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Fotoiniziatori e assorbitori/bloccanti UV: spettri, applicazioni e omologazioni

La radiazione ultravioletta (circa 200–400 nm) è uno strumento a doppio taglio nella moderna chimica dei materiali e dei beni di consumo: viene utilizzata deliberatamente per polimerizzare sistemi di rivestimento liquido, inchiostri da stampa, adesivi e otturazioni dentali in frazioni di secondo – e al tempo stesso deve essere tenuta lontana da plastiche, rivestimenti, imballaggi e pelle umana per evitare la fotossidazione, l'ingiallimento, l'infragilimento o il danneggiamento cutaneo. Il primo compito è svolto dai fotoiniziatori, che assorbono la luce UV e generano da essa radicali reattivi (o cationi) che avviano una polimerizzazione. Il secondo è svolto dagli assorbitori UV (molecole cromoforiche che convertono la radiazione UV in calore), dai bloccanti UV inorganici (particelle semiconduttrici come il diossido di titanio e l'ossido di zinco, che riflettono e diffondono la luce UV e la assorbono tramite il loro band gap) e dagli HALS (hindered amine light stabilisers), che non assorbono essi stessi luce UV ma catturano i radicali formati durante la fotossidazione.

Entrambi i gruppi di sostanze sono presenti praticamente in ogni ambito della vita: nei rivestimenti per mobili, nelle vernici trasparenti automobilistiche, nelle resine per stampa 3D, nelle otturazioni dentali, negli inchiostri per etichette e imballaggi, nelle creme solari, nei film e negli involucri in plastica e nelle formulazioni cosmetiche.

Questo articolo riassume i più importanti fotoiniziatori utilizzati a livello industriale (tipo I e tipo II) così come gli assorbitori e bloccanti UV (organici, inorganici, HALS) – con i valori λmax e gli intervalli di assorbimento, le applicazioni tipiche, lo stato di omologazione (cosmetici, contatto alimentare, dispositivi medici) e i nomi commerciali. Tutti i valori sono tratti dalle schede tecniche dei produttori, da PubChem, ECHA/REACH, CosIng e dai database dell'Allegato VI UE, da documenti FDA e dalla letteratura specialistica; le relative fonti sono collegate direttamente nel testo e riportate nuovamente in fondo.

Parte 1: fotoiniziatori

I fotoiniziatori sono suddivisi in due classi in base al loro meccanismo di reazione:

Tipo I (Norrish tipo I, α-scissione): la molecola assorbe un fotone e si scompone direttamente in due frammenti radicalici. Rappresentanti tipici sono le idrossiacetofenoni, il benzile dimetilchetale, gli eteri della benzoina e le (bis)acilfosfine ossido.

Tipo II (sottrazione di idrogeno): la molecola di fotoiniziatore eccitata sottrae un atomo di idrogeno a un donatore di idrogeno (di solito un'ammina terziaria che agisce come co-iniziatore o sinergizzante); questo produce un radicale iniziante sul donatore e un radicale chetilico inattivo. Rappresentanti tipici sono il benzofenone, i tioxantoni (ad esempio ITX) e i chinoni (ad esempio il canforchinone).

Fotoiniziatori di tipo I (α-scissione)

SostanzaN. CASλmax / intervallo di assorbimento (nm)Luce di polimerizzazione tipicaApplicazioniOmologazione / stato normativoProduttore / nomi commerciali
1-idrossicicloesil fenil chetone (HCPK)947-19-3 (PubChem)243 nm, 331 nm (IGM Resins)Lampada Hg; LED UV (365–385 nm)Arti grafiche, rivestimenti per legno, plastica e metallo, elettronica, adesivi, inkjet, stampa 3D (IGM Resins)Nessuna restrizione UE/FDA specifica per la sostanza notaIrgacure 184 (BASF); Omnirad 184 (IGM Resins) (ChemicalBook)
2-idrossi-2-metil-1-fenilpropan-1-one (HMPP)7473-98-5 (IGM Resins)244 nm, 330 nm; intervallo circa 300–365 nm (IGM Resins; Ataman Chemical)Lampada Hg e LED UV 365/385/395 nmInchiostri e rivestimenti a polimerizzazione LED, vernici di sovrastampa (Ataman Chemical)Nessuna classificazione SVHC o CMR notaDarocur/Irgacure 1173 (BASF); Omnirad 1173 (IGM Resins)
Irgacure/Omnirad 2959106797-53-9 (J-GLOBAL)274 nm, 330 nm (IGM Resins)UV-A circa 365 nm (luce di Wood/LED)Fotoiniziatore standard per sistemi a base acquosa nonché per la reticolazione di idrogeli, l'incapsulamento cellulare e il bioprinting 3D, grazie alla sua bassa citotossicità (ScienceDirect)Descritto come «minimamente tossico» nella letteratura sulle colture cellulari; nessuna classificazione SVHC o CMR notaIrgacure 2959 (BASF); Omnirad 2959 (IGM Resins)
Irgacure/Omnirad 369119313-12-1 (PubChem)232 nm, 323 nm (IGM Resins)Lampada Hg / LED UVSistemi pigmentati a polimerizzazione UV (Ciba TDS)Nessuna classificazione SVHC o CMR notaIrgacure 369 (BASF); Omnirad 369 (IGM Resins)
Irgacure/Omnirad 90771868-10-5 (PubChem)230 nm, 303 nm (IGM Resins)LED UV / lampada HgInchiostri offset UV, resist per saldatura, sistemi pigmentati (IGM Resins)Repr. 1B, H360FD (può nuocere alla fertilità o al feto); Acute Tox. 4, H302 (REACH Baden-Württemberg)Irgacure/Omnirad 907; Speedcure 97 (Lambson); Genocure PMP
Benzil dimetil chetale (BDK)24650-42-8 (PubChem)n.d.Lampada HgIniziatore di tipo I per impieghi generali, per sistemi trasparenti e pigmentatiNessuna classificazione SVHC o CMR notaIrgacure/Omnirad 651 (BASF/IGM); Lucirin BDK; Esacure KB1
Benzoino metil etere3524-62-7 (Sigma-Aldrich)n.d. (qualitativamente circa 300–350 nm) (OSTI)Lampada Hg (tecnologia tradizionale)Storico: inchiostri da stampa UV, rivestimenti per legno e carta, rivestimenti per fibre otticheIn gran parte sostituito da idrossiacetofenoni e ossidi di acilfosfinaDisponibile come prodotto generico
Benzoino etil etere574-09-4 (PubChem)n.d.Lampada Hg (tecnologia tradizionale)Storico: inchiostri da stampa UV, rivestimenti per legno e carta (Chemicalland21)In gran parte dismessoDisponibile come prodotto generico
TPO – difenil(2,4,6-trimetilbenzoil)fosfina ossido75980-60-8 (PubChem)275 nm, 379 nm (IGM Resins)LED UV 385/395/405 nmInkjet, stampa 3D, compositi dentali, unghie in gel UV (IGM Resins)SVHC dal 14 giugno 2023; CMR Cat. 1B dal Regolamento delegato (UE) 2024/197; vietato nell'allegato II del Regolamento cosmetici UE dal 1 settembre 2025 (riguarda principalmente i prodotti per unghie in gel UV) (HPRA); nella lista di idoneità EuPIA per il contatto indiretto con alimenti da aprile 2023 (Printcolor)Lucirin TPO (BASF); Omnirad TPO (IGM Resins)
TPO-L – etil(2,4,6-trimetilbenzoil)fenilfosfinato84434-11-7 (PubChem)n.d.LED UVVernici trasparenti, sistemi pigmentati bianchi a bassa tendenza all'ingiallimento (ChemicalBook)Nessuna classificazione SVHC o CMR specifica per la sostanza nota (il n. CAS differisce da quello del TPO)Lucirin/Omnirad TPO-L
BAPO – fenilbis(2,4,6-trimetilbenzoil)fosfina ossido162881-26-7 (ChemicalBook)237 nm, 275 nm, 380 nm (IGM Resins)LED UV 365/385/405 nmSistemi pigmentati bianchi, polimerizzazione in profondità di strati spessi, compositi dentali, polimerizzazione di vetroresina (IGM Resins)Nessuna classificazione SVHC o CMR nota (strutturalmente affine al TPO, ma classificato separatamente)Irgacure 819 (BASF); Omnirad 819/380 (IGM Resins)

Fotoiniziatori di tipo II (astrazione di idrogeno, richiesto co-iniziatore)

SostanzaN. CASλmax / intervallo di assorbimento (nm)Luce di polimerizzazione tipicaApplicazioniOmologazione / stato normativoProduttore / nomi commerciali
Canforchinone (CQ)10373-78-1 (Fisher Scientific)λmax ≈ 468 nm; assorbimento ca. 360–510 nm (Sinocure; PMC)Luce LED blu ca. 450–470 nmCompositi e otturazioni dentali, adesivi dentali, lenti acriliche (Sinocure)Dispositivo medico di Classe II (FDA 21 CFR 872.3690); biocompatibilità testata secondo la serie ISO 10993 (compresa la ISO 10993-17 per estraibili e rilasciabili) (ACS Omega; Royal-Dent)Generico (dl-canforchinone); Sinocure CQ
Benzofenone119-61-9 (PubChem)251–252 nm, 333 nm (IGM Resins; Sartomer)Lampada Hg (a banda larga) + sinergista amminicoRivestimenti trasparenti e pigmentati, inchiostri da stampa, elettronica, materiali dentali (Sartomer)In valutazione delle sostanze presso l'ECHA (ECHA); da distinguere dai filtri UV cosmetici «benzofenone-1/-3», che dispongono di una propria valutazione SCCSOmnirad BP (IGM Resins); Speedcure BP (Lambson/Arkema)
Chetone di Michler90-94-8 (PubChem)n.d.Lampada Hg (come sensibilizzante)Co-iniziatore/sinergista amminico nei sistemi di tipo IISVHC; Carc. Cat. 1B (H350), Muta. 2 (H341), Eye Dam. 1 (H318) (ECHA) – in gran parte assente dalle formulazioni moderneNessun nome commerciale attuale noto
Isopropiltioxantone (ITX)5495-84-1 (PubChem)259 nm, 383 nm (Arkema/Sartomer)UV/LED UV, polimerizzazione in profondità 0,1–5 wt%Inchiostri da stampa (flexo, offset, serigrafia), rivestimenti industriali, inkjet, stampa di imballaggi (Arkema)La sostanza al centro del caso ITX/Tetra Pak del 2005 (si veda la sezione «Contesto normativo») — mai vietata, ma all'origine delle riformulazioni «a bassa migrazione» (BBC News)Speedcure (2-)ITX (Lambson); Omnirad ITX (IGM Resins)
2-clorotioxantone (CTX)86-39-5 (PubChem)ampio 350–420 nm, coefficienti più elevati a 400–420 nm (BenchChem; PMC)UV/LED UVPolimerizzazione UV (oggi in gran parte sostituito dall'analogo Speedcure CPTX)Nessuna classificazione SVHC o CMR notaSinocure CTX; storicamente Kayacure/Nisso/Quantacure CTX
Antrachinone84-65-1 (PubChem)251, 279, 321, 377 nm (PubChem)LED UV/UV vicino (come sensibilizzante)Composto base: colorante e intermedio chimico; i derivati sostituiti fungono da fotoiniziatori di tipo II (rassegna HAL)Nessuna classificazione SVHC o CMR del composto base notaNessun nome commerciale proprio (si veda 2-etilantrachinone)
2-Etilantrachinone84-51-5 (PubChem)256 nm, 327 nm (Sartomer)LED UV, 0,1–5 wt%Sistemi pigmentati, polimerizzazione LED, elettronica (Sartomer)Nessuna classificazione SVHC o CMR notaSpeedcure EAQ (Lambson/Arkema)

Contesto normativo per i fotoiniziatori

Regolamento (UE) n. 10/2011. Questo regolamento stabilisce l'"elenco dell'Unione" dei monomeri e degli additivi autorizzati per le materie plastiche destinate a venire a contatto con i prodotti alimentari (limite di migrazione specifica generico, SML, di 60 mg/kg; limite di migrazione globale 10 mg/dm²), ma non disciplina direttamente gli inchiostri da stampa, lasciandoli alle disposizioni nazionali (ad esempio l'allegato 10 parte A dell'Ordinanza svizzera sugli oggetti d'uso 817.023.217) e al principio NIAS ("sostanze aggiunte non intenzionalmente") (legislation.gov.uk; Printcolor).

L'elenco di idoneità EuPIA. L'associazione europea degli inchiostri da stampa EuPIA pubblica annualmente un elenco di fotoiniziatori e fotosinergisti considerati idonei per il contatto indiretto con gli alimenti; il TPO è stato aggiunto nell'aprile 2023 (EuPIA 2025).

TPO: un esempio di classificazioni in evoluzione. Il TPO è stato classificato come CMR di categoria 2 nel 2012; nel 2021 il comitato per la valutazione dei rischi dell'ECHA ha raccomandato la riclassificazione come CMR 1B (attuata con il regolamento delegato (UE) 2024/197); l'inserimento nell'elenco SVHC è seguito il 14 giugno 2023 e dal 1° settembre 2025 il TPO è elencato come sostanza vietata nell'allegato II del regolamento europeo sui cosmetici, un divieto che riguarda principalmente i gel UV e i prodotti ibridi per unghie, non gli inchiostri da stampa o i rivestimenti industriali (HPRA).

Compositi dentali e ISO 10993. I materiali da otturazione dentale contenenti canforchinone sono classificati negli Stati Uniti come dispositivi medici di classe II (21 CFR 872.3690); la loro biocompatibilità viene verificata secondo la serie di norme ISO 10993, a cui fa riferimento anche la guida della FDA sulla biocompatibilità dei dispositivi (guida FDA; ACS Omega).

Norme statunitensi per il contatto con gli alimenti. Negli Stati Uniti, i rivestimenti per contatto alimentare polimerizzati con UV e con fascio elettronico hanno ottenuto nel 2008 un'autorizzazione FDA più ampia attraverso la Food Contact Notification (FCN) 772; i singoli fotoiniziatori negli adesivi e nei rivestimenti rientrano inoltre nel 21 CFR Part 175 (RadTech).

Perché una lampada potente non eccita l'iniziatore sbagliato

Le tabelle sopra riportano uno o più massimi di assorbimento per ogni iniziatore. Questi valori non sono una nota a margine ma il criterio di selezione effettivo – perché l'eccitazione segue la sovrapposizione di due curve, non la potenza della lampada: l'irradianza spettrale della sorgente e l'assorbimento dell'iniziatore.

La velocità con cui inizia la polimerizzazione è proporzionale al numero di fotoni assorbiti dall'iniziatore, non al numero di fotoni che arrivano. Dove l'iniziatore non assorbe, la radiazione attraversa la formulazione o si trasforma in calore, e in nessuno dei due casi contribuisce alla polimerizzazione. Da ciò deriva una frase che manca regolarmente nelle discussioni di approvvigionamento:

Un LED a 395 nm con un'irradianza venti volte superiore non fa polimerizzare una formulazione HCPK venti volte più velocemente – non la fa polimerizzare affatto. L'HCPK assorbe a 243 e 331 nm; a 395 nm la banda si è già esaurita da tempo. Al contrario, pochi milliwatt per centimetro quadrato a 385 nm bastano per scindere in modo affidabile il TPO, che ha il suo massimo a 379 nm.

Questo diventa rilevante in pratica nel passaggio dalla lampada al mercurio a media pressione ai LED UV. La lampada a media pressione irradia in modo ampio e colpisce ogni iniziatore comune in qualche punto; perdona una formulazione non idonea. Un LED UV irradia in una banda larga da dieci a venti nanometri e non perdona nulla. Formulazioni che hanno funzionato in modo affidabile per trent'anni smettono di polimerizzare dopo il cambio – non perché la nuova sorgente sia più debole, ma perché irradia oltre l'iniziatore.

La seconda conseguenza riguarda la profondità. La radiazione a lunghezza d'onda corta viene consumata da un iniziatore fortemente assorbente nei primi micrometri superficiali – la superficie polimerizza e sotto resta molle. Le bande a lunghezza d'onda maggiore (TPO 379 nm, BAPO 380 nm, ITX 383 nm) penetrano più in profondità. Gli ossidi di acilfosfina portano con sé una proprietà che li rende indispensabili per sezioni spesse e sistemi pigmentati in bianco: essi si fotosbiancano man mano che reagiscono – il prodotto di reazione non assorbe più, e lo strato già polimerizzato lascia passare la luce verso le molecole sottostanti.

Nei sistemi pigmentati in bianco il biossido di titanio si aggiunge a questo effetto. Esso diffonde e assorbe così fortemente sotto i 400 nm circa che dopo pochi micrometri non rimane nulla di una sorgente a 365 nm. Qui polimerizza ancora solo ciò che agisce sul lato a lunghezza d'onda maggiore.

Quale sorgente eccita quale iniziatore?

Iniziatore λmax a onda lunga Hg a media pressione UV LED 365 nm UV LED 385 nm UV LED 395/405 nm LED blu 450–470 nm
Omnirad 907 303 nm forte molto debole nessuna nessuna nessuna
Omnirad 369 323 nm forte debole nessuna nessuna nessuna
Omnirad 2959 330 nm forte debole nessuna nessuna nessuna
HMPP (1173) 330 nm, intervallo fino a circa 365 nm forte moderata debole nessuna nessuna
HCPK (184) 331 nm forte debole nessuna nessuna nessuna
Benzofenone + sinergizzante amminico 333 nm forte debole nessuna nessuna nessuna
TPO 379 nm forte moderata forte debole nessuna
BAPO 380 nm forte moderata forte moderata nessuna
ITX 383 nm forte moderata forte debole nessuna
CTX ampio 350–420 nm forte moderata forte forte nessuna
Canforochinone 468 nm (360–510 nm) debole debole debole moderata forte

La valutazione segue la posizione della banda di assorbimento rispetto alle righe o alle lunghezze d'onda di picco della sorgente; i valori λmax sono ripresi dalle tabelle sopra. Non sostituisce né una scheda tecnica né una prova di polimerizzazione – il coefficiente di assorbimento molare sul fianco della banda, la concentrazione, lo spessore dello strato e la pigmentazione modificano tutti considerevolmente il risultato. Ma risponde alla domanda che viene prima di tutte: se sorgente e iniziatore siano compatibili in linea di principio.

La riga in basso è l'eccezione che confirma la regola. Il canforochinone assorbe nel visibile – motivo per cui le unità dentali lavorano con luce blu e non con UV. Una lampada UV, qualunque sia la sua potenza, è la sorgente sbagliata per un sistema a CQ.

Sovrapporre lo spettro della lampada alla banda di assorbimento

La sovrapposizione si può osservare anziché supporre. L'esploratore del database spettrale mostra spettri misurati di lampade al mercurio a bassa e media pressione, lampade drogate e LED UV; affiancate ad essi i valori λmax delle tabelle qui sopra e risulta subito visibile se la banda dell'iniziatore si trova all'interno dell'intervallo emesso oppure accanto ad esso. Il database spettrale delle lampade UV sottostante elenca le misurazioni singolarmente.

Per la progettazione ciò implica un ordine che vale la pena invertire: fissate prima l'iniziatore consentito dalla formulazione e dal quadro normativo, poi scegliete la sorgente di conseguenza – e non il contrario. La sorgente è intercambiabile, la formulazione raramente lo è.

  • La sorgente. Opsytec fornisce sorgenti luminose a LED UV a 365, 385, 395, 405 e 450 nm – una lunghezza d'onda di picco per ciascuna colonna della tabella qui sopra. Laddove lo spettro debba essere ampio perché più iniziatori agiscono affiancati, la lampada al mercurio resta la risposta più semplice.
  • La prova controllata. Le camere a LED UV della serie BSL irraggiano un'area campione a un'irradianza nota con esposizione a dose controllata. Ciò trasforma il «polimerizza» o «non polimerizza» in una dose in mJ/cm² confrontabile tra formulazioni.
  • La verifica incrociata. Se la sorgente irradi realmente dove promette la scheda tecnica lo mostra una misurazione spettrale sul piano del campione – con l'UVpad E, oppure con lo SR900 quando serve l'intero intervallo. Le lunghezze d'onda di picco dei LED presentano dispersione di produzione e si spostano con la temperatura di giunzione; su un fianco di assorbimento ripido, cinque nanometri non sono un'inezia.

Parte 2: assorbitori UV e schermanti UV

Gli assorbitori UV e gli schermanti prevengono i fotodanni attraverso tre diversi meccanismi:

Gli assorbitori UV organici (benzotriazoli, triazine, benzofenoni, esteri cinnamici, salicilati e altri) possiedono sistemi ad anello cromoforo che assorbono i fotoni UV e rilasciano l'energia in modo non radiativo sotto forma di calore.

Gli schermanti UV inorganici (biossido di titanio, ossido di zinco) sono particelle semiconduttrici che assorbono la luce UV tramite il loro band gap e inoltre la riflettono e la diffondono (un filtro "fisico").

Gli HALS (hindered amine light stabilisers, stabilizzanti a base di ammine sterically impedite) non assorbono di per sé una quantità apprezzabile di luce UV; piuttosto catturano i radicali formatisi durante la fotossidazione attraverso un ciclo di radicali nitrossido – motivo per cui vengono praticamente sempre utilizzati insieme a un vero assorbitore UV.

Assorbitori UV organici

SostanzaN. CASClasseλmax / intervallo di assorbimento (nm)ApplicazioniApprovazione / stato normativoProduttore / nomi commerciali
Tinuvin 32825973-55-1 (PubChem)BenzotriazoloForte assorbimento 300–400 nm (scheda tecnica BASF)Protezione dagli agenti atmosferici per materie plastiche e polimeri, rivestimenti, schiume, adesivi e sigillanti (PubChem)Non è un filtro UV cosmetico UE (non incluso nell'allegato VI, CosIng); registrato REACH; classificato come persistente e bioaccumulabile in diverse valutazioni UE (REACH Baden-Württemberg)BASF Tinuvin 328; anche Eversorb 74
Tinuvin 23470321-86-7 (Wikidata)BenzotriazoloElevato assorbimento 300–400 nm, quasi nessuna luce visibile (Additivesforpolymer)Polimeri lavorati ad alta temperatura (policarbonato, poliestere, poliolefine, film e fibre) (Additivesforpolymer)Non è un filtro UV cosmetico UE; additivo polimerico industriale ai sensi del REACHBASF Tinuvin 234
Tinuvin 326 (bumetrizolo)3896-11-5 (PubChem)BenzotriazoloForte assorbimento 300–400 nm (scheda tecnica BASF)Materie plastiche, rivestimenti, gomma sintetica e fibre; secondo le informazioni del fornitore adatto alle materie plastiche a contatto con gli alimenti (Longchangchemical)Additivo polimerico industriale; utilizzabile nell'ambito del regolamento (UE) 10/2011 secondo il produttore; registrato REACHBASF Tinuvin 326
Tinuvin 3273864-99-1 (PubChem)BenzotriazoloForte assorbimento 300–400 nm, quasi nessuna luce visibile (Linchemical)Poliolefine (PE, PP), PVC, ABS, poliuretano (Linchemical)Non è un filtro UV cosmetico UE; registrato REACH; citato insieme a UV-328 e UV-320 nelle valutazioni PBTBASF Tinuvin 327
Drometrizolo (Tinuvin P)2440-22-4 (PubChem)BenzotriazoloForte assorbimento 300–400 nm, con 270–340 nm talvolta indicato come picco principale (Santplas; IPGChem)Materie plastiche, rivestimenti, fotostabilizzazione di substrati organiciNon incluso nell'attuale elenco UE dell'allegato VI dei 33 filtri UV cosmetici autorizzati; additivo industriale per materie plastiche ai sensi del REACHBASF Tinuvin P; anche Benazol P
Ossibenzone (benzofenone-3)131-57-7 (PubChem)BenzofenoneUV-B (280–315) e UV-A (315–400), picchi a circa 288–350 nmFiltri solari e cosmetici; anche fotoprotezione per materie plastiche e imballaggiAllegato VI UE voce 4, con limiti di concentrazione inaspriti dal 2022 (Regolamento (UE) 2022/1176); FDA: "dati insufficienti" (nessuno stato GRASE) (scheda informativa FDA); vietato alle Hawaii e a Palau (Safe to Swim Hawaii; Palau)Eusolex 4360, Uvinul M40
Benzofenone-4 (sulisobenzone)4065-45-6 (parere SCCS)BenzofenoneUV-A/UV-B; λmax specifico n.d.Filtri solari e cosmeticiAllegato VI UE voce 22 (max. 5 % come acido); valutato sicuro dall'SCCS nonostante i timori legati agli interferenti endocriniGenerico (INCI benzophenone-4)
Bemotrizinolo (Tinosorb S)187393-00-6 (PubChem)TriazinaUV-B/UV-A a banda larga, picchi a ≈310 nm e ≈340 nm (BASF)Filtro solare ad ampio spettro, fotostabile, liposolubile (scheda tecnica BASF)Allegato VI UE voce 25, consentito fino al 10 % (CosIng); da tempo in attesa nella procedura di autorizzazione FDA (TEA) negli Stati UnitiBASF Tinosorb S
Ottil triazone (Uvinul T150)88122-99-0 (PubChem)TriazinaAssorbitore UV-B, λmax n.d.Filtro solare liposolubile e fotostabile (scheda tecnica BASF)Allegato VI UE voce 15, fino al 5 %; domanda TEA in attesa negli Stati Uniti, non incluso nella monografia FDABASF Uvinul T150
Tinuvin 400 / 405 / 460 / 479 (idrossifenil triazine, HPT)tra cui 153519-44-9, 137658-79-8, 153053-27-9, 204848-45-3Triazina (HPT)Coefficienti di estinzione molto elevati nell'intervallo UV-B e UV-A (BASF)Vernici automobilistiche OEM e di riparazione, aeronautica, coil coating, mobili e pavimentazioni, vernici in polvere, stampa digitale (BASF)Additivi industriali per rivestimenti, nessuna autorizzazione cosmetica UEBASF Tinuvin 400/405/460/479
Avobenzone (Parsol 1789)70356-09-1 (PubChem)DibenzoilmetanoAssorbitore UV-A, λmax ≈357–360 nm, intervallo 320–400 nm (Wikipedia)Il più importante filtro UV-A ad ampio spettro nei prodotti solari, solitamente combinato con octocrilene per la fotostabilità (Wikipedia)Allegato VI UE voce 8, fino al 5 %; FDA "dati insufficienti"; vietato a PalauDSM Parsol 1789; Eusolex 9020; Escalol 517
Ottil metossicinnamato / octinoxato5466-77-3 (CosIng)Estere cinnamatoAssorbitore UV-B, circa 280–320 nmFiltri solari e cosmetici, filtro UV-BAllegato VI UE voce 12, fino al 10 %; FDA "dati insufficienti"; vietato alle Hawaii (dal 1 gennaio 2021) e a PalauParsol MCX/MOX; Eusolex 2292; Uvinul MC80
Omosalato118-56-9 (PubChem)SalicilatoAssorbitore UV-B, cromoforo salicilato circa 295–315 nmFiltri solari e cosmetici, booster SPFAllegato VI UE voce 3, ridotto dal 2021 a max. 7,34 % (solo prodotti per il viso) a causa dei timori legati agli interferenti endocrini (parere SCCS); FDA "dati insufficienti"Generico (INCI homosalate)
Etilesil salicilato (octisalato)118-60-5 (PubChem)SalicilatoAssorbitore UV-B, λmax n.d.Filtri solari e cosmeticiAllegato VI UE voce 20, fino al 5 %; valutato sicuro dall'SCCS nel 2024; FDA "dati insufficienti"Neo Heliopan OS
Ensulizolo27503-81-7 (PubChem)Acido benzimidazolsolfonicoAssorbitore UV-B, idrosolubileFiltri solari e cosmetici (cosmeticsinfo.org)Allegato VI UE voce 6, fino all'8 % (come acido); FDA "dati insufficienti"; vietato a PalauEusolex 232 (sale sodico)
Bisoctrizolo (Tinosorb M)103597-45-1 (CosIng)Benzotriazolo (particellare)Ampio assorbimento 280–400 nm che si estende nel visibile; picchi ≈305 nm e ≈360 nm (BASF)Filtro solare ad ampio spettro, filtro UV bianco particellare (scheda tecnica BASF)Allegato VI UE voci 23/23a (nanoforma inclusa), fino al 10 %; domanda TEA FDA in attesa negli Stati UnitiBASF Tinosorb M
Octocrilene6197-30-4 (PubChem)Derivato dell'acido cinnamico/acrilatoUV-B e UV-A a onda corta (UV-A II), picco ≈303 nm, spettro efficace 290–360 nm (ScienceDirect)Fotostabilizzante per l'avobenzone nei prodotti solari (dermapproved.com)Allegato VI UE voce 10 ("vedere condizioni"), inasprito dal 2022 (formazione di benzofenone come prodotto di degradazione) (Regolamento (UE) 2022/1176); FDA "dati insufficienti"Eusolex OCR; Uvinul N539T

Filtri UV inorganici

SostanzaN. CASMeccanismo/intervallo di assorbimentoApplicazioniApprovazione / stato regolatorioProduttore / nomi commerciali
Diossido di titanio (TiO₂)13463-67-7 (PubChem)Band gap del semiconduttore: bordo anatasio ≈380–400 nm (band gap ≈3,2 eV), bordo rutilo ≈400–420 nm (≈3,0 eV) (InstaNano; PMC)Filtro fisico UV-A/UV-B nelle creme solari; pigmento bianco e stabilizzante UV in materie plastiche e film per imballaggi alimentari (Plastemart)Voci Allegato VI UE 27/27a (convenzionale/nano), fino al 25%; FDA: GRASE (uno dei soli due filtri solari autorizzati) (FDA); classificato nel 2020 come cancerogeno di categoria 2 per inalazione (forma in polvere), classificazione annullata dal Tribunale dell'UE nel novembre 2022 (Ecomundo); vietato nell'UE come additivo alimentare E171 dal 2022 (separatamente dall'uso cosmetico e negli imballaggi); consentito come pigmento nelle materie plastiche a contatto con alimenti ai sensi del regolamento (UE) 10/2011Numerosi fornitori (grado pigmento e cosmetico)
Ossido di zinco (ZnO)1314-13-2 (CosIng)Band gap del semiconduttore ≈3,3–3,37 eV, bordo ≈380 nm; assorbimento UV-A a banda larga (320–400 nm) e UV-B (MDPI; Wikipedia)Il filtro minerale singolo a spettro più ampio nelle creme solari; pigmento stabilizzante UV e antimicrobico in materie plastiche e imballaggiVoci Allegato VI UE 30/30a (convenzionale "vedere condizioni"/nano fino al 25%); FDA: GRASE; considerato "reef-safe" ed esplicitamente raccomandato come alternativa a Hawaii e Palau (Safe to Swim Hawaii)Numerosi fornitori (grado cosmetico e solare)

HALS – scavenger di radicali senza assorbimento UV

I composti HALS (hindered amine light stabilisers) non presentano alcun assorbimento UV apprezzabile – essi proteggono i polimeri catturando i radicali che si formano durante la fotossidazione attraverso un ciclo catalitico dei radicali nitrossido. Per questo motivo vengono praticamente sempre formulati insieme a un vero e proprio assorbitore UV (un benzotriazolo o una triazina).

SostanzaN. CASApplicazioniApprovazione / stato regolatorioProduttore / nomi commerciali
Tinuvin 77052829-07-9 (PubChem)Protezione dagli agenti atmosferici per PP, PE, PA, TPO; vernici, adesivi e sigillanti (kunststoff-profi.de)Qualità "DF" idonea al contatto alimentare, elencata nel database FDA delle sostanze a contatto con alimenti (21 CFR) (FDA FCS); non è un filtro UV cosmetico approvato dall'UEBASF Tinuvin 770 (anche 770 DF)
Tinuvin 29241556-26-7 (ChemicalBook)HALS liquido universale per vernici, applicazioni di stampa e imballaggio, adesivi e sigillanti (Scheda tecnica BASF)Additivo industriale per polimeri e vernici, registrato REACHBASF Tinuvin 292
Tinuvin 62265447-77-0 (ChemicalBook)Protezione a lungo termine dagli agenti atmosferici per poliolefine, film sottili e fibre (oligomerico, bassa migrazione) (Scheda tecnica BASF)Classificato come pericoloso per l'ambiente acquatico, categoria cronica 4; non è un filtro UV cosmetico approvato dall'UEBASF Tinuvin 622

Contesto normativo: assorbitori UV e bloccanti UV

Regolamento (CE) n. 1223/2009 sui prodotti cosmetici, Allegato VI. L'Allegato VI è un elenco positivo chiuso: solo le 33 sostanze in esso indicate (più le voci separate relative alle nanoforme) possono essere utilizzate come filtri UV nei cosmetici nell'UE, ciascuna con la propria concentrazione massima (CosIng; ECHA). L'ossibenzone e l'octocrilene hanno ricevuto limiti di concentrazione più severi con il Regolamento (UE) 2022/1176, dopo che il Comitato scientifico per la sicurezza dei consumatori (SCCS) aveva sollevato preoccupazioni di tipo endocrino (Regolamento (UE) 2022/1176). Gli additivi industriali a base di benzotriazolo come Tinuvin 328, 234, 326, 327 e P non fanno parte di questo elenco, poiché agiscono come puri additivi per polimeri e rivestimenti e non come filtri UV cosmetici.

La monografia FDA sui prodotti solari (stato GRASE). Dei 16 principi attivi solari contemplati dalla monografia statunitense, solo l'ossido di zinco e il biossido di titanio sono considerati GRASE ("generalmente riconosciuti come sicuri ed efficaci") secondo la proposta attuale della FDA (scheda informativa FDA). Il PABA e il trolamina salicilato sono considerati non GRASE; i restanti dodici principi attivi (tra cui avobenzone, ossibenzone, octocrilene, homosalato, octinoxato, octisalato ed ensulizolo) restano nello stato "dati insufficienti". Filtri più recenti come il bemotrizinolo (Tinosorb S) e l'octil triazone (Uvinul T150) non fanno ancora parte della monografia FDA definitiva, poiché seguono una procedura di autorizzazione TEA separata, in sospeso da anni.

Regolamento (UE) n. 10/2011 sui materiali a contatto con gli alimenti. Questo regolamento disciplina gli additivi per gli imballaggi in plastica con limiti di migrazione specifici; diversi stabilizzanti UV a base di benzotriazolo e HALS (ad esempio Tinuvin 326 e Tinuvin 770 DF) sono commercializzati dai produttori come idonei al contatto con gli alimenti; il biossido di titanio è autorizzato separatamente come pigmento e colorante per materie plastiche (UE 10/2011).

Biossido di titanio: classificazione di cancerogenicità e suo annullamento. Nel 2020 l'UE ha classificato il biossido di titanio in forma di polvere come cancerogeno di categoria 2 per inalazione (un adeguamento CLP); il 23 novembre 2022 il Tribunale dell'Unione europea ha annullato tale classificazione per mancanza di una base scientifica affidabile (Ecomundo; comunicato stampa della Corte). Il suo impiego come filtro UV nei prodotti solari e come pigmento per imballaggi alimentari è regolamentato indipendentemente da ciò.

Il dibattito sugli effetti endocrini. Dal 2019 l'SCCS sta rivalutando diversi filtri UV (ossibenzone, octocrilene, homosalato, etilesil salicilato) in relazione a possibili effetti endocrini; in ogni caso l'uso continuato è stato valutato come sicuro, ma a concentrazioni massime ridotte o per categorie di prodotti limitate (SCCS sull'octocrilene; SCCS sull'homosalato).

Divieti "reef-safe". Dal 1º gennaio 2021 le Hawaii vietano la vendita di prodotti solari contenenti ossibenzone e octinoxato (Act 104) a causa del loro effetto sulle barriere coralline (Safe to Swim Hawaii). Palau va oltre con le sue Sunscreen Regulations, in vigore dal 1º gennaio 2020, che vietano praticamente tutti i filtri UV organici di sintesi in quanto "tossici per le barriere coralline", mentre i filtri minerali (ossido di zinco e biossido di titanio non nano) restano consentiti come alternative (normativa di Palau).

Sintesi

I fotoiniziatori e gli assorbitori/bloccanti UV perseguono obiettivi apparentemente opposti – l'attivazione UV voluta contro la protezione UV – eppure seguono gli stessi principi fotofisici: l'assorbimento di un fotone UV e la sua conversione in una conseguenza chimica (formazione di radicali) o fisica (calore, diffusione). La scelta della sostanza giusta dipende in modo determinante dall'intervallo spettrale richiesto – dalla α-scissione a onde corte a 240–280 nm (HCPK, HMPP), passando per la polimerizzazione LED a onde lunghe a 380–405 nm (TPO, BAPO), fino alla polimerizzazione con luce blu visibile nei compositi dentali (canforchinone, 468 nm) e all'intervallo di protezione UV-B/UV-A di 280–400 nm nelle creme solari. La regolamentazione mostra una tendenza chiara: le sostanze con effetti CMR o endocrini dimostrati o sospetti (TPO, chetone di Michler, ossibenzone, octocrilene, homosalato) sono sempre più limitate nella concentrazione consentita o vietate del tutto, mentre le alternative a bassa migrazione e minerali (ossido di zinco, biossido di titanio) e i fotoiniziatori a bassa migrazione come il BAPO acquistano importanza.

Domande frequenti su fotoiniziatori e assorbitori UV

Che cosa distingue i fotoiniziatori di tipo I da quelli di tipo II?

Un fotoiniziatore di tipo I si scinde direttamente in due radicali dopo aver assorbito un fotone (scissione di Norrish di tipo I) e funziona quindi senza alcun additivo ulteriore. Un fotoiniziatore di tipo II, nel suo stato eccitato, sottrae un atomo di idrogeno a un donatore di idrogeno – di norma un'ammina terziaria che agisce da co-iniziatore – e solo allora si forma il radicale iniziatore. I sistemi di tipo II necessitano pertanto sempre di un sinergista, ma possono spesso essere eccitati a lunghezze d'onda maggiori.

Di quale lunghezza d'onda ha bisogno un fotoiniziatore?

Della lunghezza d'onda del proprio massimo di assorbimento. Le idrossiacetofenoni come HCPK e HMPP assorbono intorno a 240 e 330 nm e possono ancora essere eccitate da 365 a 385 nm; gli ossidi di acilfosfina come TPO e BAPO presentano una banda a onda lunga da 379 a 380 nm e si abbinano quindi ai LED UV a 385, 395 e 405 nm; la canforchinone assorbe nel campo del visibile blu con un massimo a circa 468 nm. Chi sostituisce una lampada a mercurio con un LED deve quindi verificare se la banda stretta del LED raggiunga ancora la banda di assorbimento dell'iniziatore.

Perché la dose UV è un parametro rilevante dal punto di vista normativo per i fotoiniziatori?

Perché una polimerizzazione incompleta aumenta la quota di fotoiniziatori non reagiti e di monomeri residui, e sono proprio queste sostanze a poter migrare dallo strato polimerizzato. Per i materiali a contatto con gli alimenti, una polimerizzazione riproducibile e completa è quindi la leva per rispettare i limiti di migrazione, dimostrabile attraverso lo spettro, l'irradianza e la dose che ne deriva sul substrato.

Che cosa è successo al TPO?

L'ossido di difenil(2,4,6-trimetilbenzoil)fosfina è stato classificato come CMR di categoria 2 nel 2012; nel 2021 il comitato per la valutazione dei rischi dell'ECHA ha raccomandato la riclassificazione come CMR 1B (attuata dal regolamento delegato (UE) 2024/197); l'inserimento nell'elenco SVHC è seguito il 14 giugno 2023 e dal 1 settembre 2025 il TPO è elencato nell'allegato II del regolamento cosmetici UE. Il divieto riguarda in primo luogo i gel UV e i prodotti ibridi per unghie, non gli inchiostri da stampa o i rivestimenti industriali; per il contatto indiretto con gli alimenti, il TPO è presente nell'elenco di idoneità EuPIA dall'aprile 2023.

In che cosa si differenziano assorbitori UV, bloccanti UV e HALS?

Gli assorbitori UV organici possiedono sistemi ad anello cromofori, assorbono i fotoni UV e rilasciano l'energia in modo non radiativo sotto forma di calore. I bloccanti UV inorganici – biossido di titanio e ossido di zinco – sono particelle semiconduttrici che assorbono la radiazione UV tramite il loro band gap e in più la riflettono e la diffondono. Gli HALS non assorbono praticamente alcuna luce UV, ma catturano i radicali formati durante la foto-ossidazione attraverso un ciclo catalitico di radicali nitrossidici; per questo vengono sempre formulati insieme a un vero assorbitore.

È consentito utilizzare qualsiasi assorbitore UV nei cosmetici?

No. L'allegato VI del regolamento cosmetici UE (CE) n. 1223/2009 è un elenco positivo chiuso: solo le sostanze in esso indicate – attualmente 33 voci più voci separate per le nanoforme – possono essere utilizzate come filtri UV cosmetici nell'UE, ciascuna con la propria concentrazione massima. Gli stabilizzanti benzotriazolici industriali come Tinuvin 328, 234, 326, 327 o P non figurano in questo elenco; sono additivi per polimeri e rivestimenti, non filtri UV cosmetici.

Perché negli Stati Uniti valgono filtri solari diversi rispetto all'UE?

Perché la FDA regolamenta i filtri solari come farmaci attraverso una monografia. Secondo la proposta della FDA, solo l'ossido di zinco e il biossido di titanio sono considerati GRASE tra i 16 principi attivi presi in esame; il PABA e il trolamina salicilato sono considerati non GRASE, mentre i restanti dodici – tra cui avobenzone, oxybenzone, octocrylene, homosalate e octinoxate – rimangono nello stato "dati insufficienti". Filtri a banda larga più recenti come il bemotrizinolo e l'octil triazone non fanno ancora parte della monografia definitiva, poiché seguono una procedura TEA separata in sospeso da anni.

Come si può monitorare la polimerizzazione mediante misurazione?

Attraverso le grandezze che il fotoiniziatore vede realmente: lo spettro della sorgente, l'irradianza nel punto in cui si trova lo strato e la dose che ne deriva nel tempo di esposizione, ciascuna all'interno dell'intervallo di lunghezze d'onda della banda di assorbimento. La caratterizzazione iniziale e ogni cambio di sorgente richiedono una misurazione a risoluzione spettrale; per il monitoraggio corrente è sufficiente un sensore a banda limitata, purché sia stato confrontato con un riferimento spettrale riferibile su quella sorgente.

Fonti e riferimenti

Fotoiniziatori – dati primari

Assorbitori e filtri UV – dati primari

Nota: i valori di λmax e gli intervalli di assorbimento riportati in questo articolo sono tratti dalle schede tecniche dei produttori e da fonti pubblicate; non sostituiscono dati grezzi misurati spettrofotometricamente per la specifica formulazione. I limiti di concentrazione previsti dall'Allegato VI del Regolamento cosmetico dell'UE e le classificazioni normative vengono modificati regolarmente – prima di qualsiasi uso a fini regolatori, occorre verificare lo stato attuale su EUR-Lex o CosIng.

Ambiti applicativi correlati

Il quadro completo è disponibile nella panoramica Applicazioni UV.

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