Farbowanie włosów to proces chemiczny, w którym zmienia się pigmentację włókna włosa. W trwałej koloryzacji substancje alkalizujące rozchylają łuski, a utleniacz pomaga wprowadzić prekursory barwnika do kory, gdzie powstają trwałe, barwne cząsteczki.
Czym jest farbowanie włosów w ujęciu chemicznym?
Włos składa się między innymi z zewnętrznej łuski oraz położonej głębiej kory. Łuska chroni włókno, natomiast w korze znajdują się keratynowe struktury i naturalny pigment. Farbowanie polega na takim oddziaływaniu chemicznym na włos, aby nowy barwnik osadził się na jego powierzchni albo dotarł do wnętrza kory.
W przypadku trwałej koloryzacji mieszanina działa w środowisku zasadowym. Podwyższone pH zwiększa pęcznienie włosa i rozchyla łuski, dzięki czemu składniki preparatu mogą przeniknąć głębiej. W korze zachodzą następnie reakcje utleniania i sprzęgania prekursorów barwnika. To odróżnia trwałe farbowanie od prostego pokrywania włosa pigmentem.
Melanina – naturalny pigment włosa
Obiektem części reakcji zachodzących podczas koloryzacji jest melanina, czyli naturalny barwnik produkowany przez melanocyty w mieszkach włosowych. Jej ilość, rodzaj i rozmieszczenie wpływają na naturalny kolor włosów. Włosy ciemne zawierają zwykle więcej pigmentu niż jasne, a siwienie wiąże się z ograniczeniem jego produkcji.
W praktyce kosmetycznej najczęściej wyróżnia się dwa główne typy melaniny:
- Eumelanina odpowiada głównie za odcienie brązowe i czarne.
- Feomelanina nadaje włosom odcienie żółte, złote i rude.
Podczas zwykłego farbowania oksydacyjnego naturalna melanina może zostać częściowo rozjaśniona, a w jej miejsce powstaje nowy kolor. Rozjaśnianie działa inaczej niż samo wprowadzanie barwnika – jego głównym celem jest utlenienie i rozkład naturalnych pigmentów. Proporcja eumelaniny i feomelaniny wpływa na przebieg tego procesu, dlatego rozjaśniane włosy mogą przechodzić przez odcienie czerwone, pomarańczowe i żółte.
Jak przebiega reakcja farbowania oksydacyjnego?
Trwała koloryzacja wykorzystuje bezbarwne lub słabo zabarwione prekursory, między innymi diaminy aromatyczne, oraz utleniacz, którym często jest nadtlenek wodoru. Same prekursory są niewielkimi cząsteczkami, dlatego mogą wniknąć do kory. Dopiero tam, pod wpływem utleniacza, przekształcają się w większe związki nadające włosom kolor.
Mechanizm można podzielić na dwa powiązane etapy:
- Alkalizacja i penetracja – substancje alkalizujące podnoszą pH mieszaniny, rozchylają łuski oraz zwiększają dostęp składników do kory włosa. W trwałej koloryzacji środowisko reakcji ma zwykle pH około 8–10, zależnie od receptury.
- Utlenianie i tworzenie barwnika – nadtlenek wodoru utlenia diaminy aromatyczne. Ich produkty reagują ze związkami sprzęgającymi, takimi jak rezorcyna, tworząc większe, barwne cząsteczki zatrzymywane w strukturze kory.
Drugi etap obejmuje więc nie tylko samą oksydację, lecz także sprzęganie i polimeryzację. Małe cząsteczki prekursorów łączą się w wysokocząsteczkowe związki, które nie mogą łatwo wydostać się z wnętrza włosa podczas mycia. Właśnie dlatego trwały kolor stopniowo traci intensywność głównie wskutek wypłukiwania powierzchniowych składników, działania światła i ścierania, a nie dlatego, że cała reakcja odwraca się natychmiast.
Rozjaśnianie naturalnego pigmentu jest odrębną reakcją. Utleniacz przenika do kory i modyfikuje melaninę, rozbijając jej chromofor, czyli część cząsteczki odpowiedzialną za pochłanianie światła i widoczny kolor. Farbowanie może więc jednocześnie częściowo zmniejszać ilość naturalnego pigmentu i tworzyć nowy pigment kosmetyczny.
Czym różnią się rodzaje koloryzacji?
Podział koloryzacji wynika głównie z miejsca, w którym pozostaje barwnik, rodzaju reakcji oraz zastosowania utleniacza. Granice między nazwami handlowymi mogą się różnić, ale chemiczny schemat wygląda następująco:
| Typ koloryzacji | Mechanizm i penetracja | Oksydant | Trwałość |
|---|---|---|---|
| Trwała | Prekursory wnikają do kory, gdzie ulegają utlenianiu i tworzą barwne polimery | Zwykle tak, najczęściej nadtlenek wodoru | Długotrwała, kolor zmienia się wraz ze wzrostem włosa i stopniowym blaknięciem |
| Półtrwała | Gotowe lub częściowo przygotowane barwniki osadzają się na powierzchni i w zewnętrznych warstwach włosa | Zwykle nie albo w niższym stężeniu, zależnie od produktu | Ograniczona, stopniowo wypłukuje się podczas mycia |
| Tymczasowa | Duże cząsteczki barwnika pozostają głównie na powierzchni łuski | Nie | Krótka, zwykle do kilku myć |
Im głębiej pigment przenika i im silniejsza jest ingerencja chemiczna, tym trwalszy może być efekt, ale też większe jest oddziaływanie na strukturę włosa. Koloryzacja powierzchniowa nie rozkłada w takim stopniu naturalnej melaniny i zwykle nie wymaga silnego środowiska alkalicznego.
Dlaczego farbowanie może osłabiać włosy?
Wysokie pH powoduje pęcznienie włókna i rozchylenie łusek. Ułatwia to penetrację składników, lecz jednocześnie zmienia uporządkowanie powierzchni włosa. Przy częstym lub intensywnym działaniu chemicznym może wzrosnąć porowatość, szorstkość i podatność na uszkodzenia mechaniczne.
Włosy są zbudowane przede wszystkim z keratyny. Jej trwałość zależy między innymi od wiązań dwusiarczkowych łączących łańcuchy białkowe. Silne środowisko zasadowe i utleniacze mogą modyfikować te wiązania oraz inne elementy struktury keratynowej. Nie oznacza to, że każda koloryzacja prowadzi do takiego samego uszkodzenia. Znaczenie mają między innymi wyjściowa kondycja włosów, intensywność reakcji, czas działania i powtarzanie zabiegów.
Farbowanie nie zmienia naturalnego pigmentu włosów, które dopiero odrastają. Reakcja zachodzi w istniejącym włóknie, dlatego odrost zachowuje cechy pigmentacji wytworzonej w mieszku włosowym.
Po zakończeniu procesu preparaty o kwaśniejszym odczynie pomagają ograniczyć pęcznienie włosa i zbliżyć jego powierzchnię do stanu wyjściowego. Nie „odwracają” jednak wszystkich reakcji chemicznych. Ich zadaniem jest przede wszystkim poprawa uporządkowania łuski i ograniczenie dalszego wymywania składników.
Najkrócej mówiąc, trwałe farbowanie łączy alkalizację, penetrację, utlenianie oraz polimeryzację prekursorów barwnika w korze włosa. Rozjaśnianie koncentruje się na utlenianiu melaniny, a koloryzacja półtrwała i tymczasowa polega głównie na osadzaniu gotowych pigmentów na powierzchni lub w zewnętrznych warstwach włosa.
