Feit of fabel: blijven zuivere mineralen op water drijven?

Hoe weet je of je met zuivere minerale make-up te maken hebt zonder toevoegingen? Is de watertest het bewijs?

We zijn ons vandaag de dag niet alleen steeds bewuster van hetgeen we in ons lichaam opnemen (denk aan biologisch vlees, onbespoten groenten, super foods), maar ook van hetgeen we op ons lichaam aanbrengen. Het is niet voor niets dat organische of natuurlijke cosmetica met een ware opmars bezig is. Ook minerale make-up wint steeds meer terrein, doordat consumenten cosmeticamerken met schadelijke of ongezonde toevoegingen links laten liggen. Of dat nou terecht is of niet, de angst regeert.

Verschillen tussen minerale make-up

Wel bestaat er nogal het nodige kwaliteitsverschil tussen de verschillende minerale merken. Daarbij gaat het vooral om het onderscheid tussen zuivere, 100% pure minerale make-up en minerale make-up met toevoegingen, die naar sommigen zeggen, minder goed zijn voor de huid. Denk daarbij aan toevoegingen als talk, minerale oliën, siliconen en andere ingrediënten om het product structuur te geven, geurstoffen, niet minerale kleurstoffen en soms alcohol.

Leestip: In dit artikel vertelt dokter Catharine Meijer over het kwaliteitsverschil in minerale make-up.

De watertest is – naar zeggen – een methode om zuivere minerale make-up te onderscheiden van onzuivere minerale make-up, ofwel de make-up met toevoegingen. De zuivere variant blijft drijven op water, de onzuivere niet. Bekijk ook het volgende filmpje:

BeautyJournaal steekt haar licht op bij wetenschapper Jaap Bastiaans en geoloog Paul Reemst

Maar hoe betrouwbaar en wetenschappelijk correct is de watertest eigenlijk? En hoe is het mogelijk dat je met alleen een glas water het spreekwoordelijke kaf van het koren kan scheiden? Corine dook in de materie en ging op onderzoek uit. Ze sprak hiervoor met Ir. Jaap Bastiaans, wetenschapper bij JC Imp, en importeur van merken als Colorescience dat de minerale watertest in het leven riep. Ook legde ze haar oor te luister bij geoloog dr. Paul Reemst die weer alles mineraal gesteente weet.

Om te beginnen… wat zijn mineralen precies?

Een mineraal is een enkelvoudige om samengestelde stof die in de vrije natuur in vaste vorm (dus niet vloeibaar of als gas) voorkomt en gevormd is door geologische processen. Mineralen bestaan vaak uit twee of meer zogenaamde elementen. Denk aan de elementenkaart, zoals die vroeger ongetwijfeld in je scheikundelokaal aan de wand hing.

Van giftig tot radioactief tot superveilig

Er zijn op dit moment bijna 5000 geïdentificeerde mineralen, waarvan 600 verschillende mineralen waarover voldoende bekend is om ze toe te passen. Allemaal met andere eigenschappen. Sommigen daarvan zijn giftig (ook asbest is een mineraal), anderen zijn zwaar radioactief. En weer andere mineralen zijn volstrekt veilig en hebben van nature een mooi kleurtje, wat ze heel geschikt maakt voor gebruik in make-up.

Mineralen in cosmetica: om kleur te geven

De mineralen zinkoxide en titaniumdioxide worden in cosmetica gebruiken. Ze hebben UV-werende eigenschappen. Zinkoxide refracteert (breekt ze af) de UV-stralen, titaniumdioxide reflecteert ze (als een spiegel). Samen beschermen ze zowel tegen UV-A als UV-B straling.

De Mineral Finish Pressed Foundation van ColoreScience bevat 21,2% Titaniumdioxide en 12,1% Zinkoxide voor een breedbandige zonbescherming.

IJzer

Ook ijzeroxide, ofwel roest (!), wordt veel gebruikt, en wel in de variant van Fe2O3 (dit betekent een molecuul dat is opgebouwd uit twee ijzer (Fe) atomen en drie zuurstof (O) atomen ), vanwege de kleur. IJzeroxide is onder meer verkrijgbaar in rood en in geel.

IJzeroxide geeft cosmetica een rode kleur.

Mica

Mica is ook een veelgebruikt mineraal in cosmetica. Het heeft een brekende werking op licht, waardoor bijvoorbeeld donkere kringen minder zichtbaar worden. Carmine chromium oxide is tot slot een veelgebruikt mineraal om een groentint aan een product te geven. En groen camoufleert op zijn beurt roodheid in het gezicht.

Hoe kunnen mineralen eigenlijk blijven drijven op water?

Bij het al dan niet blijven drijven op water spelen twee principes een rol:

1. Het soortelijk gewicht
2. De oppervlaktespanning

Even een lesje natuurkunde… Het drijvende vermogen van stoffen in water wordt primair veroorzaakt door het soortelijk gewicht van het voorwerp dat in het water wordt gegooid. Is dit soortelijk gewicht groter dan 1 kg/liter (het soortelijk gewicht van water), dan zal het voorwerp zinken. Is het lager dan 1 kg/liter, dan zal het blijven drijven. Dit is de Wet van Archimedes.

Dus mineralen hebben een soortelijk gewicht dat kleiner is dan het soortelijk gewicht van water?

Niet per definitie. Het soortelijk gewicht van titaniumdioxide is bijvoorbeeld 4,23 kg/liter. Titaniumdioxide zinkt volgens Archimedes als een baksteen.

Er moet dus nog een ander natuurkundig principe zijn, waardoor zuivere minerale poeders blijven drijven….

Dat andere principe heeft te maken met de aantrekkingskracht tussen moleculen. Op microscopische schaal spelen deze krachten een belangrijke rol in het blijven drijven of juist zinken van voorwerpen. De cohesie van watermoleculen, zo noemen we de kracht waarmee de watermoleculen elkaar aantrekken, is de reden waarom water een oppervlaktespanning heeft.

Pas als je meer kracht op het wateroppervlak uitoefent, dan dat de cohesie groot is, zal een voorwerp door het wateroppervlak heen breken. Daarna bepaalt het soortelijk gewicht van het betreffende voorwerp of het blijft drijven of naar de bodem zakt.

Dus: ook oppervlaktespanning voorkomt dat minerale deeltjes zinken

Een voorbeeld kan dit verduidelijken: titaniumdioxide (TiO2) heeft een soortelijk gewicht van 4,23 kg/liter en zakt als een baksteen. MAAR, als het TiO2 deeltje dusdanig klein en daarmee licht is, dan houdt de oppervlaktespanning het deeltje tegen. Het blijft drijven. Net zoals sommige insecten over water kunnen lopen.

Wat er is met mijn minerale poeder als het toch door het water heen zakt?

Ook hieraan liggen twee principes ten grondslag:

1. Surfactanten
2. Te grote deeltjes

Surfactanten

Je minerale poeder zakt door het water heen wanneer er andere stoffen aan de mineralen zijn toegevoegd. Bijvoorbeeld oppervlakte actieve stoffen, die de oppervlaktespanning van het water verlagen, waardoor deeltjes er makkelijker doorheen zakken. Deze stoffen worden ook wel surfactanten genaamd en in make-up toegepast vanwege onder meer hun anti-microbiële werking (bron). Over toepassing surfactants bestaat bovendien de nodige discussie, vanwege de vermeende irriterende werking. Je leest er hier meer over.

Ook te grote deeltjes laten de boel zinken

Een andere reden waarom deeltjes in minerale make-up kunnen zinken, is dat ze zo groot zijn dat hun gewicht zelfs zonder oppervlaktespanningverlagers voldoende is om door het wateroppervlak heen te breken. Deze deeltjes zinken direct naar de bodem. En misschien nog wel belangrijker: te grote deeltjes geven geen mooie dekking op de huid en dat wil je juist wel!

Vaak zijn minerale cosmetica met (te) grote deeltjes wel een stuk goedkoper, want ze hoeven minder vermalen te worden. Echter, het resultaat is daar dan ook naar.

Voor een mooie minerale foundation begin je met een primer, gevolgd door de foundation en een setting mist. Van links naar rechts: ColoreScience Even Up, Natural Finish Pressed Foundation en Hydrating Setting Mist.

Leestip! In dit artikel legt Corine uit hoe je minerale make-up aanbrengt. Het heeft verrassend veel overeenkomsten met schilderen…

Hoe klein is klein?

ColoreScience gebruikt als enige cosmeticamerk in de wereld de watertest, waarmee het de kwaliteit van haar minerale producten wil aantonen. De deeltjesgrootte van de minerale make-up van ColoreScience varieert tussen de 0,11 en 0,18 micrometer (of omgerekend tussen 110 en 118 nanometer). Deze mineralen zijn voldoende klein om te blijven drijven. En nog belangrijker… te zorgen voor een hele goede dekking.

Nog wel even goed om te weten: deeltjes kleiner dan 100 nanometer worden door de cosmetica-regelgeving als nano beschouwd en dienen als zodanig te worden aangegeven op de ingrediëntenlijst van een verpakking.

Je hoort wel eens dat een coating van siliconen er ook voor zorgt dat minerale make-up blijft drijven, omdat siliconen niet in water oplosbaar zijn. Dat zou de watertest onbetrouwbaar maken….

Zinken of drijven heeft zoals gezegd niets te maken met niet-oplosbaarheid of waterafstotendheid, maar puur met het soortelijk gewicht van een deeltje, en de (on)mogelijkheid om door de waterbarrière heen te breken (oppervlaktespanning).

Uit nieuwsgierigheid doet Corine haar eigen watertest met de ColorFlo van Susan Posnick (links) en de Loose Mineral Foundation van ColoreScience (rechts). Opvallend is dat het water bij Colorescience perfect helder blijft, terwijl het water bij Susan Posnick toch ietwat troebel wordt en bubbeltjes vertoont. Een blik op de INCI-lijsten leert dat aan de ColorFlo van Susan Posnick nog vitamine A en E is toegevoegd. In dit geval geen schadelijke stoffen, maar wel het bewijs dat de watertest werkt.

Zou je titaniumdioxide omhullen met siliconen om het soortelijk gewicht van het product te verlagen en het op die manier te laten drijven, dan moet je zoveel siliconen gebruiken dat het gemiddelde soortelijke gewicht van het geheel kleiner dan 1 wordt. Kleiner dus dan het soortelijk gewicht van water. Dit is in de praktijk ongeveer 121 liter dimethicone (een silicone) per liter titaniumdioxide. Een verhouding van 121 staat tot 1. Bovendien: in make-up is de verhouding 1 deel titaniumdioxide op 121 delen dimethicone natuurlijk onzin. Je verkoopt dan een product dat vooral uit siliconen bestaat en nauwelijks uit mineralen (minder dan 1%). Ter vergelijking: de pressed foundations van ColoreScience bevatten 21,2% titaniumdoxide.

Dan nog zo’n gerucht… mineralen blijven drijven omdat ze voorzien zijn van een waterafstotende vettige matrix. Deze matrix zorgt ervoor dat de mineralen zich aan de huid kunnen hechten. Klopt dat?

Zoals gezegd heeft zinken of drijven heeft niets te maken met waterafstotendheid. En de vettige matrix wordt bovendien niet toegepast om de mineralen te laten hechten aan de huid – want daar zorgt de hechtende kracht tussen de minerale deeltjes en de huid wel voor – maar om ervoor te zorgen dat de mineralen in het doosje aan elkaar hechten. Je ziet dit veel bij de pressed foundations, anders zou het poeder zo uit het doosje vallen.

Een vettige matrix zorgt ervoor dat de minerale deeltjes bij een pressed foundation niet uit het doosje vallen. In dit geval de Natural Finish Pressed Foundation in Light Ivory van ColoreScience.

Waarom is de watertest het ultieme bewijs van zuivere mineralen? Valt dit nog op andere wijze aan te tonen?

Natuurlijk zijn er meer methoden om de aanwezigheid van bepaalde ingrediënten aan te tonen of de samenstelling van minerale make-up te analyseren. Daar heb je echter een laboratorium voor nodig, met zeer geavanceerde apparatuur. En dat is juist het mooie van deze test, heel robuust, duidelijk en zelf uit te voeren met simpelweg een glas water. Ook voor de consument.

En de INCI dan? Kan je op basis van de INCI-lijst de zuivere minerale make-up merken onderscheiden van de minder zuivere merken?

Er zijn zoveel INCI-ingrediënten die gebruikt kunnen en mogen worden, dat dit sowieso een bomen-bos-verhaal is voor de consument. Daar komt bij dat de INCI-naam van een mineraal in bijna 100% van de gevallen niet de naam van het mineraal zelf is, doordat de INCI is gebaseerd op de chemische internationale naamgeving, die afwijkt van de naamgeving van mineralen.

Een voorbeeld: De INCI-naam titaniumdioxide kan, afhankelijk van de kristalstructuur, drie mineralen representeren: Rutiel, Brookiet en Anataas. Maar Brookiet wordt niet toegepast in cosmetica en Anataas alleen in nano-vorm. Rutiel is daarentegen een goede een veel toegepaste UV-filter. Maar uit de INCI leid je dus helaas niet af of je met het mineraal Rutiel, Brookiet of Anataas te maken hebt. Daar zie je alleen staan: titamiumdioxide.

Talk, minerale olie, geurstoffen, kleurstoffen….

Kom je echter op de INCI talk, minerale oliën, geurstoffen of niet minerale kleurstoffen tegen, dan heb je maken met een product met toevoegingen. Wellicht – na het lezen van bovenstaand artikel – overbodig om te zeggen dat een dergelijk product niet zal slagen voor de watertest.

Meer info over de in dit artikel genoemde producten vind je op de website van ColoreScience.