Może wydawać się, że barwniki stosowane są wyłącznie w kosmetykach barwnych (szminki, róże, tusze, farby, cienie do powiek, lakiery i emalie, pudry, kremy) w celach upiększających. Jednakże wyroby kosmetyczne są barwione również w celu nadania im estetycznego wyglądu, a także zharmonizowania barwy z zapachem. Niektóre z grupy omawianych związków mogą również mieć właściwości dezynfekujące i odkażające.

Na początku przypomnijmy czym są barwniki z chemicznego punktu widzenia. Są to związki chemiczne wybiórczo absorbujące promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie widzialnym (o dł. fali ok.400-780 nm). Najczęściej pochłanianie promieniowania z widzialnej części widma jest 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). Reasumując barwnikiem jest zatem cząsteczka zawierająca chromofor i auksochrom.

Istnieje wiele różnych podziałów barwników. Ze względu na budowę chemiczną, w zależności od posiadanego chromoforu, można je podzielić na:

• azowe,
• triarylometanowe,
• indygoidowe,
• antrachinowe,
• ksantenowe,
• ftalocyjaninowe,
• inne.

Uwzględniając pochodzenie można wyróżnić:

• naturalne – które są pozyskiwane z surowców pochodzenia roślinnego i zwierzęcegoł
• syntetyczne:
  • rozpuszczalne w wodzie lub innym rozpuszczalniku (np. alkoholu, tłuszczu),
  • nierozpuszczalne w wodzie i innych rozpuszczalnikach, tzw. laki (pigmenty).

Każdy związek ma wiele właściwości i z tego powodu w preparatach może też spełniać różną rolę. Zatem jeśli w składzie kosmetyku odnajdujemy barwnik, to nie musi to oznaczać, że został on zastosowany w celu nadania barwy, może on spełniać inne funkcje. W dalszej częsci artykułu podamy przykłady barwników, które są stosowane nie tylko w celach upiększających, aby nadać barwę wyrobowi kosmetycznemu.

Chlorofil

Wzór chemiczny chlorofilu.

Jest naturalnym zielonym barwnikiem, który ma zdolność absorbowania promieniowania świetlnego, dzięki układowi wiązań sprzężonych, tzn. występujących po sobie wiązań podwójnych oraz pojedynczych. Nie rozpuszcza się w wodzie, zaś w alkoholu.

Najczęściej jest on otrzymywany z liści pokrzywy i lucerny. Oprócz tego, że barwi preparaty na różne odcienie zieleni, to ma właściwości dezynfekcyjne. Znalazł zastosowanie w pastach do zębów, płynach do ust, niektórych mydłach i kremach. Ponadto posiada właściwości lecznicze, stanowi źródło magnezu oraz usprawnia przemianę materii. Często dodawany jest również do dezodorantów ze względu na fakt, iż ma zdolność pochłaniania nieprzyjemnych zapachów.

Fluoresceina

Wzór chemiczny fluoresceiny.

Należy do grupy barwników trifenylometanowych, w roztworach alkalicznych wykazuje barwę pomarańczową. Oprócz typowego dla siebie zabarwienia wykazuje zjawisko zielonej fluorescencji (emisji światła). Jak najprościej wyjaśnić to zjawisko? Następuje ono wtedy, gdy wzbudzony atom lub cząsteczka wypromieniowuje część energii w postaci promieniowania elektromagnetycznego.

Surowiec ten stosowany jest nadania estetycznego wyglądu preparatom kosmetycznym, do barwienia mydeł glicerynowych, wody „leśnej”, płynów do kąpieli, beztłuszczowych brylantyn oraz płynów do włosów.

Fuksyna zasadowa

Syntetyczny, czerwony surowiec z grupy triarylometanowych barwników. Wykazuje działanie grzybobójcze i jest składnikiem preparatów stosowanych w grzybicach skóry.

Ważną grupę wśród omawianych związków wykorzystywanych w kosmetyce stanowią układy mineralne. Głównymi przedstawicielami tego segmentu są różnorodne tlenki, m.in. cynku, tytanu.

Tlenek cynku

Jest białym, nierozpuszczalnym w wodzie proszkiem, ma dobre własności kryjące, ale średnie sensoryczne (szorstkość). Posiada właściwości dezynfekujące, bakteriostatyczne, ściągające oraz przeciwzapalne i wysuszające. Stosowany w kosmetykach jako pigment, ale także jako wypełniacz, substancja matująca. Jako filtr UV jest stosowany w kremach na dzień oraz kosmetykach do opalania. Z powodu dobrych właściwości dezynfekcyjnych jest najpopularniejszym składnikiem kremów zapobiegających wypryskom pieluszkowym u niemowląt, trądzikowi, uszkodzeniom oraz odparzeniom skóry.

Należy jednak pamiętać, iż związki cynku są niebezpieczne i mogą wywołać zatrucie. Z tego powodu są stosowane w kosmetykach tylko wyłącznie do użytku zewnętrznego.

Ditlenek tytanu

TiO₂ jest najważniejszym pigmentem mineralnym produkowanym w przemyśle, również tym kosmetycznym. Ma dobre właściwości pigmentacyjne i ochronne, a poza tym jest neutralny dla skóry i błon śluzowych. Tlenek tytanu (IV) stosowany jest powszechnie w pastach do zębów, gdzie pełni nie tylko funkcje białego pigmentu, ale ponadto działa jako środek ścierny. Stosowany także w mydłach, szminkach, pudrach, lakierach do paznokci, tuszach. Jest również składnikiem nowoczesnych, wielofunkcyjnych barwników kompozytowych, które składają się z matrycy (organicznej lub nieorganicznej), w której rozprowadzany jest tlenek.

Od dawna TiO₂ jest znanym czynnikiem ochronnym w wyrobach kosmetycznych o działaniu przeciwsłonecznym. Jego działanie ochronne polega na zdolności blokowania promieniowania UVA i UVB poprzez odbijanie, rozpraszanie oraz pochłanianie światła. Zalety stosowania go jako filtru ochronnego wynikają z jego stabilności chemicznej oraz termicznej, obojętności fizjologicznej, odporności na światło, braku przenikania do tkanek, a także zdolności tworzenia ultracienkiej, bezbarwnej i szczelnej powłoki na chronionej powierzchni ciała. Dodatkową cechą, która wpływa na skuteczność tego filtru jest możliwość jego doskonałego zdyspergowania w preparacie kosmetycznym oraz brak skłonności do aglomeracji podczas dłuższego czasu przechowywania.

Opracowała:

mgr Monika Nowek

Bibliografia:

1. K. Kacprzak Kolorowy świat barwników organicznych
2. A. Marzec Chemia kosmetyków- surowce, półprodukty, preparatyka wyrobów, Toruń 2005
3. J. Arct, K. Pytkowska, K. Barska, K. Kifert, A. Pauwels, Leksykon surowców kosmetycznych, Wyd. WSZKiPZ 2010
4. E. Kocioek-Balawajder, M.Szymczyk Ditlenek tytanu jako pigment i fotokalizator, Przemysł Chemiczny 86/12 (2007)