Flow and performance effects of talc alternatives on powder cosmetic formulations

Int J Cosmet Sci. 2021 Oct;43(5):588-600. doi: 10.1111/ics.12733. Epub 2021 Sep 1.

Abstract

Objective: To explore the performance effects of fumed silica and cornstarch as alternatives to talc in cosmetic powder formulations.

Methods: FT4 Powder Rheometer from Freeman Technology was used to test the flowability and compressibility of compact powder formulation samples containing talc, fumed silica and cornstarch at varying concentrations. The colour of the samples is evaluated by physical observation.

Results: The results show that the concentration of these additives influences the performance of cosmetic powder formulations. Improved compressibility is assessed as an increase in the compressibility percentage, while improved flowability is assessed by reduction in the flow energy of each sample. Talc shows improved compressibility at a minimum of 10% but would require more than 20% to impart improved flow performance. Fumed Silica shows improved compressibility from as low as 5% and this performance increases as the concentration is increased up to 20%. For the flow effects, fumed silica shows a reduction in the flow energy from as little as 5% and this effect is more drastic as the concentration is increased up to 20%. Cornstarch, however, shows a reverse effect for both compressibility and flowability with increasing flow energy and decreasing compressibility with increasing cornstarch concentration. It shows improved compressibility up to a maximum of 10% and improved flow only at concentrations lower than 5%. For a mixture of cornstarch and fumed silica at a total of 5%, both compressibility and flowability are increased as the concentration of cornstarch is reduced and that of fumed silica increased.

Conclusion: Fumed silica and cornstarch are suitable as alternatives to talc in cosmetic powder formulations. Of the two, Fumed silica showed better compressibility and flow effects. However, a mix of both powders had suitable effects on the compressibility, flow and colour of the formulation.

Objectif: Explorer les effets de performance de la silice fumée et de l'amidon de maïs comme alternatives au talc dans les formulations de poudres cosmétiques. MÉTHODOLOGIES: FT4 Rhéomètre pour poudres de Freeman Technology a été utilisé pour determiner la fluidité et la compressibilité d'échantillons de formulation de poudres compactes contenant du talc, de la silice fumée et de l'amidon de maïs à des concentrations variables. La couleur des échantillons est évaluée par observation physique. RÉSULTATS: Les résultats montrent que la concentration de ces additifs influence la performance des formulations de poudres cosmétiques. L'amélioration de la compressibilité est évaluée par une augmentation du pourcentage de compressibilité alors que l'amélioration de la fluidité est évaluée par la réduction de l'énergie de flux pour chaque échantillon. Le talc présente une compressibilité améliorée à un minimum de 10 %, mais il faudrait plus de 20 % pour donner une meilleure performance de flux. La silice fumée présente une meilleure compressibilité à partir de 5% et cette performance augmente en tant que la concentration augmente jusqu'à 20%. Pour les effets de flux, la silice fumée montre une réduction de l'énergie de flux à partir de 5% et cet effet est plus radical lorsque la concentration augmente jusqu'à 20%. L'amidon de maïs, cependant, montre un effet inverse pour la compressibilité et la fluidité avec une énergie de flux augmente et une compressibilité décroissante avec la concentration d'amidon de maïs augmente. Il présente une meilleure compressibilité jusqu'à un maximum de 10 % et une meilleure fluidité seulement à des concentrations inférieures à 5 %. Pour un mélange d'amidon de maïs et de silice fumée à un total de 5%, la compressibilité et la fluidité sont augmentées en tant que la concentration d'amidon de maïs est réduite et celle de silice fumée augmentée.

Conclusion: La silice fumée et l'amidon de maïs est suitable pour remplacer le talc dans les formulations de poudres cosmétiques. Parmi les deux, la silice fumée a montré une meilleure compressibilité et de meilleurs effets de flux. Cependant, un mélange des deux poudres a eu des effets appropriés sur la compressibilité, le flux et la couleur de la formulation.

Keywords: color cosmetics; foundation; powder flow; talc; talc alternative.

MeSH terms

  • Cosmetics / chemistry*
  • Powders / chemistry*
  • Rheology
  • Silicon Dioxide / chemistry*
  • Starch / chemistry*
  • Talc / chemistry

Substances

  • Cosmetics
  • Powders
  • Talc
  • Silicon Dioxide
  • Starch