Дисперсность (удельная поверхность).

 

Пигменты — это твердые мелкодисперсные порошки. Большинство технических показателей пигментов зависит от размера их частиц. Величина, обратная линейному размеру частиц, называется дисперсностью. Если размер частиц пигмента маленький, то говорят, что дисперсность порошка высокая. И наоборот, если размер частиц большой, то дисперсность порошка низкая. Для определения дисперсности порошков с частицами неправильной формы пользуются так называемым средним объемно-поверхностным диаметром. Дисперсность пигмента можно также охарактеризовать кривой дифференциального или интегрального распределения частиц по размерам.

Эта кривая показывает, какую долю составляют в пигменте частицы каждого размера. Частицы пигментов и наполнителей, применяемых в косметике, имеют средние линейные размеры от 0,1 мкм до 20 мкм. Наиболее дисперсными являются органические пигменты, сажа, железная лазурь. К грубодисперсным пигментам относят охру, мумию, железный сурик. Для каждого пигмента существует свой оптимальный размер частиц. У большинства пигментов средний размер частиц лежит в пределах от 0,5 до 2.0 мкм.

Отношение поверхности всех частиц порошка к их суммарному объему называется удельной поверхностью. Иногда удельную поверхность определяют как поверхность всех частиц в 1 г порошка пигмента. Для обычных пигментов величина удельной поверхности лежит в пределах от 0,1 до 2,0 г/м^2. Знание величины удельной поверхности пигмента, которая определяет площадь взаимодействия с другими веществами в композиции, позволяет правильно составлять рецептуру. Ситовой анализ используется для грубого разделения порошков на отдельные фракции путем сухого или мокрого просева через сита с разными размерами ячеек. Он позволяет приблизительно оценить количество частиц определенного размера. Дисперсность — размеры и форма первичных частиц, степень их агрегации и прочность агрегатов — определяет кроющую и красящую способность пигмента. Дисперсность связана с удельной поверхностью порошка. Чем больше удельная поверхность, тем меньше размер частиц пигмента.

 

 

Маслоемкость

 

Способность пигментов и наполнителей смачиваться полярными или неполярными жидкостями является важной характеристикой пигментов, от которой зависят многие технические свойства, например легкость диспергирования пигментов, агрегативная устойчивость систем, содержащих пигменты и т.д.. Большинство пигментов лучше смачиваются неполярными жидкостями, маслом или толуолом. Их называют гидрофобными.

Один из основных технических показателей пигментов, непосредственно связанный с их смачиваемостью неполярными жидкостями, — это маслоемкость. Маслоемкость — это количество льняного масла в граммах, необходимое для получения из 100 г пигмента пластичной пасты. С увеличением дисперсности пигментов их маслоемкость заметно возрастает. Поэтому, сопоставляя маслоемкость разных образцов одного пигмента, можно судить об их относительной дисперсности.

 

 

Укрывистость

 

Укрывистостью называют способность пигмента при равномерном нанесении композиции на одноцветную поверхность делать невидимым цвет подложки. Укрывистость выражается в граммах или миллилитрах краски, требуемой для получения равномерного укрывающего слоя единицы поверхности. Обратная величина называется кроющей способностью и измеряется в м^2/кг. Кроюшая способность, как правило, определяется в совокупности и белыми частицами наполнителя, и цветными частицами пигмента. Укрывистость зависит от показателя преломления пигмента. Пигменты, имеющие показатель преломления 1,50—1 ‚65, образуют полупрозрачные, плохо укрывающие подложку пленки. Пигменты с показателем преломления больше 1,65 называют кроющими. Повышение дисперсности пигмента (т. е. уменьшение размеров его частиц) увеличивает укрывистость пигмента.

 

 

Красящая способность пигмента

 

 — это его способность передавать цвет. Ее оценивают визуально или с помощью специальных приборов — колориметров. Определение основано на сравнении оттенка цвета пигмента с эталоном. Высокая красящая способность пигмента позволяет уменьшить его расход.

 

 

Токсичность

 

При производстве косметических препаратов и изделий недопустимо применение токсичных пигментов, таких как свинцовые кроны и белила, медно-мышьяковистые зелени, ртутные пигменты.

 

Безопасность

 

Однако с практической точки зрения наиболее важен вопрос, как эти красящие соединения влияют на кожу и насколько обосновано мнение, что безопасное косметическое средство не должно содержать красителей.

Начнем с положительных моментов. Представьте себе, что произойдет, если из мира косметических средств исчезнет цвет? Уберите из нашего окружения яркие цвета губной помады, лака для ногтей или красок для волос, сделайте гели для душа и шампуни одинакового серовато-белого цвета... Научные исследования подтвердили, что цвет косметического средства влияет на психоэмоциональное состояние. Определенные цвета лаков для ногтей и губной помады вызывали ускорение или замедление сердцебиения, а также повышение или понижение электрического сопротивления кожи, что говорит о том, что определенные цвета обладают стимулирующим или успокаивающим действием на нервную систему. Так что без красящих добавок не обойтись.

Основной опасностью при использовании пигментов являются аллергические реакции. Интересно, что эти реакции могут возникать как на синтетические, так и на натуральные пигменты. В литературе встречаются описания аллергических реакций, таких как крапивница, на еду и косметические продукты, содержащие натуральный краситель аннатто, получаемый из плодов тропической пальмы, а также на временные татуировки, сделанные хной, и даже (хотя достаточно редко) на хну в составе краски для волос. Однако в целом риск раздражения кожи и аллергических реакций на пигменты достаточно низок, и в этом их уверенно «обгоняют» отдушки.

Ряд органических ферментов могут обладать комедогенностью, поэтому людям, страдающим акне, следует с осторожностью пользоваться декоративной косметикой и тщательно ее смывать в конце дня. Пожалуй, наиболее мрачной славой пользуется краситель «угольно-черный» (carbon black). Было замечено, что парикмахеры, занимающиеся окраской волос на протяжении многих лет, имеют более высокий риск некоторых онкологических заболеваний. В частности, исследование, проведенное в течение 45 лет в Дании, Финляндии, Исландии, Норвегии и Швеции, проанализировало корреляцию между профессией и риском раковых заболеваний среди 15 миллионов людей в возрасте от 30 до 64 лет. Наиболее высокий риск раковых заболеваний был выявлен у моряков и работников табачных фабрик. Однако в первых рядах также оказались трубочисты и парикмахеры. Хотя идея провести параллель между сажей, с которой приходится иметь дело трубочистам, и черным, как сажа, красителем в красках для волос выглядит заманчиво, следует помнить, что парикмахерское дело связано с применением многих химических веществ, в числе которых — летучие компоненты всевозможных спреев, составы для химической завивки и распрямления волос. До сих пор четкой зависимости между применением определенных видов пигментов и риском рака выявить не удалось.

В последние годы косметическая и химическая промышленность значительно улучшили составы красящих средств. Некоторые красители, такие как Вед 19, были запрещены к применению, в то время как для других были разработаны рекомендации по безопасному применению. Например, ряд красителей не рекомендуется включать в композиции, предназначенные для кожи вокруг глаз или рта. Поэтому сейчас уже можно сказать, что наличие или отсутствие красителей не должно являться главным критерием выбора косметического средства, и в данной области мы вполне можем руководствоваться своими эстетическими предпочтениями.

 

Маркировка

Читайте в разделе "Маркировка Красителей"

 

Красители

 

Однако в косметической химии красителем называют любое вещество, которое придает продукту окраску, растворяясь в нем. Практически все красители, использующиеся в косметике, являются синтетическими веществами. Благодаря своей способности растворяться в маслах или водных растворах красители позволяют создавать прозрачные окрашенные продукты,  например цветные гели. Красители в косметических продуктах разделяются на те, что предназначены для создания приятного цвета готового продукта, на те, что создают специальные оптические эффекты, маскируют дефекты кожи и изменяют ее цвет (макияж), а также на те, которые используются для окрашивания волос.

Красители — это цветообразующие добавки органического происхождения, растворимые в той среле, е в которой они используются. Краситель обеспечивает и гарантирует косметическому изделию заявленный цвет. Он должен быть чистым и стойким в течение всего срока годности. Цвет и способность окрашивать другие вещества зависит от состава и строения молекул красителя. Почти все органические красители получают из ароматичских соединений циклического или гетероциклического ряда. Эти соединения относятся к ненасыщенным. Они избирательно поглощают свет преимущественно в ультрафиолетовой части спектра. Увеличение числа двойных связей в молекуле и их сопряженное положение сдвигают полосы поглощения в сторону видимой части спектра. Ненасыщенные группы, непосредственно взаимодействующие со световой волной получили название хромофоров. Другие группы атомов в молекуле красителя могут усиливать взаимодействие молекул красителя со светом и увеличивать насыщенность цвета красителя, их называют ауксохромными.

 

К сожалению, маркировки «для косметологов», «для профессионального использования»и им подобные не гарантируют высокого качества или степени очистки ингредиентов, равно как и отсутствия красителей.

 

 

Виды красителей

 

Существует несколько классификаций красителей. По растворимости различают водорастворимые и маслорастворимые красители.

Водорастворимые красители содержат в молекуле полярные сульфогруппу SО3Н или карбоксильную группу СООН, которые обусловливают их растворимость в воде. Наличие нескольких таких группировок повышает растворимость красителя в воде. Водорастворимые красители широко применяются в моющих средствах и водосодержащих эмульсиях. На конечный цвет в изделии, содержащем водорастворимые красители, влияют температура, солнечный свет, наличие ионов тяжелых металлов, микробиологическое загрязнение, присутствие катионактивных ПАВ или полимеров в композиции.

Маслорастворимые красители имеют неполярные молекулы, как правило невысокую молекулярную массу, растворяются в маслах и жирах. В составе губных помад, как правило, используют маслорастворимые красители. Стойкость их цвета зависит от устойчивости красителя к воздействию ультрафиолетовых лучей, от температуры, наличия микроорганизмов, рН среды, состава косметической композиции, в частности от присутствия неорганических солей. Длительность сохранения цвета определяется в конечном итоге составом композиции, концентрацией красителя, временем воздействия на краситель и, наконец, упаковкой.

 

По химической структуре красители разделяют на органические и неорганические. И те и другие являются синтетическими, а в чем между ними разница — сейчас узнаем.

 

Органические красители

 

Органические (анилиновые) красители — это органические соединения, образующиеся при окислении анилина или его солей. В свою очередь, органические соединения — класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов). Как видите, органические соединения подразумевают наличие углерода в своем составе и имеют мало общего с «органическими веществами» из «зеленой косметики». Органические красители широко используются в гистологической технике и обладают бактерицидным, а некоторые — канцерогенным действием. Название «анилиновые» давно устарело с точки зрения химии, но по-прежнему широко используется на практике. Доступны водорастворимые, жирорастворимые и нерастворимые красители всех оттенков. При использовании косметических средств, содержащих анилиновые красители, необходимо соблюдать осторожность, покольку они непригодны для нанесения на губы и веки.

 

 

Неорганические красители

 

Неорганические вещества (неорганические соединения) — это химические соединения, не являющиеся органическими, то есть не содержащие углерода, а также некоторые углеродсодержащие соединения (карбиды, цианиды, карбонаты, оксиды углерода и некоторые другие вещества, которые традиционно относят к неорганическим). Неорганические вещества не имеют характерного для органических веществ углеродного скелета. Из неорганических веществ получают неорганические красители — оксид хрома, диоксид титана, слюду, оксид цинка и другие виды. По непонятной причине иногда их называют «натуральными», хотя из натурального в них — одно название. Вероятно, здесь имеется в виду то, что они добываются из минеральных веществ, а те, в свою очередь, принадлежат к природным соединениям. Но это все равно, что сказать: «Пластмасса — натуральное вещество, поскольку она создана из природной нефти». Неорганические красители не несут тех рисков для здоровья, которые характерны для органических соединений. Однако у них свои проблемы: неорганические красители имеют ограниченный диапазон цветов и не растворяются в воде, что ранее значительно сужало сферу их применения. Но использование переносчиков и других современных методов создания рецептур изменило эту ситуацию к лучшему.

 

 

Натуральные красители

 

Натуральные красители получают из растительных или животных источников — семян (аннато), корней (куркума), листьев (карамель), стеблей (хна), овощей (красная капуста, сок свеклы и экстракт масла моркови), фруктов (виноградный сок), водорослей (бетакаротин) и даже насекомых (кармин). Основная проблема здесь кроется в том, что переводить ту же свеклу или виноград на красители весьма затратно. Для этого придется высаживать целые плантации растений, ухаживать за ними, нанимать людей, транспорт и т.д. И все это для того, чтобы вырастить один краситель, когда их нужна целая палитра, причем круглый год и в стандартном качестве.

 

 

Безопасность

 

Читать в разделе "Пигменты".

 

Обязательным условием применения красителя в косметике является его безопасность. В косметической Директиве 76/768 ЕЕС в список запрещенных ингредиентов внесено 451 вещество, среди которых есть азокрасители, ароматические амины. В приложении 3 данной Директивы представлен перечень тех красителей которые ограниченно допущены к использованию в косметике. Концентрация таких красителей колеблется от 0,2 до 6,0%. В приложении 4 приведен список красителей, разрешенных к использованию в косметических препаратах без ограничений.

Важным требованием к красителям является их инертность по отношению к остальным компонентам косметического изделия. Если краситель взаимодействует с какой-либо добавкой, то может пострадать и цвет продукта, и активность добавки. Иногда красители взаимодействуют с ионами металлов, которые находятся в водной фазе. В этом случае эффективно добавление хелатных соединении, например трилона Б, который препятствует взаимодействию красителя с ионами металлов. Красящие вещества добавляют в основу в количестве от 0,2 по 5,0% в зависимости от их кроющей способности.