Zonnefilters in cosmetica - Chemische Feitelijkheden

Inhoud
Startpagina
Zonnefilters in cosmetica
088–1
Zonnefilters in cosmetica
door G. J. Rundervoort
RIGB/Keuringsdienst van Waren
Enschede
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Inleiding
Zonlicht
Zonnebrand
Pigmentatie
Zonnefilters
Zonbeschermingsfactor
Typen zonnefilters en hun toepassingen
Eisen die aan zonnefilters worden gesteld
Wetgeving
Literatuur
2 Chemische feitelijkheden
maart 1992
088– 3
088– 3
088– 5
088– 5
088– 6
088– 7
088– 7
088–10
088–10
088–11
tekst/088
Inhoud
Startpagina
Zonnefilters in cosmetica
1.
088–3
Inleiding
De zon wordt aanbeden als onderdeel van de cultuur van „de gezonde mens”. Een goed uiterlijk, door een gebruinde huid benadrukt, is hier van belang. Veel mensen brengen om dit ideaal te verwezenlijken hun vakantie door aan de zeekust, waar men spaarzaam
gekleed doorgaans uren in de zon ligt. Daarnaast wordt in toenemende mate gebruik gemaakt van zonnebanken in zogenaamde
bruiningscentra en fitnessinstituten.
De natuurlijke vorming van vitamine D3 vindt plaats onder invloed
van zonlicht. Een tekort aan dit vitamine kan leiden tot rachitis. Rachitis wordt ook wel „Engelse ziekte” genoemd, omdat vooral kinderen uit sloppenwijken in het Verenigd Koninkrijk te weinig zonlicht
kregen en daardoor deze ziekte ontwikkelden. Een gematigde blootstelling aan zonlicht draagt bij aan het voorkomen van rachitis.
Een overmatige blootstelling aan zonlicht brengt echter risico’s met
zich mee. Naast zonnebrand en een versnelde veroudering van de
huid (rimpels en verlies van elasticiteit) behoort het risico van huidkanker tot de ernstigste.
Reeds in de jaren dertig zijn produkten ontwikkeld die bescherming
tegen schadelijke zonnestraling bieden. Kenmerkend bestanddeel
van deze produkten zijn de zogenaamde zonnefilters. Zonnefilters
zijn chemische verbindingen die speciaal bedoeld zijn om specifieke
delen van het lichtspectrum te absorberen.
2.
Zonlicht
Het spectrum van zichtbaar licht (figuur 1) omvat het golflengte gebied van circa 400-800 nm. Het gebied van 100-400 nm heet ultraviolette (UV) straling. Op grond van fotochemische en biologische
eigenschappen wordt dit gebied onderverdeeld in UV-A (320-400
nm), UV-B (280-320 nm) en UV-C (200-280 nm). Naarmate de golflengte kleiner wordt, neemt de stralingsenergie toe.
Onderzoek met kunstmatige UV-C straling, die met behulp van speciale gasontladingslampen verkregen wordt, heeft uitgewezen dat
deze straling door de hoge energie-inhoud een schadelijk effect op
de huid heeft.
2 Chemische feitelijkheden
maart 1992
tekst/088
Inhoud
Startpagina
088–4
Zonnefilters in cosmetica
0886-034
effect
nm
m
nm
warmte
10 5
800
elektrische
400
licht
10
zichtbaar
licht
UV-A
golven
radio
320
400
UV-B
280
infra-rood
10 -5
zichtbaar licht
fotochemisch
ultra-violet
10 -7
röntgen
10 -10
UV-C
ultra-violet
UV
200
180
100
gamma
straling
100
kosmische
10 -15
Figuur 1. Het zogenaamde „elektromagnetisch spectrum”. Zichtbaar licht omvat het
golflengtegebied van circa 400-800 nm. Het gebied van 100-400 nm heet ultraviolette
(UV) straling en kan verder worden opgesplitst in UV-A, UV-B en UV-C.
2 Chemische feitelijkheden
maart 1992
tekst/088
Inhoud
Startpagina
Zonnefilters in cosmetica
088–5
De hoeveelheid straling die het aardoppervlak bereikt, wordt bepaald door de mate van absorptie in de atmosfeer. Dikte en samenstelling van de absorberende luchtlaag is hierbij van belang. De
ozonlaag (zie CF 036) vormt het natuurlijke afweerschild tegen
kortgolvige straling van de zon. In figuur 2 is de stralingsintensiteit
weergegeven als functie van de golflengte. Straling met een golflengte kleiner dan 280 nm wordt dus volledig geabsorbeerd.
Op dit moment staat de afbraak van de ozonlaag onder invloed van
onder andere chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK’s) volop ter discussie. Bij het achterwege blijven van maatregelen zou schadelijke
UV-C straling het aardoppervlak kunnen bereiken.
De stralingsintensiteit van het zonlicht is uiteraard afhankelijk van
de zonnestand (jaargetijde, uur van de dag).
3.
Zonnebrand
Zonnebrand (erytheem) treedt vooral op als gevolg van straling in
het UV-B gebied. In figuur 2 is dit schematisch weergegeven. De
UV-B straling die het meest van invloed is op het ontstaan van zonnebrand heeft een golflengte van circa 305 nm. Immers bij deze golflengte heeft het zonlicht al een grote stralingsintensiteit.
Zonnebrand uit zich in roodheid van de huid die een aantal dagen
kan aanhouden gevolgd door vervelling. Bovendien zijn er aanwijzingen dat het ontstaan van huidkanker mede gezocht moet worden
in een overmatige blootstelling aan UV-B straling.
4.
Pigmentatie
Zonlicht met een golflengte van 320 tot 400 nm (UV-A) veroorzaakt
de pigmentatie (bruining) van de huid (figuur 2). De effecten op de
huid zijn afhankelijk van het huidtype. Een donkere, sterk gepigmenteerde huid is veel minder gevoelig voor zonnebrand dan een
blanke huid. De biologische effecten van zonnestraling op de huid
worden hier niet verder besproken omdat zij buiten het kader van
deze rubriek vallen.
N.B.: „Bruinen zonder zon” berust op bruining van de huid onder
2 Chemische feitelijkheden
maart 1992
tekst/088
Startpagina
088–6
Zonnefilters in cosmetica
0886-035
100
spectraalcurve
zonlicht
erytheemcurve
bruiningscurve
intensiteit
Inhoud
0
250
300
350
400 nm
golflengte van de straling
Figuur 2. In deze figuur is schematisch het effect van straling op de huid weergegeven.
Zonnebrand (erytheem) treedt op als gevolg van straling met een golflengte kleiner dan
305 nm. Straling met een golflengte tussen circa 320 en 400 nm veroorzaakt bruining
(pigmentatie) van de huid. De intensiteit van zonlicht neemt beneden 310 nm sterk af
met kleinere golflengte.
invloed van andere middelen zoals dihydroxyaceton. Deze stof reageert met aminozuren of eiwitten in de huid onder vorming van een
bruine kleur.
5.
Zonnefilters
Zonnefilters hebben tot doel de schadelijke straling uit het zonlicht
te filtreren. Het zijn chemische stoffen die een specifiek golflengte
gebied van de zonnestraling absorberen. Het golflengte-gebied 280320 nm (UV-B) dient in ieder geval geabsorbeerd te worden om zonnebrand te voorkomen. Gebleken is dat ook straling met een golflengte tussen 320-340 nm schadelijke effecten op de huid kan
2 Chemische feitelijkheden
maart 1992
tekst/088
Inhoud
Startpagina
Zonnefilters in cosmetica
088–7
veroorzaken. Versnelde veroudering van de huid is het belangrijkste
gevolg. Voor absorptie van straling in dit golflengte-gebied zijn zogenaamde UV-A filters ontworpen. Deze worden doorgaans samen
met een UV-B filter aangeboden.
6.
Zonbeschermingsfactor
Meestal staat op de in de handel verkrijgbare anti-zonnebrandmiddelen een „Sun Protection Factor” (SPF) vermeld. Deze factor geeft
de mate van bescherming aan die men van het produkt mag verwachten. Zij geeft de verhouding aan van de tijd die verstrijkt voordat de eerste verschijnselen van zonnebrand optreden bij een met
anti-zonnebrandmiddel behandelde huid tot de tijd die verstrijkt
voordat de eerste verschijnselen van zonnebrand optreden bij een
onbehandelde huid. Men hanteert hierbij het begrip „Mininale
Erytheem Dosis” (MED). Dit is de dosis zonnestraling die de eerste
verschijnselen van zonnebrand veroorzaakt. Deze dosis is voor iedereen verschillend.
Voor het vaststellen van de beschermingsfactor zijn verschillende
methoden bekend. Enerzijds zijn er fysische methoden. Hierbij
wordt de lichtabsorptie van een dunne laag of oplossing van het
anti-zonnebrandmiddel gemeten bij een bepaalde golflengte. Als referentie gebruikt men een anti-zonnebrandmiddel waarvan de beschermingsfactor bekend is. Anderzijds zijn er biologische methoden, waarbij onder standaardcondities (lichtbron, duur, meting van
de bruining, etc.) de bescherming op de huid van vrijwilligers gemeten wordt.
7.
Typen zonnefilters en hun toepassingen
Er zijn twee groepen zonnefilters. De ene groep karakteriseert zich
door een totale blokkade van de straling. De werking berust op totale afdekking van de huid en reflectie van het opvallende licht. Tot
deze groep behoren voornamelijk pigmenten, zoals ijzeroxiden, silicaten, talk, titaandioxide en zinkoxide. Deze stoffen worden aan
sommige produkten toegevoegd om een hoge beschermingsfactor te
2 Chemische feitelijkheden
maart 1992
tekst/088
Inhoud
Startpagina
088–8
Zonnefilters in cosmetica
verkrijgen. Dit zijn dan voornamelijk produkten die bedoeld zijn
voor de gevoelige huiddelen (neus, borsten).
De andere groep absorbeert de schadelijke straling, maar laat de
bruinende straling door. In principe is elke stof die straling met een
golflengte van 280 tot 320 nm absorbeert, geschikt als zonnefilter.
Het mag duidelijk zijn dat er beperkingen zijn in verband met mogelijke effecten van de stof op de huid. Voor toepassing in cosmetische produkten zijn 23 zonnefilters wettelijk toegelaten (tabel 1).
Het zijn doorgaans derivaten van een aantal basisstoffen, waarvan
de belangrijkste zijn: para-aminobenzoëzuur, anthranilzuur, salicylzuur, kaneelzuur (cinnamaten), benzofenon en kamfer.
De keuze voor een bepaalde zonnefilter hangt in belangrijke mate af
van de samenstelling van de basiscrème of -olie van het cosmetisch
produkt. Er mogen geen ongewenste reacties optreden tussen de
zonnefilter en de overige componenten in het produkt. Tevens moet
een zonnefilter homogeen door het produkt verdeeld kunnen worden en mag het produkteigenschappen (waaronder kleur, geur,
viscositeit) niet nadelig beïnvloeden. Uiteraard is ook de kostprijs
een belangrijke factor.
Het is van belang dat het zonnefilter een hoge moleculaire lichtabsorptie bezit in het gebied van 280-320 nm, zodat een lage dosering
mogelijk is. Hoe lager de dosering des te geringer is de kans op mogelijke bijwerkingen op de huid.
Naast de toepassing van zonnefilters in anti-zonnebrandmiddelen
worden deze ook gebruikt ter bescherming van bepaalde in cosmetische produkten verwerkte (grond)stoffen tegen licht. Lipsticks bevatten vaak een zonnefilter ter bescherming van de vaak lichtgevoelige kleurstof. Eau de toilettes verpakt in transparante verpakkingen
kunnen een zonnefilter bevatten om geurstoffen tegen fotochemische afbraak te beschermen. Haarlak kan een zonnefilter bevatten
om het haar te beschermen tegen lichtinvloeden en kleuraantasting
van het (geverfde) haar.
Zonnefilters worden vaak toegevoegd aan huidbleekmiddelen.
Huidbleekmiddelen worden gebruikt door donkergekleurde mensen
die een lichtere huidteint wensen en personen met een onregelmatige
pigmentatie (onder andere zomersproeten). Huidbleekmiddelen tasten de pigmentatie aan en nemen een deel van de natuur-
2 Chemische feitelijkheden
maart 1992
tekst/088
Inhoud
Startpagina
Zonnefilters in cosmetica
088–9
Tabel 1. Toegelaten zonnefilters (Bijlage VI Stoffenbesluit
Cosmetica)(tussen haakjes het maximaal toegelaten percentage)
4-aminobenzoëzuur (5 %)
n,n,n-trimethyl-4-(2-oxoborn-3-ylideenmethyl)-anilinium-methylsulfaat (6 %)
homosalaat (INN*) (10 %)
oxybenzon (INN*) (10 %)
3-imidazool-4-acrylzuur en de ethylester daarvan (2 % uitgedrukt
als zuur)
2-fenylbenzimidazool-5-sulfonzuur en de kalium-, natrium- en triethanolaminezouten daarvan (8 % uitgedrukt als zuur)
ethyl-4-bis(hydroxypropyl)-aminobenzoaat (mengsel van isomeren)
(5 %)
ethyl-4-polyethoxy-aminobenzoaat (10 %)
glyceryl-1-(4-aminobenzoaat) (5 %)
2-ethylhexyl-4-dimethylaminobenzoaat (8 %)
2-ethylhexylsalicylaat (5 %)
isopentyl-4-methoxycinnamaat (mengsel van isomeren) (10 %)
2-ethylhexyl-4-methoxycinnamaat (10 %)
2-hydroxy-4-methoxy-4-methylbenzofenon (4 %)
2-hydroxy-4-methoxy-5-sulfonzuur en het natriumzout daarvan
(5 % uitgedrukt als zuur)
alfa-(2-oxoborn-3-ylideen)tolueen-4-sulfonzuur en de zouten daarvan (6 % uitgedrukt als zuur)
3-(4’-methylbenzylideen)kamfer (6 %)
3-benzylideenkamfer (6 %)
4-isopropyldibenzoylmethaan (5 %)
4-isopropylbenzylsalicylaat (4 %)
1-(4-tert-butylfenyl)-3-(4-methoxyfenyl)-propaan-1,3-dion (5 %)
2,4,6-trianiline-(p-carbo-2’-ethylhexyl-1’-oxy)-1,3,5-triazine (5 %)
3,3’-(1,4-fenyleendimethylidyne)-bis-(7,7-dimethyl-2-oxobicyclo(2,2,1)heptaan-1-methaansulfonzuur) en zijn zouten (10%
uitgedrukt als zuur)
*
INN staat voor „International Nonproprietary Names”.
2 Chemische feitelijkheden
maart 1992
tekst/088
Inhoud
Startpagina
088–10
Zonnefilters in cosmetica
lijke bescherming weg. Door toevoegen van een zonnefilter kan dit
gecompenseerd worden.
Ook worden zonnefilters veelvuldig toegepast voor technische doeleinden. Verpakkingsmaterialen, verfprodukten, en dergelijke worden vaak voorzien van een zonnefilter om de duurzaamheid van het
produkt te verhogen.
8.
Eisen die aan zonnefilters worden gesteld
Aan een zonnefilter worden hoge eisen gesteld, alvorens ze worden
toegelaten voor gebruik in cosmetische produkten. Een aantal technische eisen zijn al in de vorige paragraaf genoemd.
Daarnaast worden strenge eisen gesteld met betrekking tot
gezondheidsrisico’s. Belangrijke gegevens in dit verband zijn de
toxiciteit (giftigheid) van het zonnefilter en daarmee samenhangend
de mate van opname door de huid. Anti-zonnebrandmiddelen worden op grote delen van het lichaam aangebracht en uiteraard aan
zonlicht blootgesteld. Bovendien is de concentratie van het zonnefilter in het produkt vaak hoog om voldoende bescherming te verkrijgen. Bijwerkingen die kunnen optreden zijn: irritatie, allergie en
contactdermatitis (ontsteking van de huid). Over de frequentie van
bijwerkingen bestaat weinig inzicht. Bij de Keuringsdiensten van
Waren wordt jaarlijks een klein aantal bijwerkingen van anti-zonnebrandmiddelen gemeld. Hierbij blijkt soms het zonnefilter de oorzaak te zijn. Doorgaans zijn deze bijwerkingen van persoonlijke
aard. Het mijden van produkten met dat specifieke zonnefilter lost
dit probleem in de meeste gevallen op.
Een ander belangrijk punt van onderzoek vormt de mate waarin de
in een produkt aanwezige zonnefilter verandering ondergaat of
wordt afgebroken onder invloed van UV-straling.
9.
Wetgeving
De toepassing van zonnefilters in cosmetische produkten is volgens
EEG-Richtlijn (76/768/EEG) van 27 juli 1976 geregeld. (Bijlage VII)
11e wijziging van de Richtlijn (89/174/EEG) d.d. 21 februari 1989.
2 Chemische feitelijkheden
maart 1992
tekst/088
Inhoud
Startpagina
Zonnefilters in cosmetica
088–11
EG-lidstaten dienen deze richtlijn in de nationale wetgeving op te
nemen binnen een gestelde termijn. In Nederland is de toepassing
van zonnefilters in cosmetica geregeld in de Warenwet. In het
Cosmeticabesluit 1979 (Warenwet) staat de regelgeving nader aangegeven. In het bij het Cosmeticabesluit behorende Stoffenbesluit
Cosmetica (Warenwet) zijn de 23 toegelaten zonnefilters vermeld.
10. Literatuur
–
–
–
–
–
Cosmeticabesluit 1979 (Warenwet) c.q. Stoffenbesluit Cosmetica (Warenwet) Bijlage VI (Lijst van UV-filters die in cosmetica
mogen voorkomen).
Ultraviolette straling op de huid, Rapport Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer (febr. 1985),
VROM 85152/2085 5305/84, ISBN 90 346 0442 X.
UV-straling, Blootstelling van de mens aan ultraviolette straling, Rapport Gezondheidsraad (juni 1986).
Ultraviolette straling: moelijk om voor- en nadelen af te wegen,
Toegepaste Wetenschap, TNO-magazine (febr. 1987).
A. Kammeyer en P. Kootstra, „Sunscreens ge„screend” met
dunne laag UV-spectrometrie. Laboratoriumpraktijk (aug.
1989).
2 Chemische feitelijkheden
maart 1992
tekst/088