茶皂素洗理香波的研制与应用

夏春华  朱伯荣  田洁华  朱全芬  柳荣祥  王  路  唐丽萍

提      要

本文通过对茶皂素某些表面活性,如表面张力、起泡力、泡沫持久性及接触角等的研究，证明茶皂素是一种性能良好的天然表面活性剂，适用于洗发精生产。

由于茶皂素有较强的分散性,在香波研制过程中,其关键技术是増稠增厚,使其粘度达到规定指标。通过增稠增厚的筛选和茶皂素加量试验，确定了符合粘度指标（大于250C。P。,25℃）的“茶皂素洗理香波”配方。并相应地提出了茶皂素洗理香波的生产工艺及各项技术指标。同时，对生产茶皂素洗理香波的经济效益和该产品的市场前景进行了分析探讨。

关键词    茶皂素   洗理香波 

前       言

随着化学工业对环境污染的加剧，和使用化工产品所导致的诸多副作用,人们越来越喜欢使用天然产物。茶皂素是从脱脂茶籽饼粕中提取出来的一种天然表面活性剂，以它为主体研制而成的TS-80乳化剂作为石蜡乳化剂已被广泛应用于纤维板行业。随着茶皂素这一天然产物越来越被人们所认识，加强对茶皂素的表面活性的研究，以及根据茶皂素的表面活性开发研制出一系列茶皂素产品，已是一项刻不容缓的工作。茶皂素洗理香波是在充分研究了茶皂素的表面活性的基础上，根据表面活性剂间的复配原理研制而成的。它以天然茶皂素为主体，配以洗发精行业所常用的原料—聚氧乙烯脂肪醇醚硫酸钠（AES）、脂肪酸二乙醇酰胺（6501）和其他辅助原料研制而成的天然洗发护发用品。它不但有良好的去污能力，而且还具有止痒去屑，洗后头发易于梳理等特点。它既满足了广大消费者对天然洗发护发用品的需要，又为茶皂素的应用开拓了新的领域，同时还取得了很好的经济效益和社会效益。

材料与方法

㈠ 材料

液体茶皂素由东茶公司常山分公司生产，其波美度为13.5Be'；；粉剂茶皂素也由东茶公司常山分公司提供。AES、6501和其它辅助原料都为市售的化工原料。香精由杭州香料厂特别配制。

表1 不同水质硬度条件下茶皂素的表面张力

茶皂素的的浓度为0。5%

茶皂素不但起泡力强，且泡沫稳定性好。用0.5%的茶皂素水溶液进行泡沫稳定性试验,结果发现,24小时后,其泡层高度仅下降28%,且呈均匀下降趋势,说明茶皂素的泡沫相当稳定持久。

采用接触角测定方法对茶皂素的湿润性和分散性进行研究。当以石蜡板为载体时，水的接触角θ=180°,当在水中加入茶皂素时，在一定范围内，接触角θ随浓度的增高而变小，到达一定浓度，θ角不再变小。

由图5可见，当茶皂素浓度为2%时，接触角θ已在90°以下，此时的湿润已为浸渍湿润。可见，茶皂素的湿润性能是良好的。

接触角是表面活性剂湿润和分散性的体现。茶皂素具有较强的分散性，是茶皂素的一大特点。

综上所述，茶皂素是一种性能良好的非离子型天然表面活性剂，适用于研制天然型洗发精。

（二）茶皂素洗理香波的成分比组成试验

茶皂素洗理香波配方的突出问题是增稠增厚，因为洗发精行业所规定的粘度指标（200~1600C.P.,25℃）,而又能保持茶皂素的良好特性，所以是本研究中的关键技术之一。

1． 茶皂素洗理香波色泽的筛选和确定

市场上流行的洗发精主要为红、绿、淡黄等色彩，但由于色素的光分解，影响外观质量，甚至分解产物缩合后产生沉淀而影响内质。为此，选择茶皂素的本色作为茶皂素洗理香波的色泽，用以区别与其它洗发精的不同和突出茶皂素洗理香波的“新鲜感”和“天然性”。同时，深色也是当今的流行色，所以还具有“时代感”。

   茶皂素是一种“具色”物质，其溶液的色泽随着浓度的提高而加深。为此，用不同脱色程度的茶皂素和未经脱色的茶皂素，在其它条件一致的情况下,配制成20个不同色阶的茶皂素洗理香波.经消费者评议,结果发现,当茶皂素的加量为85%色阶的香波。根据这个透光率来确定茶皂素的加量，经过多方试验，结果发现，当茶皂素的加量为8%（13.5Be′液体茶皂素）时，茶皂素洗理香波的透光率能达到85%（表2）。

   13.5Be′液体茶皂素8%的用量，折合成粉剂茶皂素，其用量约为2.5%。

2.增稠增厚剂对茶皂素洗理香波粘度的影响

   在茶皂素洗理香波增稠增厚试验过程中，选用了4种不同的增稠增厚剂进行比较，结果如增下：

（1） 稠增厚剂Ⅰ，不溶于茶皂素洗理香波，所有处理都有分层现象；

（2） 增稠增厚剂Ⅱ，在茶皂素洗理香波中亦有分层现象，但在相同用量情况下，分层程度比Ⅰ轻。但用Ⅱ配置的茶皂素洗理香波透明度不理想；

（3） 增稠增厚剂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，但增稠增厚效果与Ⅲ用量关系极大；

（4） 增稠增厚剂Ⅳ，加入茶皂素洗理香波后，很快产生变色和泡沫反应。

为了使茶皂素洗理香波均一透明，选用Ⅲ作为增稠增厚剂，并对其用量作进一步试验。

当其他物料不变，茶皂素用量固定为2.56%（粉剂，即13.5%Be′液体茶皂素8%）时，Ⅲ用量与茶皂素洗理香波粘度的关系如图6所示。

由图6可见，Ⅲ用量2～4%的处理,其粘度规定标准,以3%处理的粘度为最高,从而确定Ⅲ的用量为3%.

3. 茶皂素用量对洗理香波粘度的影响

在其他物料用量不变, 增稠增厚剂Ⅲ用量固定在3%时, 茶皂素用量与茶皂素洗理香波粘度的关系如图7所示。

茶皂素由于具有较强的分散性,能使混合物趋于均一和分散,使茶皂素洗理香波的粘度随茶皂素用量的增加而降低.考虑到茶皂素洗理香波洗发后的手感,梳理性和去污能力和粘度必须超过200厘泊/25℃等,茶皂素用量以2～3%为宜.并在该用量范围内放中试样进行粘度测定,发现粘度较稳定,且能达到规定指标(表3).

4. 茶皂素洗理香波的配方及成分比组成

根据一系列试验结果,综合对茶皂素洗理香波的理化指标及手感、梳理性等感官指标和色泽要求，确定茶皂素洗理香波的成分比组成如表4。

（三）茶皂素洗理香波工艺流程

对不同投料顺序进行反复试验发现，不同投料顺序对茶皂素洗理香波的质量无明显影响。考虑到生产时易于操作，茶皂素洗理香波的工艺流程如图8。

（四）茶皂素洗理香波的技术指标

参照其他以聚氧乙烯脂肪醇醚硫酸钠和脂肪酸二乙醇酰胺为原料生产的洗发精的技术指标，并考虑到茶皂素洗理香波自身的特点，茶皂素洗理香波的技术指标包括物理化学指标、稳定性指标、卫生指标和感光指标，其具体标准详见表5～8。

（五）茶皂素洗理香波的毒理试验

茶皂素洗理香波经国家环境保护局杭州环境与健康科学研究所进行豚鼠急性经皮LD50试验，豚鼠标准皮肤刺激试验，豚鼠多次皮肤刺激试验，豚鼠皮肤致敏试验及急性兔眼刺激/腐蚀试验。根据试验结果其结论为：

1.茶皂素洗理香波豚鼠经皮LD50>4200mg/kg,参照Hodge和Sterner毒性分级标准属实际无毒类；

2. 茶皂素洗理香波对豚鼠皮肤无原发刺激作用；

3. 茶皂素洗理香波对豚鼠皮肤无致敏作用；

4. 茶皂素洗理香波原液对兔眼有中、重度损害作用，使用时应避免与眼睛接触。30%、40%的茶皂素洗理香波对兔眼有轻度刺激作用，但这种损害是可逆的，在通常情况下，茶皂素洗理香波可以安全使用。

（六）茶皂素洗理香波的卫生试验

茶皂素洗理香波由浙江省卫生防疫站进行化妆品卫生审核，经配方审查及有关卫生指标检测，结果为：铅<40μg/g、砷<10μg/g、汞<1μg/g；细菌总数120个/ml、致病菌未检出，符合GB7916—87化妆品卫生标准。

（七）茶皂素洗理香波技术经济分析

1. 茶皂素洗理香波是在众多配方中经严格筛选而定的，具有一定的科学性和先进性。改变了传统洗发精所用的合成色素，而采用茶皂素的本色，并突出了产品洗发护发的双重作用。

2.茶皂素洗理香波自投放市场以来，深受广大消费者的欢迎。它即满足了消费者对天然化妆品的需要，同时又为生产产家创造了很好的经济效益。表9为某一生产产家的经济效益情况分析。

从近几年茶皂素洗理香波的销售情况来看，虽然进口、合资和国产的洗发用品很多，但由于茶皂素洗理香波茶皂素洗理香波具有自身的优点，其市场容量也远未饱和。不但南方省区有市场，在北方省区，由于水质硬度高，而茶皂素洗理香波具有抗硬水能力，故也有一定的销售潜力。

表9     经 济 效 益 分 析

单位：千元  

结    论

（1） 茶皂素的表面张力以其浓度为0.5%时为最底（46.73mN/m）,而此时的起泡力为最高，达195㎜。其临界胶束浓度（c.m.c.）在0.5%左右。

（2） 茶皂素的表面张力和起泡力受水质硬度的影响甚微，茶皂素具有良好的抗硬水特征。

（3） 在一定范围内，茶皂素溶液的接触角θ随着浓度的增高而变小，当其浓度为2%时，接触角θ已在90°以下，此时的湿润已为浸渍湿润，体现了茶皂素具有很强的湿润性和分散性。由于茶皂素具有很强的分散性，茶皂素洗理香波研制过程中，不可避免地产生了茶皂素越加越稀的现象，为了使茶皂素洗理香波的粘度能达到规定标准，茶皂素的用量应控制在2～3%。

（4） 通过对4种增稠增厚剂的比较、分析，在茶皂素洗理香波中，应该以增稠增厚剂Ⅲ为宜，用量为3%的粘度为最高，故增稠增厚剂Ⅲ的用量应为3%。

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