CC BY
69УДК 547.623
Maria I.Tyanutova1, Anastasia A. Nudelman2, Natalya B. Sokolova3
HAIR COLORING WITH DYES FOR TEXTILE FIBERS
St.Peterburg State Institute of Technology (Technical University), Moskovsky Pr.26, St.Peterburg, 190013, Russia e-mail - tyanutova95@gmail.com
Hair coloring with dyes for textile fibers was carried out and the stability of coloring to the effects of various external factors was investigated. Tests for resistance to shampoo, acid and alkaline sweat, friction and light were conducted. The best results were shown by such classes of dyes as vat dyes and Cubozols The hair stained with the dyes of these classes had saturated colors and successfully passed the tests for resistance to all external influences.
Key words: dyes, hair coloring, azo-pigments, Cubozols, color fastness, dyeing, tiozoli.
Введение
Искусственное окрашивание волос в другой цвет известно с древних времен, оно практиковалось еще 2500 лет назад. До появления синтетических красителей для крашения волос употребляли экстракты различных растений (хна, ромашка, кампешевое дерево, чернильные орехи). С развитием химической промышленности увеличивалось и число синтетических красителей, способных окрашивать волосы практически в любые цвета. Однако не все красители можно использовать для колорирования волос человека. Окрашивание должно происходить за короткий промежуток времени при комнатной температуре и не должно вызывать повреждения стержня волоса или кожи головы. Красители должны придавать волосам естественный вид и минимально закрашивать скальп [1].
Основная составляющая и шерсти, и человеческого волоса - это белок кератин, именно поэтому первые опыты по окраске волос проводились с помощью красителей, предназначенных для колорирования белковых волокон -шерсти и натурального шелка. Однако диффузия красителя в человеческие волосы проходит значительно медленнее, чем в шерстяные волокна при тех же условиях. Это объясняется тем, что громоздким по размеру молекулам красителя трудно проникать в субмикроскопические поры волоса, которые практически не увеличивают свой объем при набухании в воде, в отличие от шерсти. Большое значение имеет и невозможность использования высоких температур при крашении волос. Следовательно, можно опробовать красители для текстильной промышленности в крашении волос, что практикуется и в настоящее время [2, 3], но необходимо помнить, что красители будут локализоваться, в основном, на поверхности волоса и легко с него удаляться. Такая неустойчивость окрасок для каждого технического класса красителей будет отличаться своими особенностями.
.1+547.562
М.И.Тянутова1 , А.А. Нудельман2 , Н.Б. Соколова3
КОЛОРИРОВАНИЕ ВОЛОС КРАСИТЕЛЯМИ ДЛЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ ВОЛОКОН
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Московский проспект. 26, Санкт-Петербург, 190013, Россия e-mail - tyanutova95@gmail.com
Проведено колорирование волос красителями для текстильных волокон и исследована устойчивость окраски к действию различных внешних факторов. Были проведены тесты на устойчивость к шампуню, кислому и щелочному поту, трению и свету. Наилучшие результаты были показаны такими классами красителей как кубовые и кубозоли. Волосы, окрашенные красителями этих классов, имели насыщенные цвета и успешно прошли испытания на устойчивость ко всем внешним воздействиям.
Ключевые слова: красители, окрашивание волос, азопигменты, кубозоли, устойчивость окраски, крашение, тиозоли.
Окрашивание волос синтетическими красителями
В связи с ограничением использования красителей прямого действия, для крашения волос стали использовать полупродукты - ароматические диамины и аминофенолы, способные окисляться с образованием красителей, и получившие название «оксидационных красителей». Крашение этими красителями состояло, главным образом, из синтеза окрашенных соединений внутри волоса. Большинство готовых составов содержало три типа активных компонент:
1) промежуточный продукт или первичный
промежуточный продукт;
2) цветную компоненту или модификатор;
3) окислитель [1].
Первичными промежуточными продуктами обычно были о,п-диамины или оп-аминофенолы, которые окрашивают только после окисления. Цветными компонентами могли быть м-диамины, м-аминофенолы, фенолы, пиразолоны или р-дикетоны; они дают окрашивание только в присутствии первичного промежуточного продукта.
Окислителем первоначально служила перекись водорода, но затем были предложены и персульфат, перборат, перекись мочевины, бихромат, хлорат, кислород в присутствии ванадата, озон, хлорамины и аминотриазин пергидрат. Впоследствии в готовые формы стали вводить и другие компоненты, например, стабилизаторы, детергенты и добавки для создания определенного pH (обычно процесс проводят при pH 9-10). Во многие готовые формы начали добавлять красители прямого действия, чаще всего нитрокрасители, которые не участвовали в химических реакциях оксидационных красителей, но создавали определенный оттенок. Оксидационными составами продолжают окрашивать
1. Тянутова Мария Ивановна, студентка группы 225, каф. химической технологии органических красителей и фототропных соединений. email: tyanutova95@gmail.com
Maria I.Tyanutova. Student of group 225, Department of Chemical Technology of Organic Dyes and Phototronic Compounds
2. Нудельман Анастасия Алексеевна, студентка группы 235, каф. химической технологии органических красителей и фототропных соединений. e-mail:anastas295tea@mail.ru
Anastasia A. Nudelman.Student of group 235, Department of Chemical Technology of Organic Dyes and Phototronic Compounds
3. Соколова Наталья Борисовна, канд. хим. наук, доцент, каф. химической технологии органических красителей и фототропных соединений, e-mail: nsokolova@inbox.ru
Natalya B. Sokolova, PhD (Chem), associate professor, Department of Organic Dyes and Phototronic Compounds Дата поступления - 6 декабря 2017 года
волосы и в настоящее время - все мировые производители выпускают такие краски для волос [4, 5]
По мере совершенствования красящих составов к списку окисляемых оснований добавили п-аминофенол, 2,4-диаминофенол, 2,3,6-триаминофенол, некоторые И-замещенные производные п-фенилендиамина и п-аминофенола, производные о-аминофенола, м-фенилендиамина, дигидроксибензолов, 4,4-
диаминодифениламина и множество различных полигидрокси- и полиаминонафталинов и аминонафтолов. В ряде патентов было предложено применять С-алкил- и С-алкокси производные фенилендиаминов и аминонафтолов [6].
Популярность оксидационных красителей объяснялась их способностью давать естественные тона. Коричневатые (каштановые) тона получали при окислении первичных промежуточных продуктов, и затем их модифицировали с помощью цветных компонентов, придающих волосам требуемый оттенок.
Цветные компоненты были разбиты на группы согласно их структуре и колористическому действию. Так, было установлено, что м-диамины дают синие и пурпурные тона, одноатомные фенолы - пурпурные, двухатомные фенолы и п-аминофенолы, не имеющие заместителей в п-положении к аминогруппе, - фуксиново-красные, а р-дикетоны - желтые.
Оксидационные красители, образовавшиеся из производных пиридина, обладали более слабым сенсибилизирующим действием и давали более устойчивые окраски, чем красители бензольного ряда [1].
Первыми синтетическими красителями, предложенными для непосредственного крашения волос (красителями прямого действия), были нитропроизводные оксидационных оснований. Кроме них применяли также кислотные, некоторые основные красители. Однако индивидуальные красители прямого действия почти никогда не придавали волосам естественный цвет.
Попытки получить коричневые или черные окраски из этих красителей оказались неудачными, так как большой объем молекул препятствовал их диффузии в волосы при комнатной температуре. Поэтому нужно было синтезировать красители разного цвета, совместимые друг с другом в условиях крашения и с одинаковыми прочностными показателями, которые можно было бы применять в виде смесей для получения естественных оттенков. Нитрокрасители давали желтые, оранжевые, красновато-коричневые и фиолетовые окраски, но чисто синих тонов у них не было, поэтому их стали применять вместе с синими антрахиноновыми красителями.
Среди нитрокрасителей, предложенных в 1898г [7] были 4-нитро-м-фенилендиамин (1) и 4-нитро-о-фенилендиамин (2). Применяли также изомерный 2-нитро-п-фенилендиамин (3). Было обнаружено, что наиболее глубокий синий оттенок придают волосам 2,6-дизамещенные, а желтый — 2,4-дизамещенные. Такая зависимость являлась следствием аддитивности спектральных сдвигов, вызываемых каждой ауксохромной группой.
Было показано, что наиболее эффективными ауксохромами являются метиламино- и диметиламино-группы - соединения, аналогичные красителю (4). Они окрашивали волосы в сине-фиолетовый цвет.
1МН2 Н21М
гидроксиалкильные производные (5-8):
1
желтый
оранжево-желтый
3
красный
4
фиолетовый
Одним из недостатков ^алкилированных нитрокрасителей являлась плохая растворимость в воде, поэтому было предложено повысить ее введением гидрофильных групп. В 1951 г. впервые было описано применение моно-И-гидроксиалкильных производных многих нитрокрасителей [8]. Позднее стали применять ди- и три-И-
ЫНСН2СН2ОН
ЫНСН2СН2ОН
2
ЫНСН2СН2ОН 5
красно-фиолетовый
Ы(СН2СН2ОН)2 6
ультрамариновый
золотистый
МНСНпСНпЫНп
фиолетовый
Улучшить красящую способность и повысить растворимость нитрофенилендиаминов в воде оказалось возможным путем введения И-аминоалкильных заместителей. Первый из таких красителей (8) был предложен в 1955 г. [9]. Улучшение красящей способности
аминоалкилнитрокрасителей, объяснялось тем, что они обладали свойствами основных красителей.
В некоторых патентах [10] предлагались И-замещенные производные 2-нитро-п-фенилендиамина и 4-нитро-о-фенилендиамина, содержащие группы ОЯ, МИСОК, 1ЧНБ02К 1ЧИСО1ЧИ2, ИИСООЯ, 1ЧИСБ1ЧИ2, СИ, 502^, Б02КилиСОК (Я - алкил, гидроксиалкил или арил), связанные с азотом посредством алкиленовой цепи.
При кватернизации азота, связанного с бензольным кольцом, исчезал ауксохромный эффект аминогруппы (9), и такие красители окрашивали волосы только в желтые тона. Аналогичное действие, но сопровождающееся повышением скорости крашения, оказывало и замещение остатками бигуанила и гуанилмочевины. Получающиеся при этом красители (10) и (11) давали такие же окраски, как и И-ацетильные производные:
N (СН3)3 9
желтый
МНС^Н) ^НМН2 10
оранжево- желтый
NHCONHCNHNH,
11
оранжево-желтый
Кроме нитроаминов для крашения волос широко применяли нитроаминофенолы, чаще всего 2-амино-4-нитрофенол, 4-амино-2-нитрофенол, пикраминовую кислоту (12) и И-метилизопикраминовую кислоту (13). Описаны также И-гидроксиалкильные производные нитроаминофенолов, пикраминовой и изопикраминовой кислот [11]. Дизамещенные изопикраминовые кислоты (14) применяли как синевато-фиолетовые красители:
О^
NHCH3 13
сине-фиолетовый
ЦСН2СН2ОН)2 14
фиолетовый
красновато-оранжевый
До 1960 г. были известны только отдельные случаи применения дисперсных антрахиноновых красителей в виде добавок к составам для крашения волос. Первые антрахиноновые красители для волос (например, 15) были предложены [1] вместе с другими органическими красителями, содержащими четвертичные аммониевые группы.
Многие из предложенных антрахиноновых красителей для волос содержали
диалкиламиноалкиламиногруппы (ДААА), например, 1-ДААА-антрахиноны (15); 1-ДААА-4-гидроксиантрахиноны; 2-ДААА-антрахиноны (16); 1,4-, 1,5- и 1,8-бис (ДААА) антрахиноны (17) и 1,4-диамино-5-ДААА-антрахиноны (18) и их четвертичные производные:
NO
МО
МО
7
8
МО
МО
МО
О
12
NO
HCHN
2
,(СН3)2-М
С2Н5
М^(СН3)^М—С2Н5
о 15
Бордо
(Н2С)2
о 'ы-N Э
о 16
Золотистый
п-(СН3)3И С6Н4ИН о Н2ы
18
Синий
О N-N .О
(Н2СГ2
17
Синевато-зеленый
Растворимость антрахиноновых красителей можно было повысить введением полиоксиэтиленовых боковых цепей. Таким образом получали солюбилизированные нейтральные дисперсные красители.
Для колорирования волос стали также использовать антрахиноновые красители, содержащие кислотные группы, например 1,4-диаминоантрахиноны, замещенные в положениях 2 или 5 алкиламино- или ариламиногруппой с кислотной группой в углеводородной цепи.
Были исследованы продукты взаимодействия бромаминовой кислоты с различными аминами и один из них (19) оказался очень хорошим синим красителем для волос [12]. Этот краситель содержал одну сульфокислотную группу и две алифатических аминогруппы и, по-видимому, являлся основным красителем:
.БО3Н
О NH(CH2)3NH(CH2)3NH
19
Синий
Окраски антрахиноновых красителей возможно было варьировать от желтых до синих.
Как было сказано выше, разная проницаемость волос и шерсти, а также необходимость проведения крашения волос в мягких условиях не позволяло применять многие красители прямого действия, обладающие молекулами больших размеров. Для устранения этого недостатка воспользовались добавлением переносчиков -некоторых органических растворителей, которые аналогично применяются в текстильной промышленности. Например, стали использовать бензиловый спирт, амиллактат или амиловый спирт для содействия крашению кислотными, основными, прямыми, нейтральными, протравными красителями и даже пигментами [13]. Крашение с переносчиками позволило применить для окраски волос большую часть существующих красителей для текстильных волокон, но этот способ не получил широко распространения из-за значительного закрашивания кожи на голове [1].
Красители, рекомендованные к использованию [14] в композициях с одновременным осветлением и окрашиванием волос: Сульфобромфталеин, Бромкрезоловый зеленый, Бромтимоловый голубой, Тетрабромфеноловый голубой, Дисперсный красный 179, Дисперсный голубой 148, Кислотный красный 337,Кислотный красный 94, Дисперсный красный 167, Основной красный 18, Кислотный оранжевый 8, Дисперсный красный 118, Основной голубой 17, Основной голубой 24, Основной зеленый 5.
При индивидуальном использовании в красящих составах красителей прямого действия удавалось получить только оттеночные шампуни, смываемые после 1-2 помывок [15] В этих составах краситель не мог проникать во внутреннюю часть волоса, так как его молекулярная масса и размер превышали расстояние между кутикулами волос, но
при этом он отрицательно или положительно заряжался в водном растворе. Такие свойства позволяли красителю связываться с амино- или карбоксильной группой кератина, фибриллярного белка, из которого, в основном, состоят волосы, и таким образом окрашивать их, оставаясь только на поверхности. В качестве кислотных красителей авторы патента рекомендовали использовать азокрасители с кислотными группами, а именно Кислотный фиолетовый 43, Кислотный чёрный 1, Кислотный оранжевый 205, Кислотный жёлтый 406, Кислотный красный 227, Кислотный жёлтый 5.
Подобные оттеночные шампуни широко распространены и в настоящее время [16], но анализ прочности получаемых окрасок авторы работ, как правило, не проводят.
Поэтому целью данного исследования и явилось установление качества колорирования различных типов волос красителями прямого действия, относящихся к различным техническим классам и выявление среди них классов, обеспечивающих окраску с максимальными прочностными характеристиками.
Обсуждение результатов
Для работы было отобрано по 3-4 марки красителей следующих классов: азопигменты, образующиеся прямо на волокне, активные красители, кубовые, кубозоли, сернистые, тиозоли, дисперсные и прямые красители. Поскольку качество окраски зависит также и от качества волос, то в работе были использованы натуральные каштановые волосы, осветленные и седые волосы.
Крашение азопигментами проводили по аналогии с методикой крашения целлюлозных волокон [17]. Колорирование проводили в нескольких вариантах:
а) по классической методике при температуре 90-95 °С
б) при температуре 35-40 ° С
в) при комнатной температуре.
При использовании классической методики волосы равномерно и интенсивно окрашивались. Натуральные волосы окрашивались в цвета от светло-каштанового до темно-каштанового, в зависимости от концентрации красителей, а осветленные волосы - в рыжие цвета с различными оттенками. Однако крашение при высокой температуре неприемлемо для человека, оно было использовано для получения эталонной окраски. Для человека -максимально допустимая температура крашения -35-40 °С. При этой температуре полученные результаты крашения практически не отличались от крашения при высокой температуре. При дальнейшем снижении температуры до комнатной качество крашение также не ухудшилось, поэтому эта температура и была признана оптимальной. Тональности окрасок пропорционально углублялись с увеличением концентрации красителей.
Для колорирования волос активными красителями были опробованы две методики - используемая для хлопка [17] и используемая для шерсти [18].
По методике [17] крашение проводили с использованием красителей холодного крашения (с индексом «Х») и теплого крашения (с индексом «Т») В первом случае температура крашения первоначально была задана: 20 °С, концентрация красителя 1 и 3 %, но крашение прошло малоэффективно, поэтому температуру повысили до 30 °С и использовали только 3 % концентрацию красителя. При использовании красителей с индексом «Т», температура красильной ванны поддерживалась 40 °С или 50 °С, концентрация красителей та же, что и в первом случае -1-3 %.
По методике [18], применяемой обычно для белковых волокон, вначале окрасили волосы по классическому способу при температуре 80-100 °С - волосы приобретали очень насыщенные яркие цвета. Этот метод использовали для эталонной окраски. В дальнейшем красили при 40 °С. Волосы при этом окрашивались незначительно, просто тонировались, даже при увеличенных концентрациях красителя.
Колорирование волос кубовыми красителями проводили по аналогии с методикой крашения хлопка этим
о
С
О NH
классом красителей [19], так как для шерсти они обычно не используются из-за высокой щелочности красильной ванны. Красители для окрашивания волос были выбраны из двух групп: «холодного» и «теплого» крашения, поэтому процесс вели при следующих условиях: температура 20-25 °С - для красителей «холодного» крашения и 45-50 °С- для красителей «теплого» крашения. В этих условиях кубовые красители окрашивали натуральные волосы уже при комнатной температуре в яркие цвета. Осветленные волосы в тех же условиях интенсивно окрашивались, но сильно повреждались.
Крашение волос кубозолями - водорастворимыми формами кубовых красителей, проводили по методике крашения хлопка бихроматным способом [18]. При температуре 90 °С, краситель брали в количестве 5 % от массы волос при температуре 50 °С - 10 % . По нитритному способу волосы колорировали при температуре 50 °С и содержании красителя в красильной ванне 10 % от массы волос , а при 60 °С - 5 %. Кубозоли окрашивали волосы также хорошо, как и сами кубовые красители. При крашении по бихроматному способу окраски волос были интенсивными и равномерными, а волосы сохраняли свое качество. При использовании нитритного способа крашения как натуральные, так и осветленные волосы окрашивались при 10 % концентрации красителя до средней интенсивности.
Крашение сернистыми красителями проводили по аналогии с методикой крашения хлопка [19] при температуре 85-90 °С и времени выдержки 30 мин, при 40 °С с увеличением времени выдержки до 60 мин. Так как сернистые красители обладают значительно меньшей красящей способностью, чем красители других технических классов, их брали в больших количествах: для светлых тонов - 2-3 %, для средних - 5-8 %, для темных - 9-10 %, для черного цвета - 15-16 % от массы образца волос. Окрашенные при высокой температуре волосы приобретали яркий оттенок (эталонная выкраска), для воспроизведения реальных условий крашения температуру снижали до 40 °С, одновременно увеличивая выдержку в два раза. Это позволило и при пониженной температуре приблизить качество окраски к эталонному.
При использовании тиозолей - водорастворимой формы сернистых красителей, также воспользовались методикой колорирования хлопка [19]. При использовании классической температуры крашения 50-60 °С были получены эталонные выкраски насыщенных, глубоких цветов. Снижение температуры до 40 °С с одновременным увеличением времени крашения, так же как и в случае сернистых красителей, дало очень хорошие результаты. Именно этот режим и может быть рекомендован для крашения волос.
При исследовании крашения волос дисперсными красителями была использована методика крашения синтетических волокон [20]. Для получения эталонных образцов волосы окрашивали при температуре 90-100 °С. При 40 °С также получили достаточно интенсивное окрашивание. Это позволило предположить, что и в более мягких условиях колорирование будет эффективным. Действительно, при уменьшении времени крашения, а также при понижении температуры до 30 °С качество крашения сохранилось. Осветленные волосы приобретали разные оттенки: от светло-голубого до полноценного синего, от ярко-красного до коричнево-красного, от темно-рыжего до светло-коричневого. Натуральные каштановые волосы лучше всего прокрашивались красно-коричневым красителем, синий краситель не был виден на данных волосах. Седые волосы меняли оттенок, но во многих опытах окрашивались неравномерно. Можно сделать вывод, что оптимальной является температура 30-40 °С., время окрашивания незначительно влияет на получаемый тон.
Для прямых красителей воспользовались методикой крашения белковых волокон [17]. При крашении варьировали температуру (25 °С, 40 °С), концентрацию красителя в (0,50,75 %), массу хлорида натрия (2,5 и 5 г), время крашения (40 мин. и 1 ч.). Оказалось, что количество хлорида натрия сильно влияет на результат крашения. При крашении с высокой концентрацией красителя и массой хлорида натрия
равной 2,5 г получались тусклые оттенки, седина не полностью закрашивалась. При уменьшенной концентрации красителя в 2 раза и увеличении массы хлорида натрия до 5 г., наблюдалось более интенсивное окрашивание волос. Снижение температуры до 25 °С и уменьшение времени крашения до 40 мин заметно уменьшали и интенсивность окраски. Поэтому прямые красители можно рекомендовать только для тонирования осветленных волос, натуральные волосы практически не меняли цвет после крашения, а седые волосы прокрашивались неравномерно.
При анализе проведенных опытов по крашению волос было установлено, что наилучшие результаты получены с использованием следующих красителей:
1) Азопигмент, полученный из Азатола А (Naphtol AS
- IG); C.I - 37505 и Диазоля темно-фиолетового К (Echtcorinthsalz V - IG); C.I- 37220
2) Активный золотисто-желтый КХ (Reactive yellow 4
- ICI); C.I - 13190
3) Тиоиндиго красный С (Algolrot 5B - IG); C.I -
73300
4) Индигозоль красно-коричневыйЖ (Anthrasolbraun IRRD - IG); C.I - 73411
5) Сернистый коричневый К (Schwefelrotbraun -IG); C.I - 53720
6) Сернистый водорастворимый «Черное дерево»
7) Дисперсный красно-коричневый (Ehmlichcellionechtbraun 3R - BASF); C.I - 11100
8) Прямой синий светопрочный КУ
Образцы волос, окрашенные этими красителями, в оптимальных условиях, были испытаны на устойчивость окрасок к действию шампуня, щелочного пота, кислого пота, трения и света. Все воздействия оценивались по 5-бальной шкале за исключением света, для которого использовалась 8-бальная шкала. Полученные результаты приведены в таблице 1.
Типы волос Шампу-невый тест Щелочной пот Кислый пот Трение Свет
Азатол А с Диазолем темно-фиолетовым К
каштановые 3 5 5 33 5
осветленные 5 5 2 31 4
Активный золотисто-желтый КХ
каштановые 4 4 4 5-5 6
осветленные 2 2 2 5-5 5
Тиоиндиго красный С
каштановые 4 5 5 5-2 6
осветленные 5 5 2 5-5 6
Индигозоль красно-коричневый Ж
каштановые 5 5 4 5-5 6
осветленные 3 5 2 5-5 5
Се рнистый коричневый К
каштановые 4 3 4 44 4
осветленные 3 5 3 3/4 3
Сернистый водорастворимый "Черное дерево"
каштановые 3 3 3 33 5
осветленные 2 2 2 14 4
Диспе рсный красно -коричневый
каштановые 3 3 4 33 5
осветленные 1 4 4 5-3 4
седые 2 4 3 33 4
Прямой синий светопрочный КУ
каштановые 2 1 2 33 4
осветленные 1 2 2 23 3
седые 1 2 3 23 3
Как следует из данных таблицы 1 наилучший показатель устойчивости окраски к действию шампуня наблюдался у образцов волос, окрашенных кубовым красителем Тиоиндиго красным С - и натуральные, и
осветлённые волосы практически сохранили свою окраску после действия шампуня. Наименее устойчивы окраски, полученные с помощью Тиозоля - Сернистого водорастворимого «Чёрное дерево», Дисперсного красно-коричневого, и Прямого синего светопрочного КУ. В случае с Индигозолем красно-коричневым Ж, Сернистым коричневым К, Активным золотисто-жёлтым КХ наблюдалась устойчивость окраски на натуральных каштановых волосах и нестабильность окраски на осветлённых волосах. Азопигмент, полученный на волосах из Азатола А и Диазоля тёмно-фиолетового К, показали обратную картину - высокую устойчивость на осветленных волосах и меньшую - на натуральных.
В случае испытаний к действию щелочного пота наиболее устойчивыми оказались волосы, окрашенные такими классами красителей, как кубовые, кубозоли и азопигменты, образующиеся на волокне - и натуральные, и осветлённые волосы сохранили свою окраску. Наименьшей устойчивостью к действию щелочного пота обладали образцы, окрашенные тиозолем и прямым красителем. Сернистый и дисперсный красители показали высокие прочностные свойства окраски на осветлённых и седых волосах и среднюю устойчивость - на натуральных волосах. Активный же краситель, наоборот, более устойчив на натуральных волосах, чем на осветленных.
Натуральные волосы, окрашенные большинством изученных красителей были устойчивы к действию кислого пота, исключение составили тиозоль и прямой краситель. Окрашенные осветленные и седые волосы совершенно не устойчивы к действию кислого пота. Из всех исследованных красителей чуть более устойчивыми были только окраски, полученные сернистым и дисперсным красителями.
Устойчивость к трению оказалась очень высокой для всех классов красителей, особенно хорошие результаты показали кубовый, кубозоль и активный красители, как на натуральных, так и на осветленных волосах.
При исследовании светостойкости окрасок результаты получились такими же, как и в случае трения -самые высокие показали у кубового, кубозоля и активного красителей; худшие - у сернистого и прямого.
Экспериментальная часть
Методика проведения шампуневого теста [21]. Использовали 10 %-ный раствор шампуня Estel для окрашенных волос. Исследование проводили в соответствии с методикой анализа АР-121 «Шампуневый тест». Образец окрашенной пряди волос помещали в 50 мл шампуня и оставляли при комнатной температуре на 10 мин. Затем образец извлекали и тщательно промывали проточной водой, после чего сушили на воздухе. Процедуру повторяли 6 раз. Обработка стандартным жёстким шампунем 6 раз приравнивается к мытью голову в домашних условиях обычными шампунями в течение месяца. Изменение окраски испытуемой пробы сравнивали со стандартным образцом и оценивали изменение окраски при помощи шкалы черных эталонов в баллах от 1 до 5, из которых 1 балл означает низшую, а балл 5 - высшую степень устойчивости окраски [20].
Методика проведение теста к действию щелочного пота [22]. Приготовление раствора «щелочной пот». Раствор 1: смешивали последовательно 1000 мл дистиллированной воды, 5 г хлорида натрия и 6 мл 24 %-ного раствора аммиака. Раствор 2: смешивали последовательно 1000 мл дистиллированной воды, 5 г хлорида натрия, 6 мл 24 %-ного раствора аммиака и 7 мл ледяной уксусной кислоты. Окрашенный образец погружали в бюкс с 40 мл раствора 1, помещали закрытый бюкс в термостат и выдерживали 30 мин при температуре 45 ± 2 °С. Образец вынимали, отжимали рукой 10 раз, погружая его после каждого отжима в раствор. Затем испытуемый образец помещали в бюкс с 50 мл раствора 2 и обрабатывали аналогично Тестируемый образец сравнивали со стандартным и оценивали при помощи шкалы черных эталонов в баллах от 1 до 5.
Испытания на устойчивость окрасок к кислому поту проводили согласно методике анализа АР-106 [22]. Для
приготовления раствора «кислого пота» смешивали последовательно 1000 мл дистиллированной воды, 10 г хлорида натрия, 1 г фосфата натрия и 0,25 г солянокислого гистидина. После получения истинного раствора доводили рН среды до 3,2 добавлением молочной кислоты. Окрашенный образец волос помещали в бюкс с притёртой пробкой с 40 мл раствора «кислого пота», помещали плотно закрытый бюкс в термостат на 16 ч при температуре 50 ± 2 °С. После этого образцы извлекали из раствора, высушивали на воздухе без ополаскивания и оценивали окраску по 5-ти бальной шкале черных эталонов, сравнивая тестируемый образец со стандартным [20].
Методика проведения испытания к трению [23]. Образец волос натягивали на корковую пробку. По куску белой хлопчатобумажной ткани с усилием проводили образцом волос 10 раз в одну и в другую сторону. Оценивали окраску образца волос по 5-ти бальной шкале черных эталонов, а степень закрашивания белой хлопчатобумажной ткани - по серой шкале [20].
Светостойкость красителей изучалась на установке ускоренного светостарения Xenon Long Life Fade Meter XFL-1 (Япония). Она оснащена ксеноновой лампой, излучение которой ближе всего имитирует спектр солнечного света. Исследование проводилось по методике [24]. Проведение испытаний: окрашенный образец устанавливали в прибор с помощью рамок-держателей и инсолировали в течение 10 ч по следующему режиму: 1 ч инсоляции; 24 ч - в темноте для завершения фотопроцесса, после чего оценивали результат и т.д., пока общая инсоляция не достигала 10 ч. Эта инсоляция эквивалентна ~ 3 месяцам регулярного нахождения на солнце. Оценку светостойкости проводили по 8-бальной системе с использованием синей шкалы.
Выводы
Проведенное исследование показало, что красители для текстильных волокон можно ограниченно использовать для колорирования волос, а именно: осветлённые волосы можно окрашивать как в естественные цвета, так и в яркие эксклюзивные, при этом окраски достаточно устойчивы к внешним воздействиям. Натуральным волосам красители для текстильно-волокнистых материалов способны придавать только какой-либо оттенок. Для колорирования седых волос эти красители не подходят.
Наиболее эффективно натуральные волосы колорируются кубовыми красителями холодного крашения и кубозолями. Окраски получаются насыщенными и одновременно устойчивыми к внешним воздействиям. Именно эти классы красителей можно рекомендовать в качестве красителей прямого действия для волос.
Литература
1. Венкатараман К. Химия синтетических красителей. Т. 6. / пер. с англ. М.С. Динабурга, Д.В. Иоффе, К.И. Ульман, Л.С. Эфроса, под ред. проф. Б.А. Порай-Кошица. Л.: Госхимиздат, 1956. 460 с.
2. Окрашивающий состав, содержащий катионный азокраситель типа юлолидина и катионный прямой краситель, и способ окрашивания: заявка 2912913 Франция. L'Oreal SA. N 0753473; заявл. 23.02.2007; опубл. 29.08.2008.
3. Усиливающий цветовой эффект шампунь: пат. 7422608 США. KPSS-KAO Professional Salon Services Gmbh, Molenda Michael, Golinski Frank. N 11/268343; заявл. 07.11.2005; опубл. 09.09.2008.
4. Пенный состав для окрашивания волос: пат. 2572708 Рос. Федерация. ЮНИКОСМЕТИК. N 2014123438/15; заявл. 10.06.2014; опубл. 20.01.2016.
5. Состав для окрашивания волос: заявка 2002821 ЕПВ. KPSS-Kao Professional Salon Services GmbH. N 08007023.8; заявл. 09.04.2008; опубл. 17.12.2008.
6. Charle. R Manufacturing Chemist aerosol news №33/ Charle. R, Sag. G. - 1967.
7. Средства и методы для окрашивания волос: пат. 3025992А1 Германия. L'oreal SA, Bugaut Andree, Thouvenin Philippe, Cotteret Jean; заявл. 10.07.1973; опубл. 29.01.1981.
8 Улучшения, связанные с красителями для волос: пат. 707618A Великобритания. Unilever PLC; заявл. 07.02.1951; опубл. 21.04.1954.
9. Нитрофенилендиамины и их применение для крашения животных волокон: пат. 812211A Великобритания. L'oreal SA, Monsavon - L'oreal; заявл. 29.11.1955; опубл. 22.04.1959.
10. Регенерация и стабилизация катализатора дегидрирования: пат. 2000450A1 Франция. Leroux Patrice, Total Petrochemicals French; заявл. 05.06.2007; опубл. 10.12.2008.
11. Нитроанилиновые красители, пригодные для крашения животных волокон: пат. 1093506A Великобритания. Revlon, Revlon inc; заявл. 11.05.1965; опубл. 06.12.1967.
12. Красители антрахинона и их композиции: пат. 969377A Великобритания.. Clairol inc, Clairo; incorporated; заявл. 31.07.1961; опубл. 09.09.1964.
13. Процесс окрашивания животных волокон или волос: пат. 840904A Великобритания. L'oreal SA; заявл. 13.10.1956; опубл. 13.07.1960.
14. Композиция для одновременного осветления и окрашивания волос, содержащая устойчивые к обесцвечиванию кислотные и основные красители: пат. 2308936 Рос. Федерация. Саид Хэйел М., Саид Хайэн ; заявитель и патентообладатель Л'аванград инк. -2003130278/15 ; заявл. 18.03.2002 ; опубл. 27.10.2007.
15. Полустойкая композиция для окрашивания волос, включающая водостойкий компонент: пат. 2403009 Рос. Федерация. ДзоБонг-Лим, МоонХие-Дзин; заявитель и патентообладатель Донг Сунг Фарм. ко. - 2009130958/15; заявл. 24.06.2008 ; опубл. 10.11.2010.
16. Тонирующая гель-пена: заявка 102007061505 Германия. HoepfnerStefan, KleenAstridTonungs-Gel-SchaumHenkelAG& Co. KGaA. N 102007061505.3; заявл. 18.12.2007; опубл. 25.06.2009.
17. Соколова Н.Б., Ковжина Л.П. Колорирование текстильно-волокнистых материалов прямыми, активными красителями и с помощью азопигментов, образующихся на волокне: метод. указания. СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2004. 21 с.
18. Новорадовская, Т.С. [и др.]. Лабораторный практикум по химической технологии текстильных материалов: учеб. пособие для вузов / под ред. Г.Е. Кричевского. М.: 1994. 397 с.
19. Соколова Н.Б, Ковжина Л.П. Колорирование текстильно-волокнистых материалов кубовыми красителями и сернистыми красителями: метод. указания. СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2001. 33 с.
20. Соколова Н.Б, Ковжина Л.П. Колорирование синтетических волокон: метод. Указания. СПб.: СПбГТИ (ТУ), 1999. 19 с.
21. ГОСТ 9733.0-83. Материалы текстильные. Общие требования к методам испытаний устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям. Введ. 1986-01-01. М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. 10 с.
22. ГОСТ 9733.6-83. Материалы текстильные. Методы испытаний устойчивости окрасок к "поту". Введ. 1986-01-01. М.: Издательство стандартов, 1992. 4 с.
23. ГОСТ 9733.27-83. Материалы текстильные. Метод испытания устойчивости окраски к трению. Введ. 1986-01-01. М.: Издательство стандартов,1992. 4 с.
24. Соколова Н.Б. Методы оценки светостойкости красителей: учебное пособие. СПб.:СПбГТИ(ТУ), 2015. 23 с.
References
1. Venkataraman K. Himija sinteticheskih krasitelej. T. 6. / per. s angl. M.S. Dinaburga, D.V. Ioffe, K.I. Ul'man, L.S. Jefrosa, pod red. prof. B.A. Poraj-Koshica. L.: Goshimizdat, 1956. 460 s.
2. Okrashivajushhij sostav, soderzhashhij kationnyj azokrasitel' tipa julolidina i kationnyj prjamoj krasitel', i sposob okrashivanija: zajavka 2912913 Francija. L'Oreal SA. N 0753473; zajavl. 23.02.2007; opubl. 29.08.2008.
3. Usilivajushhij cvetovoj jeffekt shampun': pat. 7422608 SShA. KPSS-KAO Professional Salon Services Gmbh, Molenda Michael, Golinski Frank. N 11/268343; zajavl. 07.11.2005; opubl. 09.09.2008.
4. Pennyj sostav dlja okrashivanija volos: pat. 2572708 Ros. Federacija. JuNIKOSMETIK. N 2014123438/15; zajavl. 10.06.2014; opubl. 20.01.2016.
5. Sostav dlja okrashivanija volos: zajavka 2002821 EPV. KPSS-Kao Professional Salon Services GmbH. N 08007023.8; zajavl. 09.04.2008; opubl. 17.12.2008.
6. Charle. R Manufacturing Chemist aerosol news №33/ Charle. R, Sag. G. - 1967.
7. Sredstva i metody dlja okrashivanija volos: pat. 3025992A1 Germanija. L'oreal SA, Bugaut Andree, Thouvenin Philippe, Cotteret Jean; zajavl. 10.07.1973; opubl. 29.01.1981.
8 Uluchshenija, svjazannye s krasiteljami dlja volos: pat. 707618A Velikobritanija. Unilever PLC; zajavl. 07.02.1951; opubl. 21.04.1954.
9. Nitrofenilendiaminy i ih primenenie dlja krashenija zhivotnyh volokon: pat. 812211A Velikobritanija. L'oreal SA, Monsavon - L'oreal; zajavl. 29.11.1955; opubl. 22.04.1959.
10. Regeneracija i stabilizacija katalizatora degidrirovanija: pat. 2000450A1 Francija. Leroux Patrice, Total Petrochemicals French; zajavl. 05.06.2007; opubl. 10.12.2008.
11. Nitroanilinovye krasiteli, prigodnye dlja krashenija zhivotnyh volokon: pat. 1093506A Velikobritanija. Revlon, Revlon inc; zajavl. 11.05.1965; opubl. 06.12.1967.
12. Krasiteli antrahinona i ih kompozicii: pat. 969377A Velikobritanija.. Clairol inc, Clairo; incorporated; zajavl. 31.07.1961; opubl. 09.09.1964.
13. Process okrashivanija zhivotnyh volokon ili volos: pat. 840904A Velikobritanija. L'oreal SA; zajavl. 13.10.1956; opubl. 13.07.1960.
14. Kompozicija dlja odnovremennogo osvetlenija i okrashivanija volos, soderzhashhaja ustojchivye k obescvechivaniju kislotnye i osnovnye krasiteli: pat. 2308936 Ros. Federacija. Said Hjejel M., Said Hajjen ; zajavitel' i patentoobladatel' L'avangrad ink. - 2003130278/15 ; zajavl. 18.03.2002 ; opubl. 27.10.2007.
15. Polustojkaja kompozicija dlja okrashivanija volos, vkljuchajushhaja vodostojkij komponent: pat. 2403009 Ros. Federacija. DzoBong-Lim, MoonHie-Dzin; zajavitel' i patentoobladatel' Dong Sung Farm. ko. - 2009130958/15; zajavl. 24.06.2008 ; opubl. 10.11.2010.
16. Tonirujushhaja gel'-pena: zajavka 102007061505 Germanija. HoepfnerStefan, KleenAstridTonungs-Gel-SchaumHenkelAG& Co. KGaA. N 102007061505.3; zajavl. 18.12.2007; opubl. 25.06.2009.
17. Sokolova N.B., Kovzhina L.P. Kolorirovanie tekstil'no-voloknistyh materialov prjamymi, aktivnymi krasiteljami i s pomoshh'ju azopigmentov, obrazujushhihsja na volokne: metod. ukazanija. SPb.: SPbGTI(TU), 2004. 21 s.
18. Novoradovskaja, T.S. [i dr.]. Laboratornyj praktikum po himicheskoj tehnologii tekstil'nyh materialov: ucheb. posobie dlja vuzov / pod red. G.E. Krichevskogo. M.: 1994. 397 s.
19. Sokolova N.B., Kovzhina L.P. Kolorirovanie tekstil'no-voloknistyh materialov kubovymi krasiteljami i sernistymi krasiteljami: metod. ukazanija. SPb.: SPbGTI(TU), 2001. 33 s.
20. Sokolova N.B., Kovzhina L.P. Kolorirovanie sinteticheskih volokon: metod. Ukazanija. SPb.: SPbGTI (TU), 1999. 19 s.
21. GOST 9733.0-83. Materialy tekstil'nye. Obshhie trebovanija k metodam ispytanij ustojchivosti okrasok k fiziko-himicheskim vozdejstvijam. Vved. 1986-01-01. M.: IPK Izdatel'stvo standartov, 2002. 10 s.
22. GOST 9733.6-83. Materialy tekstil'nye. Metody ispytanij ustojchivosti okrasok k "potu". Vved. 1986-01-01. M.: Izdatel'stvo standartov, 1992. 4 s.
23. GOST 9733.27-83. Materialy tekstil'nye. Metod ispytanija ustojchivosti okraski k treniju. Vved. 1986-01-01. M.: Izdatel'stvo standartov,1992. 4 s.
24. Sokolova N.B. Metody ocenki svetostojkosti krasitelej: uchebnoe posobie. SPb.:SPbGTI(TU), 2015. 23
