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全球生活方式的转变及对擦拭巾保存方式的影响

2014-02-20RoccoBurgoINOLEX技术总监

生活用纸 2014年12期
关键词:螯合剂防腐剂有机酸

■ Rocco V. Burgo INOLEX技术总监

全球生活方式的转变及对擦拭巾保存方式的影响

Lifestyle Trends and Impact on Preserving Wipes

■ Rocco V. Burgo INOLEX技术总监

编者按:互联网的出现以及对健康可持续生活方式的追求已经改变了现代人们的生活方式,消费者对擦拭巾中所含有的化学品持更加谨慎的态度,希望使用的产品更加天然无害。本文编译自WOW2013论文集,介绍了人们生活方式的转变以及栅栏技术和CHA等新型的防腐方式和防腐剂。

生活方式的转变

1962年,卡森女士的《寂静的春天》一书出版,书中探讨了地球所面临的多种环境问题,立即引起了热烈的争论与回应,启发了人们对环境问题的思考。1968年,美国电视台推出了“60 Minutes”节目,对人们关心的事件进行追踪报道。1969年美国凯霍加河受到严重污染再次起火,引起了人们对污染问题的关注。20世纪70年代,人们对化学品危险性以及食品添加剂和防腐剂的防范意识加强,各品牌产品开始以“不含防腐剂”作为营销卖点,天然的有机食品逐渐成为潮流。20世纪八九十年代,互联网的诞生使社交网络出现,人们开始使用互联网分享信息,消费者或终端用户获取的信息量呈指数增长。

(1) 网络的影响

网络的出现对全球产生的影响主要有:

· 互联网促进了世界文化交流,随着全球人口联系越来越紧密,使得新观念、媒体、产品、品牌和生活方式很快传播到新的地方。

· 透明度增加。随着收集、存储和分享信息的技术越来越进步,人们更容易获得关于他人、产品、公司和政府的信息,这些都让世界向透明化发展。

网络产生的一些负面影响有:

· 任何人都可以传播信息,没有资质的审核;

· “真正的科学”和“伪科学”同时出现,真假难辨;

· 之前只能由科学家、毒理学家和安全工程师等获得的相关化学品信息,现在也能被大众获取;

· 商务人员、消费群体、环保团体、政治团体都在网络上投资来达到他们的目的,信

息的可靠性值得怀疑。

(2) 千禧一代

千禧一代也被成为“Y一代”,指出生于20世纪70年代末到21世纪初的一代人。千禧一代出生的家庭重视家庭生活,非常保护和关怀孩子。千禧一代有一定的经济实力,生活中不能离开电脑或者网络。

⑶ 最近的趋势:健康和可持续的生活方式

健康和可持续的生活方式(乐活,LOHAS)将是未来发展的一大趋势,现在已经出现了基于卫生、健康、环境、个人发展、可持续生活和社会公正的细分市场。现在约有30%的美国消费者和12%的日本消费者属于乐活群体。

健康和可持续的生活方式有以下特点:

· 选择其他可替代交通工具(混合使用)

· 选择有机食品

· 循环利用

· 生态旅游

· 超级食品和营养品

· 练习瑜伽,整体医学

· 有社会责任的投资

健康和可持续的生活方式带来的影响:

· 乐活群体寻求“安全”和“绿色”的产品,可以从蔬菜中提取,安全且对环境影响小,通过公平交易获得。

· 由于乐活群体是相对高端的人群,所以他们有资源也会尽力对新产品的研发做出贡献。

生活方式的变化对化妆用品保存方式的影响

全球生活方式的转变使消费者对化学品的认识发生了一些改变:

· 消费者对化学品的“恐惧”空前;

· 消费者会阅读产品的标签,以避免接触到某些类别的化学品;

· 一旦消费者对某种化学品产生恐惧,即使有合理科学的数据解释也很难消除;

· 消费者更加偏好听起来天然的成分;

· 新出现的各种认证让消费者感到迷惑,进一步推动了这种发展趋势,如:国际生态认证,德国天然有机认证,Cosmos认证,Natrue认证等。

品牌产品为了打消消费者的顾虑,不再使用消费者担心的化学成分,转为使用“更安全、更绿色”的替代品。被生产商标注为“不含……”的化学品种类激增,其中包括:硫酸盐、氯、乙醇、香料、矿物油、聚硅酮、邻苯二甲酸酯、双酚基丙烷、乙氧基化物、甲醛和防腐剂。

很多人目前对防腐剂的认识是:“难闻、刺激性的化学品,能够杀死微生物,很可能对人体细胞有害”。大多数消费者不希望身体接触到任何防腐剂,而不会考虑有些防腐剂只有达到一定用量才会有害。

消费者的要求是产品中没有任何有害化学品,但是事实上只能做到有害化学品在检测限值(LOD)以下。随着分析仪器和技术的不断进步,检测限值会越来越低,有可能真正实现“无”有害化学品。同时,还需要警惕有些产品降解时潜在的毒性。

最近的趋势——“新型防腐方式”

新型防腐方式的开发始于5~10年前,现有的新方式包括:

· 配方中使用“栅栏技术”,并添加少量“效果温和”的传统防腐剂。

· 可以自我防护的配方,不添加“传统防腐剂”。

Jon J. Kibara和Donald S. Orth在1997年定义了12种与化妆用品保存相关的栅栏因子:酸化、碱化、水活性、表面活性、抗氧化、螯合剂、合成香料、植物和草本萃取物、两亲性肽、抗菌酶、包装。2010年Orth又再一次对栅栏因子做出了修订。

目前常用的栅栏因子包括:

(1) 中链终端二醇(MCTD’s),即多功能二醇和丙三基单酯。

辛乙二醇的抗菌性质于20世纪60年代被发现,Kibara于20世纪70年代多次报道了丙三基单酯的杀菌功用。这两种化学品于20世纪90年代开始用于化妆用品中,随后全球的消费者逐渐接受了这种应用。虽然其功能定位于润肤剂和/或润湿剂,但其主要功用还是杀菌。

最常用的MCTD’s有:辛乙二醇,乙基己基甘油,丙三基单辛酸甘油酯。

MCTD’s具有水溶和油溶的性质(分配系数约为1.7),

有些MCTD’s在较低的浓度下就能破坏细胞膜(表面活性作用)。

图1展示了使用丙三基单酯的杀菌效果,阶段A是尚未处理时的情况,阶段B是处理1min后,阶段C是处理5min后,阶段D是处理10min后。最后的结果是细菌变形或缩小,有些则分解了。

MCTD’s的局限性主要有:对巴西曲霉效果不明显,尤其是在pH值较高时(>5);使用浓度较高,通常为0.5%~2.0%;影响配方的特性,如稳定性、清晰度、质地和粘度;酯类在pH值较高或较小时会水解;可能会加速渗透;应用于黏膜部位可能产生刺痛感。

二醇类因子的使用量正在增加,如图2所示。

图1 使用丙三基单酯的杀菌效果

图2 二醇类的使用情况

(2) 有机酸

对有机酸的研究开始于20世纪初期,有机酸可以破坏细胞膜,通常与MCTD’s结合使用以控制霉菌。有机酸只有未解离的形式才具有活性,未解离的有机酸要穿过细胞膜破坏细胞的生物化学成分。

表1 未解离的有机酸浓度和pH值

⑶ 螯合剂

螯合剂是其他防腐剂的增强剂,通过金属键结合破坏细胞壁,与传统防腐剂形成协同作用。Orth和Kabara对铁离子键的螯合作用曾做过广泛的讨论。

综上所述,中链表面活性剂和有机酸可以破坏细胞膜,对有机酸来说,低电离作用很重要,需要更高的酸度指数。螯合剂通过金属键结合破坏细胞结构,并加强其他抗菌剂的作用。

新型的防腐剂——CHA

辛酰氧肟酸(CHA)是一种新型的防腐剂,最早用作采矿业的金属浮选剂,2008年之后用于化妆用品。CHA的特点包括:

· 白色、自由流动的粉末

· 熔点:78~81℃

· 纯度:一般≥99%

· 杂质:大部分为辛酸和酯类

· 固态时气味温和

· 建议使用浓度:0.10%~0.15%

CHA与其他化学品的分配系数比较如表2所示,分配系数越高,化学品的亲水性越低。

表2 CHA与其他化学品的分配系数比较

CHA对三价铁是非常有效的螯合剂,在铁元素有限的环境里微生物的存活率降低。CHA是一种特别的酸,它不是羟基酸,异羟肟酸比羟基酸有更高的酸度系数,所以在较高的pH值下也能保持活性。

综上所述,CHA可以发挥3种栅栏因子的作用:中链表面活性剂、螯合剂和有机酸。在化妆用品中,CHA经常与乙醇和乙二醇协同作用。当使用FeCl3处理时,会形成洋红色的沉淀物,因此CHA比较容易进行测试分析。

擦拭巾基材防腐测试

根据CTFA M-5非织造布个人护理用品防腐测试办法和USP35第61节关于中和/去除抗菌性的规定,对不同防腐剂在擦拭巾中的作用进行了测试。测试中使用的两种擦拭巾基材是:干法纸,原料为80%的木浆,15%~17%的聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯和3%~5%的乳胶粘合剂;水刺非织造布,原料为65%的聚对苯二甲酸乙二醇酯和35%的粘胶纤维。测试进行7天后的结果如表4、表5所示。

表3 测试用防腐剂配方

表4 干法纸基材上的防腐测试结果

表5 水刺非织造布基材上的防腐测试结果

测试结果表明,所有含有CHA的配方在7天后的细菌杀除率都超过99.9%,并且对巴西曲霉有很强的效果,CHA的有效浓度在0.10%~0.15%。

(李芃编译自WOW2013论文集,孙静终审)

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