Microstructure design of CTAC:FA and BTAC:FA lamellar gels for optimized rheological performance utilizing automated formulation platform

The main objective of this paper was to optimize hair conditioner performance through variation of composition utilizing automated cosmetic formulation platform and advanced characterization techniques as well as develop understanding of how performance (wet combing and wet lubrication) of hair conditioner is affected by its rheology (i.e. yield stress) and controlled breakdown of the formulations (dilution). The experimental results show that yield stress greatly impacts rheology, stability and performance of the lamellar gels for hair conditioning.All samples were prepared on the Chemspeed Flex Formax. A mechanical rheometer was used to measure bulk viscosity and yield stress in each sample. Dia-stron tensile tester was used to measure the lamellar gels ability to reduce combing force. Potential stronger lamellar gel network formation in the formed lamellar gels potentially leads to higher yield stress exhibited. Viscosity values were also measured after a controlled breakdown (i.e. dilution) of each sample. This was also carried out using a mechanical rheometer.Yield stress of the formulations was engineered through composition variation and was recorded in each system. The highest yield stress value is 251.179 Pa at a BTAC/CA ratio of 6:10, and the lowest yield stress is 50.14 Pa at a BTAC/CA ratio of 6:5. The highest yield stress value is 50.14 Pa at a CTAC/CA ratio of 6:10, and the lowest yield stress is 19.98 Pa at a CTAC/CA ratio of 2:10. The highest overall yield stress values can also be observed in the BTAC/CA system, whereas the CTAC/CA system has relatively lower yield stress values. Dilution of each formulation caused a breakdown in viscosity of each formulation with the formulations with highest yield stress maintaining higher viscosity than the other formulations. The formulations with highest yield stress in each system which also maintains the highest dilution viscosity (6% BTAC/10% CA and 6% CTAC/10% CA) have the best effect on reducing overall combing force, that is from dry hair tress to wet hair tress and after product is rinsed off. At a BTAC/CA system of ratio 6:5, there is an 89% reduction in combing force and a 95% reduction in combing force in the BTAC/CA system of ratio 6:10. At a CTAC/CA system of ratio 2:10, there is a 65% reduction in combing force and a 88% reduction in combing force in the CTAC/CA system of ratio 6:10. A 'conditioned' soft feel was observed on each hair tress as the sample was applied and after it was rinsed off.The overall performance of the lamellar gels for hair conditioning can be engineered through optimization of the formulation microstructure and formulation microstructure breakdown on dilution.L'objectif principal de ce document est d'optimiser les performances des après-shampooing grâce à la variation de sa composition en utilisant une plateforme de formulation cosmétique automatisée et des techniques de caractérisation avancées, ainsi qu’en comprenant mieux comment les performances (peignage humide et lubrification humide) de l’après-shampooing sont affectées par sa rhéologie (c.-à-d. limite élastique) et répartition contrôlée des formulations (dilution). Les résultats expérimentaux montrent que la limite d'élasticité a un impact important sur la rhéologie, la stabilité et les performances des gels lamellaires pour le conditionnement des cheveux. MÉTHODÉS: Tous les échantillons ont été préparés sur le Chemspeed Flex Formax. Un rhéomètre mécanique a été utilisé pour mesurer la viscosité en vrac et la limite élastique dans chaque échantillon. Un testeur de traction Dia-stron a été utilisé pour mesurer la capacité des gels lamellaires à réduire la force de peignage. La formation d'un réseau de gel lamellaire potentiellement plus fort dans les gels lamellaires formés conduit potentiellement à une limite d'élasticité plus élevée. Les valeurs de viscosité ont également été mesurées après une dilution de chaque échantillon. Cela a également été réalisé à l'aide d'un rhéomètre mécanique. RÉSULTATS: La limite d'élasticité des formulations a été modifiée par variation de la composition et a été enregistrée dans chaque système. La limite d'élasticité la plus élevée est de 251,179 Pa à un rapport BTAC/CA de 6,10 et la limite d'élasticité la plus basse est 50,14 Pa à un rapport BTAC/CA de 6: 5. La valeur de limite d'élasticité la plus élevée est de 50,14 Pa à un rapport CTAC/CA de 6,10 et la contrainte d'élasticité la plus basse est de 19,98 Pa à un rapport CTAC/CA de 2:10. Les valeurs globales de contrainte d'écoulement les plus élevées peuvent également être observées dans le système BTAC/CA tandis que le système CTAC/CA a des valeurs de contrainte d'écoulement relativement plus faibles. La dilution de chaque formulation a provoqué une dégradation de la viscosité de chaque formulation, les formulations ayant la limite d'élasticité la plus élevée conservant une viscosité plus élevée que les autres formulations. Les formulations avec la limite d'élasticité la plus élevée dans chaque système qui maintient également la viscosité de dilution la plus élevée (6% BTAC/10% CA et 6% CTAC/10% CA) a le meilleur effet sur la réduction de la force de peignage globale, c'est-à-dire des cheveux secs aux cheveux mouillés tressées et après que le produit soit rincé. Dans un système BTAC/CA de rapport 6: 5, il y a une réduction de 89% de la force de peignage et une réduction de 95% de la force de peignage dans le système BTAC/CA de rapport 6:10. Dans un système CTAC/CA de rapport 2:10, il y a une réduction de 65% de la force de peignage et une réduction de 88% de la force de peignage dans le système CTAC/CA de rapport 6:10. Une sensation de douceur a été observée sur chaque tresse lors de l'application de l'échantillon et après le rinçage.Les performances globales des gels lamellaires pour le conditionnement des cheveux peuvent être conçues par l'optimisation de la microstructure de formulation et la décomposition de la microstructure de formulation lors de la dilution.