Wskaż Lidera Polskiej Chemii













Logo Chemical Online

Surowce kosmetyki kolorowej

17.11.2006 22:30:30

Segment kosmetyki kolorowej stanowi bardzo ważną grupę wyrobów przemysłu kosmetycznego. Makijaż podobnie jak przed wiekami jest sztuką z tą różnicą, że w obecnych czasach jest to sztuka masowa. Dobrze zrobiony podkreśla atuty urody, maskuje niedoskonałości i drobne defekty skóry. Coraz częściej wymaga się jednak aby kosmetyki kolorowe pełniły także inne funkcje.

Podstawowymi składnikami preparatów segmentu kosmetyki kolorowej są substancje barwiące. Barwa substancji jest wynikiem wybiórczego pochłaniania światła widzialnego. W przypadku ciała białego padająca wiązka światła jest całkowicie odbita, zaś dla przedmiotu czarnego całkowicie zaabsorbowana. Gdy część światła zostanie przez układ zaabsorbowana a część odbita to ciało wykazuje barwę światła odbitego.
W szerokim znaczeniu barwniki zatem to substancje zdolne do intensywnej absorpcji w określonym zakresie widma światła widzialnego i mające zdolność przekazywania tej własności innym materiałom.
Pierwsze informacje na temat związków chemicznych charakteryzujących się zdolnością trwałego zabarwiania innych ciał pochodzą z czasów starożytnych. Właściwości te wykorzystywali już cztery tysiące lat p.n.e. mieszkańcy między innymi Chin, Egiptu, Indii. Z tego okresu pochodzą informacje na temat barwników roślinnych wykorzystywanych do dnia dzisiejszego, takich jak: indygowiec, rumianek czy alkanna barwierska. Fenicjanie 1000 lat p.n.e. do barwienia tkanin wykorzystywali tzw. purpurę tyryjską, pozyskiwaną z rzadkiego gatunku skorupiaków. Ze względu na wysoką cenę barwione nią szaty mogli nosić tylko ludzie wyjątkowo majętni, co spowodowało, że purpura stała się kolorem możnowładców.

Barwniki syntetyczne
Zasadniczy przełom w dziedzinie barwników nastąpił w drugiej połowie XIX wieku, kiedy to opracowano metody pozyskiwania licznych związków syntetycznych. Jednym z pierwszych surowców z tej grupy był czerwony barwnik otrzymany w 1855 roku przez Jakuba Natansona tzw. fuksyna. Odkrycie w 1858 roku przez niemieckiego chemika Johanna Griessa związków dwuazowych otworzyło drogę do syntezy najważniejszej grupy barwników. W końcu ubiegłego wieku związki syntetyczne tego segmentu zaczęto produkować i wykorzystywać na skalę przemysłową.
Według definicji ustawy kosmetycznej – barwnik to substancja służąca do nadania barwy kosmetykowi lub zmiany barwy zewnętrznych części ciała ludzkiego, z wyjątkiem substancji przeznaczonych wyłącznie do kosmetyków stosowanych do farbowania włosów. Układy te stanowią ważną ofertę dla przemysłu kosmetycznego, gdyż kolor stanowi pierwszą cechę charakteryzującą produkt. Powinien on więc przekazywać pewne informacje go dotyczące, nie może jednak kolidować z pozostałymi jego cechami. I tak np. zieleń nieodłącznie kojarzy nam się z produktami naturalnymi, roślinnymi, zapachem leśnym, sosnowym. Widać tu wyraźną relację pomiędzy kolorem i zapachem, które powinny się wzajemnie uzupełniać.
W zależności od przeznaczenia kosmetyków stosuje się w nich różne ilości barwników. Takie wyroby jak kredki do warg, szminki, pudry, róże, cienie do powiek, lakiery do paznokci zawierają duże ich ilości od kilku do kilkudziesięciu nawet procent, gdyż muszą mieć one trwały kolor i dobre właściwości kryjące. Inne wyroby barwi się z mniejszą intensywnością, w celu nadania im estetycznego wyglądu, dostosowanego do przyzwyczajeń i wymagań odbiorców.
I tak np. do olejków do opalania i do kąpieli dodaje się barwniki rozpuszczalne w tłuszczach w ilości około 0,1%. W wodach do ust, pastach do zębów, preparatach do czyszczenia protez stosuje się barwniki spożywcze, rozpuszczalne w wodzie w stężeniu poniżej 0,1%. W wodach do twarzy, do włosów, wodach kolońskich, płynach po goleniu zawierających do 60% alkoholu etylowego można używać barwników rozpuszczalnych w wodzie.
Szczególny segment produktów do barwienia stanowią mydła. Dla grupy tej ważna jest stabilność świetlna zastosowanego barwnika. Dla wyrobów transparentnych stosuje się czyste barwniki rozpuszczalne w tłuszczach. Dla innych mydeł zalecany jest dodatek do wybranego barwnika bieli tytanowej celem uzyskania pastelowego odcienia produktu. Jeżeli zastosowany barwnik wykazuje jakąkolwiek rozpuszczalność w wodzie, problem stanowi tzw. puszczanie mydła mogące powodować m in. farbowanie wody, czy też brudzenie ręczników.
Każdy barwnik stosowany w kosmetyce jest zgrupowany w tzw. Color Index (CI) i oznaczony numerem, pod którym możemy go szukać w spisach składników preparatów kosmetycznych. Stosowane w kosmetykach surowce z tej grupy muszą odpowiadać określonym wymaganiom jakościowym. Charakteryzują je takie parametry jak: barwa, rozdrobnienie, zwilżalność, odporność, rozpuszczalność, czystość.
Przede wszystkim jednak muszą być one nieszkodliwe dla zdrowia i to zarówno te które używane są w wyrobach mających możliwość przedostania się do organizmu (np. kredkach do warg, pastach do zębów) jak i te które stosowane są zewnętrznie (pudry, róże, lakiery do paznokci). Dopuszczalne zawartości metali ciężkich w barwnikach podano w tabeli.


Barwniki stosowane w kosmetyce można podzielić na dwie zasadnicze grupy:
1. rozpuszczalne w odpowiednio dobranym rozpuszczalniku np. wodzie, alkoholu, tłuszczach, węglowodorach itd
2. nierozpuszczalne w wodzie i innych zwyczajowo stosowanych w kosmetykach rozpuszczalnikach zwane pigmentami.
Oddzielny segment stanowią tu nierozpuszczalne laki będące układem odpowiednio dobranych barwników trwale związanych z nośnikami, najczęściej tlenkiem glinowym lub siarczanem barowym.
Duża grupa substancji barwnych stosowanych w kosmetykach to układy syntetyczne, do których należą związki azowe, nitrozowe, nitrowe, pirazolowe, indygowe, antracenowe, fluorenowe, chinolowe, trifenylometanowe.
Spośród barwników naturalnych, które można znaleźć w recepturach preparatów kosmetycznych najliczniejszą grupę stanowią produkty pochodzenia roślinnego. Za najstarszy barwnik z tego segmentu uważana jest henna. Niemal na całym świecie używana jest ona przez kobiety do farbowania włosów i rzęs, zaś w świecie muzułmańskim także do barwienia powiek, dłoni i innych powierzchni skóry. Hennę otrzymuje się z wysuszonych i sproszkowanych liści krzewu Lawsonii (Lawsonia Inermis lub Lawsonia Spinosa) rosnącego w krajach o ciepłym klimacie. Poza znaczną ilością garbników i polisacharydów liście zawierają substancję o właściwościach barwiących, tj. 2- hydroksy-2,4- naftochinon. Związek ten jest obecny w roślinie w postaci glikozydów (hennozydy A, B i C), które są hydrolizowane w czasie ekstrakcji liści za pomocą wody. Świeży barwnik jest szaro- zielonym proszkiem, stary na skutek procesów utleniania ma zabarwienie brązowo-brunatne. Henna uważana jest za barwnik nieszkodliwy, który barwi keratynę w środowisku kwaśnym przy pH 5,5. Jej ujemną stroną jest to, że nie przenika ona do wewnętrznych warstw włókna włosowego, stąd siwe włosy niekiedy są oporne na działanie roztworów hennowych. Odcień włosów uzyskany przy jej pomocy zależy nie tylko od gatunku, a także od zestawu do farbowania. Sproszkowane liście lawsonii zmieszane z gorącą wodą barwią włókno włosowe na kolor od jasno rudego do kasztanowego. Jeżeli doda się do nich ciemnoniebieskiego barwnika otrzymanego z indygowca uzyskuje się kolor brązowy w różnych odcieniach. Aby ufarbować włosy na czarno należy zmieszać hennę z indygo w stosunku 1 : 3. W farbach często pojawia się także syntetyczny 2-hydroksy- 1,4 –naftochinon znany jako Lawson.
Kolejną grupę barwników naturalnych stanowią karotenoidy. Występują one w dużych ilościach w m.in. w oleju palmowym, lucernie, marchwi. Najczęściej pozyskuje się je z tego ostatniego surowca, który w 1 kilogramie zawiera od 20 do 80 mg karotenów. Barwniki te stosowane są do barwienia preparatów tłuszczowych na kolor od żółtego do pomarańczowego np. kremów, olejków, które zwykle są deklarowane jako zawierające witaminę A. Oprócz naturalnego β-karotenu (Natural Yellow) często stosowany jest jego odpowiednik syntetyczny ( Food Orange –5 synthetic).
Spośród karotenoidów na uwagę zasługuje także bixyna - główny składnik żółto-pomarańczowej substancji otrzymywanej z ziaren owoców krzewu Bixa Orleana uprawianego w Brazylii, Gujanie, Meksyku i Indiach. W ekstraktach wodno-alkalicznych tychże ziaren obecny jest kolejny barwnik - norbixyna.
Ważnym przedstawicielem układów roślinnych jest chlorofil. Ten zielony pigment wyodrębnia się z roślin, głównie pokrzyw i lucerny, na drodze ekstrakcji alkoholem etylowym i acetonem. Chlorofil ma własności dezynfekcyjne i dezodoryzujące. Barwi on preparaty na różne odcienie zieleni. Jest to układ chętnie wykorzystywany w takich wyrobach kosmetycznych jak pasty do zębów, płukanki do jamy ustnej, niektóre kremy i mydła. Ważnym układem roślinnym jest szafran czyli sproszkowane kwiaty szafranu lub proszek otrzymywany przez wysuszenie pozyskanego z niego wyciągu wodnego lub alkoholowego. W układzie tym występują barwniki żółte i czerwone. Wyodrębniono z nich między innymi nietrwały barwnik żółty – kartaminę oraz trwały barwnik – czerwień safrolową. W kosmetyce znajduje zastosowanie również czerwony barwnik buraka ćwikłowego tzw. betanina.
Spośród substancji barwnych pochodzenia zwierzęcego na uwagę zasługuje koszenila -czerwony barwnik wydzielany z wysuszonych ciał samic owadów Coccus Cacti, żerujących na kaktusach Napalea Cocinelifera rosnących głównie w Peru i Meksyku. Ze 140 000 insektów można otrzymać około 300 g koszenili, zawierającej 10% podstawowego składnika barwiącego, którym jest zaliczany do barwników antrachinowych - kwas karminowy (C22H20O13). Z karminu koszenilowego otrzymuje się stałe laki glinowo-wapniowe, które znajdują zastosowanie w kosmetyce barwnej do wyrobu różu, szminek, pudrów. Obecnie ten naturalny barwnik coraz częściej zastępowany jest układami syntetycznymi.
Ważną grupę barwników, chętnie wykorzystywanych w kosmetyce, stanowią także układy mineralne. Do głównych przedstawicieli tego segmentu należą między innymi różnorodne tlenki żelaza, chromu, tytanu, cynku, a także ultramaryna.

Pigmenty
Szczególną grupę surowców często stosowanych w kosmetyce kolorowej stanowią pigmenty. Ważnymi ich przedstawicielami są układy otrzymane w wyniku wytrącania na mice kryształów barwników najczęściej tlenków metali o submikronowych cząsteczkach. Surowce te określane mianem pigmentów transparentnych, cechuje duża intensywność i czystość barwy. Uzyskany przy ich pomocy efekt kolorystyczny zależny jest jednak od ilości wytrąconego w układzie barwnika. Ze względu na nośnik jakim jest mika, zapewniają one łatwość dyspersji i gładkość powierzchni. Pigmenty transparentne znajdują zastosowanie w kosmetykach do upiększania oczu, w tuszach, kredkach. Można je znaleźć także w recepturach pudrów i fluidów, ponieważ poprawiają koloryt skóry i tuszują jej niedoskonałości i co ważne przy ich pomocy można odtworzyć wszystkie odcienie skóry od najjaśniejszego do najciemniejszego
Kolejną grupę pigmentów stanowią układy o połysku perłowym. Do segmentu tego zaliczamy związki organiczne, nieorganiczne lub ich kombinacje, które dzięki swym własnościom naśladują efekty wizualne naturalnych pereł. Stosuje się je w kredkach do warg, preparatach do upiększania powiek oraz w pudrach celem pozyskania błyszczącego efektu makijażu. Do układu tego zaliczamy między innymi tlenochlorek bizmutu. Pigmenty oparte na tym związku nadają kosmetykom różną siłę krycia, modyfikując jej zakres od prawie niewidocznego do silnego oraz zapewniając efekty od matowego do błyszczącego.
Poczynając od lat sześćdziesiątych w kosmetyce, głównie upiększającej, stosuje się syntetyczne pigmenty o połysku perłowym, będące połączeniem miki i tlenków metali tzw. pigmenty interferencyjne. Podstawowym przedstawicielem tej grupy jest mika pokryta ditlenkiem tytanu. Tak otrzymany układ działa jak filtr, w którym jedna barwa jest odbijana, a druga uzupełniająca jest przepuszczana. Mówi się o transmisji światła, które w tym wypadku nie jest tracone. Która barwa jest odbijana zależy od warstwy ditlenku tytanu. Jeżeli jej grubość mieści się w granicach 40 a 60 nm otrzymuje się efekt perłowy, srebrzysty. Jeżeli natomiast warstwa ditlenku tytanu rośnie obserwuje się efekt tęczowania kolorów.
Pigmenty interferencyjne są systemami perłowymi o słabej intensywności barwy. Ciemne światło powoduje jednak wyraźne jej pogłębienie. Szczególną własnością tych układów jest zdolność wywoływania mieniących się efektów w wyrobach takich jak pudry, żele, cienie do powiek.
Kolejną grupę tzw. pigmentów kombinowanych opracowano w celu połączenia wyraźnej barwy z połyskiem perłowym. Zamierzony efekt osiągnięto dzięki pokryciu odpowiedniego układu interferencyjnego jednym lub kilkoma barwnikami absorpcyjnymi takimi jak tlenki żelaza czy chromu. Pigmenty te nadają wyrobom perłowy połysk, podnosząc jednocześnie intensywność ich barwy. Atrakcyjność tego typu układów polega na tym, iż dobierając odpowiednio nakładane na siebie barwniki można otrzymać pigmenty o jednym lub kilku odcieniach barw.

Substancje stałe
Oprócz barwników, ważnymi składnikami wielu wyrobów kosmetyki kolorowej m in. pudrów są odpowiednio dobrane, rozdrobnione substancje stałe. Surowce te charakteryzują się określonymi własnościami chłonnymi, poślizgowymi, przyczepnymi, kryjącymi. Powinny być one ponadto stabilne wobec czynników atmosferycznych, oraz wzajemnie niereaktywne. Jako podstawy pudrów kosmetycznych stosowane są najczęściej układy pochodzenia mineralnego, bądź syntetycznego. Do ich recepturalnych surowców należą między innymi talk
(3 MgO x SiO2 x H2O), kaolin (2 SiO2 x Al2O3 x H2O), węglan wapnia, węglan magnezu, tlenek cynku, ditlenek tytanu. Spośród składników organicznych najczęściej wymieniane są skrobia, fibroina jedwabiu, alkohol stearylowy. Często w recepturach pudrów pojawiają się także sole kwasu stearynowego: magnezowe, glinowe, wapniowe.

Tłuszcze
Ważnymi składnikami kosmetyków kolorowych, szczególnie pomadek są tłuszcze, głównie oleje i woski. Często pojawiającym się w tego typu recepturach układem jest olej rycynowy. Jest to surowiec pozyskiwany z nasion racznika pospolitego (Ricinus communis) poprzez tłoczenie lub na drodze ekstrakcji rozpuszczalnikami. Jest to nietypowy tłuszcz, ponieważ jego głównym składnikiem, którego zawartość dochodzi do 86 – 90%, jest kwas rycynolowy (12-hydroksy-9-oktadecenowy).
Obecność grupy hydroksylowej w łańcuchu kwasowym powoduje, że wytworzona zostaje w układzie równowaga hydrofobowo-hydrofilowa. Olej rycynowy należy do olejów nieschnących. Działa on nie tylko powlekająco, ale także łagodząco w stosunku do skóry. W kosmetyce znajduje on zastosowanie zarówno w postaci niezmienionej jak i daleko przetworzonej. Jego lepkość i zdolność zwilżania pigmentu przeciwdziała osadzaniu się i zapewnia właściwą dyspersję barwników. Olej ten ponadto nadaje wyrobowi korzystne własności organoleptyczne, takie jak uczucie wilgotności i kremowej struktury. Tłuszcz ten jest doskonałym środkiem zmiękczającym stosowanym na szeroką skalę między innymi w pomadkach do ust. Kolejnymi ważnymi składnikami tej grupy są oleje mineralne, które dodawane w malej ilości nadają ładny połysk, a także ułatwiają dyspersję barwników. Czasami bywają one zastępowane pochodnymi oleju rycynowego, między innymi rycynolanem cetylu, który w znaczący sposób ułatwia dyspersję pigmentów, jak również poprawia jego adhezję. Podobną rolę pełni także lanolina, która ponadto wiąże wilgoć wprowadzoną z innymi surowcami, oraz zapewnia odpowiedni poślizg wyrobu na wargach. Swoje miejsce w recepturach preparatów kolorowych znalazły także woski. Do najczęściej wymienianych składników tej grupy należą woski roślinne: Carnauba i Candelilla. Pierwszy z nich pozyskiwany jest z liści palmy woskowej Copernicia cerifera rosnącej w Ameryce Południowej, drugi zaś z podobnych do trzciny krzewów Padilantus Pavonis rosnących w Meksyku. Są to woski twarde, stanowiące dobre, nie ulegające oksydacji podłoże do pomadek, sztyftów. Podobną do nich rolę pełnią woski mineralne: ozokeryt i cerezyna. Nadają one preparatom sztywność, ułatwiają wyjście z formy, obniżają lepkości spowodowaną obecnością innych wosków. Wśród surowców kosmetyków kolorowych można także znaleźć woski mikrokrystaliczne czy też syntetyczne.

Ważnym składnikiem kredek do warg jest także polibuten. Jako składnik receptury powoduje on zwiększenie połysku wyrobu. Ułatwia także pokrycie warg barwnym filmem.

Silikony
Swoje miejsce w kosmetykach kolorowych znalazły także silikony. Są one tu chętnie wykorzystywane, gdyż zapewniają odpowiednią trwałość koloru, jego jednolitość i intensywność. Powodują one także ulepszone rozproszenie oraz stabilizację pigmentu w fazie olejowej preparatu kosmetycznego.
Lotne silikony chętnie stosowane są tuszach do rzęs w celu poprawienia ich właściwości użytkowych, w podkładach do makijażu w celu poprawienia rozkładu pigmentów. Znajdują także zastosowanie w lakierach do paznokci, w których poprawiają ich zdolność płynięcia. Związki te wykazują wyjątkowo niską lepkość, która tylko w niewielkim stopniu zależna jest od temperatury. Stąd też chętnie wykorzystuje się je do produkcji kosmetyków narażonych na działanie wysokich temperatur m in. przeznaczonych do makijażu teatralnego, telewizyjnego, czy też filmowego. Swoje miejsce znalazły także woski silikonowe. Zapewniają one bowiem lepszą dyspersję oraz stabilizację pigmentu w fazie olejowej preparatu kosmetycznego, zapobiegając jego rozwarstwieniu. Powodują wzrost trwałości zabarwienia wyrobu, zwiększają jego jednolitość i intensywność. Znane są również surowce, powodujące efekt nabłyszczania wyrobu. Niezależnie od wymienionych cech wizualnych produkty z zawartością wosków silikonowych zabezpieczają skórę przed działaniem czynników zewnętrznych, nawilżają ją.
W recepturach kosmetyki kolorowej można znaleźć także estry kwasów tłuszczowych lub lanolinowych i alkoholu izopropylowego. Związki te łatwo mieszają się z silikonami, olejami mineralnymi i roślinnymi. Ich dodatek zapobiega tzw. poceniu się kredek i wykrystalizowaniu wosków. Nadają one wyrobowi jednorodności i odporności na ścieranie. Ich obecność jest szczególnie ważna przy dużej zawartości w wyrobie oleju rycynowego, która może czasami powodować, że kredki nakładają się tłustą, grubą, lepką warstwą gdyż znoszą te cechy.

Składniki specjalne
W recepturach preparatów kolorowych coraz częściej pojawiają się także nowe, wielofunkcyjne składniki, które zapewniają możliwość optycznego redukowania niedoskonałości skóry. Jako przykład można tu podać układ zawierający czynnik fluorescencyjny połączony z mikroporowatym nylonem, zamknięty dodatkowo otoczką półprzezroczystego polimeru. Układ ten absorbuje niewidzialne światło UV i remituje tę energię jako rozproszone światło widzialne. Emitowane światło oświetla zacienione pola zmarszczek, rozszerzonych porów, cieni poboczami, nierówności zabarwienia i innych defektów skóry, dzięki czemu w sposób znaczący wizualnie je zmniejsza. Również odpowiednio dobrane pigmenty dostosowując się do światła o różnym natężeniu (np. do słonecznego i sztucznego) sprawiają, że cera wygląda bardziej świeżo.

W coraz większej ilości preparatów kosmetycznych można znaleźć surowce nawilżające i regenerujące takie jak: gliceryna, glikol propylenowy, witaminy, proteiny, aminokwasy, ekstrakty roślinne. Również coraz częściej wśród składników kosmetyki kolorowej, szczególnie z segmentu fluidów, pojawiają się filtry promieniochronne, które zapewniają ochronę w ciągu całego roku. Współczesne preparaty z tego segmentu, nie tylko bowiem mają poprawiać urodę ale również chronić i kondycjonować skórę. 

Autorka reprezentuje Politechnikę Łódzką
drukuj ten artykuł drukuj ten artykuł  |   poleć artykuł znajomemu poleć artykuł znajomemu
Najświeższe informacje w kanale RSS Najświeższe informacje w kanale RSS (jak używać)