technologia farb do włosów.docx

Magdalena Dziedzic

Magdalena Brzostek

Dominika Włodarczyk

Kosmetologia

II rok – tryb zaoczny

I.Co to jest farba ?

Farba - substancja powłokotwórcza służąca do ochronnego lub dekoracyjnego pokrywania dowolnych powierzchni . Może zalegać na ich powierzchni, lub nieznacznie wnikać w głąb. Składa się z substancji barwiących - najczęściej w postaci pigmentów oraz substancji dodatkowych.

II. Historia farb do włosów

Farbowanie włosów za pomocą środków naturalnych znane było już w czasach starożytnych.

EGIPT – starożytni Egipcjanie wierzyli w erotyczną moc włosów i dlatego przywiązywali dużą wagę do ich codziennych zabiegów pielęgnacyjnych. Specjalny preparat sporządzany z cielęcej krwi gotowanej z oliwą służył do maskowania siwizny, zaś henna lub indygo używane były w celu nadania ciemnym włosom czerwonego lub granatowo-czerwonego połysku.

GRECJA – w antycznej Grecji największą chlubą pięknych kobiet były jasne włosy. Aby rozjaśnić swe włosy stosowały do tego celu mieszaninę gliny i popiołu, następnie płukały w rumianku, a na koniec wystawiały na działanie słońca. Farby do włosów przygotowywano w tamtych czasach z mieszanki ziół, soli mineralnych, ołowiu i miedzi.

RZYM – do rozjaśniania włosów używano specjalnego mydła sporządzanego  z koziego tłuszczu i popiołu z drewna bukowego. Włosy traktowane taką maścią i poddawane silnemu działaniu słońca rzeczywiście nabierały jaśniejszych odcieni. Lekkie płukanki rozjaśniające sporządzane były z brzozowego popiołu, żółtka i kwiatów rumianku.

CZASY NOWOŻYTNE – w celu rozjaśnienia damy nacierały włosy niedźwiedzim sadłem lub sodą kaustyczną a następnie wystawiały na słońce. Aby nadać włosom kolor kruczoczarny panie czesały włosy grzebieniem z ołowiu. Ołów osadzał się na włosach i zaczynał reagować z zawartą w nich siarką, wytwarzając czarne siarczki, które nadawały głęboką czerń. Oprócz ołowianego grzebienia stosowano również preparaty zawierające tlenek ołowiu lub związki srebra.

Pod koniec wieku XIX  na skutek rozwoju chemii, nastąpił postęp w kosmetyce, wprowadzono rozjaśnianie włosów za pomocą wody utlenionej. Farbowanie farbami utleniającymi rozpoczęto w Niemczech. Farby te nie były jednak obojętne dla zdrowia. Pierwszą, nieszkodliwą, syntetyczną farbę do włosów opatentował w 1907r. Francuz Eugene Schellera. Nową farbę nazwano, Aurealle i zapoczątkowała ona narodziny firmy L’Oreal, której założycielem był również odkrywca preparatu.

Koniec XX w. to doskonalenie utrzymania trwałości koloru oraz wprowadzenie różnorodnych barw.

Początek XXI w. to trwałe farbowanie bez użycia wody utlenionej oraz stworzenie inteligentnych farb, uwzględniając indywidualną strukturę każdego włosa.

III. Podział farb do włosów

1)      Podział ze względu na czas barwienia

FARBY TYMCZASOWE -  nadają włosom kolor poprzez osadzenie substancji barwnej na powierzchni włosa, usuwalnej już po pierwszym myciu. Nie wnikają w głąb włosa. Sa to organiczne i nieorganiczne pigmenty równomiernie rozproszone w emulsjach.

FARBY PÓŁTRWAŁE – zabarwiają włos na 6-10 myć szamponem. Barwnikami są związki małocząsteczkowe, które przemikają w głąb włosa wywołując odpowiednie zabarwienie bez ulegania jakimkolwiek chemicznym przemianom. Stosowane są mieszaniny metalicznych kompleksów lub zasadowe barwniki w połaczeniu z nitrowymi związkami aromatycznych diamin lub aminofenoli.  Aby zwiększyc porowatość włosa, a tym samym ułatwić penetrację włosa przez barwnik stosuje się odpowiednie rozpuszczalniki organiczne, np. estry glikolu etylenowego, butylowego, etylowego oraz alkohole np. benzylowy.

FARBY TRWAŁE – trwałe barwienie włosa różni się zdecydowanie od sposobów barwienia za pomocą wyżej wymienionych rodzajów farb. W tym przypadku barwnik wytwarzany jest w czasie procesu barwienia włosa.

2)      Podział : farby metaliczne, niemetaliczne, roślinne

FARBY METALICZNE - zawierają sole metali, które w skutek łączenia się z siarką zawartą w                                              keratynie powodują zabarwienie włosów na kolory od brązu do czerni (jasnych kolorów nie uzyskuje się). Włosy farbowane farbami metalicznymi nie mogą być rozjaśniane ani poddawane trwałej ondulacji, gdyż grozi to przerwaniem łańcuchów keratyny wskutek wytworzenia się wysokiej temperatury. Często spotyka się również farby metaliczne zmieszane z barwnikami roślinnymi.

Czyste farby metaliczne zawierają zazwyczaj sole srebra, żelaza, bizmutu, niklu, kobaltu, miedzi lub nawet ołowiu. Stosowanie soli ołowiu jest jednak zabronione ze względu na szkodliwość dla organizmu. Najczęściej stosuje się farby zawierające sole srebra, które w połączeniu ze znajdującą się w keratynie siarką dają kolory ciemne.

Farby metaliczne pokrywają włosy warstwą soli metalu, przy czym łatwo może nastąpić przesycenie lub przefarbowanie – w efekcie włos łatwo może stać się kruchy i łamliwy. Włosy farbowane środkami metalicznymi nabierają metalicznego połysku wskutek odbijania przez cząsteczki metalu promieni słonecznych (odmiennego niż refleks substancji organicznej włosa), które daje wrażenie sztuczności uzyskanego odcieniu.

Farbę metaliczną można usunąć z włosów za pomocą wody amoniakalnej, kwasu azotowego lub kwasu solnego o odpowiednio dobranych stężeniach roztworu. Przy użyciu wody amoniakalnej NH4OH o stężeniu 20% zachodzi reakcja, w której grupa NH4 zajmuje miejsce srebra, wypierając je z siarczku srebrowego i tworzy się tlenek srebra, który łatwo można spłukać z włosów wodą. Przy użyciu kwasu azotowego lub solnego reakcja przebiega podobnie. Sole srebra w postaci serowatej piany, zmywa się z włosów. Roztwór kwasu nie może przekraczać stężenia 1% (w przypadku braku reakcji można dopuszczalne jest stopniowe zwiększenie stężenia wyjątkowo nawet do 3% )

FARBY NIEMETALICZNE - zwane też anilinowymi lub syntetycznymi, są farbami utleniającymi. Oparte są na zawartości pochodnych parafenylenodiaminy. Działają przez łączenie się z podstawowym barwnikiem włosa oraz tzw. wywoływaczem. Wywoływaczami są środki oksydacyjne, np. woda utleniona (H2O2), siarczan amonu (NH4S04) lub nadtlenoboran sodu (NaBO3).

Farby utleniające produkuje się w postaci płynnej oraz – częściej – w paście, w dużej ilości odmian. Różnorodność symboli, numeracji nazw odcieni utrudnia jednak orientację przy ich stosowaniu.

Specjalną grupę stanowią płukanki stosowane na włosy rozjaśnione tzw. pastelowe, od bieli i srebra poprzez platynowy, stalowy, czerwony po fiolet i zieleń.

Możliwość wyboru barw i odcieni spośród farb anilinowych jest więc niemal zupełnie nieograniczona.

FARBY ROŚLINNE - świat roślinny dostarcza od dawna wielu barwników, m.in. takich jak: henna, sumak odurzający (młode liście i pędy), tzw. błękitne drzewa (hemotokstylia), marzanna barwiarska (z kłącza – czerwona, brązowa, fioletowa), ostryż długi (barwnik żółty), indygo (liście – barwnik niebieski), reng itp. Barwniki te znajdują zastosowanie do farbowania włosów martwych, są jednak systematycznie wypierane-również z perukarstwa-przez nowoczesne farby utleniające o prostym zastosowaniu.

Hennę otrzymuje się ze sproszkowanych liści krzewu hennowego Lawsonia Inermis ( 2hydroksy-1,4naftochinon). Ma zdolność pochłaniania promieni UV. Jest to barwnik żółtoczerwony (nie ma on nic wspólnego z tzw. henną do brwi ). W Polsce hennę stosuje się rzadko, zwykle z dodatkiem innych barwników (reng, indygo), pozwalających na uzyskiwanie kolorów od blond do czarnego. Świeża, sproszkowana henna jest zielonkawa. Po pewnym czasie, pod wpływem powietrza, brązowieje i traci siłę barwienia, dlatego też przechowuje się ją starannie opakowaną w miejscach suchych i chłodnych. Działa na włosy ściągająco, nadając im dobrze widoczny połysk. Zawarte w niej kwasy garbnikowe, fermentujące w wilgoci i cieple, zabarwiają włosy na odcień czerwonawy.

Do farbowania henną nadają się szczególnie włosy o kolorach od ciemnoblond do brązu, o odcieniu matowym lub popielatym. Z włosów blond można uzyskać odcienie od czerwono blond do tzw. tycjanowskiego, a z włosów brązowych piękne kolory kasztanowe i mahoniowe. Henna może więc być stosowana jako środek do poprawiania koloru włosów, a także jako środek do farbowania na odcienie pomarańczowe lub czerwonawe. Nie należy natomiast nigdy posługiwać się henną przy farbowaniu włosów siwych, gdyż spod wytworzonej przez nią cienkiej warstwy powierzchownej barwnika zawsze przenika kolor naturalny – w tym przypadku odcień żółtawoczerwony.

Sproszkowaną hennę przed użyciem miesza się  starannie z celu rozkruszenia ewentualnych grudek, a następnie rozciera na papkę, dodając gorącą wodę. Powstała papka powinna mieć konsystencję musztardy. Następnie miseczkę z henną umieszcza się na kwadrans w gorącej kąpieli, po czym przystępuje się do nakładania papki na włosy.

Włosy farbowane henną naturalna, bez dodatku soli metali, mogą być farbowane środkami utleniającymi. Mogą być także rozjaśniane lub poddawane trwałej ondulacji.

III. Barwniki

Barwienie półtrwałe

Barwienie naturalne zostało początkowo wyparte przez barwniki oksydacyjne, gdyż na ich bazie powstały pierwsze komercyjne produkty do barwienia włosów zawierające barwniki syntetyczne. Z czasem rozkwit chemicznych związków barwnych przyczynił się do poszukiwania delikatniejszych produktów, bez zastosowania utleniaczy powodujących trudno odwracalne zmiany koloru włosów. Powstała nowa klasa barwników typu „semi - permanent”. 

Związki barwne do barwienia metodą „semi - permanent" są trudno rozpuszczalnymi barwnikami o małej cząsteczce. W określonych warunkach penetrują przez łuskowatą powierzchnię włosa (kutikule), dyfundując do wewnętrznej warstwy zwanej „cortex”, gdzie następuje ich równomierne rozłożenie. Jednocześnie ze względu na swą wielkość barwniki te powoli dyfundują na zewnątrz podczas kilkakrotnego płukania włosów (mycia).  Proces farbowania nie obejmuje reakcji chemicznej zachodzącej wewnątrz włosa, a jedynie zachodzi zjawisko dyfuzji barwnika z roztworu do wewnętrznej warstwy włosa .

W przypadku zastosowania barwników półtrwałych mamy do czynienia z ograniczoną głębokością krycia włosa i zanikaniem koloru w czasie. 

Najczęściej używane barwniki są pochodnymi takich związków jak :

-      nitrofenylenodiaminy  (orto- i para- nitrofenylenodiaminy pozwalają otrzymać odcienie od żółtego po pomarańczowy, a ich N-alkilo  podstawione pochodne dają batochromowe przesuniecie w kierunku odcieni niebieskich i fioletu)

-  nitroaminofenole i ich N- i O- pochodne, podobnie jak nitrofenylenodiaminy, pozwalają otrzymać odcienie od żółtego poprzez pomarańczowy do czerwonego. Przesunięcie batochromowe można uzyskać wprowadzając drugą grupę nitrową do  N- pochodnej nitroaminofenolu  

 -  pochodne aminoantrachinonu – w przypadku barwników antrachinonowych w zależności od miejsca podłączenia i rodzaju podstawników można otrzymać odcienie od żółtego po błękit

-   i kilka barwników azowych np.: są to proste barwniki monoazowe  o małej masie cząsteczkowej. Stosowane są okazjonalnie do  pogłębienia koloru, gdyż zazwyczaj różnią się od pozostałych barwników typu „semi-permanent” rozpuszczalnością, właściwościami dyfuzyjnymi i fotochemicznymi. 
 
 Gotowe produkty handlowe nie zawierają pojedynczych barwników, ale mieszaniny kilku barwników o różnych kolorach dających po wymieszaniu w odpowiednich proporcjach żądany odcień i kolor. Zawierają one dodatkowo takie substancje pomocnicze, jak : 

·         Substancje alkalizujące – środki buforujące takie jak amoniak, mono- i trójetanoloaminy, zapewniające pH w przedziale 8-9,5 . W tym przedziale pH łuski włosa ulegają wystarczającemu odchyleniu od włosa, co pozwala na łatwiejszą penetrację małych cząsteczek barwnika do  warstwy cortexu. W przypadku nitro-pochodnych, w których grupa aminowa jest w pozycji orto w stosunku do  grupy nitrowej, może dochodzić podczas przechowywania w środowisku alkalicznym, gdzie jako środek buforujący stosowane są alkiloaminy, do „wymiany aminowej”, czyli zastąpienia grupy aminowej barwnika przez grupę aminową substancji alkalizującej . W niektórych przypadkach, gdy środkiem buforującym są alkanoloaminy zauważono również, że następuje redukcja grup nitrowych. Oba te zjawiska wpływają na końcowy efekt wybarwienia, dlatego ważne jest staranne dobranie współgrających ze sobą barwników i substancji alkalizujących.

·         Zagęstniki, emulgatory i substancje antypienne, które umożliwiają tworzenie emulsji typu olej w wodzie, oraz pozwalają na nadanie formy handlowej preparatom  (żel, pianka itd.)

·         Rozpuszczalniki – barwniki są zazwyczaj wstępnie rozpuszczane podczas ogrzewania w rozpuszczalnikach organicznych (np.: glikolu propylenowym), a następnie dodawane do fazy wodnej tworząc razem emulsję typu olej – woda.

    Zastosowanie barwników typu „semi- permanent” nie pozwala uzyskać efektu rozjaśnienia włosów. Wybierając ten typ barwienia można uzyskać jedynie inny odcień koloru włosów .

     W przypadku barwników półtrwałych nie jest wymagane stosowanie antyutleniaczy, gdyż w tej grupie barwników większość wykazuje dostateczną stabilność. Mimo to stosuje się coraz częściej jako antyutleniacz kwas askorbinowy. Produkty zawierające kwas askorbinowy reklamowane są jako te, które zawierają witaminę C.

         Gotowe preparaty występują zazwyczaj w postaci szamponów lub pianek przeznaczonych do bezpośredniej aplikacji na włosy. Czas utrzymania się koloru, a także intensywność zabarwienia zależy w dużej mierze od kondycji włosów i od czasu pozostawienia farby na włosach w czasie aplikacji. W zależności od budowy cząsteczek barwników półtrwałych mamy do  czynienia z różnicami w szybkości wymywania barwnika z włosow. Nierozpuszczalne w wodzie barwniki azowe i antrachinonowe znacznie trudniej ulegają usunięciu niż barwniki oparte na nitrofenylenodiaminach.        

    Zaletą grupy barwników typu „semi-permanent” jest łatwość stosowania, krycie pierwszych siwych włosów, minimalne zabarwienie skóry głowy, a dodatkowym atutem jest możliwość powrotu do  pierwotnego koloru po kilkakrotnym myciu. Dodatkowo, barwniki te nie wymagają drastycznych warunków aplikacji. Nie zachodzi konieczność użycia nadtlenku wodoru i amoniaku, które w znaczącym stopniu wpływają na stan włosa (wysuszanie,  rozwarstwianie i łamanie włosów). Barwniki typu „ semi-permanent” mogą również występować w produktach typu „permanent”, nadając efekt nabłyszczenia włosów lub ożywienia koloru. Wadą tej grupy barwników jest brak możliwości uzyskania odcieni ciemnych: ciemnego brązu i czerni, które uzyskujemy w przypadku barwników trwałych. 
 

Barwiniki naturalne

Największe znaczenie w ówczesnych czasach miała henna, ciesząca się także współcześnie dużym zainteresowaniem. Barwnik zawarty w hennie (lawson) wytwarzany jest z Lawsonia Inermis lub Lawsonia Alba. Roślina ta uprawiana jest głównie na Bliskim Wschodzie i północy Afryki.

Otrzymany preparat barwiący stosowany jest w postaci zielono- brązowego proszku powstającego w wyniku utarcia wysuszonych roślin. Proszek w połączeniu z gorącą wodą tworzy gęstą pastę, którą nakłada się na włosy uzyskując czerwony kolor. Intensywność koloru zależy od czasu barwienia   włosów i ich stanu zdrowia. Aplikacja jest stosunkowo prosta, szybka i przeznaczona do stosowania w warunkach domowych

Drugim obok henny barwnikiem naturalnym stosowanym w warunkach domowych jest rumianek. Właściwości rumianku i zawartego w nim barwnika zwanego apigeninem znane były już od kilku wieków. Był on stosowany głównie jako bezpieczny środek rozjaśniający. Przygotowywano go w formie płukanki w postaci naparu ze 100-200 g ziół na 0,5 litra wody. Rumianek znany ze swych leczniczych właściwości stosowany był także jako zioło przyśpieszające porost włosów.   

        Odcienie brązu otrzymywano za pomocą juglonu znajdującego się w orzechu włoskim. Barwnik ten występuje w postaci wodnoalkoholowego ekstraktu lub ciemnego proszku uzyskiwanego w wyniku utarcia zielonej skorupy orzecha i liści. Juglon, podobnie jak lawson zawarty w hennie jest naftochinonem łatwo wiążącym się z keratyną włosa. Wadą jego jest to, że nie mogą używać go ludzie mający alergie na orzechy. W odróżnieniu od pozostałych barwników naturalnych posiada niewielkie właściwości promieniochronne. Użyty w stężeniu 1-5% wykazuje właściwości naturalnego filtra UV .

W celu uzyskania różnych odcieni barwionych włosów juglon mieszano zarówno z henną, jak i z indygo.

        Indygo, które nadawało włosom niebieski odcień, było uprawiane w Indii i Persji już od dawnych czasów. Barwnik ten stał się jednak bardziej popularny jako barwnik tekstylny.

        Ostatnim barwnikiem naturalnym stosowanym popularnie jako barwnik do włosów jest drewno kampeszowe, które daje wybarwienia w odcieniu ciemnofioletowym lub czarnym. Barwnik otrzymywano w wyniku fermentacji rozdrobnionego drewna, która powodowała rozkład glikozydu znajdującego się w świeżym drewnie z wydzieleniem hematoksyliny. Ponieważ proces fermentacji był długotrwały, zaniechano go na rzecz stosowania zagęszczonych ekstraktów wodnych.

       Produktem barwnym zbliżonym właściwościamido kampeszu był ekstrakt z drzewa czerwonego. Drzewo czerwone (Caesalpinia brasilien) sprowadzane było głównie z południowej Azji, Afryki i Ameryki Środkowej. Odmiana ta zawiera bezbarwny związek: brazylinę, która pod wpływem utleniania przechodzi w barwnik właściwy – brazyleinę.   ...