TE
CH
NO
LO
GIA
LA
KIE
RÓ
W
DO
PA
ZN
OK
CI

Beata Turkowska

Trochę historii...



Historia lakieru do paznokci zaczęła się w
Chinach 5000 lat temu, gdzie substancjami
bazowymi lakieru były guma arabska,
żelatyna, z białka jaj i wosk pszczeli.



W starożytnym Egipcie stosowano henne,
węgiel i tam zaczęto stosować pierwsze
sztuczne paznokcie zrobione z kości słoniowej.



Pierwszy lakier pojawił się w 1919 roku, w
1932 firma Revlon wprowadziła pierwszy lakier
kryjący.



W latach 70-tych powstały tipsy i kleje,
pojawił się system żelowy utwardzany
światłem.



Są roztworami substancji tworzących film  z
dodatkiem żywic i plastyfikatorów w
łatwopalnych organicznych
rozpuszczalnikach.



Barwę otrzymuje się przez wprowadzenie
odpowiednich barwników rozpuszczalnych i
pigmentów.



Lakiery po naniesieniu na paznokieć i
wyschnięciu tworzą barwna przezroczysta
błonę natomiast emalie nie przezroczystą.



Na tę różnice w efekcie końcowym wpływa
głównie odmienność stosowanych substancji
barwnych.

Lakiery i emalie

Charakterystyczne cechy produktu



Powinien być łatwy w aplikacji;



Szybki czas schnięcia filmu 2-5 min;



Tworzenie filmu o dużym połysku, elastyczności nie
ulegającemu zniszczeniu pod wpływem wody lub
alkoholu;



Szeroki wybór kolorów transparentnych,
nieprzezroczystych i perłowych;



Kolor powinien zachowywać długą trwałość i być
odporny na odpryskiwanie;



Dzisiejsze lakiery powinny być bogate w witaminy A, E,
B5;



Nie mogą zawierać toluenu(metylobenzen C

6

H

5

CH

3)

i

formaaldechydu(H

2

CO);

Podstawowe składniki
lakierów i emalii



Substancja tworząca film –
nitroceluloza



Żywice



Plastyfikatory



Dyspergatory



Rozpuszczalniki



Barwniki

Nitroceluloza



Podstawowa substancja tworząca film o odpowiedniej
trwałości, twardości, przyczepności i wysokim
połysku.



Charakteryzuje się również dobrą rozpuszczalnością w
rozpuszczalnikach.



Film utworzony przez nitrocelulozę dobrze przylega
do powierzchni paznokcia, co zapewnia korzystny
wygląd na dłuższy czas.



Niekiedy stosuje się dodatek polimerów:
etylocelulozę, octan etylocelulozy, nitro skrobię,
octan poliwinylu lub polimery kwasu metaakrylowego.



Wadą nitrocelulozy jest tendencja do kruszenia i
łamania , powoduje niski połysk oraz
niewystarczające przyleganie do powierzchni, dlatego
też dodawane są do niej różnego rodzaju żywice.

Żywice



To komponenty lakierów zwiększające
przyleganie do paznokcia i twardość
filmu oraz podwyższające połysk
powłoki lakierowej.



Żywice dzielimy  na naturalne jak i
syntetyczne.

NATURALNE

Damarowa
Jest

pozyskiwana z
drzew rosnących
w Indochinach.

Kopale
Są to żywice

kopalne będące
produktami
polimeryzacji
wydzieli drzew
egzotycznych .

Kalfonie

SYNTETYCZ
NE

Alkidowe schnące i

nieschnące

Poliwinylowe

Metaakrylowe

Plastyfikatory



To środki zmiękczające, emulgujące,
pozwalające na uzyskanie odpowiednich
parametrów mechanicznych obrabianej
substancji;



Zapobiegają one  marszczeniu się filmu po
odparowaniu rozpuszczalnika oraz
poprawiają połysk i właściwości płynięcia
lakieru.



Wyróżnia się dwie grupy :
rozpuszczalnikowe i nie rozpuszczalnikowe.



Pierwsza grupę stanowią wysoko wrzące
rozpuszczalniki  nitrocelulozy – głownie
wysokocząsteczkowe estry.

Plastyfikatory



Druga grupę określa się jako
zmiękczacze , nie są one kompatybilne
z nitrocelulozą .



Po odparowaniu  rozpuszczalników
nirocelulozy, zmiękczacze  te pozostają
w filmie w formie rozpuszczonych
kropelek. Zwiększają one elastyczność
filmu.



Do najbardziej popularnych
zmiękczaczy tego typu zaliczamy olej
rycynowy .

Plastyfikatory



Zależnie od składu receptury stosuje się
pojedyncze plastyfikatory  lub ich
mieszaninę.



Jednym z najbardziej popularnych
plastyfikatorów jest dibutyloftalan.



Związek ten jest bezbarwną cieczą o dużej
zdolności rozpuszczania różnych
składników lakierów  oraz łączy się z
większością stosowanych żywic .



Posiada słaba wodoodporność , tworzy film
zbyt miękki gdy zastosuje się go w
nadmiernej ilości.

Plastyfikatory



Difenyloftany dobrze łączą się z
nitrocelulozą  i wieloma syntetycznymi
żywicami . Poprawiają wodoodporność
lakieru i zwiększają twardość.



Pochodne glikooftalowe posiadają duża
stabilność i podnoszą elastyczność
filmu.



Plastyfikatory stosowane  w produkcji
lakierów nie powinny wywoływać
negatywnego  oddziaływania na skórę ,
powinny być bezbarwne , nielotne i
charakteryzować się miłym zapachem.

Barwniki



W przypadku lakierów stosuje się
barwniki rozpuszczalne w
zastosowanym rozpuszczalniku.



Do emalii stosuje się laki lub pigmenty
nieorganiczne, nierozpuszczalne w
kompozycji rozpuszczalników.

Barwniki



Barwniki nierozpuszczalne mają
tendencje do sendymentacji, która
zależy od:

·         lepkości lakieru - im większa lepkość,

tym wolniejsze osadzenie;

·         od ciężaru właściwego pigmentu - im

lżejsze, tym dłużej utrzymują w
zawieszeniu;

·         od mechanicznego mieszania

pigmentów przez metalowe kulki, które
znajdują się na dnie butelki;

W celu przeciwdziałania sedymentacji

dodaje się substancje powierzchniowo
czynne ,np. monostearynian glikolu lub
oksyetylenowane alkilofenole.

Barwniki



Lakiery transparentne zawierają 0, 1
do 1 % barwników rozpuszczalnych.



Lakiery kremowe zawierają 2 - 5 %
pigmentów nierozpuszczalnych - biel
tytanowa /TiO2/, tlenki żelaza, perła -
mika.

Pigmenty



Zadaniem pigmentów, stosowanych w
kosmetyce, jest upiększanie, tworzenie
efektu wizualnego.



Kosmetyka wykorzystuje jeszcze inną
istotną właściwość pigmentów - dzięki
temu, że odbijają one promienie światła
w wielu kierunkach, dają
natychmiastowy efekt korygujący.

Pigmenty



Stosowane w kosmetyce pigmenty
perłowe można podzielić na:

1.

srebrzyste

2.

interferencyjne

3.

barwne z połyskiem, tzw. kombinowane

Naturalne pigmenty
purynowe - guanina



Pierwsze pigmenty perłowe zostały
otrzymane przez ekstrakcję z rybich
łusek. Stąd pochodzi ich opisowa nazwa
- "naturalne rybie srebro".



Jest to mieszanina dwóch zasad
purynowych: guaniny występującej w
przewadze i hypoksantyny.



Posiadaja stosunkowo mały ciężar
właściwy. Dlatego stosowane są w
zawiesinach, które nie powinny ulegać
sedymentacji.

Guanina cd.



Otrzymywanie polega na ekstrakcji
rozpuszczalnikami organicznymi wodnej
zawiesiny rybich łusek.



Ze względu na wysoką cenę oraz trudny
do zamaskowania rybi zapach używany
jest głównie do wysokiej klasy lakierów.



Najczęściej stosowany jest on w postaci
10-20% roztworu w etanolu lub
nitrocelulozie.

Tlenochlorek bizmutu



Tlenochlorek bizmutu o wzorze BiOCl
był pierwszym syntetycznym,
nietoksycznym pigmentem perłowym.



Jest związkiem praktycznie
nierozpuszczalnym w składnikach
receptur kosmetycznych.



Ze względu na dużą gęstość łatwo
ulega sedymentacji.

Tlenochlorek bizmutu



Cechą charakterystyczną tego pigmentu
jest gładka budowa powierzchni
monokrystalicznych płytek, w związku z
czym nie zachodzi na nich prawie wcale
rozpraszanie padającego światła.



Wadą tlenochlorku bizmutu, poza
tendencją do sedymentacji i brakiem
odporności mechanicznej, jest brak
odporności na promieniowanie UV.
Tlenochlorek bizmutu wystawiony na
działanie światła słonecznego zmienia
barwę ze srebrzystobiałej na
metalicznoszarą.

Mika pokryta tlenkami metali



Poczynając od lat sześćdziesiątych w
kosmetyce stosuje się syntetyczne
pigmenty o połysku perłowym, będące
połączeniem miki i tlenków metali, tzw.
pigmenty interferencyjne.



Do grupy tej zaliczamy związki, w
których odpowiedni dobór warstewek
barwnika umożliwia takie odbijanie
(względnie pochłanianie) padającego
światła, które powoduje jego
rozszczepienie na poszczególne barwy.

Mika pokryta tlenkami metali



Dzięki transparentności pigmentu
widoczna jest zarówno część widma,
która została odbita, jak i jego część
dopełniająca, która normalnie ulega
pochłonięciu, np. czerwona - zielona,
błękitna - żółta, przy czym o tym,
która barwa będzie widoczna za
każdym razem decyduje kąt
obserwacji.

Mika pokryta ditlenkiem tytanu



Podstawowym przedstawicielem grupy
pigmentów interferencyjnych jest mika
pokryta ditlenkiem tytanu, który w znaczący
sposób podwyższa współczynnik załamania
światła wytworzonego pigmentu.



Tak otrzymana płytka działa jak filtr, w
którym jedna barwa jest odbijana, a druga
barwa uzupełniająca jest przepuszczana.



Która barwa jest odbijana, to zależy od
grubości płytki ditlenku tytanu. Jeżeli
grubość jego warstwy mieści się pomiędzy 40
a 60 nm otrzymuje się efekt perłowy,
srebrzysty. Jeżeli grubość ta rośnie,
obserwuje się efekt tęczy.



Pigmenty interferencyjne są barwnymi
pigmentami perłowymi o słabej
intensywności barwy.



Ciemne światło powoduje jednak
wyraźne jej pogłębienie.



Szczególną własnością pigmentów
interferencyjnych jest zdolność
wywoływania mieniących się efektów.

Pigmenty kombinowane



Kolejną grupę, czyli pigmenty
kombinowane, opracowano w celu
połączenia połysku perłowego z
efektami barwnymi.



Efekt ten możliwy był do osiągnięcia
dzięki powleczeniu mikowych
pigmentów z ditlenkiem tytanu
(barwnik interferencyjny) dodatkowo
jednym lub kilkoma barwnikami
absorpcyjnymi, takimi jak tlenki żelaza
czy chromu.

Pigmenty kombinowane



Pigmenty te nadają wyrobom perłowy
połysk, podnosząc jednocześnie
intensywność ich barwy.



Atrakcyjność tego typu układów polega
na tym, iż dobierając odpowiednio
nakładane na siebie barwniki można
otrzymać pigmenty o jednym lub
dwóch odcieniach barw.



Wszystkie omówione pigmenty
mogą być stosowane w kosmetyce,
gdyż nie drażnią, nie powodują
uczuleń i nie budzą zastrzeżeń pod
względem toksykologicznym.



Wyjątek może tu stanowić
tlenochlorek bizmutu, który
stosowany na skórę nieskaleczoną
nie budzi zastrzeżeń, jednak w
przypadku skóry uszkodzonej może
działać toksycznie.

Rozpuszczalniki



Rozpuszczalnik stanowi około 80%
ogólnej masy produktu.



Rozpuszczalniki powodują, że wszystkie
składniki są w płynnej formie.



Mają one bezpośredni wpływ na łatwość
nakładania lakieru, szybkość schnięcia i
twardnienie.

Rozpuszczalniki



Rozpuszczalnik powinien
charakteryzować się dużą siłą
rozpuszczania, nietoksycznością,
szybkim parowaniem i łagodnym, nie
drażniącym zapachem.



Im dłuższa jest temperatura wrzenia
rozpuszczalnika, tym niższa lepkość
uzyskanego lakieru i wyższa zdolność
krycia powierzchni paznokcia.



Zastosowana więc kompozycja wpływa
na jakość lakieru.

Rozpuszczalniki



Rozpuszczalniki nitrocelulozy są
rozpatrywane w trzech kategoriach:

1.

Aktywne rozpuszczalniki; prawdziwe
rozpuszczalniki nitrocelulozy, zawierające
estry, ketony, etery glikolu; są dzielone na
szybko, średnio i wolno schnące;

2.

Czynniki sprzęgające; są to zazwyczaj
alkohole, wzmacniają one działanie
aktywnych rozpuszczalników, nie są to
jednak rozpuszczalniki nitrocelulozy;

3.

Rozcieńczalniki; nie są to rozpuszczalniki
nitrocelulozy, stabilizują one lepkość
lakieru, redukują efekt ponownego
nakładania lakieru na lakier, są nośnikiem
(rozpuszczalnikiem) żywic.

Rozpuszczalniki



Zbyt lotny rozpuszczalnik powoduje
zmętnienie filmu na skutek gwałtownego
jego schnięcia i kondensacji wilgoci pod
powierzchnią lakieru. Powoduje szybkie
jego gęstnienie, co utrudnia nakładanie,
powoduje też uzyskanie lakieru o złym
rozlewie na powierzchni paznokcia i w
rezultacie otrzymanie nierównego filmu.



Zastosowanie rozpuszczalnika o wysokiej
temp. wrzenia powoduje długi czas
schnięcia i wiązania lakieru z
powierzchnią paznokcia oraz może się
przyczyniać do utrudnienia w nakładaniu
lakieru.

Rozpuszczalniki



Preferuje się mieszaninę
rozpuszczalników o niskiej (<100 st.C) i
średniej (100-130 st.C) temp. wrzenia.
Jako niskowrzące należy wymienić aceton
i octan etylenu. Natomiast średnia temp.
wrzenia charakteryzuje octan butylu lub
octan izobutylu.



Wysokowrzące rozpuszczalniki (>130
st.C), do których zaliczamy glikol
etylenowy oraz octan i mleczan glikolu,
spełniają rolę jednocześnie
rozpuszczalników i plastyfikatorów
nitrocelulozy. Wpływają one korzystnie na
połysk filmu.

Rozcieńczalniki



Są to organiczne związki, mieszające się z
nitrocelulozowymi rozpuszczalnikami, ale same
nie będące dla niej rozpuszczalnikami.



Rozcieńczalniki stosuje się dla obniżenia
kosztów produktu.



Pomagają one w obniżeniu i stabilizacji lepkości
lakieru i mogą spełniac rolę rozpuszczalników
dla zastosowanych żywic.



Ilość stosowanego rozcieńczalnika jest
uzależniona od tolerancji roztworu
nitrocelulozowego.



Dla danego układu określa się możliwość
rozcieńczenia bez spowodowania wytrącenia
nitrocelulozy.

Rozcieńczalniki



Jako rozcieńczalniki stosowane są alkohole
oraz aromatyczne i alifatyczne węglowodory.
Spośród alkoholi wymienić należy butylowy i
etylowy. Stosunek tolerancji dla nich wynosi
9:1, tzn. na jedna objętość roztworu
nitrocelulozy można zastosować
maksymalnie 9 objętości rozcieńczalnika.



Jako rozcieńczalnik spośród alifatycznych
węglowodorów stosuje się eter naftowy. Ma
on jednak bardzo niski współczynnik
tolerancji 1:1. Poza tym podobnie jak
węglowodory aromatyczne, podwyższa nieco
lepkość roztworu nitrocelulozy i poprawia
płynięcie filmu nanoszonego na
powierzchnię.

Technologia - lakier



Wyrób lakierów bezbarwnych w
zasadzie składa się z 4 operacji:

1.

Rozpuszczenie nitrocelulozy,
zmiękczaczy i żywic.

2.

Doprowadzenie produktu do stanu.
odpowiadającego warunkom
technicznym.

3.

Oczyszczenie.

4.

Rozlewanie gotowego produktu do
opakowania lub zlanie do zbiornika.

SCH

EMA

T

PRO

DUK

CJI

LAKI

ERÓ

W

NIT

ROC

ELU

LOZ

OW

YCH

A

– przygotowanie

porcji
rozcieńczalnika

B

– przygotowanie

nitrocelulozy

C

– przygotowanie

rozpuszczalnika

D

-przygotowanie

plastyfikatorów

E

– przygotowanie

żywicy

F

– przepuszczenie

przez prasę
filtrującą

G

– magazynowanie

lakieru w
zbiornikach

Technologia - lakier



W produkcji lakierów do zbiorników mieszających
najpierw załadowane są porcje rozcieńczalnika.



Po uruchomieniu mieszadła, dodawana jest
nitroceluloza, która zostaje całkowicie zanurzona w
rozpuszczalniku.



Następnie dodawane są w kolejności :
rozpuszczalniki, plastyfikatory i żywice.



Mieszanie jest kontynuowane przez kilka godzin
lub do czasu aż wszystkie składniki będą
kompletnie rozpuszczone.



Czas rozpuszczania nitrocelulozy zależy od
pojemności aparatu, konstrukcji i ilości obrotów
mieszadła, temperatury, w której prowadzi się
proces oraz od lepkości lakieru.

Technologia - lakier



Zakończenie procesu rozpuszczania
poznajemy na podstawie pobranej
próby: roztwór powinien być klarowny,
tzn. całkowicie przezroczysty, co
rozpoznajemy wprowadzając
kilkanaście kropel na szkło i patrząc
ukośnie pod światło.



Roztwór nie może być mleczny i nie
może wykazywać obecności cząstek
nierozpuszczalnych.

Technologia - lakier



Czysty lakier jest potem pompowany przez prasę
filtrującą lub przepuszczany przez wirówkę.



Lakier jest magazynowany w odpowiednich
zbiornikach dopóki nie będzie dalej
wykorzystany.



Filtracja lub wirowanie lakierów są konieczne,
aby usunąć wszystkie obce materiały lub
nierozpuszczalne drobiny.



Przez wirowanie można oddzielić tylko takie
mechaniczne zanieczyszczenia, które posiadają
większy ciężar właściwy niż pozostała masa
lakieru.



Wirowanie i filtracja poprawiają połysk i
klarowność roztworu.

Technologia - emalia



Na wyrób emalii składają się następujące
czynności:

1.

Przyrządzenie spoiwa lakierniczego, tzn.
rozpuszczenie nitrocelulozy i żywic w mieszaninie
składników lotnych i doprowadzenie roztworu do
właściwej konsystencji

2.

Utarcie pigmentów wraz ze zmiękczaczami na
pasty jednokolorowe

3.

Doprowadzenie past o kolorach podstawowych do
koloru właściwego

4.

Wymieszanie ze spoiwem past o kolorach
podstawowych lub też pasty mającej już kolor
właściwy

5.

Doprowadzenie emalii do odpowiedniej
konsystencji

6.

Oczyszczenie gotowego produktu

7.

Rozlew gotowego produktu

SCH

EMA

T

PRO

DUK

CJI

EM

ALII

NIT

ROC

ELU

LOZ

OW

YCH

A

– przygotowanie

spoiwa
lakierniczego

B

– odmierzenie

spoiwa
lakierniczego

C

– mieszanie

D

– przygotowanie

pasty / mieszanie
kolorowych past o
jednym pigmencie

E

– przygotowanie

zmiękczaczy

F

– mieszanie

suchych
pigmentów ze
zmiękczaczami

G

– ucieranie

Technologia - emalia



Przygotowanie spoiwa lakierniczego odbywa się
w taki sam sposób jak sporządzenie lakieru.



Spoiwo do emalii nitrocelulozowej podaje się z
odstojnika 1 do zbiornika mierniczego 2 . skąd
dalej kieruje się je do mieszalnika 3 w celu
zmieszania go z past.



Po załadowaniu całej ilości spoiwa z mieszalnika
4 podaje się wyliczona ilość pasty do
mieszalnika 3 , gdzie wprowadza się również w
miarę potrzeby zmiękczacze ze zbiornika
mierniczego 5 .



W mieszalniku 6 miesza się z grubsza
poszczególne suche pigmenty ze zmiękczaczami
wprowadzonymi ze zbiornika mierniczego 5 .

Technologia - emalia



Tak otrzymaną mieszaninę kieruje się do
ucierania. Najczęściej stosuje się do tego celu
dwu- lub trój walcarki.



Czas trwania ucierania zależy od rodzaju
pigmentu, z których jedne są bardziej trwałe,
inne znowu miękkie, i w pewnym stopniu od
konsystencji pasty i rodzaju spoiwa.



Mieszalnik służy do wymieszania kolorowych
past i jednym pigmencie.



Gotowe półfabrykaty ( pasty) doprowadza się
do oddziału, w którym dokonuje się
przygotowania emalii w kotłach umieszczonych
na wózeczkach.

Technologia - emalia



Kolorowe pasty wyładowuje się
łopatami drewnianymi do mieszalnika
3, do którego załadowano spoiwo.



Zawartość aparatu miesza się aż do
otrzymania jednorodnej pasty.



Rozlewanie gotowego produktu odbywa
się przez dolny kran mieszalnika.
Podczas wylewanie emalii ważne jest,
aby zawartość zbiornika, z którego
czerpie się towar, była stale mieszana,
gdyż wiele spośród pigmentów
wchodzących w skład emalii osadza się
łatwo na dnie zbiornika.

Technologia - emalia



Problemem podczas wytwarzanie
kolorowego lakieru może być
przedwczesne osadzanie się i
oddzielanie koloru.



Dlatego też w mieszaninie pigmentów
indywidualne ciężary właściwe powinny
być tak niskie, jak to tylko możliwe i
powinny różnić się minimalnie jeden od
drugiego. Powinny mieć drobne
rozmiary cząstek i powinny być
maksymalnie dobrze rozproszone.

Przepisy



Przepisy opracowane dla prawidłowego
przeprowadzenia procesu
technologicznego powinny zawierać dane
dotyczące:

1.

Kolejności poszczególnych etapów procesu

2.

Czasu trwania poszczególnych faz procesu

3.

Sposobu przeprowadzania poszczególnych
operacji

4.

Sposobu ważenia, mierzenia i konserwacji
aparatury

5.

Norm zużycia surowców z uwzględnieniem
normalnych strat

6.

Sposobu ważenia o pakowania produktu

7.

Bezpieczeństwa i higieny pracy

I

D

E

A

Ł

Idealny lakier do
paznokci
powinien
zapewniać
wysoki połysk,
dobre krycie,
wykazywać
zdolność do
równomiernego
nanoszenia,
wystarczającą
odporność
mechaniczną
( np. na środki
do prania i
utrzymywania
czystości ),
powinien być
jednak również
łatwy do
usunięcia, a po
długotrwałym i
intensywnym
stosowaniu nie
powinien trwale
barwić paznokci.

DZ
IĘK
UJĘ
ZA
UW
AG
Ę