Tabir Surya

Latar Belakang

Citra orang yang sehat saat ini tidak harus mencakup kulit cokelat yang dalam dan gelap. Penelitian telah mengaitkan paparan sinar ultraviolet matahari dengan kanker kulit, kerutan dini, dan masalah kulit lainnya. Sementara pakaian pelindung seperti topi, celana, dan kemeja lengan panjang adalah penghalang paling efektif melawan sinar yang merusak ini, losion tabir surya juga memberikan perlindungan yang luar biasa bagi kulit.

Cahaya yang dipancarkan oleh matahari terdiri dari tiga pita frekuensi radiasi:inframerah, tampak, dan ultraviolet. Dari ketiganya, hanya ultraviolet yang berbahaya bagi kebanyakan manusia. Radiasi ultraviolet (UV) selanjutnya dibagi menjadi tiga kategori:UVA, UVB, dan UVC. Radiasi UVA menembus kulit tanpa membakar lapisan permukaan. Sinar ini dapat menembus hingga kedalaman 0,04 inci (1,0 mm) dan menyebabkan kerusakan pada membran sel dan sistem kekebalan tubuh. Radiasi UVA telah dikaitkan dengan kanker kulit dan penuaan dini serta kerutan pada kulit. Radiasi UVB bertanggung jawab atas rasa sakit, luka bakar merah yang dialami orang setelah terpapar sinar matahari dalam waktu lama. Sinar UVB juga menyebabkan kanker kulit dan dapat merusak kornea dan lensa mata. Kategori ketiga, radiasi UVC, umumnya diserap oleh atmosfer bumi dan tidak dianggap berbahaya. Lotion tabir surya yang memberikan perlindungan terhadap radiasi UVA dan UVB dikenal memiliki spektrum perlindungan yang luas.

Ada dua jenis dasar lotion tabir surya di pasaran:produk yang menembus lapisan terluar kulit untuk menyerap sinar ultraviolet, dan produk yang melapisi permukaan kulit untuk bertindak sebagai penghalang fisik terhadap sinar ultraviolet. Kedua jenis ini diberi peringkat dengan faktor perlindungan matahari (SPF), yang memungkinkan konsumen mengetahui seberapa besar perlindungan terhadap sinar UVB yang diberikan produk. SPF suatu produk adalah rasio waktu yang dibutuhkan kulit seseorang yang terlindungi untuk memerah setelah terkena sinar matahari dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan kulit orang yang tidak terlindungi untuk memerah. Misalnya, produk dengan SPF15 berarti bahwa seseorang yang kulitnya yang tidak terlindungi akan memerah dalam sepuluh menit dapat mengoleskan produk dan bertahan di bawah sinar matahari 15 kali lebih lama, atau 150 menit, sebelum mereka terbakar sinar matahari.

Para peneliti sejak lama percaya bahwa sinar UVB—sinar yang benar-benar menyebabkan kulit terbakar—bertanggung jawab penuh atas semua bentuk kanker kulit. Namun, penelitian terbaru membuktikan bahwa sinar UVA juga bertanggung jawab. Meskipun banyak tabir surya sekarang mengandung pelindung UVA, saat ini tidak ada standar yang ditetapkan oleh Food and Drug Administration (FDA) untuk perlindungan terhadap sinar UVA. Peringkat SPF pada suatu produk hanya berlaku untuk perlindungan terhadap sinar UVB. FDA memerlukan peraturan dan pengujian yang ketat sebelum pembuatan lotion tabir surya baru. Produsen tabir surya melalui proses yang mahal dan panjang untuk mendapatkan persetujuan FDA. Persetujuan ini memberi wewenang kepada produsen untuk menghasilkan formulasi yang tepat yang diterapkan dan dibatasi hanya untuk satu peringkat SPF dan satu penggunaan tertentu.

Pengembangan dan Pengujian

Target pasar saat ini untuk tabir surya sangat terspesialisasi. Produk tabir surya terus dikembangkan untuk memenuhi perubahan kebutuhan konsumen tertentu. Misalnya, formulasi untuk atlet mungkin mengandung bahan yang lebih tahan air dan tahan keringat untuk memberikan perlindungan hingga delapan jam. Atlet mungkin juga menginginkan losion yang terasa kering agar tidak mempengaruhi cengkeraman mereka. Kulit anak-anak lebih sensitif daripada orang dewasa karena lapisan terluarnya lebih tipis. Ini mendukung pengamatan bahwa sebagian besar kerusakan kulit akibat sinar matahari terjadi selama masa kanak-kanak dan awal masa remaja. Tabir surya yang dikembangkan untuk pasar anak-anak cenderung mengandung bahan-bahan alami seperti lidah buaya dan vitamin E.

Dalam tahap pengembangan tabir surya baru, tim ahli kimia dan teknisi laboratorium mengembangkan formulasi tabir surya dari bahan sintetis dan alami. Formulasi awal dibuat dalam jumlah 10 galon (38 1) dan disimpan dalam tong baja tahan karat. Formulasi awal ini diuji dan diselesaikan sebelum aplikasi ke FDA untuk persetujuan dibuat. Persetujuan FDA memerlukan pengujian lebih lanjut yang dapat dilakukan di rumah atau oleh laboratorium luar. Contoh jenis pengujian yang diperlukan untuk persetujuan FDA termasuk pengujian untuk mengukur faktor perlindungan matahari yang efektif menurut pedoman FDA, pengujian untuk menentukan seberapa aman produk tersebut digunakan pada kulit, dan pengujian untuk mengukur toleransi lotion yang tahan air.

Bahan Baku

Banyak kombinasi bahan sintetis dan alami dapat digunakan dalam formulasi tabir surya tunggal. Formulasi umumnya diarahkan pada peringkat SPF tertentu atau kebutuhan kelompok konsumen tertentu. Mungkin bahan sintetis paling terkenal yang digunakan untuk perlindungan terhadap sinar UVA adalah avobenzone, atau Parsol 1789, yang digunakan dalam produk di seluruh dunia. Perlindungan spektrum luas disediakan oleh bahan sintetis lain seperti benzofenon dan oksibenzon, yang melindungi dengan menyerap sinar UV. PABA (asam paraaminobenzoic) pernah menjadi bahan tabir surya penyerap UV yang populer, tetapi dapat menyebabkan iritasi kulit pada beberapa orang dan sekarang digantikan oleh Padimate-O, turunan dari PABA. Bahan sintetis spektrum luas lainnya adalah octyl methoxycinnamate dan menthyl anthranilate.

Titanium dioksida adalah mineral alami dan bahan populer untuk perlindungan spektrum luas. Titanium dioksida bekerja dengan menghamburkan sinar UV alih-alih menyerapnya. Meskipun tidak buram seperti seng oksida, ia memiliki efek pemutihan yang serupa pada peringkat SPF yang lebih tinggi. Antioksidan sering dikombinasikan dengan titanium dioksida untuk memperlambat oksidasi minyak dan dengan demikian menunda kerusakan lotion. Beberapa contoh antioksidan alami adalah vitamin E dan C, minyak dedak padi dan minyak biji wijen. Antioksidan populer lainnya dalam kategori alami adalah teh hijau. Banyak produk tabir surya yang lebih baru juga mengandung aditif yang menenangkan dan melembapkan kulit seperti lidah buaya dan chamomile.

Manufaktur
Proses

Produk tabir surya dapat diproduksi, dibotolkan, dan dikirim dari satu fasilitas, atau sebagian dari pekerjaan ini dapat ditangani di luar perusahaan. Proses manufaktur yang sepenuhnya otomatis yang dijelaskan di sini menggunakan beberapa dari kedua pendekatan tersebut.

Memformulasi lotion

• 1 Air dimurnikan menggunakan metode yang disebut reverse osmosis. Reverse osmosis mengekstrak air murni dan segar dengan memaksa air di bawah tekanan melalui membran semipermeabel yang memisahkan molekul air murni dari garam dan kotoran lainnya.

• 2 Bahan dibeli dari sumber luar dan dicampur dengan air murni sesuai resep formulasi akhir. Resep dicatat pada lembar tong yang mencantumkan pengukuran yang tepat untuk setiap bahan. Pengukuran dikonversi dari resep awal 10 galon (38 1) yang digunakan dalam tahap pengembangan menjadi jumlah yang lebih besar untuk penggunaan komersial.

Membuat wadah

• 3 Fasilitas blow moulding memproduksi wadah plastik untuk tabir surya. Dalam beberapa kasus ini dilakukan di luar perusahaan. Blow moulding adalah metode di mana termoplastik, plastik yang melunak ketika dipanaskan dan mengeras ketika didinginkan, diekstrusi ke dalam tabung, yang disebut parison, dan ditempatkan ke dalam cetakan terbuka. Cetakan ditutup di sekitar parison yang dipanaskan, dan parison dijepit di bagian bawah untuk membentuk segel. Udara terkompresi dihembuskan melalui bagian atas parison yang memaksa plastik lunak untuk mengembang ke dinding bagian dalam cetakan, menciptakan bentuk wadah.
• 4 Wadah dipindahkan ke fasilitas pencetakan di mana logo dan informasi produk dicetak dan, dalam beberapa kasus, dicap ke wadah. Stamping timbul foil logam tipis ke permukaan wadah dalam bentuk yang diinginkan, biasanya logo. Wadah yang dicetak atau dicap kemudian disimpan untuk digunakan saat dibutuhkan.

Mengisi wadah

• 5 Tangki baja tahan karat dengan kapasitas hingga 1.000 galon (3784 1) digunakan dalam proses pengisian. Pengisian dilakukan di ruang terpisah yang steril dengan sistem konveyor dari banyak jalur masuk. Operator mesin memantau proses otomatis. Wadah dan tutup memasuki ruang pengisian di jalur konveyor. Lotion tabir surya mengalir dari tong melalui pipa baja tahan karat ke mesin pengisian bertekanan yang memasukkan nosel yang dapat ditarik ke dalam setiap wadah dan mengisinya dengan lotion tabir surya dalam jumlah yang terukur.

Menutup wadah

• 6 Sebagian besar kontainer ditutup secara otomatis di sepanjang jalur produksi. Beberapa wadah termasuk tutup dengan pompa untuk memudahkan pengeluaran tabir surya. Tutup pompa ini memerlukan perakitan manual oleh operator saat wadah meninggalkan fase pengisian.

Pengiriman

• 7 Kontainer yang diisi dan ditutup dikotak dalam jumlah 12 untuk dipelet dan diamankan ke selip dengan pembungkus menyusut untuk diangkut ke distributor.

Produk Sampingan/Limbah

Potongan plastik yang disanitasi dari proses pencetakan wadah digiling kembali dan digunakan lagi dalam pencetakan. Wadah yang memiliki telah melalui proses pencetakan dan memiliki kekurangan yang diteruskan ke perusahaan lain dan dijadikan produk seperti patio furniture.

Masa Depan

Para peneliti melihat ke alam untuk mencari gelombang berikutnya dalam pengembangan tabir surya. Beberapa tanaman memiliki pertahanan alami terhadap sinar matahari yang merusak. Misalnya alga sel tunggal yang disebut Dunaliella Bardawil yang tumbuh subur di Laut Mati dan gurun Sinai membuat tabir surya sendiri. Para ilmuwan di Weizmann Institute of Science di Rehovot, Israel, mengisolasi protein yang dihasilkan tanaman ini ketika sinar matahari terlalu intens. Protein bertindak sebagai deflektor matahari dengan menyalurkan cahaya ke tempat fotosintesis berlangsung. Kelebihan cahaya yang dapat mengganggu fotosintesis dijauhi oleh pigmen kuning-oranye yang dihasilkan oleh alga.

Tubuh manusia juga memiliki pertahanan alami yang disebut melanin. Melanin adalah pigmen hitam kecoklatan yang ditemukan di kulit dan rambut. Ini mencerminkan dan menyerap sinar ultraviolet untuk memberikan spektrum perlindungan yang luas. Orang berkulit gelap memiliki konsentrasi melanin yang lebih tinggi dan, akibatnya, memiliki insiden kanker kulit yang lebih rendah serta tanda-tanda fisik dan medis penuaan kulit yang lebih sedikit. Melanin pernah susah payah dikumpulkan dengan ekstraksi dari sumber eksotis seperti ikan sotong dan biaya sekitar $3.000 per ons ($101 per ml). Namun sekarang dapat dibuat dengan prosedur murah menggunakan stoples fermentasi. Salah satu teknologi yang digunakan sebagai metode untuk memasukkan melanin ke dalam lotion tabir surya adalah dengan mengenkapsulasinya ke dalam mikrospon yang menahan melanin di permukaan kulit yang paling efektif. Mikrospon tidak terlihat oleh mata, dan hanya dapat dilihat di bawah mikroskop. Para peneliti terus mendapatkan persetujuan untuk banyak penggunaan melanin alami dan sintetis sebagai bahan dalam formulasi tabir surya.