Глава 13. Пигменты, наполнители и красители

Пигменты со спецэффектами

В течение последних лет в косметике стали использовать новое поколение пигментов со специальными эффектами, при получении которых применяются новые методы нанесения покрытий и современные, хорошо контролируемые субстраты.

Новое поколение перламутровых пигментов создано на основе других носителей: хлопьев из глинозема и аморфного кремнезема. Наибольший интерес представляет изменение цвета пигментов в зависимости от угла зрения. Этот эффект обусловлен интерференцией света. Интерферентные пигменты компании МЕВСК дополнительно покрыты органическим/неорганическим красителем, масс-тон красителя модулируется отраженным интерферентным цветом, под одним углом виден интерферентный цвет, под другими углами - преобладает масс-тон дополнительного красителя.

Еще одно новое направление - применение металлических пигментов. Благодаря интенсивному отражению света от частиц металлических пигментов они даже при небольшом содержании в косметическом средстве могут выравнивать тон лица, маскировать мелкие дефекты, не окрашивая при этом кожу, но их применение в косметике ограничено соображениями безопасности ингредиентов. В последние годы была разработана технология инкапсулирования металлических пигментов в прозрачные оболочки из диоксида кремния. Такие инертные капсулы со светоотражающими металлическими пигментами можно использовать во всех косметических изделиях. Обычно их вводят в композиции в количестве от 2 до 15% в зависимости от желаемого эффекта. Добавление таких частиц проводят при нейтральных значениях рН и сокращают до минимума продолжительность гомогенизации.

Органические пигменты

Органические красители, нерастворимые в воде и пленкообразующих веществах, часто называют органическими пигментами. Они обладают высокой яркостью, но уступают неорганическим цветным пигментам по светостойкости и атмосферостойкости. Органические пигменты отличаются исключительным разнообразием цвета и оттенков, ярким и насыщенным цветом, высокой интенсивностью цвета и укрывистостью. Яркость этих пигментов столь велика, что их можно разбавить белилами во много раз без существенного изменения цвета. Они превосходят неорганические пигменты по интенсивности цвета в 5-8 раз. Почти все органические пигменты устойчивы к действию кислот и щелочей, но недостаточно светостойки и значительно изменяют цвет при нагревании. Укрывистость органических пигментов повышается с переходом от желтых к красным, зеленым и синим и составляет 25-35 для желтых и 10-15 г/м2 для синих.

17

https://t.me/medicina_free

Красители

Красители - органические соединения, обладающие способностью интенсивно поглощать и преобразовывать световую энергию в видимой и ближних ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, и применяемые для придания (сообщения) этой способности другим телам. В зависимости от характера преобразования поглощенной энергии красители имеют цвет (окраску), люминесцируют или способны воздействовать на фотохимические процессы. В первом случае они применяются для окрашивания различных материалов, во втором - для придания им люминесцентных свойств, в третьем для повышения или понижения светочувствительности светоматериалов.

Согласно хромофорно-ауксохромовой теории Витта, окраска органических соединений определяется присутствием в их молекулах хромофорных групп или хромофоров. Почти все органические красители получают из циклических соединений ароматического или гетероциклического ряда и содержат ненасыщенные группы: нитро, нитрозо, карбонильная, азо, этиленовую и некоторые другие. Эти ненасыщен­ ные группы, непосредственно взаимодействующие со световой волной, и получили название хромофоров. Причем увеличение числа двойных связей в молекуле и их сопряженное положение сдвигают полосы поглощения из ультрафиолетовой в сторону видимой части спектра. В результате этого процесса образуется хромоген, который еще не является красителем, т.к. обладает малоинтенсивной окраской и не имеет сродства к окрашиваемому материалу. Для того чтобы окраска усилилась и у молекулы появилась способность что-то окрашивать, в нее необходимо ввести группы атомов, которые усиливают взаимодействие молекулы красителя со светом и увеличивают насыщенность цвета красителя. Это ауксохромные группы или ауксохромы (цветоусилители), к числу которых относятся амино- , окси- и меркаптогруппы. Следовательно, цвет и способность окрашивать другие вещества находятся в прямой зависимости от состава и строения молекул красителя.

Основные хромофорные и ауксохромные группы атомов приведены ниже.

Таблица 13А. Основныехромофорные и ауксохромные группы атомов в молекулах красителей

18

https://t.me/medicina_free

Глава 13. Пигменты, наполнители и красители

С точки зрения косметической индустрии, красители (с!уе$) - это цветообразую­ щие добавки органического происхождения, прозрачные и растворимые в той среде, в которой они используются. Краситель обеспечивает и гарантирует косметическому изделию заявленный цвет. Он должен быть чистым и стойким в течение всего срока годности продукции.

Классификация красителей

Существует две системы классификации красителей - химическая и техническая.

Химическая классификация основана на современных представлениях о строе­ нии молекул, природе химических связей, теории цветности веществ и предусматри­ вает разделение красителей на классы по признаку общности хромофорных систем. По химическому строению красители классифицируют следующим образом:

Индигоидные красители. Представителем этого класса красителей является Индиго (от греч. шсПкоз - индийский) - один из самых древних красителей, который добывался из индигоносных растений, например, 1псНдо1ег5 йпсТопа, широко применялся для кубового крашения хлопка и шерсти в синий цвет. Темно-синее кристаллическое вещество, температура плавления 390-392°С (с разложением), нерастворимо в воде, спирте, слабо растворимо в других органических растворителях. Выяснение строения и разработка методов синтеза индиго в конце XIX в. послужили толчком для развития производства индигоидных красителей, к которым относятся также Тиоиндиго и Тирийский пурпур. В настоящее время индиго получают синтетическим путем. Применяется в губных помадах, мылах, солях для ванн. Разрешен для применения в фармакологии и косметике. 11МС1: С173000.

Нитрокрасители - в молекулу красящего вещества входит нитрогруппа 1Ч02. Эти красители являются токсичными, могут снижать количество кислорода в крови, проникают сквозь кожу и оказывают неблагоприятное влияние на печень, особенно при длительном воздействии.

Азокрасители - в молекуле красителя находится азо-группа атомов — N=14— . Их получают взаимодействием ароматических аминоили гидроксисоединений, а также соединений, содержащих активную метиленовую группу, с солями диазония.

Трифенилметановые красители - наиболее распространенная группа красителей. Они хорошо растворимы в воде, однако изменяются при воздействии света и щелочей. К ним относятся, например, Бриллиантовый зелёный, Бромтимоловый синий, Малахитовый зелёный, Фенолфталеин, Фуксин. Ксантановые красители (подгруппа трифенилметановых красителей) могут быть кислотными и основными. Кислотные красители получают на основе Флуоресцеина. Они дают высокую интенсивность окрашивания. К основным ксантановым красителям относится Родамины В, С, Ж. Эта группа красителей широко применяется в декоративной косметике. Их называют иногда бромными красителями, так как в молекулах таких красителей содержится несколько атомов брома. Такие красители плохо растворимы в воде, но хорошо растворяются в касторовом масле.

19

https://t.me/medicina_free

Антрахиноновые красители - красители на основе антрахинона находят широкое применение благодаря своей высокой устойчивости к действию света. Антрахинон является полупродуктом для получения целой гаммы различных красителей, к сожалению, они могут вызывать раздражение кожи, аллергические реакции, дерматиты, поэтому в косметике используются редко.

По растворимости различают водо-, маслорастворимые красители и красители, растворимые в органических средах (спирте, ацетоне и пр.). Водорастворимые красители содержат в молекуле полярные сульфогруппу 503Н 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.

Красители, растворимые в органических средах используют в составах, содержащих соответствующие растворители.

Химическая теория обосновывает групповые свойства красителей, но не отражает технических свойств, их назначения и способов применения.

Техническая классификация красящих веществ определяет растворимость красителей и их способность к взаимодействию с волокнообразующими полимерами и другими веществами, образующих с красителем в волокне комплексные соединения. Ниже изложена сокращенная версия технической классификации красителей, дающая представление о применимости этой группы веществ в косметической индустрии и, в частности, как красители для волос.

1.Кислотные красители - растворимые в воде соли органических кислот, главным образом сульфо-, реже карбоновых кислот, иногда соли фенолов. Взаимодействуют с волокнами, образуя связи между кислотными группами красителя и аминогруппами волокон.

2.Кислотные металлосодержащие красители растворяются в воде и применяются для крашения белковых и полиамидных волокон.

3.Прямые красители. Содержат сульфогруппу, растворимы в воде. В водных растворах диссоциируют с образованием окрашенных анионов, с сильно выраженной

20

https://t.me/medicina_free

Глава 13. Пигменты, наполнители и красители

способностью к ассоциации с катионами натрия, реже аммония и калия. Эти красители обладают сродством к целлюлозе.

4.Основные (катионные) красители. Растворимые в воде соли органических оснований. В водных растворах диссоциируют с образованием окрашенных катионов. Компенсирующими анионами обычно являются хлорид-, гидросульфат- и оксалат ионы. Обладают сродством к волокнам, имеющие амфотерный (белки, синтетические полиамиды) и кислотный (полиакрилонитриловый) характер.

5.Активные красители. Растворимые в воде соли органических кислот или оснований, содержащих активные атомы или группы, которые в момент крашения отщепляются. Применяются для крашения целлюлозных, белковых и некоторых синтетических волокон, натуральной кожи и меха.

6.Красители, образуемые на окрашиваемых материалах. Из группы применимы окислительные красители, применяемые, в основном, для крашения меха и волос.

7. Пигменты илаки. Нерастворимы в воде, применяются для окрашивания любых видов волокон путем закрепления пигмента на волокне с помощью специальных связующих веществ. Применимы в изделиях декоративной косметики.

Контролю за красителями и пигментами, применяемыми в пищевой, фармацевтической и косметической индустрии уделяется особое внимание, поскольку они являются фактором значимого потенциального риска для здоровья человека. Здесь существует своя классификация по областям применения:

•ЕР&С (аббревиатура Роос1, Эгид апс! Созтейсз) - для пищевой, фармацевтической

икосметической промышленности;

•Э&С - для фармацевтической и косметической промышленности;

•ЕхТЭ&С - для наружного использования в составе фармацевтических и косметических средств.

Обязательным условием применения красителя в косметических изделиях является его безопасность. При производстве косметических препаратов и изделий недопустимо применение токсичных пигментов, таких как свинцовые кроны и белила, медно-мышьяковистые зелени, ртутные пигменты. Регламент ЕС по косметике 1223/2009 содержит Приложение 1, в которое включены запрещенные к использованию в косметике красители и Приложение 3, где представлен перечень красителей, допущенных к использованию в косметике с ограничениями. Концентра­ ция таких красителей колеблется от 0,2 до 6,0%. Аналогичное регулирование введено в рамках ЕАЭС. Технический регламент ТС 009/2011 «О безопасности парфюмерно­ косметической продукции» также содержит Приложение 1, определяющее списки запрещенных к применению веществ и Приложение 3, содержащее 153 наименования красителей разрешенных к применению в парфюмерно-косметической продукции, в том числе все ограничения по их применению.

Необходимо отметить, что список разрешенных и ограниченных к применению красителей постоянно меняется в связи с появлением все новых данных об их безопасности.

21

https://t.me/medicina_free