This thesis focuses on the development and optimization of the colloidal stability of a complex cosmetic formulation: a Water-in-Oil (W/O) emulsion foundation. The primary objective was to ensure the structural integrity of the product under extreme mechanical and thermal stress, simulating global transport and storage conditions. The research investigated the synergy between the Emulium Illustro emulsifier and a hybrid rheological system composed of Bentone 38 V and Xanthan Gum. Using Lumisizer technology, an accelerated stability analysis was performed via analytical photocentrifugation, allowing for the calculation of the Instability Index and the prediction of long-term phase separation phenomena. The results demonstrated that optimizing the phase addition sequence and controlling droplet size (based on Stokes' Law) are critical parameters for preventing coalescence and syneresis. The final thermal stress protocol (cycling from -10°C to +40°C) confirmed the robustness of the formula, ensuring a product that meets high-end industrial standards.

Il presente lavoro di tesi riguarda lo sviluppo e l'ottimizzazione della stabilità colloidale di una formulazione cosmetica complessa: un fondotinta in emulsione acqua-in-olio (W/O). L'obiettivo principale è stato quello di garantire l'integrità strutturale del prodotto sottoposto a stress meccanici e termici estremi, simulando le condizioni di trasporto e stoccaggio globale. La ricerca si è focalizzata sulla sinergia tra l'emulsionante Emulium Illustro e un sistema reologico ibrido composto da Bentone 38 V e Xanthan Gum. Attraverso l'utilizzo della tecnologia Lumisizer, è stata effettuata un'analisi di stabilità accelerata mediante fotocentrifugazione analitica, permettendo di calcolare l'Instability Index e di prevedere i fenomeni di separazione di fase a lungo termine. I risultati hanno dimostrato che l'ottimizzazione della sequenza di addizione delle fasi e il controllo della dimensione delle gocce (basato sulla Legge di Stokes) sono parametri critici per prevenire la coalescenza e la sineresi. Il protocollo finale di stress termico (cicli da -10°C a +40°C) ha confermato la robustezza della formula, garantendo un prodotto conforme agli standard industriali di alta gamma.

Progettazione di un fondotinta acqua in olio ad alte prestazioni

CESARO, ELISA
2025/2026

Abstract

This thesis focuses on the development and optimization of the colloidal stability of a complex cosmetic formulation: a Water-in-Oil (W/O) emulsion foundation. The primary objective was to ensure the structural integrity of the product under extreme mechanical and thermal stress, simulating global transport and storage conditions. The research investigated the synergy between the Emulium Illustro emulsifier and a hybrid rheological system composed of Bentone 38 V and Xanthan Gum. Using Lumisizer technology, an accelerated stability analysis was performed via analytical photocentrifugation, allowing for the calculation of the Instability Index and the prediction of long-term phase separation phenomena. The results demonstrated that optimizing the phase addition sequence and controlling droplet size (based on Stokes' Law) are critical parameters for preventing coalescence and syneresis. The final thermal stress protocol (cycling from -10°C to +40°C) confirmed the robustness of the formula, ensuring a product that meets high-end industrial standards.
2025
Engineering a high-performance water-in-oil foundation
Il presente lavoro di tesi riguarda lo sviluppo e l'ottimizzazione della stabilità colloidale di una formulazione cosmetica complessa: un fondotinta in emulsione acqua-in-olio (W/O). L'obiettivo principale è stato quello di garantire l'integrità strutturale del prodotto sottoposto a stress meccanici e termici estremi, simulando le condizioni di trasporto e stoccaggio globale. La ricerca si è focalizzata sulla sinergia tra l'emulsionante Emulium Illustro e un sistema reologico ibrido composto da Bentone 38 V e Xanthan Gum. Attraverso l'utilizzo della tecnologia Lumisizer, è stata effettuata un'analisi di stabilità accelerata mediante fotocentrifugazione analitica, permettendo di calcolare l'Instability Index e di prevedere i fenomeni di separazione di fase a lungo termine. I risultati hanno dimostrato che l'ottimizzazione della sequenza di addizione delle fasi e il controllo della dimensione delle gocce (basato sulla Legge di Stokes) sono parametri critici per prevenire la coalescenza e la sineresi. Il protocollo finale di stress termico (cicli da -10°C a +40°C) ha confermato la robustezza della formula, garantendo un prodotto conforme agli standard industriali di alta gamma.
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