Александр Кувватов – Химия цвета. Как работают красители на волосах. Научное объяснение окрашивания, осветления и удаления косметического цвета для парикмахеров (страница 1)
Химия цвета. Как работают красители на волосах. Научное объяснение окрашивания, осветления и удаления косметического цвета для парикмахеров
Введение
Эта книга создана для того, чтобы восполнить пробел между научным пониманием окрашивания волос и реальной практикой колористов. Ведь зачастую зачастую знания парикмахеров основываются на мифах, маркетинге и «опыте», не прошедшем проверку. Мастер попробовал на одном клиенте какую-то технику и дает в сети экспертное мнение, что она работает повсеместно. Это грустно и печально. Я, как человек, который большую часть своей жизни посвятил развитию нашей профессии, стремлюсь объединить химию, биофизику и косметическую технологию, чтобы понять:
что именно происходит с волосом при окрашивании;
какие молекулы действуют, где и как;
как на цвет влияет структура волоса, оксидант, время, влажность, pH;
почему происходят ошибки и искажения цвета — не с бытовой, а с молекулярной точки зрения.
Это важно, поскольку в нашей профессии очень много несостыковок. Химики создают красители для волос и совершенно не ориентируются на практику, а лишь делают анализ на прядях и мнении одного-двух стилистов. Парикмахеры, не имея знаний о реальной практической химии, углубляются в теорию и часто практические наблюдения интерпретируются не корректно. Объяснения вроде «волос — губка» или «волосы не берут цвет» — неточные метафоры, не отражающие ни структуру, ни химические процессы.
Без научной базы невозможно точно прогнозировать результат окрашивания, особенно на сложных базах.
Эта книга построена только на:
проверенной информации из академических источников (журналы, справочники, патенты);
официальных исследованиях лабораторий производителей красителей;
логике органической и физической химии.
ДЛЯ КОГО ЭТА КНИГА СОЗДАНА?
Парикмахерам и колористам, стремящимся понять суть своей работы и уйти от «принципа страуса»;
Технологам и производителям красителей — для более точной формулировки и предсказуемых действий;
Преподавателям, ищущим связь между косметикой, химией и практикой.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
В книге не будет адаптированных бытовых формулировок.
Будут химические описания, уравнения, научные данные — адаптированные для понимания специалистами, но без упрощения сути. Я понимаю, что многие ищут точное решение проблем, но я хочу сразу разочаровать - работа с цветом ситуативна и мы не сможем учесть всех нюансов реакции внутри волос, поскольку можем анализировать волос только снаружи. Однако, чем больше мы знаем, тем меньше неожиданностей может произойти и тем быстрее мы можем исправить те немногие искажения, которые могут произойти в нашей работе.
В основу книги легли:
научные публикации по косметической химии (J. Cosmet. Sci., Int. J. Trichology и др.)
справочники: Robbins, Draelos, OLenick и др.
патенты (LOréal, Henkel, Kao, Wella)
внутренние методички химических лабораторий брендов, включая мой личный бренд Injir Hair
систематизация практического опыта, прошедшего химическую интерпретацию.
ГЛАВА 1. Волос не губка. Почему бытовые метафоры мешают понимать окрашивание.
1.1 Почему окрашивание начинается с волоса
Химия красителей начинается не с тюбика, окислителя или палитры. Она начинается с понимания материала, на котором работает краситель. Волос нельзя рассматривать как пустую трубку, губку или пассивное полотно. Это сложное биологическое волокно, состоящее из белков, липидов, воды, пигментов и межклеточных структур [1], [2]. Видимая часть волоса не является живой тканью, но она сохраняет химическую активность как материал. Волос способен набухать, изменять проницаемость, удерживать воду, терять липиды, взаимодействовать с кислотами, щелочами, окислителями, восстановителями и молекулами красителей [1], [2].
Именно поэтому один и тот же краситель может давать разные результаты на разных волосах. Различия связаны не только с уровнем глубины тона или фоном осветления, но и с состоянием кутикулы, кортекса, межклеточного мембранного комплекса, липидной системы, влажности и степени повреждения волокна [1], [3], [4].
Когда окрашивание объясняется только бытовыми образами, теряется главное: цвет является результатом взаимодействия продукта, структуры волоса и условий химической реакции.
1.2. Почему волос не является губкой
Сравнение волоса с губкой удобно, но научно неточно. Губка впитывает жидкость в открытые поры механически. Волос работает иначе. Он не просто впитывает краситель, а изменяет свою проницаемость под действием воды, pH, температуры и химических компонентов состава [1], [4].
При окрашивании происходят несколько процессов одновременно. Волокно набухает. Изменяется состояние поверхности и межклеточных структур. Малые молекулы красителя и вспомогательных компонентов перемещаются через доступные пути. В случае окислительных красителей прекурсоры и муфты вступают в реакцию с участием окислителя, образуя окрашенные соединения уже внутри структуры волоса [4], [5], [6].
Поэтому окрашивание нельзя свести к простой схеме «волос впитал краску». Такая схема не объясняет, почему краситель может затемнять пористые концы, плохо работать на плотных натуральных волосах, давать пятна на повреждённых участках или быстро вымываться после красивого первичного результата.
Волос следует рассматривать как многослойное кератиновое волокно с избирательной проницаемостью. Это более точная модель, которая позволяет понять реальные причины результата.
1.3. Основные структурные зоны волоса
Волос обычно описывают через три основные зоны: кутикулу, кортекс и медуллу [1], [2].
Кутикула — наружный защитный слой. Она состоит из перекрывающихся клеток и формирует барьер между внешней средой и внутренними структурами волоса. Состояние кутикулы влияет на блеск, трение, тактильное ощущение, скорость проникновения веществ и равномерность косметического результата [1], [2].
Кортекс — основная масса волоса. В нём находятся кератиновые макрофибриллы, белковый матрикс, меланиновые гранулы и структуры, определяющие прочность, эластичность и цвет волоса. Для окрашивания кортекс имеет ключевое значение, поскольку стойкий цвет формируется не только на поверхности, а внутри волокна [1], [5], [6].
Медулла — центральная зона волоса. Она может присутствовать, отсутствовать или быть выражена неравномерно. В большинстве процессов окрашивания медулла не рассматривается как главная рабочая зона [1], [2].
Такое деление важно не ради анатомии как таковой. Оно показывает, что краситель взаимодействует не с однородной массой, а с системой разных структур, каждая из которых по-своему влияет на результат.
1.4. кутикул как барьер с переменной проницаемостью
Кутикула часто описывается через образ «открывающихся» и «закрывающихся» чешуек. В реальности процесс сложнее. Кутикула не работает как механическая дверь. Под действием воды, щелочной среды и температуры волос набухает, меняется состояние поверхности и межклеточных участков, увеличивается доступность путей для проникновения малых молекул [1], [4].
Щелочная среда повышает набухание и проницаемость волоса. Это облегчает движение молекул красителя и окислителя, но одновременно увеличивает нагрузку на барьерные структуры. При чрезмерном воздействии щёлочи, окислителей и температуры возрастает риск повреждения поверхности, нарушения липидного слоя и снижения качества волокна [1], [3].
Кутикула важна не только как наружная защита. Её состояние влияет на равномерность окрашивания и на то, как свет отражается от поверхности волоса. Даже при правильно сформированном цвете внутри кортекса повреждённая кутикула может сделать оттенок визуально более мутным, матовым или менее чистым.
1.5. Межклеточный мембранный комплекс
Межклеточный мембранный комплекс, или CMC, является одной из ключевых структур волоса. Он расположен между клетками кутикулы и кортекса и представляет собой сложную липидно-белковую систему [3].
CMC часто называют «межклеточным цементом», но он выполняет не только функцию сцепления. Он участвует в барьерных свойствах волоса, влияет на движение воды и веществ, поддерживает целостность волокна и играет роль в механической устойчивости структуры [3].
Разные участки CMC отличаются по строению. CMC между клетками кутикулы, между клетками кортекса и на границе кутикулы с кортексом не является одной и той же структурой. Это важно, потому что вещества не проходят через волос как через простую трубку. Их движение зависит от плотности тканей, состояния межклеточных зон и степени повреждения [3], [4].
В механизмах проникновения красителей важную роль играют межкутикулярные области, эндокутикула, межклеточный комплекс и другие менее плотные участки структуры. Обзор по механизмам действия красителей описывает диффузию молекул через такие зоны как часть пути к внутренним областям волоса [5].
Нарушение CMC меняет поведение волоса. Волос может быстрее намокать и легче принимать некоторые вещества, но одновременно становится менее устойчивым, менее равномерным и менее предсказуемым при окрашивании.
1.6. Кортекс как главная зона стойкого изменения цвета