Глава 13. Пигменты, наполнители и красители

Глава 13.

Пигменты, наполнители

и красители

Цвет косметического изделия крайне важен, иногда именно он определяет коммерческую судьбу изделия. Повторная покупка продукта зачастую зависит от воспроизводимости желаемого цвета и производителю необходимо точно «попасть» в цвет как в процессе получения пигментов, красителей так и при изготовлении косметической продукции в целом. Качество пигмента или красителя является ключевым фактором в декоративной косметике, но и в косметических средствах по уходу за кожей и волосами роль цвета изделия нельзя недооценить. Известен распространенный маркетинговый прием - окрасить в разные цвета однотипные изделия в линии гелей для душа, при этом цвет призван поддерживать название

продукта и помогать его продвижению.

Пигменты

Пигментами (р|дтеп1:$) в косметике называюттвердые непрозрачные окрашенные вещества, нерастворимые втой среде, которую они окрашивают. Пигменты бывают как природного происхождения так и полученные синтетическим путем. Они делятся по происхождению, цвету, химическому составу, способу получения. По происхождению пигменты делят на неорганические и органические. Неорганические пигменты - это оксиды, соли, или комплексные соединения металлов, высокодисперсные порошки металлов и их сплавов, сажа. Органические пигменты - это нерастворимые в воде и большинстве органических растворителей формы синтетических органических красителей. В основу классификации неорганических пигментов положены цвет и химический состав. Цвет пигмента зависит от: источника света, агрегативного состояния, степени дисперсности, химического строения пигмента (объекта) и от наблюдателя (субъекта). Все пигменты подразделяют на черно-белые, которые называют ахроматическими, и цветные, или хроматические. Классификация неорганических пигментов по цвету представлена в таблице 13.1.

5

https://t.me/medicina_free

Таблица 13.1. Классификация неорганических пигментов по цвету

По химическому составу неорганические пигменты - соли или оксиды металлов, нерастворимые в воде и органических жидкостях. В качестве пигментов применяют индивидуальные соединения, а также соединения переменного состава. Однако химический состав не дает полной информации о технических свойствах пигментов. В зависимости от кристаллической структуры пигментов, которая определяется условиями кристаллизации, одни и те же химические вещества могут иметь различные кристаллические решетки, и поэтому различаться по цвету, показателю преломления, плотности и т.д. Так, например, ультрамарины одного и того же химического состава могут быть совершенно разных оттенков.

Способы получения пигментов можно разделить на две разные группы:

1.Осаждение кристаллов пигментов из растворов или расплавов;

2.Получение пигментов в реакциях разложения, окисления или восстановления.

Кристаллическая структура определяет физико-механические свойства пигментов: твердость, хрупкость, прочность. Эти свойства, в свою очередь, влияют на условия измельчения при сухом и мокром помоле и на условия диспергирования пигментов в связующих веществах.

Поверхность пигментов и наполнителей в большинстве случаев отталкивает воду, т.е. является гидрофобной. Большинство пигментов содержит небольшое количество влаги, но она практически не меняет их свойств. Другие же примеси, например, водорастворимые соли, оказывают большое влияние на свойства пигментов. Иногда поверхность пигментных частиц специально модифицируют, т.е. осаждают на поверхности частиц адсорбционные слои других химических веществ с целью улучшения пигментных характеристик или повышения прочности связи со

6

https://t.me/medicina_free

Глава 13. Пигменты, наполнители и красители

связующими. Таковы, например, золотистые пигменты компании МЕРСК, в которых подложка из слюды покрыта оксидами железа и титана. Основными характеристиками пигментов являются: цвет, укрывистость, красящая способность, дисперсность, кристаллическая структура, смачиваемость, способность к взаимодействию с другими веществами, светостойкость, химическая стойкость и токсичность.

Основные свойства пигментов

Цвет

Каждый цвет можно охарактеризовать определенной длиной волны Лтах, которая определяет его основной цветовой тон. Вто же время два тела с одинаковым цветовым тоном могут восприниматься глазом по-разному, в зависимости от количества отражаемого ими света. Это означает, что такие тела различаются яркостью. Хроматические цвета одного цветового тона можно расположить в непрерывный ряд, на одном конце которого помещаются очень слабо окрашенные, а на другом - сильно окрашенные цветовые тона. Цвета такого хроматического ряда можно рассматривать как один цвет, разбавленный разным количеством белого или серого цвета. Про цвета такого ряда говорят, что они различаются по чистоте, или насыщенности. Два цвета, у которых цветовой тон, яркость и насыщенность равны, совершенно одинаковы. Таким образом, всякий цвет может быть однозначно охарактеризован по трем основным признакам: цветовому тону, яркости и насыщенности. Следовательно, цвет пигмента характеризуют тремя параметрами: цветовым тоном - длиной волны, соответствующей максимуму отражаемой пигментом части спектра; насыщенностью - чистотой тона и яркостью - пигмент тем ярче, чем больше света он отражает.

Дисперсность (удельная поверхность)

Пигменты - это твердые мелкодисперсные порошки. Большинство технических показателей пигментов зависят от размера их частиц. Величина, обратная линейному размеру частиц, называется дисперсностью. Если размер частиц пигмента мал, 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. 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/м2. Знание величины удельной поверхности пигмента, которая определяет площадь взаимодействия с другими веществами в композиции, позволяет правильно составлять рецептуру.

7

https://t.me/medicina_free

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. 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.

Таким образом, дисперсность - размеры и форма первичных частиц, степень их агрегации и прочность агрегатов определяют 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, 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. Укры­ вистость выражается в граммах или миллилитрах краски, требуемой для получения равномерного укрывающего слоя единицы поверхности. Обратная величина называ­ ется кроющей способностью и измеряется в м2/кг. Кроющая способность, как правило, определяется в совокупности и белыми частицами наполнителя, и цветными частица­ ми пигмента. Укрывистость зависит от показателя преломления пигмента. Пигменты, имеющие показатель преломления 1,50-1,65, образуют полупрозрачные, плохо укры­ вающие подложку пленки. Пигменты с показателем преломления больше 1,65, назы­ вают кроющими. Повышение дисперсности пигмента (т. е. уменьшение размеров его частиц) увеличивает укрывистость пигмента.

Красящая способность пигмента

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.

8

https://t.me/medicina_free