Pigmenty i barwniki na kosmetycznym rynku

• Strona główna
• Artykuły
• Pigmenty i barwniki na kosmetycznym rynku

2016-03-22  / Autor: Ewelina Rojek, Katarzyna Samuś, Dars Cosmetics

Kosmetyki kolorowe stanowią doskonałą formę ekspresji barw, którą uzyskuje się dzięki zawartym w nich różnego rodzaju kolorantom, a mianowicie barwnikom, pigmentom oraz lakom.

Barwniki są to związki posiadające zdolność intensywnego pochłaniania i przekształcania energii promieniowania elektromagnetycznego w zakresie widzialnym (energii świetlnej) i bliskiego ultrafioletu oraz bliskiej podczerwieni, które nadają lub przekazują tę własność innym substancjom. Barwniki nierozpuszczalne w wodzie nazywa się pigmentami. Można również nadać właściwości pigmentu rozpuszczalnemu barwnikowi, przekształcając go w nierozpuszczalną w wodzie pochodną (sól lub kompleks z metalem). Takie nierozpuszczalne pochodne barwników rozpuszczalnych nazywa się lakami.

Podstawy widzenia barwy
Promieniowanie świetlne to strumień fotonów, czyli kwantów energii elektromagnetycznej. Oko człowieka odbiera wrażenia świetlne tylko widzialnej części widma, czyli w zakresie długości fal 380-780 nm. Równoczesne ich działanie wywołuje wrażenie światła białego, natomiast oddzielne wrażenie światła barwnego. Dotarcie do oka promieniowania o odpowiedniej długości fali elektromagnetycznej związane jest z postrzeganiem konkretnej fizycznej barwy powstającej przez przemieszczenie się elektronów.

Fale o określonej długości są selektywnie absorbowane przez większość materiałów. Najkrótsze fale światła powodują wrażenie fioletu, poprzez barwę niebieską, zieloną, żółtą i pomarańczową, aż do najdłuższej czerwonej.

Historia stosowania barwników i pigmentów
Pierwszymi przykładami zastosowania barwników i pigmentów są naskalne malowidła wykonywane za pomocą ochry, hematytu, sadzy i barwników naturalnych pozyskiwanych z roślin. Pokrywanie twarzy i ciała barwami przez wojowników i czarowników służyło obrzędom, walkom i rytuałom. Kobiety, w celu podkreślenia urody, nadawały efekty kolorystyczne twarzy. W starożytnym Egipcie za ideał piękna uchodziła królowa Nefretete. Jej popiersie, które przetrwało do dzisiejszych czasów, dostarcza informacji na temat obowiązujących zasad makijażu w tamtych czasach. Egipskie kobiety stosowały do pielęgnacji i kolorowania twarzy galenowego mesdemetu (wykonanego z miedzi i ołowiu) czy czarnego pigmentu galenitu, nadającego kosmetykom odcienie od głębokiej czerni do metalicznej szarości, w zależności od stopnia rozdrobnienia. Kombinacja spalonych migdałów, utlenionej miedzi, różnokolorowych rud miedzi, ołowiu, popiołu i ochry nazywana była "kohl". Kobiety preferowały alabastrową cerę, oczy obrysowane kredką w kształcie migdałów, zaś brwi wymodelowane i podkreślone czarnym węglem. Powieki malowano zielonym proszkiem przygotowanym z malachitu, a usta czerwoną ochrą utartą w tłuszczu zwierzęcym lub cynobrze. Malując oczy, Egipcjanie oddawali cześć swojemu najwyższemu bóstwu, bogowi słońca Ra, którego symbolem było właśnie oko.

W średniowieczu kobiety stosując korę z pnia bądź korzenia orzechowca, farbowały usta oraz dziąsła. Jako barwnik bardzo często wykorzystywano krew węża. W czasach renesansu kosmetyka upiększająca rozwinęła się głównie na dworze francuskim. Tamtejsze kobiety stosowały pomadki oraz róże o różnych odcieniach czerwieni i fioletu. Powszechnie używanym czerwonym pigmentem była minia ołowiowa. Barok to epoka, w której w sposób szczególny upiększano ciało.

W latach 20., a dokładnie w 1914 r., został wyprodukowany pierwszy podkład w kremie. Usta malowano w kształcie serca. Oczy pogłębiano poprzez całościowe pomalowanie. Powiekę górną cieniowano, a na dole oka rysowano kreskę wzmocnioną cieniem do powiek. Brwi golono i rysowano kredką bardzo cienką kreskę. W latach 30. za idealną uważano twarz symetryczną. Kobiety stosujące makijaż postrzegane były jako zadbane oraz pewne siebie. Taki pogląd miał duży wpływ na rozwój technologii produkcji syntetycznych kosmetyków i pigmentów, takich jak błękit pruski, żółcień chromowa czy ultramaryna.

Pigmenty i barwniki
Do głównych zadań pigmentów stosowanych w kosmetyce należy stworzenie odpowiedniego efektu wizualnego. Produkty wykorzystywane ze względu na posiadanie właściwości nadawania barwy ośrodkowi, w którym się znajdują, zdefiniowane są w DIN 55943, DIN 55944, ASTM D 16-84, ISO 4617 i PN-EN ISO 4618. W kosmetykach ozdobnych stosuje się substancje barwiące pochodzenia organicznego i nieorganicznego. Ich kategoryzacja przedstawia się następująco:

• barwniki:
• barwniki organiczne,
• pigmenty kolorowe:
• kolorowe pigmenty organiczne,
• kolorowe pigmenty nieorganiczne,
• pigmenty perłowe.

Klasyfikacja pigmentów
Podstawę klasyfikacji pigmentów stanowi ich budowa chemiczna oraz właściwości optyczne i techniczne. Wyróżnia się pięć podgrup barwnych:

• pigmenty białe, których optyczne działanie polega na nieselektywnym rozpraszaniu światła, np. ditlenek tytanu, siarczek cynku, litopon, biel cynkowa,
• pigmenty czarne, których optyczne działanie jest oparte na nieselektywnej absorpcji światła, np. sadza, czerń żelazowa, organiczne czernie,
• pigmenty barwne, działające na skutek selektywnej absorpcji światła często w połączeniu z selektywnym rozpraszaniem, np. pigmenty tlenku żelaza, kadmowe, ultramaryna, organiczne azowe, chinakrydonowe, dioksazynowe, perylenowe, ftalocyjaninowe,
• pigmenty z efektem połysku zwierciadlanego (lustrzane),
• pigmenty luminescencyjne (świecące).

Pigmenty perłowe to nazwa ogólna dla płytkokształtnych, lśniących pigmentów. Charakteryzują się szczególnym efektem optycznym, stąd możliwe jest uzyskanie różnych efektów kolorystycznych. Pigmenty perłowe charakteryzują się jednorodną powierzchnią i określoną przezroczystością. Światło jest częściowo od nich odbijane i częściowo przepuszczane. Gładka, a zarazem lustrzana powierzchnia syntetycznych pigmentów perłowych odbija padające na nie światło, co dla ludzkiego oka widoczne jest jako efekt połysku.

Czyste pigmenty kolorowe wykazują znaczną siłę barwienia, ale są matowe zarówno w samym produkcie, jak i po jego aplikacji. Cząstki pigmentów kolorowych są nieregularnie uformowane.

Pigmenty absorpcyjne (czyste pigmenty barwne) charakteryzują się nieregularną strukturą powierzchni. Pigmenty odbijają padające światło w różnych kierunkach. Dają matowy efekt barwny, bez połysku.

Pigmenty barwne z połyskiem, tzw. pigmenty kombinowane, stanowią grupę pigmentów łączących perłowy połysk z efektem barwnym. Jest to możliwe dzięki powleczeniu mikowych pigmentów z ditlenkiem tytanu, który jest pigmentem interferencyjnym, dodatkowo jednym lub kilkoma pigmentami absorpcyjnymi, tj. tlenkami żelaza o różnej wartościowości czy tlenkiem chromu. Ten rodzaj pigmentów nadaje wyrobom kolorowym perłowy połysk, podnosząc jednocześnie intensywność ich barwy.

Wielkość cząstek pigmentów ma wpływ na intensywność i perłowy efekt. Im mniejsze są lśniące cząstki, tym uzyskuje się lepszy jedwabisty i kryjący efekt. Natomiast im większe cząstki pigmentu, tym połysk jest wyraźniejszy i bardziej metaliczny, ale zdolność kryjąca jest mniejsza.

Pigmenty można również podzielić na:

• naturalne, otrzymywane zwykle przez prażenie i zmielenie minerałów i skał, np. kredowy, ochrę czy umbrę,
• syntetyczne, otrzymywane na drodze syntezy chemicznej, których produktem są proszki krystaliczne o wielkości poniżej 10 µm. Długie przechowywanie powoduje ich aglomerację.

Pochłanianie promieniowania z widzialnej części widma jest najczęściej spowodowane obecnością w cząsteczce chromoforów, tzn. sprzężonych układów elektronów π, które łatwo ulegają wzbudzeniu. Obecność takiego ugrupowania jest niezbędna, niemniej barwa związku jest intensywniejsza po wprowadzeniu do jego cząsteczki auksochromu (tzn. elektrodonorowego ugrupowania atomów).

CAŁY ARTYKUŁ ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 4/2015 KWARTALNIKA "CHEMIA I BIZNES. RYNEK KOSMETYCZNY I CHEMII GOSPODARCZEJ". ZAPRASZAMY.

przemysł kosmetycznybarwnikipigmenty