Nguyên liệu tạo màu giữ vai trò chính trong việc tạo nên màu sắc mà nhà sản xuất hướng đến và để lại dấu ấn riêng cho mỹ phẩm. Yêu cầu chính là nguyên liệu phải bền màu và có khả năng nhuộm hoàn toàn, đồng nhất hỗn hợp bột hoặc dung dịch. Nguyên liệu tạo màu thường được phân loại thành: màu hữu cơ, màu tự nhiên và màu vô cơ. Gần đây, nhờ tiến bộ trong công nghệ hóa tổng hợp cho ra đời thêm các loại nguyên liệu tạo màu sáng bóng, bột màu polymer và bột màu chức năng mới.
Tùy vào mục đích bào chế cũng như độ an toàn, đối tượng sử dụng và đường dùng… mà ta chọn nguyên liệu tạo màu phù hợp.
I. NGUYÊN LIỆU TẠO MÀU HỮU CƠ TỔNG HỢP
1. Phẩm nhuộm
Phẩm nhuộm là các nguyên liệu tạo màu có thể hòa tan trong các dung môi như nước, dầu và rượu… hiệu quả khuếch tán màu sắc phụ thuộc vào nồng độ dung dịch. Có hai loại phẩm nhuộm: thân nước và thân dầu. Phẩm nhuộm thân nước được sử dụng trong lotion, lotion sữa và dầu gội… Phẩm nhuộm thân dầu được sử dụng trong mỹ phẩm như dầu dưỡng, nhuộm tóc.
Phẩm nhuộm Azo: đa phần các phẩm nhuộm được phép sử dụng đều thuộc nhóm này. Chúng được đặc trưng bởi các nhóm mang màu azo (-N = N-) và natri sulfonat. Một số phẩm nhuộm azo không có nhóm sulfonat sẽ thân dầu.
Hình 1. Sunset yellow FCF
Phẩm nhuộm Xanthen: gồm 2 dạng acid và base, có thể chuyển hóa lẫn nhau dưới tác động của pH môi trường acid hoặc base.
Dạng quinoid tan trong nước và có màu sáng bóng, nhưng được thường sử dụng dưới dạng màu khoáng hơn màu nhuộm như Floxine B.
Các thuốc nhuộm dạng lacton thường thân dầu, và có khả năng bám dính trên da do đó được sử dụng trong son môi.
Ví dụ điển hình của nhóm Xanthen là tetrachloro tetrabromo fluorescein (đỏ đậm), tetrabromo fluorescein (đỏ huyết) và dibromo fluorescein (cam).
Một ví dụ về các xanthen dạng base là Rhodamin B, màu sắc rõ nét và có độ bền cao, chống lại ánh sáng mặt trời nên chúng được sử dụng rộng rãi trong các loại kem và dầu gội.
Hình 2. Cấu trúc phân tử Rhodamin B
Phẩm nhuộm Quinolin: đại diện dạng thân dầu trong nhóm là quinolin yellow SS và nhóm thân nước là quinolin yellow WS với nhóm sulfonat thân nước.
Hình 3. Quinolin yellow SS
Phẩm nhuộm Triphenylmethan: tan rất tốt trong nước vì có gắn hai hoặc nhiều nhóm sulfonat. Triphenylmethan thuốc nhuộm có màu xanh lá cây, màu xanh da trời, tím và được sử dụng như là chất tạo màu trong nhiều loại kem và dầu gội. Hầu hết kém bền với ánh sáng, do đó lưu ý kiểm tra sự ổn định trước khi sử dụng chúng.
Hình 4. Triphenylmethan
Phẩm nhuộm Anthraquinon: tùy vào sự hiện diện của nhóm sulfonat và ta có dạng thân nước (Alizanine cyanine blue F) hoặc thân dầu (Quinizarin blue SS). Anthraquinon có khả năng bền sáng rất tốt, dạng thân nước thường dùng cho kem và dầu gội, dạng thân dầu dùng trong các sản phẩm tóc.
Các phẩm nhuộm khác: Indigo carmin trong nhóm indigo, naphthol vàng trong nhóm nitro, pyranin trong nhóm pyren và naphthol xanh B trong nhóm nitroso.
2. Màu khoáng
Màu khoáng là một dạng muối kim loại không tan của nhóm phẩm nhuộm tan trong nước như Lithol rubin B. Gồm các loại màu khoáng điển hình như màu đỏ CBA, Lithol đỏ CA, Lithol BA đỏ, Lithol RS đỏ và nâu đậm.
Một loại màu khoáng khác là nguyên liệu được tổng hợp bằng phản ứng giữa phẩm nhuộm rất thân nước với các muối không tan của nhôm và kẽm. sản phẩm được gọi là màu nhuộm khoáng.
Nhìn chung, thường màu khoáng và phẩm màu nhuộm ít sử dụng riêng lẻ, mà sẽ kết hợp với nhau để đạt được như mong muốn như trong son môi, sơn móng tay, phấn má hồng…
3. Bột màu hữu cơ
Cấu trúc bột màu hữu cơ không có các nhóm tan nên hầu như không tan trong nước, dầu và các dung môi khác. Nó thường được xếp vào nhóm azo, indigo và phthalocyanin.
Khi so sánh với màu khoáng thì bột màu hữu cơ có khả năng tạo màu cũng như khả năng chịu được ánh sáng tốt hơn. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi trong son môi, phấn nền hồng và các sản phẩm trang điểm khác.
Hình 5. Bột màu hữu cơ
II. NGUYÊN LIỆU TẠO MÀU TỰ NHIÊN
Màu tự nhiên có nguồn gốc từ thực vật, động vật cũng như các loại vi sinh vật. So với mau tổng hợp thì màu tự nhiên kém đa dạng, kém bền khi tiếp xúc với ánh sáng, hóa chất và nguồn cung cấp cũng không ổn định. Trước đây, màu tự nhiên chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực thực phẩm, gần đây nó được quan tâm sử dụng nhiều vào lĩnh vực mỹ phẩm do tính an toàn cao và có tác dụng dược lý tốt.
1. Beta-caroten
Beta-caroten có màu vàng, được chiết xuất đầu tiên ở cà rốt, ngày nay đã được phát hiện phổ biến ở rất nhiều loài động, thực vật. Beta-caroten thu được bằng cách chiết xuất từ thực vật, quá trình lên men và tổng hợp từ Beta-ionon. Tồn tại ở cả dạng cis và trans, nhưng trong tự nhiên, Beta-caroten chỉ được tìm thấy chỉ ở dạng trans.
Hình 6.Cấu trúc phân tử Beta-carten
Beta-caroten là tiền chất của vitamin A. Nó dễ bị phá vỡ cấu trúc bởi pH acid cũng như các ion kim loại. Beta-caroten thường được sử dụng trong kem và lotions dạng sữa.
2. Carthamin
Carthamin được chiết suất từ hoa rum (Carthamus tinctorius L.) thuộc họ hoa Cúc. Hoa rum có nguồn từ Ấn Độ và Trung Quốc, tỉnh Yamagata (Nhật), từ lâu sử dụng trong thành phần phấn má hồng ở Đông Nam Á. Ngày nay, màu đỏ đậm của carthamin được sử dụng trong son môi và phấn má hồng.
Hình 7. Cấu trúc phân tử cathamin
3. Cochineal, acid carminic
Hỗn hợp trên thu được từ bột khô nhựa cánh kiến đỏ (Cocus cacti L.), được sử dụng từ xa xưa trong son môi của người phương Tây. Thành phần chính là acid carmic (thuộc nhóm anthraquinon). Màu sắc thay đổi tùy theo pH môi trường, ở pH ≤ 5 màu cam đỏ, pH 5-6 màu đỏ đến đỏ tím, pH ≥ 7 màu đỏ tím đến tím. Thường được sử dụng đề điều chế các loại màu đỏ bóng và son môi.
Hình 8. Màu sắc tự nhiên của cochineal và acid carminic
III. MÀU VÔ CƠ
Màu vô cơ đôi khi cũng được gọi là bột màu khoáng, được sản xuất từ tự nhiên với màu sắc chủ yếu là: bột đỏ son, màu son vàng đất, vàng nâu xanh. Thành phần chính là các oxyd sắt, ngọc lưu ly tự nhiên (xanh biếc). Tuy nhiên các loại khoáng chất này thường chứa tạp chất dẫn đến việc màu sắc không sặc sỡ, do vậy ngày nay hầu như người ta chỉ sử dụng các màu vô cơ tổng hợp.
Các màu vô cơ có khả năng bền ánh sáng và chịu nhiệt tốt, không tan trong dung môi hữu cơ dù màu sắc không sặc sỡ bằng màu hữu cơ. Khi dùng trong mỹ phẩm, màu vô cơ thường được phân tán trong dung môi dầu, nước, chất hoạt động bề mặt, nước hoa và các loại nguyên liệu dược phẩm khác.
Màu vô cơ giúp điều chỉnh màu nên đóng vai trò qua trọng trong mỹ phẩm,. Bột màu trắng giúp bao phủ màu, tạo sự đồng nhất. Ngoài ra, bột màu vô cơ còn góp phần tạo độ bóng, duy trì hình dạng, cung cấp hoạt chất giúp tăng hiệu quả sử dụng…
Phân loại theo
cách dùng
Bột màu Bột dùng ngoài Mica, talc, Kaolin, CaCO3, MgCO3, Nhôm oxyd, silicat khan, bari sulfat Bột màu Oxyd sắt, oxyd sắt vàng nâu, oxyd sắt vàng đen, crom oxyd, xanh biếc, than Bột màu trắng Titan dioxyd, kẽm oxyd Bột màu bóng Titan oxyd phủ mica, vảy cá, bismuth ocyclorid Bột màu chức năng mới Boron nitrit, sắc tố chuyển, phlogopit tổng hợp, sắt tổng hợp
IV. SẮC TỐ MÀU BÓNG (Pearlescent pigment)
Năm 1965, Dupont Corporation đã thành công trong việc phủ mica lên titan dioxyd, tạo nên sắc tố màu bóng nhân tạo. Màu sắc của sắc tố màu bóng được sản xuất đa dạng. Màu sắc tố hoặc hấp phụ hoặc phản chiếu ánh sáng để tạo nên độ bóng loáng, trong trường hợp của titan oxyd bọc mica, sự tương tác giữa mica và titan oxyd phản chiếu ánh sáng tạo nên sự giao thoa, bước sóng ánh sáng giao thoa tùy theo độ dày của lớp titan oxyd, nhờ đó ta tạo được nhiều màu sắc khác nhau. Gần đây, chất lượng titan dioxyd phủ mica ngày càng được cải thiện, giúp tăng độ bền vững của màu sắc trong điều kiện đa dạng của môi trường. Ngoài lĩnh vực mỹ phẩm, titan oxyd bọc mica còn được sử dụng trong màu sơn của xe ô tô để tạo nên độ bóng loáng cho xe.
Hình 9. Pearlescent pigment
V. BỘT MÀU POLYMER
Trước đây bột màu polymer với hình dạng phân tử bất kỳ được sử dụng kèm theo một số nhược điểm. Gần đây, nhờ những tiến bộ về công nghệ sản xuất, các polymer dạng hình cầu đã được ứng dụng rộng rãi trong mỹ phẩm. Bên cạnh đó, công nghệ bao phủ phát triển, giúp tạo ra hạt polymer có nhiều lớp, đẹp và tăng khả năng giao thoa do khác biệt về chỉ số khúc xạ, do đó tạo được màu sắc đẹp và đa dạng. Với bột màu polymer, điều quan trọng cần quan tâm là khả năng hòa tan trong dầu và các dung môi, sự trương nở của polymer, sự hiện diện của monomer và các loại tá dược.
Một số loại bột polymer thường được sử dụng trong mỹ phẩm như:
- Polyethylen: thường dùng trong hỗn hợp tẩy tế bào da chết.
- Polymethylmethacrylat: hình cầu, khi dùng trong mỹ phẩm, kích thước hạt thường nhỏ hơn 10µm.
- Bột polymer xen kẽ nhiều lớp polyethyelen terephthalat và polymethyl methacrylat: ứng dụng trong bột trang điểm và xà phòng. Loại bột này kém bền với dung môi nên tránh sử dụng trong hệ thống dung môi.
- Bột nylon: nylon dạng hình cầu kích thước từ 2-12 µm, trung bình 5 µm, nó có khả năng bền với nhiệt, dung môi và ít bị biến dạng khi chịu lực nghiền ép. Bột nylon thường được sử dụng trong phấn nền, do có khả năng phân tán, lan tỏa tốt khi dùng.
VI. SẮC TỐ MÀU CHỨC NĂNG MỚI
1. Boron nitrit
Các khoáng chất có màu sáng như talc cho cảm giác mịn màng nhưng khả năng phủ màu kém, trong khi titan dioxyd có khả năng phủ màu tốt, lại có kích thước lớn gây cảm giác kém mịn khi dùng. Sự khác biệt lớn về kích thước trên cũng gây nên khó khăn khi phân tán đồng nhất. Do đó, Bo nirtrit ra đời như một giải pháp dung hòa 2 đặc điểm trên, tạo cảm giác mịn màn khi dùng và có khả năng phủ màu tốt.
Hình 10. Boron nitrit
2. Mica tổng hợp
Do các chất tạo màu có nguồn gốc từ khoáng vật nhiên thường chứa tạp chất, màu trắng và sự trong suốt giảm theo thời gian, vì vậy mica tổng hợp được ra đời nhằm khắc phục các yếu điểm đó.
Mica được sản xuất bằng cách trộn silica khan, nhôm oxyd, magie oxyd, kali silicofluorid, đun nóng chảy 1400-1600oC, sau đó kết tinh ở nhiệt độ 1200-1400oC. Sản phẩm cuối cùng được làm lạnh, mài thô, nghiền, sàng đến kích thước mong muốn. Các tính chất vật lý của mica tổng hợp khác nhau phụ thuộc vào điều kiện sản xuất.
Hình 11. Mica tổng hợp
3. Sắc tố thay đổi màu sắc
Nhiều loại mỹ phẩm trang điểm khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời tạo nên màu sắc sáng hơn da, thường được gọi là hiện tượng “mặt nạ trắng”. Do đó, vật liệu màu giúp điều đỉnh cường độ ánh sáng, giảm hoặc tránh hiện tượng “mặt nạ trắng” được xem lý tưởng.
Các màu sắc của ánh sáng có thể thay đổi thuận nghịch bằng cách kết hợp một lượng nhỏ các nguyên tố kim loại vào bên trong bột màu, gọi là sắc tố thay đổi màu sắc. Được phát triển ở Nhật gần đây, khi dùng vào mỹ phẩm đặc biệt dạng phần trang điểm sẽ giúp tránh hiện tượng “mặt nạ trắng”.
4. Bột màu vô cơ phủ lớp hữu cơ
Bột màu vô cơ như titan dioxyd có khả năng phủ màu tốt nhưng lại gây cảm giác không mịn màn. Những tiến bộ về khoa học kỹ thuật ngày nay cho phép phủ lên nó một lớp polymer hữu cơ để tăng cảm giác mịn màn, dễ chịu khi sử dụng. Sự kết hợp này giúp tận dụng các ưu điểm của bột mịn và siêu mịn, tạo ra nhiều bước tiến trong công nghệ sản xuất mỹ phẩm.
