20%.

Komponent ten jest  przyjazny zarówno dla skóry, jak i dla środowiska. Jest on   w pełni biodegradowalny, neutralizowany przez oczyszczalnie ścieków, dzięki czemu nie gromadzi się w ekosystemach wodnych.

Kolejnym  składnikiem wykorzystywanym, jako czynnik ścierny jest octan celulozy. Ten biały  polimer wytwarzany jest  na bazie  czystej celulozy, pozyskiwanej z miazgi drzew pochodzących z certyfikowanych i zrównoważonych upraw leśnych.

Prowadzone badania dotyczące oszacowania zdolności ściernych, stabilności a także możliwości zawieszania w recepturach preparatów peelingujących  pokazują, że octan celulozy może stanowić zieloną alternatywę dla powszechnie stosowanych perełek  polietylenowych.

W odróżnieniu od nich komponent ten jest biodegradowalny w różnych warunkach, w tym w glebach, kompostach i zakładach oczyszczania ścieków.  Jest to produkt wysoce zrównoważony, nie wywierający wpływu na środowisko.

Wycofanie  polietylenowych cząsteczek złuszczających stanowi niemałe wyzwanie dla przemysłu kosmetycznego.  W przypadku tworzenia nowych,  dotychczas nie dostępnych na półkach sklepowych, kosmetyków już na poziomie ich  recepturowania można założyć określoną koncepcję docelowego produktu. W tym przypadku  łatwiej z oferty rynkowej wybrać odpowiadający zakładanej formule czynnik ścierny.

Większy problem stanowi jednak konieczność  wymiany cząsteczek polietylenu  w funkcjonujących już w portfolio Firm recepturach  kosmetyków, bez znaczących ich  modyfikacji.  W tym przypadku przed technologami staje trudny problem zastąpienia tego surowca znajdującymi się w ofercie handlowej komponentami, które muszą mieć podobne do niego zdolności ścierające oraz określone cechy sensoryczne. Powinna  być również zachowana zdolność ich zawieszenia oraz stabilność, szczególnie w układach detergentowych. Zamienniki te powinny być odpowiednie do rodzaju produktu, akceptowalne przez konsumentów, stosunkowo tanie i stabilne w masie.

To właśnie ze względu na  coraz większe zapotrzebowanie przemysłu kosmetycznego oferta przyjaznych środowisku komponentów ściernych jest poszerzana o nowe komponenty  produkowane na bazie  takich surowców roślinnych,  jak trzcina cukrowa, kukurydza, czy  ryż.

literatura