Лак для волос

<час />

Фон

Лаки для волос относятся к классу средств личной гигиены, которые помогают волосам сохранять желаемый стиль. Эти продукты содержат ингредиенты, образующие пленку, которые наносятся в виде тонкого тумана. При высыхании эти химические вещества образуют крошечные пятна, похожие на клей, которые скрепляют стержни волос. Лаки для волос созданы в виде аэрозолей, которые питаются сжатыми газами или неаэрозолями, которые распределяются путем нажатия на насос вручную.

История

С древних времен женщины использовали натуральные соединения (такие как глина и камеди), чтобы удерживать волосы на месте. Современный лак для волос появился на свет только после того, как во время Второй мировой войны в армии США были разработаны контейнеры для аэрозольных баллончиков. Армия создала эту технологию, чтобы позволить им распылять инсектициды на больших площадях. В течение следующего десятилетия технология аэрозолей распространилась на другие отрасли, такие как производство красок и покрытий и средства личной гигиены. Первые коммерческие лаки для волос появились на рынке в конце 1940-х годов. В этих ранних продуктах для фиксации волос использовалась натуральная смола - шеллак. За последние 50 лет исследователи улучшили как качество ингредиентов лака для волос, так и аэрозольную упаковку, используемую для их доставки. С тех пор лаки для волос стали важной частью рынка средств по уходу за волосами.

Сырье

Холдинговые агенты

Лаки для волос покрывают волосы полимерами, которые представляют собой химические соединения с длинной цепью. Полимеры иногда называют смолами, потому что в первых лаках для волос использовались натуральные полимерные материалы (например, шеллак). Ключевым свойством, которое делает полимеры полезными в качестве агентов, удерживающих волосы, является их способность образовывать пленки при высыхании. После нанесения на волосы лака для волос капли жидкости стекают по стержню волоса, пока не достигнут пересечения двух волокон волос. Когда капли высыхают в месте пересечения волокон, они образуют невидимую пленку, склеивающую волоски.

При разработке средств для укладки волос химики могут выбирать из множества различных полимеров. Например, поливинилпирролидон (также известный как ПВП) является обычным полимером, используемым в средствах для укладки волос. Однако он не обеспечивает прочной фиксации и имеет тенденцию собирать влагу из воздуха. Чтобы исправить эту ситуацию, химики комбинируют ПВП с другим полимером, винилацетатом. Полученная смесь PVPVA представляет собой сополимер, который обладает повышенной влагостойкостью и, следовательно, лучше удерживает локоны. Однако, если сополимеры PVPVA неправильно составлены, они могут быть настолько водонепроницаемыми, что их будет трудно вымыть с волос. Другой распространенный сополимер состоит из винилацетата и кротоновой кислоты. Этот ингредиент популярен, потому что он обеспечивает правильный баланс твердости, растворимости и чувствительности к влаге.

Растворители

Растворители составляют большую часть аэрозольного лака для волос по весу. Они используются в качестве носителя для активных ингредиентов в составе и выбираются на основе их совместимости с химическими активными веществами и пропеллентом. Вода - популярный растворитель из-за невысокой стоимости. К сожалению, составы, содержащие воду, сохнут дольше и менее растворимы во многих топливных системах. Вода также увеличивает вероятность коррозии внутри банки. Этанол, хотя и несколько более дорогой, является еще одним популярным растворителем. Однако этанол относится к классу летучих органических соединений (ЛОС), использование которых в аэрозолях ограничено, поскольку они способствуют загрязнению воздуха. На сегодняшний день не утверждены приемлемые заменяющие растворители.

Добавки

Лаки для волос содержат ряд химических добавок, помимо полимеров и растворителей. Например, пластификаторы добавляются для изменения свойств полимеров. К ним относятся такие химические вещества, как изопропилмиристат, диэтилфталат и силиконы, которые могут сделать пленки лака для волос более гибкими и менее хрупкими. Нейтрализующие и антикоррозионные агенты, такие как аминометилпропанол (AMP), гидроксид аммония, морфолин, циклогексиламин и сложные эфиры бората, добавляются для контроля растворимости смолы и предотвращения коррозии внутренней части банки.

Горючее

Пропелленты, как следует из названия, выталкивают лак для волос из банки. Это газы, которые можно хранить в баллончике под низким давлением. Первоначально использовались хлорфторуглеродные газы (ХФУ), но они были запрещены из-за их предполагаемой причастности к истощению озонового слоя в верхних слоях атмосферы. Углеводородные пропелленты, такие как бутан и пропан, использовались в качестве замены CFC. Эти газы представляют собой смеси бутана и пропана, предназначенные для создания определенного давления в баллоне. Например, пропеллент Бутан 40 представляет собой смесь бутана и пропана с давлением пара 40 фунтов / дюйм ² . (18 кг / см ² ). Углеводородные пропелленты были чрезвычайно популярны до 1980-х годов, когда Калифорния и несколько других американских штатов начали законодательно устанавливать, какое количество этих газов можно использовать в лаках для волос, поскольку было показано, что они способствуют загрязнению воздуха. Это законодательство привело к сокращению использования углеводородов.

Ученые, работающие в Dupont, разработали новый класс ракетного топлива. Они известны как гидрофторуглероды (ГФУ) и обладают многими свойствами ХФУ, но не загрязняют окружающую среду. Популярные ГФУ - 1,1, -дифторэтан (пропеллент 152A) и 1, 1, 1, 2, -тетрафторметан (пропеллент 134A). Хотя они относительно дороги, они используются для создания быстросохнущих лаков для волос.

Упаковка

Аэрозольные лаки для волос традиционно упаковывались в контейнеры из луженой стали или алюминия. Упаковка оснащена клапаном, который закрывает банку и выдает содержимое. Клапан соединен с пластиковой погружной трубкой, по которой жидкий продукт поднимается через емкость наверх. Верхняя часть клапана оснащена кнопкой или приводом, который нажимается, чтобы открыть клапан и выпустить продукт.

Сам клапан - очень сложное оборудование. Он состоит из корпуса с хвостовиком, который крепится к погружной трубке. Центральная часть корпуса клапана служит смесительной камерой, в которой смешиваются пропеллент и жидкий концентрат. Этот процесс перемешивания очень бурный и помогает превратить лак для волос в очень мелкий туман. В верхней части корпуса клапана находится шток, который подает продукт из смесительной камеры в дозирующую кнопку. Весь клапан в сборе помещен в металлическую чашку, которая представляет собой деталь в форме кольца из алюминия или белой жести.

Дизайн

При разработке составов лака для волос химики должны учитывать несколько ключевых параметров, включая эффективность, безопасность, стоимость, привлекательность для потребителей и нормативные требования. Функциональность продукта является ключевым моментом. У химиков-разработчиков есть сотни, если не тысячи, ингредиентов на выбор. Они начинают с выбора смолы, которая придаст желаемую фиксацию, и комбинирования ее с пластификаторами и другими ингредиентами, которые придают волосам надлежащее ощущение.

Чтобы полимер стал хорошей смолой для укладки, он должен обладать определенными характеристиками. Он должен оставлять на волосах прочную пленку, которую можно легко смыть; он должен гибко удерживать волосы, чтобы они могли двигаться, не разрывая пленки; он должен быть прозрачным, чтобы не уменьшать естественный блеск волос; он не должен шелушиться при расчесывании волос; и он не должен впитывать влагу из атмосферы и становиться липким.

Поскольку ингредиенты, используемые в лаках для волос, могут находиться в контакте с кожей в течение длительного периода времени, они должны быть разработаны так, чтобы не вызывать раздражения и сенсибилизации. Чтобы убедиться, что они не представляют опасности во время взлета, A. Воздуходувка сжатого воздуха. Б. Манометр. C. Наполнитель продукта. D. Воздушный эвакуатор. E. Поворотный укупорщик. F. Заливной клапан давления топлива. их медицинская безопасность может быть определена с помощью ингаляционных тестов на животных, хотя становится все больше и больше альтернативных тестов без использования животных. Это не проблема для неаэрозольных продуктов, поскольку частицы, производимые насосом-дозатором, намного больше, чем частицы, производимые сжатыми газами, и, следовательно, с меньшей вероятностью попадут в легкие. По этой же причине неаэрозоли могут быть более влажными и липкими, чем их аэрозольные аналоги.

Химики разрабатывают лаки для волос, чтобы сделать их более привлекательными для потребителей, используя приятные ароматы и удобную упаковку. Некоторые ароматы предназначены просто для того, чтобы скрыть запах химических веществ в составе; другие созданы, чтобы быть очень ароматными. Варианты дизайна упаковки также помогают повысить эстетическую привлекательность продукта. К ним относятся простые в использовании дозаторы, такие как переключающие клапаны и большие кнопки исполнительных механизмов.

Обычно лаки для волос рассчитаны на 8 унций (237 мл) продукта, но доступны как меньшие, так и большие размеры. Давление в баллоне обычно составляет от 40 до 80 фунтов / дюйм ² . (18 и 36 кг / см ² ) в зависимости от типа используемого пороха. Также важно отметить, что минимальный срок хранения лаков для волос составляет три года, но известно, что они хранятся пять лет и дольше.

Производственный
процесс

Производство аэрозольных лаков для волос требует высокоавтоматизированного оборудования. Из-за затрат, связанных с эксплуатацией этого оборудования, большинство продавцов лаков для волос предпочитают, чтобы их продукция производилась специализированными поставщиками, известными как производители по контракту.

Пакетирование

• 1 В процессе производства рецептура готовится в виде жидкого концентрата в больших резервуарах для замеса, состоящих из нержавеющей стали, алюминия с покрытием или полиэфира, армированного стекловолокном. Эти партии могут достигать 2 000 галлонов (7 5701). Резервуары оснащены большой турбинной мешалкой с лопастями несколько футов в диаметре. Сначала в резервуар загружается растворитель, а затем остальные ингредиенты. Растворитель составляет большую часть формулы и может составлять 80 мас.% Или более. Концентрация других ингредиентов варьируется от нескольких десятых процента для некоторых агентов, регулирующих pH, до нескольких процентов для ароматизаторов и примерно 10% для смолы. В зависимости от растворимости ингредиентов в данной формуле, этот этап смешивания может занять от 30 минут до нескольких часов. Поскольку некоторые ингредиенты находятся в форме порошков, смесь необходимо тщательно контролировать во время процесса дозирования, чтобы убедиться, что они растворяются должным образом. После завершения смешивания концентрат проверяется на соответствие спецификациям, а затем перед заполнением переносится в сборный резервуар.

Заполнение

• 2 Компоненты упаковки устанавливаются на фасовочное оборудование. Когда пустые банки движутся по конвейерной ленте, струя сжатого воздуха удаляет грязь и пыль.
• 3 На следующем этапе линии розлива имеется ряд форсунок, называемых головками наполнения, которые соединены с трубками, по которым жидкий концентрат перекачивается из резервуара, в котором он хранится. Поршневой механизм впрыскивает в банку точное количество жидкости.
• 4 Банки перемещаются по линии до следующей станции, где происходит сразу два действия. Газообразное топливо выстреливается в баллончики, и колпачок клапана сразу же фиксируется на месте. Металлический стаканчик прижимается к ободку на отверстии банки. Это герметичное уплотнение предотвращает утечку газа и жидкости.
• 5 После операции наддува банки пропускают через длинный желоб, наполненный горячей водой. Поскольку банки медленно перемещаются под водой, их визуально проверяют на предмет пузырьков, которые могут указывать на плохое уплотнение клапана или негерметичную банку. Протекающие банки удаляются на этом этапе операции.
• 6 После выхода из водяной бани банки сушатся струями сжатого воздуха. Крышка закрывает клапан в конце линии розлива; это предотвращает случайную активацию аэрозоля во время транспортировки.
• 7 Наконец, готовые изделия упаковываются в коробки и складываются на поддоны для отправки.

Побочные продукты / отходы

Наиболее очевидными побочными продуктами аэрозольного лака для волос являются вредные для окружающей среды ЛОС, выбрасываемые в атмосферу. Эти побочные химические продукты не только разрушают озоновый слой, но и используются при злоупотреблении ингалянтами. Хотя компании разработали альтернативы (например, распылители с ручным насосом), многие потребители предпочитают и продолжают использовать аэрозольные баллончики.

Контроль качества

В процессе производства образцы снимаются с конвейерной линии и проверяются на соответствие всем спецификациям. Ключевые контролируемые свойства включают вес наполнения, концентрацию активных ингредиентов и давление в банке. Также отслеживаются характеристики распыления, такие как скорость распыления (количество продукта, доставляемое в секунду) и форма распыления (физический размер и форма распыления). Испытания на долгосрочную стабильность проводятся, чтобы убедиться, что банки не забиваются при распылении и не подвержены внутренней коррозии.

Будущее

Будущее лаков для волос зависит не только от рыночных соображений, но и от регулирующих действий государственных и федеральных агентств. С 1970-х годов отрасль боролась с жесткими ограничениями, наложенными государством. Чтобы обойти эти ограничения, исследователи продолжают экспериментировать с полимерами, которые можно включать в экологически чистые формулы на водной основе. Кроме того, они оценивают несколько нетрадиционных систем доставки аэрозолей, которые выбрасывают меньше загрязняющих веществ в атмосферу. Насосные спреи - наиболее известная альтернатива аэрозолям, и они работают за счет физической силы, возникающей при сжатии пружины внутри насоса. Другие альтернативы аэрозолям включают систему «мешок в банке», в которой для распыления содержимого используется физическая сила растянутого резинового пузыря. Маркетологам лаков для волос придется и дальше искать передовые технологии, подобные этой, чтобы идти в ногу с постоянно меняющейся нормативно-правовой базой.

Где узнать больше

Книги

Даллал, Джозеф и Коллин Рокафорт. Средства для укладки / закрепления волос в уходе за волосами. Марсель Деккер, 1997 г.

Шуллер, Рэнди и Перри Романовски. Начало косметической химии. Allured Publishing, 1999.

Рэнди Шуэллер