Technologia lakierów do paznokci

Lakiery  i emalie do paznokci są roztworami substancji filmotwórczych (np. estrów celulozy) z  żywicami i  plastyfikatorami w rozpuszczalnikach organicznych z dodatkiem barwników, pigmentów i  brokatów. Lakier tworzy przezroczystą błonę (może być także barwna). Emalie tworzą film nieprzezroczysty.
W porównaniu z nowoczesnymi kosmetykami pielęgnacyjnymi, zawierającymi często po kilkadziesiąt składników, lakiery do paznokci wydają się być preparatami o stosunkowo prostym składzie. Natomiast ze względu na sposób aplikacji i długotrwały (w porównaniu z większością kosmetyków) czas pozostawania lakieru na powierzchni paznokcia ta grupa produktów charakteryzuje się specyficznymi wymaganiami pod względem ich własności aplikacyjnych, a tym samym pod względem składu.

Typy lakierów do paznokci:

* lakiery transparentne - prześwituje przez nie płytka, służą min. do manikiuru francuskiego
* lakiery matowe - mocno kryjące, bez połysku.
* lakiery perłowe - kryją słabiej od lakierów matowych.
* lakiery opalizujące - lakier zmienia kolor, w zależności od konta padania światła.
* lakiery z brokatem i ozdobnymi opiłkami.
* utwardzające - powinny zawierać wzmacniający krzem lub wapń, które spajają włókna keratyny decydujące o twardości paznokcia. Sprawdzaj, czy lakiery utrwalające mają w składzie formaldehyd i toluen. Wdychanie ich jest szkodliwe.
* Trwałe, bo elastyczne - ich podstawowym składnikiem jest żywica. Dodaje się do niej substancje, które sprawiają, że warstwa lakieru na paznokciu jest elastyczna, dzięki czemu nie odpryskuje aż do 5 dni.
* Szybko schnące - wysychają bardzo szybko, w ciągu jednej minuty. Zazwyczaj zawierają więcej pigmentów, dzięki czemu wystarczy jedna warstwa, by dobrze pokryć paznokieć. Niestety, nie zawsze są one trwałe.
* Antyalergiczne - powinny być bezzapachowe i w pastelowych kolorach - ciemne barwniki bardziej uczulają. Nie ma w nich wysuszających substancji, które zwiększają łamliwość paznokci: toluenu, niklu.

Wlasciwosciami lakieru jest: dobra przyczepność, elastyczność, wysoki połysk, wystarczająca twardość, odpornosć na wodę i detergenty, dobre krycie i krótki czas schnięcia 2 – 3 minuty. Lakier zawiera 25 – 29 % składników nielotnych i ok.75 – 80% składników lotnych – rozpuszczalników, a wśród nich:

a)      substancję tworzącą film

b)     plastyfikator (zmiękczacz)

c)      żywice

d)     rozpuszczalnik

e)      pigment

         Substancje tworzące film – nitroceluloza – azotan celulozy, przy zawartości azotu 10, 5 – 12% nie ma własności wybuchowych. Produkty handlowe – 15% roztwory nitrocelulozy w octanie butylu i izopropanolu.

Lepkość lakieru zależy od:

f)       rodzaju nitrocelulozy /jej lepkości/

g)     rodzaju zastosowanego rozpuszczalnika

h)     stężenia nitrocelulozy

i)       rodzaju i stężenia zastosowanej żywicy

Plastyfikator – podwyższa elastyczność, przyczepność i połysk.

Wyróżnia się 2 grupy zmiekczaczy:

j)       rozpuszczające estry celulozy (żelujące)

k)     nierozpuszczające estry celulozy (nieżelujące)

          Do pierwszej grupy należy stearynian butylu (podwyższa połysk) olej rycynowy, wysokoczasteczkowe estry nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych. Zawartość plastyfikatorów w lakierze wynosi 10 – 60% . 

         Żywice – wpływają na przyczepność i połysk lakieru i możemy je podzielic na następujące grupy:

1)     Żywice naturalne – szelak – otrzymywany z wydzieliny owada Laccifer lacca,

-żywica Elemi – z drzewa Canarium luzonicum,

-żywica Damara – z drzewa Shorea wiesnerii,

-żywica Benzoesiam – z drzewa Styrax tonkinensis

2)     Żywice syntetyczne – żywice alkidowe sulfoamidowe, estry poliakrylowe.

Rozpuszczalniki:

l)       niskowrzące o temp.wrzenia do 100°C – octan etylu, alkohol etylowy i izopropylowy

m)   średniowrzące o temp.wrzenia do 150°C – octan butylu, butanol, alkohol amylowy, octan amylu

Barwniki:

Lakiery transparentne zawierają 0, 1 do 1 % barwników rozpuszczalnych. Lakiery kremowe zawierają 2 – 5 % pigmentów nierozpuszczalnych – biel tytanowa (TiO₂), tlenki żelaza, perła – mika.

Dla ochrony barwników przed promieniowaniem UV dodaje się substancje promieniochronne. Barwniki nierozpuszczalne mają tendencje do sendymentacji, która zależy od:

n)     lepkości lakieru (im większa lepkość, tym wolniejsze osadzenie)

o)     od ciężaru właściwego pigmentu /im lżejsze, tym dłużej utrzymują w zawieszeniu/

p)     od mechanicznego mieszania pigmentów przez metalowe kulki, które znajdują się na dnie butelki

            Dobry lakier czy emalia do paznokci oprócz efektu dekoracyjno-estetycznego, tj. pożądanej barwy, połysku i gładkiej powierzchni, powinien posiadać odpowiednie własności użytkowe, czyli łatwo się rozprowadzać i mieć odpowiednią konsystencję (lepkość). Najbardziej pożądane są tutaj tzw. własności tiksotropowe: w stanie „spoczynku” lakier zachowuje się jak żel i nie ścieka z płytki paznokcia, ale po przyłożeniu siły ścinającej, np. podczas mieszania albo aplikacji pędzelkiem, daje się łatwo rozprowadzać cienką warstwą. Takie własności pozwala uzyskać np. Stearalkonium hectorite (INCI).Uzyskiwany film powinien szybko wysychać, być elastyczny. Preparat powinien mieć bardzo dobrą przyczepność do powierzchni paznokcia i dobrze przylegać do płytki paznokciowej. Nie powinien natomiast spływać z łożyska paznokcia podczas aplikacji, nie może niszczyć płytki paznokciowej, barwić jej ani pozostawiać śladów po usunięciu typowym, dostępnym środkiem.
Uzyskanie wymienionych cech bez zastosowania odpowiednich składników byłoby niemożliwe. 
              Stosowanie niektórych substancji w bazach lakierów do paznokci budzi kontrowersje. Dotyczy to przede wszystkim toluenu, ftalanów i żywic formaldehydowych. Wielu producentów lakierów deklaruje ich wycofanie przez co handlowcy i konsumenci uważają, że produkty zawierające je są niebezpieczne i wprowadzone do obrotu niezgodne z prawem. Często jest to pogląd błędny. Trzeba pamiętać, że prawo europejskie z zakresie kosmetyków jest bardzo restrykcyjne, a bezpieczeństwo produktów jest dla producentów kosmetyków kwestią priorytetową. Szereg składników kosmetyków jest klasyfikowanych jako substancje niebezpieczne zgodnie z ustawodawstwem dotyczącym substancji i preparatów chemicznych. Jednak klasyfikacja ta dotyczy czystych substancji. Substancje, użyte w gotowym preparacie (na przykład w kosmetyku), stosowane w odpowiednim stężeniu są bezpieczne, podobnie jak sam preparat.
            Toluen w lakierach do paznokci pełni funkcję rozcieńczalnika i składnika modyfikującego własności tworzącego się filmu. Do niedawna był stosowany dość szeroko ze względu na niską cenę i własności chemiczne – jest jednym z najlepszych (obok benzenu i ksylenu, które nie są wykorzystywane w kosmetykach) rozpuszczalników niepolarnych. W ostatnich latach jego zużycie w lakierach zaczęło się zmniejszać. Ponieważ jednak wypadkowa ceny i jakości  jest bardzo istotnym czynnikiem decydującym o powodzeniu produktu na rynku, udział baz lakierowych zawierających toluen można szacować na 50 proc. sprzedaży wszystkich baz lakierowych. Obecnie wykorzystywany jest głównie w tańszych bazach. Prawo europejskie dotychczas nie zabrania stosowania toluenu w lakierach do paznokci. Zgodnie z przepisami dotyczącymi substancji chemicznych klasyfikowany jest jako substancja niebezpieczna, m.in. jako działający szkodliwie na rozrodczość kategorii 3. Kategoria 3 oznacza, że substancja może być podejrzewana o własności szkodliwe (np. ze względu na budowę chemiczną), ale nie zostało to dotychczas udowodnione, a jednoznaczna ocena nie jest możliwa ze względu na brak wystarczających danych toksykologicznych.
Zgodnie z Art. 4 pkt. 3. ustawy o kosmetykach stosowanie w kosmetykach substancji uznanych za rakotwórcze, mutagenne lub działające szkodliwie na rozrodczość, jest zakazane. Jednak w wyjątkowych przypadkach, po uzyskaniu pozytywnej oceny przez Komitet Naukowy ds. Produktów, substancje kategorii 3 mogą być stosowane, wówczas muszą być umieszczone na listach substancji dozwolonych do stosowania z ograniczeniami i mogą być używane tylko w określonych stężeniach i warunkach.
            Nieco inaczej przedstawia się sytuacja ftalanów w lakierach do paznokci. Jeszcze kilkanaście lat temu jako plastyfikatory stosowane były najczęściej ftalany: dioktylowy i dibutylowy. Obecnie substancje te w Europie znajdują się na liście substancji niedozwolonych do stosowania w kosmetykach, natomiast np. w USA ten zakaz nie obowiązuje. Dlatego też będąc dystrybutorem lakierów do paznokci pochodzących z USA przedsiębiorca powinien zwracać uwagę na skład produktu umieszczony na opakowaniu (lista składników. Flatan dietylu wykorzystywany jest jako rozpuszczalnik, plastyfikator, skażalnik alkoholu etylowego (czyli substancja powodująca, że etanol nie nadaje się do spożycia). Natomiast składnik ten w zasadzie nie znajduje zastosowania w lakierach do paznokci ze względu na słabsze własności jako plastyfikator.
             Formaldehyd klasyfikowany jest jako substancja rakotwórcza kategorii 3. Jednak inaczej niż w przypadku toluenu jego użycie w preparatach do paznokci jest regulowane na liście substancji dozwolonych z ograniczeniami. Wolny formaldehyd może być stosowany wyłącznie w utwardzaczach do paznokci, w ilości do 5 proc. (w przeliczeniu na czysty formaldehyd). Wówczas na opakowaniu należy umieścić informację „zawiera formaldehyd” i ostrzeżenie, że należy chronić skórę olejem lub tłuszczem przed działaniem preparatu.
Żywice formaldehydowe stosowane w lakierach do paznokci nie zawierają wolnego formaldehydu. Otrzymuje się je w reakcji polimeryzacji z formaldehydu i innych składników, formaldehyd ulega w nich całkowitemu przereagowaniu. Jednak zastosowanie tego typu żywic systematycznie maleje ze względu na możliwe własności uczulające u osób szczególnie wrażliwych.

Nowoscia natomiast w dziedzinie form fizykochemicznych lakierów do paznokci są preparaty wodorozcieńczalne. Innym ciekawym rozwiązaniem są receptury oparte na parafinach i ich pochodnych – przykładowy skład INCI: mineral oil, C 8-9 isoparaffin, isopropyl alcohol, polybutene, butyl acetate, CI60725. Chociaż nie budzą wątpliwości co do bezpieczeństwa dla zdrowia ludzi, to często ich własności użytkowe nie pozwalają na zakwalifikowanie ich do grupy idealnych lakierów do  paznokci. Próby modyfikacji receptur opartych na nitrocelulozie zmierzają najczęściej w kierunku zastąpienia toluenu i ftalanów innymi rozpuszczalnikami (octanami, alkoholami) a także wyeliminowania ze składu żywic formaldehydowych. Niestety wyeliminowanie toluenu lub żywic formaldehydowych przy jednoczesnym zachowaniu pożądanych cech użytkowych powoduje, że receptura staje się bardzo rozbudowana a sam preparat stosunkowo drogi – przykładowy skład wg INCI: butyl acetate, ethyl acetate, nitrocellulose, acetyl tributyl citrate, isopropyl alcohol, tosylamide/epoxy resin, styrene/acrylates copolymer, stearalkoniumbentonite, adypic acid, neopentyl glycol, trimellic acrylide copolymer, benzophenone-1, trimethylpentanediyl dibenzoate, polyvinyl butyral, dimethicone, trimethylsiloxysilicate, mica, silica, CI15850, CI19140, CI77163, CI 77266, CI7749, titanium dioxide.
             Największą rewolucję przeszły jednak pigmenty. Obecnie praktycznie nie stosuje się już pigmentów sypkich. Producenci lakierów chętniej wykorzystują gotowe dyspersje pigmentowe, ponieważ zapewnia to lepsze rozdrobnienie pigmentu, a przede wszystkim znacznie łatwiejsze wprowadzanie do baz lakierowych. Lakier jest łatwy w przygotowaniu, a uzyskiwane odcienie kolorystyczne powtarzalne. Oferowane zawiesiny są wolne od toluenu i  formaldehydu.Obecnie producenci sprowadzają gotowe bazy lakierowe, do których dodają pigmenty.

Produkcja lakierów wymaga odpowiednich urządzeń zgodnych z przepisami bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Do mieszania wszystkich surowcow lakierow sa odpowiednie mieszalniki, gdzie na podstawie receptury określającej ilość poszczególnych składników miesza się a nastepnie rozlewa do szklanych buteleczek od 4ml do 15ml. W każdej buteleczce powinny znajdowac się dwie stalowe kuleczki, niewchodzące w reakcje z lakierem majace na celu mieszanie go, co ma przeciwdziałać rozwarstwieniu się lakieru. Kazda buteleczka wyposazona jest w nakrętkę z pędzelkiem, która zamyka pojemnik. Nadruk na butelce wykonany jest metoda hot stampingu czyli foliowanie nadruku pod wpływem wysokiej temperatury bądź sitodrukiem czyli nadrukiem na szkle. Inna forma to naklejanie nalepki.

Cechy lakieru doskonałego:
• Jednorodność preparatu: brak zmętnień, rozwarstwień, „osiadania” pigmentów
• Dobre własności reologiczne: lepkość, płynność, jednorodność podczas aplikacji, łatwość rozprowadzania
• Szybkość wysychania: wyschnięcie w ciągu 2-3 minut, uzyskanie pełnej twardości powłoki maksymalnie 10 min (optymalnie 5-7 min)
• Trwałość: minimum 3-4 dni
• Dobre własności uzyskiwanego filmu: odporność na ścieranie, trwały połysk po wyschnięciu, gładka, elastyczna warstwa o odpowiednich zdolnościach kryjących
• Brak negatywnego wpływu na płytkę paznokcia: wysuszania płytki, pozostawiania śladów po usunięciu

...