White Sapphire®: Der SPF-Boost, den jeder Formulierer kennen sollte

Wer mit Zinkoxid formuliert, kann mit White Sapphire den SPF steigern, ohne die Zinkkonzentration zu erhöhen. Hier die Erklärung, wie das funktioniert.

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Der SPF-Boost-Mechanismus

White Sapphire erhöht die diffuse Lichttransmission der Formulierung. Diffuse Transmission streut Licht in mehrere Richtungen, statt es geradlinig hindurchzulassen. In einer Sonnenschutzformulierung verlängert dies die Weglänge der UV-Photonen innerhalb des Produkts und gibt dem aktiven Zinkoxid mehr Gelegenheit, diese abzufangen und zu absorbieren oder zu streuen, bevor sie die Haut erreichen.

White Sapphire absorbiert UV-Strahlung nicht direkt. Seine Funktion besteht darin, die optische Dichte der Formulierungsmatrix so zu erhöhen, dass das aktive Zinkoxid unterstützt wird. Dieser Effekt wird durch ein vorläufiges Patent gestützt, das die Kombination von White Sapphire mit dem Zinkoxid ZinClear XP in Sonnenschutz- und Kosmetikformulierungen abdeckt.

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Leistung im fertigen Sonnenschutzprodukt

Die SPF-steigernde Wirkung wurde in einem SPF-50+-Sonnenschutzprodukt mit White Sapphire und Zinkoxid nachgewiesen. Diese Formulierung zeigt zudem eine Schweißresistenz, die auf der Fähigkeit von White Sapphire beruht, Öl und Talg zu absorbieren. Dies verringert die Klebrigkeit der Oberfläche und den Abbau in Systemen mit hohem Zinkoxidgehalt unter Hitze- und Bewegungseinfluss.

White Sapphire trägt somit gleichzeitig auf zwei Arten zur Formulierung bei: Es unterstützt die SPF-Leistung und verbessert das sensorische Profil sowie die Trageeigenschaften des fertigen Produkts. Dabei handelt es sich in der Regel um gegenläufige Anforderungen bei der Formulierung mineralischer Sonnenschutzprodukte.

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Was das für Formulierer bedeutet

Die Einbindung von White Sapphire in eine mineralische Sonnenschutzformulierung kann eine höhere SPF-Leistung liefern, als die Zinkoxidkonzentration allein erreichen würde, und gleichzeitig Finish, Hautgefühl und Trageeigenschaften verbessern. In Systemen, in denen der Zinkoxidgehalt bereits an oder nahe der oberen ästhetischen Grenze liegt, ist dies eine bedeutende Fähigkeit.

Sowohl Matte als auch Glow besitzen die SPF-steigernde Wirkung. Matte ist die stärkere Wahl in trocken auftragenden Sonnenschutzsystemen, bei denen Ölkontrolle und Schweißresistenz die wichtigsten Anforderungen sind. Glow eignet sich für getönte Sonnenschutzprodukte und Hybride aus Hautpflege und Sonnenschutz, bei denen die optische Finish-Qualität Teil des Produktversprechens ist. Die typische Einsatzmenge liegt zwischen 2 % und 10 %. Beide Varianten sind nach ECOCERT COSMOS Version 4 zertifiziert.

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Technische Zusammenfassung

White Sapphire ist ein anorganischer mineralischer Inhaltsstoff (INCI: Alumina oder Synthetic Sapphire, CAS 1344-28-1), bestehend aus Aluminiumoxid mit einer Reinheit von über 99,5 % und einer hexagonalen Kristallstruktur. Beide Varianten, Matte und Glow, sind nach ECOCERT COSMOS Version 4 zertifiziert (COSMOS-standard AISBL, 2023) und von der US-amerikanischen FDA als Farbzusatzstoff gelistet, der von der Zertifizierungspflicht nach 21 CFR 73.1010 befreit ist (U.S. Food and Drug Administration, 2024).

Die SPF-steigernde Wirkung in Kombination mit dem Zinkoxid ZinClear XP ist durch ein vorläufiges Patent von Advance ZincTek abgedeckt. Der Mechanismus beruht auf einer erhöhten diffusen Lichttransmission in der Formulierungsmatrix, wodurch die effektive Weglänge der UV-Photonen verlängert und das Absorptions- und Streuverhalten des aktiven Zinkoxids unterstützt wird. Die Anwendung in einer nachgewiesenen SPF-50+-Formulierung mit Schweißresistenz ist dokumentiert. Der Einfluss sekundärer Streumaterialien auf die SPF-Leistung in mineralischen Sonnenschutzsystemen steht im Einklang mit etablierten fotophysikalischen Prinzipien, die die Lichtinteraktion in Partikelsystemen bestimmen (Diffey & Robson, 1989).

Zinkoxid ist von der US-amerikanischen FDA im Rahmen der OTC-Sonnenschutzmonografie als UV-Filter der Kategorie I anerkannt und in Australien im Rahmen des TGA-Systems für gelistete Arzneimittel als UV-Filter zugelassen (U.S. Food and Drug Administration, 2021; Therapeutic Goods Administration, 2023).

Wichtige physikalische Parameter: BET-Oberfläche 4 bis 7,5 m²/g; Ölabsorption 50 bis 100 g/100 g; mittlere Partikelgröße 6,0 bis 11,0 µm (Matte) und 4,0 bis 12,0 µm (Glow); Reibungskoeffizient 0,25 bis 0,35. Keine der beiden Varianten ist als krebserzeugend, erbgutverändernd oder als zielorganspezifisch toxisch eingestuft. Nicht-nanoskaliges Aluminiumoxid gilt als nicht dermal über intakte Haut resorbierbar (Scientific Committee on Consumer Safety, 2014).

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Literaturverzeichnis

COSMOS-standard AISBL. (2023). COSMOS standard Version 4: Technical guide for cosmetic products. https://cosmos-standard.org/the-cosmos-standard/

Diffey, B.L., & Robson, J. (1989). A new substrate to measure sunscreen protection factors throughout the ultraviolet spectrum. Journal of the Society of Cosmetic Chemists, 40(2), 127–133.

Scientific Committee on Consumer Safety. (2014). Opinion on the safety of aluminium in cosmetic products (SCCS/1525/14). European Commission. https://ec.europa.eu/health/scientific_committees/consumer_safety/docs/sccs_o_153.pdf

Therapeutic Goods Administration. (2023). Safe use of sunscreens. Australian Government Department of Health. https://www.tga.gov.au/resources/explore-topic/sunscreens/safe-use-sunscreens

U.S. Food and Drug Administration. (2021). Sunscreen drug products for over-the-counter human use: Proposed administrative order. https://www.federalregister.gov/documents/2021/09/27/2021-20780/amending-over-the-counter-monograph-m020-sunscreen-drug-products-for-over-the-counter-use-over

U.S. Food and Drug Administration. (2024). Code of Federal Regulations, Title 21, §73.1010: Alumina. https://www.ecfr.gov/current/title-21/chapter-I/subchapter-A/part-73/subpart-A/section-73.1010