7. Пигменты, наполнители и красители

Пигмент • Дисперсная фаза ♦ Дисперсность ♦ Укры-

I

КЛЮЧЕВЫЕ

СЛОВА

V. пигмент • дисперсная фаза • /дисперсность • укры-

• вистость ♦ Цвет • Наполнитель • Структурообразо-

ьатель

Пигменты

Цвет в декоративной косметике крайне важен. Согласно социоло­гическим опросам большинство потребительниц декоративной косметики покупает в первую очередь цвет. Повторная покупка за висит от воспроизводимости желаемого цвета, а это приводит к не­обходимости точного повторения цвета в процессе получения пигментов, красителей и при изготовлении косметической компо­зиции в целом. Наиболее важным фактором, влияющим на вос­производимость цвета, является качество применяемых пигментов и красителей.

Пигментами в косметике называют цветные добавки, нерас­творимые в той среде, которую они окрашивают. Это твердые вещества разного цвета, природные или полученные синтети­ческим путем. По происхождению пигменты бывают неорганиче­скими и органическими. Неорганические пигменты — это оксиды, соли или комплексные соединения металлов, высокодисперсные порошки металлов и их сплавов, сажа. Органические пигменты — это нерастворимые формы органических красителей.

В основу классификации неорганических пигментов положе­ны цвет и химический состав. Все пигменты подразделяют на чер­но-белые, которые называют ахроматическими, и цветные, или хроматические. Цвет пигмента зависит от трех вещей: от источни­ка света, от химической природы и строения пигмента (объекта) и от наблюдателя (субъекта). Классификация неорганических пиг­ментов по цвету представлена в таблице 7.

По химическому составу неорганические пигменты — соли или оксиды металлов, нерастворимые в воде и в 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.

Пигменты	Хроматические	Фиолето­ вые	темно- фиолето­вый ко­бальт	светло­ фиолето­ вый кобальт
		Синие	синий кобальт	ультра­ марин
		Зеленые	m О гм V- и	изум­ рудная зелень	фосфат хрома	зеленый кобальт
		Коричне­ вые	умбра нату­ ральная .	марган­ цовая корич­ невая	кассель­ ская корич­ невая	марс коричне­ вый |	Fe,04
		Красные	ГО О CN г13 Р-	мумия	желез­ ный сурик
		Желтые	I FeO(OH)	охра	сиена
	Ахроматические	Черные	сажа	черни
		Серые	Zn пыль	А1 пудра
		Белые	ZnO	гм О р	липотон	стеара­ты Zn, Mg, А1	I

Таблица 7

Классификация неорганических пигментов по цвету

Способы получения пигментов можно разделить на две прин­ципиально разные группы:

1. осаждение кристаллов пигментов из растворов или распла­вов (физический процесс);

2. получение пигментов в реакциях разложения, окисления или восстановления (химические процессы).

Кристаллическая структура определяет физико механические свойства пигментов: твердость, хрупкость, прочность. Те, в свою очередь, влияют на условия измельчения и на условия диспергиро­вания пигментов в связующих веществах.

Поверхность пигментов и наполнителей, как правило, 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 для улучшения пигментных характеристик или повышения прочности связи со связующими.

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 у, которая определяет его основной цветовой тон. Однако 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 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 Цельной 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.

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 м²/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.

выводы

• Пигменты — это, как правило, твердые вещества разного цве­та, применяемые в косметических изделиях для придания им необходимого оттенка.

• По происхождению пигменты бывают неорганическими и ор­ганическими. По химическому составу неорганические пиг­менты — это оксиды, соли или комплексные соединения ме­таллов, высокодисперсные порошки металлов и их сплавов, сажа. Органические пигменты — это нерастворимые формы синтетических органических красителей. По цвету пигменты делят на хроматические (желтые, красные, коричневые, си­ние, зеленые, фиолетовые) и на ахроматические (белые, серые и черные).

• Пигменты характеризуются цветом, дисперностью, удельной поверхностью, маслоемкостью, кроющей способностью и ук- рывистостью. Для производства косметических изделий важ­ны также токсичность пигментов и их красящая способность.

Контрольные вопросы

1. Что такое пигменты?

2. Какие основные характеристики пигментов вы знаете?

3. Как классифицируют неорганические пигменты по цвету? по хими ческом составу?

4. Как получают пигменты?

5. Что такое модификация поверхности пигментов?

6. Какие три признака характеризуют цвет пигмента?

7. Что такое дисперность?

8. Что такое удельная поверхность пигмента?

9. Что называется укрывистостью и кроющей способностью пигмен­тов? В каких единицах они измеряются? Как они связаны между собой?

Белые пигменты

Диоксид титана ТЮ₂ — синтетический пигмент белого цвета, вы­пускаемый в виде порошка. Был открыт в конце 18 в., получил промышленное применение только в начале 20 в. Существует не­сколько оксидов титана ТЮ, Ti₂0₃, ТЮ₂, Ti₃0₄, Ti0₃ но только один из них — ТЮ₂ — используется в качестве пигмента.

Средний размер его частиц приблизительно 0,2 мкм. Содержа­ние ТЮ₂ в пигменте составляет 90—98,5%, остальное — это вводи­мые для модификации его поверхности добавки: 2nO, AJ₂0₃, MgO,

Si0₂, Sb₂0₃, фосфаты, сульфаты и другие неорганические и орга­нические вещества. Существует две кристаллических модифика­ции диоксида титана — рутил и анатаз. В таблице 8 приведены не­которые физико-технические свойства этих модификаций.

Диоксид титана химически инертен, нерастворим в воде, сто­ек к действию большинства неорганических кислот, бензина и нефти, слабо растворим в растворах щелочей.

Диоксид титана обладает свойствами полупроводника и явля­ется УФ-фильтром (см. раздел 4.12). Его фотохимическая актив­ность основана на способности к выделению малых количеств кислорода и обратного его поглощения под действием УФ-облуче- ния. Он обладает прекрасной кроющей способностью.

Диоксид титана получают гидролизом сульфатов титана, кото­рые затем прокаливают при высокой температуре.

Ti(S0₄)₂ + ЗН₂0 — ТЮ(ОН)₂ • Ti(SO„)₂ + 2H₂S0₄ Ti0S0₄ + 2Н₂0 —- ТЮ(ОН)₂ • Ti0S0₄ + H₂S0₄

TiO(OH)₂ • Ti(S0₄)₂ Ti0₂ +■ S0₃T + H₂0

Таблица 8

Физико-технические характеристики кристаллических модификаций ТЮ₂

Характеристика	Рутил	Анатаз
Показатель преломления Удельная поверхность, м2Д Плотность, кг/м3 pH водной вытяжки Термостойкость, °С Маслоемкость, г/100 г Укрывистость, г/м2 Белизна, %	2,76 5-20 4200-3700 6,5-8,0 200-300 16-25 30-40 94-96	2,55 6-15 4100—3700 6,5-8,0 250-300 20—30 32-45 96-97

В косметическом производстве используется высокоочищен- ный и тонко измельченный оксид титана. В зависимости от конк­ретных требований его применяют как наполнитель, как пигмент, как фотозащитную добавку в различных изделиях: в пудре, креме, антиперспирантах, лосьонах, губной помаде, тенях для век. По­добно оксиду цинка он имеет хорошую кроющую способность и может отражать ультрафиолетовые лучи. Его применяют в составе пудры в концентрации до 15%, а также вводят в тональные кремы до 10% для получения нужных цветовых оттенков, или в кремы, обладающие маскирующим эффектом (до 3%),

На основе оксида титана получают также перламутровый пиг­мент — титанированную слюду.

Оксид цинка (белила цинковые) ZnO — рыхлый белый порошок, нерастворимый в воде. Содержание примесей должно быть менее 1%. Оксид цинка обладает хорошей кроющей способностью, мас­кирует дефекты кожи и частично предохраняет ее от воздействия ультрафиолетового излучения. Оксид цинка также обладает анти­септическими свойствами. Он является важной составной частью дневных и защитных кремов, пудры, румян, теней для век, косме­тических масок, антиперспирантов, депиляториев, кремов для бритья и детской косметики. Его используют в качестве наполни­теля в составе пудры. Концентрация в пудрах не превышает 15%.

Оксид цинка был известен уже в 1 в. и применялся как ме­дицинское средство. Использование оксида цинка в качестве пигмента началось в конце 18 в. В зависимости от условий полу­чения цинковые белила содержат от 86 до 99% ZnO и некоторые примеси: оксиды свинца и кадмия, водорастворимые соли, ме­таллический цинк. Оксид цинка имеет чистый белый цвет, при нагревании он становится желтым, но при последующем охлаж­дении снова становится белым. Оксид цинка растворим в кисло­тах и щелочах. Устойчив к действию минеральных масел, бензи­на, керосина, нефти. При хранении на воздухе оксид цинка погло­щает углекислый газ и превращается в белый карбонат цинка ZnC0₃.

Оптимальный размер его частиц составляет 0,4—0,6 мкм. С уменьшением размера частиц растет фотохимическая актив­ность оксида цинка и его кроюшая способность. Путем прессова­ния оксид цинка можно получать в виде гранул или таблеток без применения связующих.

Очищенный оксид цинка получают химическим осаждени­ем гидроксида цинка из растворов хлорида или сульфата цинка. При прокаливании гидроксида цинка образуется оксид цинка и вода.

ZnS0₄ + 2NH₄OH —- Zn(OH)₂ + (NH₄)₂S0₄ Zn(OH)₂ ZnO + H₂0

Оксид цинка обладает хорошими загущающими свойствами, вяжущим, антисептическим, отбеливающим и защитным действи­ем. Является важной составной частью дневных и защитных кре­мов, пудры, румян, теней для век, косметических масок, анти перс - пирантов, средств для депиляции, кремов для бритья, детской кос­метики. Благодаря своей тонкой кристаллической структуре оксид цинка служит надежным физическим фильтром для ультрафиоле­товых лучей в солнцезащитных средствах. Применяется также в качестве белого красителя. В таблице 9 приведены некоторые свойства оксида цинка.

Иногда вместо оксида цинка применяют стеарат цинка. Это соль цинка и стеариновой кислоты — вещество белого цвета, нера­створимое в воде, при измельчении дает тонкий порошок, обла­дающий хорошей кроющей способностью. (Стеарат цинка чаще применяют в косметических рецептурах в качестве эмульгатора, поэтому подробнее о его свойствах см. раздел 4.8.)

Таблица 9

Физико-технические характеристики ZnO

Характеристика	Значение
Показатель преломления	1,95-2,05
Удельная поверхность, м2Д	1,8-4,5
Плотность, кг/м3	5600
pH водной вытяжки	6,0-7,2
Термостойкость, °С	400-700
Маслоемкость, г/100 г	12-20
Укрывистость, г/м2	110-140
Белизна, %	95-97

Стеараты магния, алюминия - соли соответствующих метал­лов и стеариновой кислоты. Это порошки белого или кремового цвета, не растворимые в воде и низших спиртах. При нагревании растворяются в маслах. Используются в составе пудры в качестве наполнителя (содержание до 15%) и в косметических кремах в ка­честве структурообразователя и стабилизатора свойств При физи- ко-химическом определении качества пудры определяют массо­вую долю стеаратов цинка и магния в пудрах, румянах и тенях для век. Согласно ГОСТу, в компактных изделиях она не должна пре­вышать 11%, а в порошкообразных — 20%.

Липотон впервые был получен в 1853 г. Липотон состоит из эк- вимолярной смеси сульфида цинка ZnS и сульфата бария BaS0₄. Рентгеноструктурным анализом доказано, что эти вещества не об­разуют между собой никаких соединений, а существуют в пигмен­те самостоятельно. Размер частиц липотона — 0,5—1,0 мкм.

Его получают при взаимодействии сульфата цинка и сульфида бария. Для ускорения реакции к реакционной смеси добавляют еще хлорид цинка. Сульфид цинка ZnS образуется в кристалличе­ской форме сфалерита, который нужно перевести в форму вюрци- та, обладающего лучшими пигментными свойствами. Поэтому ли­потон подвергают термической обработке.

ZnS0₄ + BaS —*- ZnS + BaS0₄ ZnS0₄ + 2 BaS + ZnCl₂ —- 2ZnS + BaS0₄ + BaCl₂

ZnS ZnS Сфалерит Вюрцит

Показатель преломления липотона зависит от соотношения в нем компонентов, так как они обладают разными показателями преломления: для ZnS — 2,37; для BaS0₄ — 1,64. Чем выше содер­жание ZnS в липотоне, тем выше его укрывистость.

Щелочи на липотон не действуют, неорганические кисло­ты разлагают сульфид цинка с выделением сероводорода. Круп­ный недостаток липотона — его чувствительность к свету. Для получения светостойкого липотона в него рекомендуется вводить соединения кобальта. Физико-химические показатели, которым должен соответствовать липотон, приведены в таблице 10.

Таблица 10

Физико-технические характеристики липотона

Характеристика	Значение
Показатель преломления	2,0
Удельная поверхность, м2/г	5,5
Плотность, кг/м3	4000-4300
pH водной вытяжки	6—8
Маслоемкость, г/100 г	11 — 15
Укрывистость, г/м2	110-140
Белизна, %	90-94

Желтые пигменты

По химическому составу желтые пигменты, применяемые в деко­ративной косметике, представляют собой моногидрат оксида же­леза (III) Наибольшее значение имеет моногидрат формулы FeO(OH), обладающий чистым охряно-желтым цветом. Этот пиг­мент известен под названием желтый железоокисный. Он выпус­кается различных оттенков. Желтый железоокисный пигмент об­ладает очень хорошими свойствами: укрывистость его доходит до 10—12 r/м², т. е. выше, чем у всех желтых пигментов, включая органические, у него высокая свето- и атмосферостофкость, он нерастворим в щелочах, но растворим в минеральных кислотах. При нагревании выше 180—200 °С пигмент начинает терять гид- ратную воду и приобретает красную окраску. Плотность пигмента 3850—3900 кг/м², маслоемкость 40—60, средний размер частиц 0,2—0,6 мкм, удельная поверхность 11,2 м²/г Получают желтый железоокисный пигмент окислением солей железа (II) пероксидом водорода, кислородом воздуха или нитросоединениями. Во время реакции поддерживают pH 3—4.

2FeS0₄ + 4NH₄OH + H₂O_z —*- 2FeO(OH) + 2(NH₄),S0₄ + 2Н₃0

Желтые природные пигменты представляют собой разновид­ности бурого железняка, и обладают чистым цветом и мягкой текс­турой. Технические свойства желтых природных пигментов тем выше, чем больше в них содержится гидроксида железа (111)

Охра представляет собой природный кристаллический гидро­ксид железа (III) с примесью глины. По цвету охры делятся на светло-желтые, средне-желтые, золотисто-желтые и темные. В светлых охрах содержание гидроксида железа 12—25%, в сред­них 25—40%, в золотистых 40—75%. Укрывистость природных охр колеблется в широких пределах, от 25 до 90 г/м². Термо­стойкость их невелика: при 150 °С их цвет начинает изменяться и при 250—270 °С они полностью обезвоживаются и превра­щаются в красно-коричневый оксид железа (III) Маслоемкость охры составляет 25—32.

Красные пигменты

Красные железоокисные пигменты представляют собой по хими­ческому составу оксид железа (III) Ре₂О_э. Это целая группа пиг­ментов буро-красного цвета, оттенки которых изменяются от оранжевого до малинового и пурпурного тонов, и от розового до сиреневого тона в разбеле (10—15 оттенков). По современ­ным представлениям различие в оттенках обусловлено формой и размером частиц. С переходом от светлых оттенков к темным размер частиц возрастает. Для светлых оттенков пигмента размер частиц составляет 0,35—0,45 мкм, для средних 0,5—0,7 мкм, для малиновых 1,0—1,5 мкм, для пурпурных — 2,5 мкм. Форма частиц светлых оттенков — игольчатая, пластинчатая, а форма частиц темных оттенков зернистая. Пригменты на основе y-Fe₂0₃ имеют коричневый цвет, плотность 5000 кг/м³, размер частиц 0,2—0,8 мкм.

Получают Fe₂0₃ при термическом разложении железного ку­пороса. Реакцию проводят при 700—750 °С Если к реакционной смеси добавить NaCl, оттенок пигмента меняется от синева­то-красного до фиолетово-красного в зависимости от количества добавленной соли.

Еще один метод получения основан на реакции термического разложения желтого железоокисного пигмента, но он позволяет получать красный пигмент высокой чистоты.

FeSO„ ■ 7Н₂0 —- 6Н₂0 + FeS0₄ • Н₂0 2(FeS0₄ • Н₂0) — Fe₂0₃ + S0₂ + SO, + 2Н_гО 2FeO(OH) —- Fe₂0₃ + H₂0

Химический состав и цвет природных красных пигментов от­личается большим разнообразием. Красный глинистый пигмент содержит менее 20% Fe₂0₃. Из пигментов с большим содержанием Fe₂0₃ различают железный сурик (75—90%) и мумие (20—70%). К красным природным пигментам относят также прокаленные сиены и охры, так как в процессе прокаливания охры и сиены при температуре выше 500 °С они теряют воду и приобретают красный цвет.

Коричневые природные пигменты

Сиена (сиенит) свое название получила от итальянской провинции Сиена, где находится крупное месторождение этого минерала. Си­ена отличается от обыкновенной охры повышенным содержанием кристаллизационной воды и меньшим содержанием глины (иног­да даже полным отсутствием глины). В состав ее входит кремне- кислота. Во многих сортах сиены присутствует также оксид марганца. Цвет сиены темно-коричневый с разнообразными от-

тенками. При прокаливании она приобретает яркий красно-ко­ричневый оттенок. Плотность сиены 3000—3400 кг/м³, размер час­тиц от 0,2 до 30,0 мкм, маслоемкость 50—55.

К коричневым природным пигментам относятся также умбра натуральная и прокаленная, марганцовая коричневая, кассельская коричневая и марс коричневый. Цвет умбры и марганцевой корич­невой обусловлен наличием в их составе оксидов марганца, цвет кассельской коричневой — присутствием бурого угля, цвет мине­ральной коричневой — присутствием Fe₃0₄.

Натуральная умбра природный пигмент коричневого цвета, образуется при выветривании железных руд с высоким содержани­ем марганца. По химическому составу она близка к охре, от кото­рой отличается более высоким содержанием диоксида марганца Мп0₂. Умбра устойчива к действию щелочей, света, к нагреванию. Она остается коричневой и после прокаливания, приобретая толь­ко более темный оттенок. Умбра характеризуется низкой плотно­стью, аморфной структурой и высокой маслоемкостью.

Зеленые, синие, фиолетовые пигменты

Зеленые, синие и фиолетовые пигменты применяют для создания разнообразных теней для век, косметических карандашей. Прин­ципы создания таких композиций аналогичны принципам созда­ния пудры.

Все соединения трехвалентного хрома окрашены в зеленый или фиолетовый цвет. В качестве пигментов применяются следую­щие соединения зеленого цвета: оксид хрома Сг₂0₃, гидрат окиси хрома Сг₂0₃ • /?Н₂0, известный под названием изумрудная зелень, фосфат хрома, силикат хрома, некоторые природные соединения типа шпинелей.

Для соединений хрома характерно изменение окраски в широ­ких пределах при постоянном химическом составе. Даже окраска растворов солей хрома может изменяться от зеленой до фиолето­вой в зависимости от температуры, концентрации, pH среды и т. д.

Оксид хрома Сг₂О_э представляет собой темный оливково-зеле­ный пигмент с оттенками от желтоватого до синеватого плотно­стью 5220 кг/м². Средний размер частиц 0,2—0,3 мкм, удельная по­верхность 6—7 м²/г.

Его получают при восстановлении бихромата калия серой:

К₂Сг₂0₇ + S —- K₂S0₄ + Сг₂0₃

Оксид хрома трудно растворим во всех кислотах и щелочах, имеет высокую укрывистость, свето- и атмосферостойкость.

Изумрудная зелень была открыта в 50-х гг. 19 в. Она представля­ет собой гидрат окиси хрома, обладающий очень красивым и яр­ким изумрудно-зеленым цветом с длиной волны 496 нм. Количе­ство связанной воды в изумрудной зелени колеблется от 1,5 до 2,5 моль на 1 моль Сг₂0₃. Большая часть воды просто адсорби­рована и может быть удалена без изменения цвета пигмента, но примерно 1/3 воды химически связана с оксидом и при ее уда­лении цвет пигмента меняется. Размер частиц изумрудной зелени

1. — 10 мкм, плотность 3300 кг/м³, маслоемкость 65—90. Ее получа­ют из бихромата калия.

К₂Сг₂0₇ + Н₂В₄0₇ —К₂В₄0₇ + Н₂Сг₂0₇ 2Н₂Сг₂0₇ —- 2(Сг₂0₃ • 2Н₂0)

Сг₂0₃ • 2Н₂0 + Н₂В₄0₇ —- Сг₂0₃ • Н₂0 + 2В₂0₃ + 2Н₂0

Изумрудная зелень отличается особой стойкостью к действию света и химических реактивов: она не растворяется в кислотах и щелочах. В виде примесей она содержит оксид бора В₂0₃.

Фосфат хрома СгР0₄ • ЗН₂0 — красивый светло-зеленый пиг­мент. Его получают по реакции взаимодействия бихромата натрия или калия с ортофосфорной кислотой в присутствии сульфитов или тиосульфата в кислой среде. Образующийся шестиводный фосфат хрома прокаливают, отбирая три молекулы воды.

Na₂Cr₂0₇ + 2Н₃Р0₄ + 3Na₂S0₄ + H₂S0₄ + 8Н₂0 —- —► 2(СгР0₄ • 6Н₂0) + 4Na₂S0₄ СгР0₄ • 6Н₂0 СгР0₄ • зн₂о + зн₂о

Соединения двухвалентного кобальта, применяемые в качест­ве пигментов, окрашены в синий, зеленый, фиолетовый и сине- зеленый цвета.

Зеленый кобальт по химическому составу представляет собой твердый раствор оксида кобальта в оксиде цинка. Цвет его колеб­лется от светло-зеленого до темно-зеленого и зависит от содержа­

ния СоО (чем больше СоО, тем темнее пигмент) Приблизитель­ный состав светло-зеленого кобальта СоО ■ ISZnO, а состав темно­зеленого кобальта СоО • 50ZnO. Зеленый кобальт легко растворя­ется в кислотах и щелочах. Среди кобальтовых пигментов из-за низкого содержания Со, он относительно дешев. Его получают при термическом разложении сульфатов и карбонатов кобальта с последующим смешением с суспензией оксида цинка в воде.

CoS0₄ СоО + S0₃T С0СО3 СоО 4 со₂Т СоО + «ZnO —*- СоО ■ «ZnO

Синий кобальт представляет собой алюминат кобальта с не­большим избытком А1₂0₃ На цвет этого пигмента сильно влияют примеси железа, поэтому его получение требует тшательной очи стки реагентов. Из него можно получить сине-зеленые пигменты (это алюминато-хромиты и хромиты кобальта). Часто в состав этих пигментов для улучшения их цвета вводят добавки фосфатов, бор­ной кислоты и некоторые другие. Синие кобальтовые пигменты дорогостоящие.

Синий кобальт получают из сульфата кобальта, сплавляя его в карбонатом натрия и алюмокалиевыми квасцами. Затем смесь прокаливают.

CoS0₄ 4 Na₂C0₃—*- CoCO, + Na₂S0₄ KA! (S0₄)₂ + 3Na₂C0₃ +3H₂0 —- — 2Al(OH)₃ + K₂S0₄ + 3Na₂S0₄ 4 iCO,T CoC0₃ + 2Al(OH)₃ —*- CoO • /?A1₂0₃ + C0₂T 4 3H₂0

Темно-фиолетовый кобальт представляет собой безводный фос­фат кобальта состава Со₃(Р0₄)₂. Длина волны у равна 561 нм, плот­ность 2590 кг/м³, маслоемкость 15—20, укрывистость 65—70 г/м². Он образуется по реакции с гидрофосфатом натрия с последующим прокаливанием восьмиводного гидрата фосфата кобальта.

3CoS0₄ + 4 Na₂HP0₄ + 8H_zO —- —- Со₃(Р04)₂ • 8Н₂0 + 2Na₂HP0₄ + 3Na₂S0₄

Co₃(P0₄)₂ • 8Н₂0 Со₃(Р0₄)₂ + 8Н₂0

Если вместо Na₂HP0₄ берут Na₃P0₄, то пигмент приобретает сиреневый оттенок.

Светло-фиолетовый кобальт — это моногидрат фосфата ко­бальт-аммония состава CoNH₄P0₄ • Н,0. Длина волны X равна 548 нм. Пигмент весьма чувствителен к нагреванию. Его получают при взаимодействии сульфата кобальта с гидрофосфатом аммония в щелочной среде.

CoS0₄ + (NH₄)₂HP0₄ + NH₄OH —- —- CoNH₄P0₄ • H₂0 + (NH₄)₂S0₄

Кроме кобальтовых пигментов синий и голубой тон имеют марганцевые пигменты: марганцевая голубая и марганцевая фиолетовая.

Ультрамарин. Открытие методов производства искусственно­го ультрамарина относится к 1828 г. До этого в качестве синего пиг­мента применяли натуральный ультрамарин, который с древних времен получали переработкой ляпис-лазури — полудрагоценного минерала. Поэтому натуральный ультрамарин ценился очень до­рого. Ультрамарин представляет собой алюмосиликат натрия, со­держащий в качестве продукта присоединения сульфид или поли­сульфид натрия. Его состав непостоянен и в общем виде может быть представлен формулой (Na₂0 • А1₂0₃ • wSiO^ • Na₂S_/r Цвет ультрамарина синий, фиолетовый или красный. Практическое значение имеет только синий ультрамарин. Для синего ультрама­рина т = 2,5—3,0; х = 2,5—3,0. Дисперсный состав ультрамарина колеблется в довольно широких пределах, причем, чем меньше размер частиц, тем выше интенсивность и светлее цвет. Значитель­ное влияние на цвет ультрамарина оказывает содержание серы и кремния: чем оно выше, тем насыщеннее цвет. Однако содержа­ние серы ограничено и не бывает выше 11 — 12%. Плотность ульт­рамарина 2200—2700 кг/м³, маслоемкость 35—46, укрывистость средняя.

Перламутровые пигменты

Перламутровые пигменты хорошо известны и широко использу­ются в декоративной косметике. Чтобы свести к минимуму рассея­ние света и обеспечить его необходимое отражение, частицы пер­ламутра должны иметь плоскую форму. С 1970-х гг. такого рода пигменты производили на основе слюды мусковит. Слюда отно­сится к природным алюмосиликатам со слоистой структурой. Пластинчатые кристаллы способны расщепляться на тонкие, уп­ругие и прочные листочки, плохо растворимые в воде и устойчи­вые к действию кислот и щелочей Окраска пластинок изменяется от светло-бежевой до темно-коричневой, почти черной. Интен­сивность перламутрового оттенка чистой слюды довольно слабая. Поэтому ее поверхность модифицировали — осаждали на ней диоксид титана, оксиды железа, берлинскую лазурь, кармин и дру­гие материалы. В этом случае носитель (слюда) обеспечивала не­обходимую плоскую форму кристалла, а слой оксида металла, его толщина и показатель преломления определяли интерференцию света. Отражающийся цвет при этом меняется от серебристо-бело­го через золотой, медный, красный, фиолетовый, синий и зеле­ный.

Титанированная слюда — серебристо-белый тонкий перламут­ровый порошок с частицами размером 5—15 нм, содержащий не менее 35% диоксида титана. При увеличении содержания ТЮ₂ до 43% размер частиц увеличивается до 20—60 нм, а порошок приоб­ретает желтый цвет. Применяется в косметических композициях в концентрации от 4 до 12%.

Оксихлорид висмута BiOCl — кристаллическое вещество, ми­нерал, не растворимый в воде, но растворимый в кислотах. Полу­чают при реакции гидролиза хлорида висмута и при взаимодейст­вии нитрата висмута с NaCl и разбавленной азотной кислотой. Это синтетический перламутровый пигменте высокойукрывистостью, солнцезащитным и легким антисептическим действием. Кристал­лы оксихлорида висмута обеспечивают в косметических изделиях (лаках для ногтей, губных помадах, блесках для губ) яркий перла­мутровый эффект и тонкость текстуры.

Микрокристаллы оксихлорида висмута используются для на­несения тонкого слоя на другие частицы (слюда, тальк), что позво­ляет получать новые перламутровые пигменты. Для удобства при­менения оксихлорид висмута диспергируют в касторовом масле, образуется пастообразная масса от белого до светло-серого цвета с содержанием BiOCl 70%. В состав губных помад, блеска для губ ее вводят в концентрации до 20%.

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. Наиболее интересным новым явлением, связанным с этими пиг­ментами, является изменение цвета пигментов в зависимости от угла зрения. Этот эффект обусловлен интерференцией света.

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. Однако примене­ние металлических пигментов в косметике ограничено соображе­ниями безопасности ингредиентов. Но в последние годы была раз­работана технология капсулирования 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 pH и сокращают до минимума продолжительность гомоге­низации.

ВЫВОДЫ

• К белым пигментам относятся диоксид титана, оксид цинка, липотон, стеараты цинка, магния, алюминия. Добавление бе­лых пигментов к другим пигментам позволяет получать разные оттенки одного и того же цвета.

• Диоксид титана и оксид цинка проявляют фотохимическую активность — они являются физическими УФ-фильтрами (см. раздел 4.12)

• Желтые, красные и коричневые пигменты получают на основе соединения железа; зеленые пигменты — на основе соедине­ний хрома; синие и фиолетовые — на основе соединений ко­бальта. Оттенок цвета пигмента сильно зависит от размера его частиц и от обработки их поверхности.

• Новое поколение перламутровых пигментов создано на основе других носителей, хлопьев из глинозема и аморфного кремне­зема. Наиболее интересным новым явлением, связанным с этими пигментами, является изменение цвета пигментов в за­висимости от угла зрения. Этот эффект обусловлен интерфе­ренцией света.

• Другое важное новое направление в разработке новых пигмен­тов — это инертные капсулы из аморфного кремнезема со све­тоотражающими металлическими частицами внутри. Их при­менение во всех косметических изделиях гарантирует полную безопасность и имеет большие перспективы для применения в косметике.

Контрольные вопросы и задания

1. Назовите вещества, применяемые в качестве белых пигментов.

2. Какая кристаллическая модификация диоксида титана применяет ся в косметическом производстве?

3. В какие косметические изделия добавляют диоксид титана? Какую роль он в них играет?

4. Какие важные свойства оксида цинка позволяют его использовать в косметических препаратах?

5. Что такое липотон и как его получают?

6. Какие соли пинка, магния и алюминия можно использовать в каче­стве белых пигментов?

7. Какие вещества можно использовать в качестве желтых пигментов?

8. Что представляет собой желтый железоокисный пигмент по хими ческому составу?

9. Что такое сиенит? В чем его сходство и различие с охрой?

10. Какое химическое соединение составляет основу красных пигмен­тов?

2. Зависит ли оттенок красного пигмента от размера и формы его час­тиц? Каким образом?

12. Какие коричневые пигменты для косметики вы знаете?

13. Какие химические элементы составляют основу зеленых пигмен­тов?

14. Соединения какого элемента образуют синие и фиолетовые пиг­менты?

15. Какой синий природный пигмент вы знаете? Каков его состав?

16. От чего зависит оттенок ультрамарина?

17. Какие новые направления в разработке пигментов для декоратив­ной косметики вы знаете? Какие из них вы считаете наиболее перс­пективными⁹

Наполнители

Наполнители — это твердые вещества минерального или органи­ческого происхождения, добавление которых в косметические композиции позволяет получить для нее оптимальное соотно­шение «цена/качество». Обычно наполнители вводят в косметиче­ские рецептуры в количестве 25—50% от массы цветных пигментов. Таким образом, наполнители заменяют в композициях часть до­рогостоящих пигментов, при этом укрывистость последних практи­чески не уменьшается. Иногда наполнители выполняют в компози­ции свои собственные специфические функции, например понижа­ют или повышают вязкость, стабилизируют дисперсную систему, улучшают совместимость с пленкообразующими веществами. При совместном применении пигментов и наполнителей достигается более равномерное распределение частиц одного материала меж­ду частицами другого, увеличивается плотность упаковки частиц, т. е. объемная концентрация пигмента в косметическом изделии

Наполнители характеризуются такими же показателями, что и пигменты. Основное отличие наполнителей от пигментов — это меньший показатель преломления света, близкий к показа­телю преломления света растительных масел и синтетических смол. Поэтому разделение на пигменты и наполнители весьма условно.

Каолин, тальк, мел и слюда относят к наполнителям. Напол­нители, применяемые в декоративной косметике, должны иметь высокую дисперсность и степень белизны, низкую маслоемкость, небольшую плотность, низкую твердость, быть дешевыми и содер­жать минимальное количество водорастворимых примесей. Неко­торые свойства наполнителей приведены в таблице 11.

Кроме перечисленных выше неорганических наполнителей, в косметике могут применяться органические наполнители, на­пример разные виды крахмала

Частицы наполнителя пластинчатой или волокнистой формы (слюда, тальк, асбест) армируют композицию, уменьшают усадоч­ные явления. Высокомаслоемкие наполнители, такие как аэросил, каолин, мел, тальк, матируют пленки, устраняют неравномерный блеск косметических покрытий. Перламутровый блеск получается в результате добавления натурального перламутра или синтетиче­ского пигмента, имеющего перламутровый оттенок.

Таблица 11

Сравнение физико-химических характеристик разных наполнителей

Наполни­ тель	Показатель преломления	Плотность, кг/м3	Маслоем­кость, г/100 г	pH водной вытяжки
Каолин	1,60	2540-2600	13-20	5-8
Мел	1,60	2710	10-14	9-10
Тальк	1,58	2730-2850	25-60	9-10
Слюда	1,59	2740-2880	20—70	Менее 9

В косметике применяют наполнители в составе тональных кремов, пудры, губной помады, теней для век, румян для достиже­ния однородности окраски и нужного оттенка изделий. Наполни­тели — более дешевые компоненты, чем пигменты, и частично за­меняя их в композиции, удешевляют ее.

Глина — пластичная осадочная горная порода, основными компонентами которой являются соединения алюминия, крем­ния, железа, а также небольшие количества соединений натрия, магния, калия и кальция. Глины различают по качественному и количественному составу, а также по окраске. В косметическом производстве применяют очищенные, тонко измельченные сорта глин в пудрах, масках, зубных пастах, румянах. Поверхность час­тиц глины способна активно впитывать кожный жир с поверхно­сти кожи. Поэтому применение глины в составе косметических изделий дает быстрый косметический эффект очищения, и кроме того, природная глина обогащает поверхностные слои кожи мик­роэлементами, входящими в ее состав в виде примесей. При этом важно обеспечить микробиологическую чистоту применяемой в косметической композиции глины.

Каолин, или коллоидная глина (китайская глина), — минерал группы алюмосиликатов. Это жирный на ощупь, аморфный по­рошкообразный продукт. Гигроскопичен, обладает высокой плас­тичностью, хорошими адгезивными и абсорбционными свойства­ми. Очишенный и обогащенный каолин используется в пудре, сухих румянах, детских присыпках, гигиеническом тальке. Содер­жание его в пудре не превышает 25% масс.

Исходным сырьем для получения каолина служит при­родный каолинит — гидратированный силикат алюминия А1₂0₃ • 2Si0₂ - 2Н,0. Он содержит 46,0-48,5% SiO, 36,5-38,5% AJ₂0₃, а в качестве примесей Fe₂0₄, К₂0, СаО. Каолин состоит из мелких тонких кристаллических пластинок, хорошо смачивается водой и органическими малополярными жидкостями. Поверх­ность каолина имеет pH 5 (слабокислая реакция).

Тальк 3MgO ■ 4Si0₂ ■ Н₂0. В природе чистый тальк встречается очень редко, и состав его колеблется в зависимости от месторожде­ния. Примесями чаще всего являются СаО, А1₂0₃ и оксиды железа. Кристаллы талька имеют игольчатую, пластинчатую или волок­нистую форму. Тальк — очень мягкий минерал. Это порошок бело­го или слегка желтоватого цвета, жирный на ощупь, без запаха. Бе­лизна лучших сортов талька составляет 85—94%. Тальк химически весьма инертен, нерастворим в воде и неорганических кислотах. Тальк придает пудре хорошую сыпучесть. Однако у него невысокая кроющая способность, он хорошо впитывается в кожу и придает ей блеск. Тем не менее, благодаря мягкости и скользящему эффекту тальк применяется в составе пудры в количестве до 50—70% масс, румян, сухих теней для век.

Мел — химически осажденный карбонат кальция СаС0₃ — по­лучают из обожженного природного известняка. Это порошок бе­лого цвета, нерастворимый в воде, но растворимый в кислотах. Он широко используется в составе зубных паст. Примесей в меле дол­жно быть не более 2,5%, влаги не более 0,5%, веществ, не раство­римых в соляной кислоте — не более чем 0,1 %.

Аэросил SiO, — диоксид кремния, применяется в виде белого аморфного порошка с частицами сферической или почти сфериче­ской формы и размером 4—40 миллимикрон. Аэросил оказывает на кожу и слизистые оболочки сильное подсушивающее действие, поскольку обладает высокой адсорбционной способностью Без изменения сыпучих свойств аэросил может удерживать от 15 до 60% различных жидкостей. Способность аэросила связывать воду сильно зависит от его дисперсности, и наличия в нем примесей. В составе зубных паст Si0₂ применяется в количестве до 3%. Аэро­сил придает зубным пастам красивый внешний вид и проявляет хорошие абразивные свойства. Диоксид кремния мо,жет быть ис­пользован в составе средств ухода за кожей: кремов, скрабов, пи- лингов и пудр. Диоксид кремния, абразивность которого легко контролируется, хорошо сохраняет матовость кожи, так как масса сорбированных им сальных выделений в десять раз превосходит массу самого Si0₂.

Слюда встречается в природе в виде минералов, в виде включе­ний входит в состав гранитов. По своему химическому составу слюда — это алюмосиликат калия. В качестве примесей в ней мо­гут присутствовать оксиды железа. В водной среде слюда имеет нейтральную или слабощелочную реакцию (pH < 9), ее маслоем­кость достигает 70. При ее измельчении образуются блестящие частицы в виде пластинок разного размера. В зависимости от раз­мера частиц получают разные сорта перламутровых пигментов. Например, естественный блеск перламутра достигается при размере частиц слюды до 20 мкм. Пигменты с частицами размером 30 мкм и более обеспечивают усиление блеска вплоть до эффекта сверкания В современных рецептурах изделий декоративной косметики часто используют частицы слюды с нанесенными на них слоями диоксида титана или диоксида кремния. Цветовой эффект таких пигментов зависит от толщины покрытия и от числа осажденных слоев на поверхности слюды.

Крахмал — высокомолекулярное вещество класса углеводов. Его получают из растений. В состав пудры вводят кукурузный крахмал первого и высшего сортов, маисовый и картофельный крахмал. Они придают коже бархатистость и обладают хорошими абсорбционными свойствами. Однако применение крахмала огра­ничено из-за возможного размножения в его среде микроорганиз­мов. В косметические пудры крахмал вводят в количестве до 8% масс.

• Кукурузный крахмал — порошок белого цвета без посторонне­го запаха. Содержание в нем воды не должно превышать 13%. Кислотное число — 25.

• Картофельный крахмал — белый порошок с кристаллическим блеском. Содержание воды не более 20%, кислотное число — не более 14.

• Рисовый крахмал получают тонким измельчением рисовых зе­рен. Хорошо адсорбирует влагу. При нанесении на кожу оказывает смягчающее и защитное действие. Применяется в пудре, сухих тенях для век, в детских присыпках, сухих де­зодорантах.

Красители

ключевые Г\ Органические пигменты * Водорастворимые и мас- слова лорастворимые красители • Color Index

Красители (dyes) — это цветообразующие добавки органического происхождения, 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. Цвет и способность окрашивать другие вещества зависят от состава и строения молекул красителя. Почти все органические красители получают из циклических соединений ароматического 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 молекулы красителя со светом и увеличивать на­сыщенность цвета красителя. Их называют ауксохромными. Основ­ные хромофорные и ауксохромные группы приведены п таблице 12.

Таблица 12

Основные хромофорные и ауксохромные группы атомов в молекулах красителей

Хромофорные группы		Ауксохромные группы
Название	Формула	Название	Формула
Этиленовая группа	С—С	Гидроксильная группа	ОН
Карбонильная группа	с=о	Аминогруппа	NH2
Азометиновая	C=N	Метоксигруппа	СН30
Карби ми новая	C=NH	Метиламиногруппа	NHCH3
Азогруппа	N=N	Диметиламино1руппа	N(CH3)2
Нитро группа	no2	Сульфогруппа	S03H
Нитрозогруппа	N=0

Классификация красителей

Существует несколько классификаций красителей. По раствори­мости различают водорастворимые и маслорастворимые красите­ли. Водорастворимые красители содержат в молекуле полярные сульфогруппу S0₃H 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, pH 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 химическому строению красители классифицируют сле­дующим образом:

Нитрокрасители — в молекулу красящего вещества входит нитрогруппа N0₂. 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 азогруппа атомов —N=N—. Их получают из соединений фенола и азоние- вых оснований.

Трифенилметановые красители — наиболее распространенная группа красителей. Они хорошо растворимы в воде, однако изме­няются при воздействии света и щелочей.

Ксантановые красители могут быть кислотными и основными. Кислотные красители получают на основе флуоресцеина Они да­ют высокую интенсивность окрашивания. К основным ксантано- вым красителям относится родамин В, С, Ж. Эта группа красите-

лей 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.

Антрахиноновые красители — красители на основе анграхино- на, 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.

Натуральные красители которые получают из природных про­дуктов. Типичным представителем является индиго — один из са­мых древних видов красителей. Он не вызывает раздражения ко­жи, используется в губных помадах, мылах.

Красители классифицируют по области применения

• FD&C (аббревиатура Food, Drug and Cosmetics) — для пищевой, фармацевтической и косметической промышленности;

• D&C — для фармацевтической и косметической промышлен­ности;

• Ext.D&C — для наружнего использования в составе фармацев­тических и косметических средств.

Обязательным условием применения красителя в косметике является его безопасность. В косметической Директиве 76/768 EEC 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 косметическою 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 со­единений, например трилона Б, который препятствует взаимодей­ствию красителя с ионами металлов.

Красящие вещества добавляют в основу в количестве от 0,2 до 5,0% в зависимости от их кроющей способности.

Органические пигменты

Органические пигменты — это органические красители, нераство­римые в воде и пленкообразуюшнх веществах. Они обладают вы сокой 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 органических 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.

Органические пигменты делят на две группы пигментные кра­сители и красочные лаки. Пигментные красители получают при синтезе в виде нерастворимых в воде соединений. Красочные лаки получают из водорастворимых красителей при их осаждении на наполнителях с помощью различных осадителей. В основном, для получения красочных лаков применяют кислотные красители, в состав которых входит одна или несколько сульфогрупп или кар­боксильных групп, и основные красители состава R—NH₂*HCI. Чаще всего осаждение кислотных красителей основано на образо­вании труднорастворимых в воде солей бария, кальция, стронция или алюминия. В качестве осадителя часто используют хлорид ба­рия Красители, содержащие карбоксильную труппу, не осаждают­ся хлоридом бария. Для их осаждения применяют соли алюминия, олова или глины.

Цветовой индекс

Красители и пигменты стандартизованы, проверены на безопас­ность для человека и разрешены к применению Списком допущен­ных продуктов в странах ЕС. Каждому красителю присвоен код или цветовой индекс Color Index (CI), в котором содержится химиче­ская характеристика пигмента. Код пигмента интернационален и не зависит от торгового названия различных производителей.

В таблице 13 приведены официальные названия. Color Index, молекулярная и структурная формулы и область применения не­которых органических красителей.

Офици­ альное название	Color Index	Содер­жание чистого в-ва, %	Структурная формула	Молекулярная формула	Область применения
Азокрасители
D&C Red #6	15850	95	ОН COONa h3c-Q-n=^K S03Na ^ \	C|8Hi2N2Na2S06	В основном губные пома­ды, иногда ла­ки для ногтей, пудры, тональные кремы
D&C Red #6 Ba lake	15850:2	70	ОН СОО(Ва/2) H3C-^N=^K S03(Ba/2)<^)	C|sHl2BaN2S06	Помады, лаки, пудры, тональ­ные кремы
		■	-	—	-
D&C Red #34 Ca lake	15880:1	80	S03(Ca/2) (_) ОН СОО(Са/2)	C21Hl2CaN206S	Лаки для ногтей
FD&C Yellow #6 A1 lake	15985:1	40	ОН (A1/3)Q3S—^ ^—N=N—^у S03(Al/3)	Ci8H[oAl2/3N207S2	В основном губные пома­ды, пудры. тени, тональные средства
Ксантановые красители
D&C Red #21	45380:2	98	Br Br НО^уО ОН 6м	C2fiHRBr405	Губная помада

Таблица 1 3

Некоторые свойства и область применения красителей разного типа

182 Глава 4. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ИНГРЕДИЕНТОВ 4.9. Пигменты, наполнители и красители

Окончание

ВЫВОДЫ

• Наполнители характеризуют такими же показателями, что и пигменты. Поэтому разделение на пигменты и наполнители весьма условно.

• Основное отличие наполнителей от пигментов — это меньший показатель преломления света, близкий к показателю прелом­ления света растительных масел и синтетических смол.

• Наполнители позволяют удешевить композиции. Их вводят в количестве 25—50% от массы цветных пигментов. Укрывис- гость пигментов при этом практически не уменьшается.

• Иногда наполнители выполняют в композиции особые функ ции, например понижают или повышают вязкость, стабилизи­руют дисперсную систему, улучшают совместимость с пленко­образующими веществами.

• Органические пигменты отличаются исключительным разно­образием цветов и оттенков, ярким и насыщенным цветом, высокой укрывистостью. Они превосходят неорганические пигменты по интенсивности цвета в 5—8 раз. Почти все орга­нические пигменты недостаточно светостойки и изменяют цвет при нагревании.

• Обязательными условиями применения красителя в космети­ке являются его безопасность и инертность по отношению к остальным компонентам косметического изделия.

• Красящие вещества добавляют в основу в количестве от 0,1 до 5,0% в зависимости от их кроющей способности.

Контрольные вопросы и задания

1. Какую роль играют наполнители в косметических композициях?

2. Перечислите основные наполнители, применяемые в косметике

3. Каковы требования к наполнителям в декоративной косметике?

4. Рассмотрите таблицу 11, материал раздела и предложите наполни­тель для пудры, предназначенной: а) для чувствительной кожи ли­ца; б) для жирной кожи лица; в) для детской присыпки.

5. Что общего в строении всех органических красителей?

6. Что такое хромофорная и ауксохромная группы атомов? Какие они бы­вают?

7. Как маркируют красители по безопасности в соответствии с прави­лами FDA?

8. Как классифицируют красители по их растворимости? Какие отли­чия в строении водо- и маслорастворимых красителей вы знаете?

9. Перечислите основные классы органических красителей.

10. Каково содержание органических красителей в косметических ком - позициях? От чего оно зависит?

11. Что такое Color Index? От чего он зависит?