Лафита все записи автора
Введение

Блеск волос является очень важным, хотя и трудно определяемым параметром, который необходимо учитывать при оценке действия средства по уходу за волосами. Химик-разработчик косметической продукции должен понимать, каким образом то или иное средство влияет на блеск волос, поскольку в понимании потребителя чистота и здоровье волос напрямую связаны с их блеском. Таким образом, оценка блеска волос является одной из самых важных характеристик сырьевых компонентов, предназначенных для использования в средствах по уходу за волосами. В этом плане одними из наиболее эффективных компонентов являются силиконовые полимеры, такие, как диметикон, фенилтриметикон и др. Выбор силикона зависит от типа рецептуры, в которую вводится силикон, поэтому важно сравнить эффект различных силиконов в одном и том же составе.

Выражаясь техническим языком, блеск волос следовало бы назвать глянцем, так как это понятие более точно отражает эффект появления смежных контрастных областей света и тени (бликов). Появление светлых и темных областей объясняется зеркальным отражением лучей, при котором интенсивность отраженного света в высокой степени зависит от угла между наблюдателем и источником света. Чем глаже поверхность, тем интенсивность отраженного света выше. Именно поэтому нам кажется, что гладкая поверхность блестит. Напротив, шероховатая поверхность тусклая, поскольку интенсивность зеркально отраженного света мала. Поверхность чистых здоровых волос более гладкая по сравнению с загрязненными и/или поврежденными волосами. Следовательно, здоровые волосы выглядят более блестящими и яркими. Таким образом, критерий блеска (или глянца) с полным основанием можно рассматривать как характеристику состояния волос.

Некоторые исследователи попытались решить проблему измерения блеска волос, используя гониофотометр — прибор для измерения интенсивности отраженного света одним волосом под различными углами. Этот метод применялся для изучения соотношения между глянцем и структурой волоса, а также для сравнения действия различных шампуней. Другие исследователи пытались оценить глянец волос с помощью анализа изображения и информации, полученной с прядей.

В наших лабораториях эксперименты по оценке блеска волос проводились при участии добровольцев, которые использовали так называемый метод освещающего ящика (shine box). Освещающий ящик контролирует условия освещения и наблюдения и похож на метод, описанный Reich и Robbins. Наш метод освещающего ящика был описан в работе, опубликованной в 1995 г. Этот метод использовался в наших недавних попытках соотнести данные, полученные в результате оценок добровольных экспертов, с объективными измерениями. При помощи обычного ручного гляриметра (прибор для измерения блеска) мы смогли установить корреляцию между показателем блеска, измеряемым под углом 60°, и оценками добровольцев, использующих метод освещающего ящика.

Наша работа с гляриметром показала, что он подходит для проведения предварительного тестирования, однако от него ускользают те нюансы, которые улавливает человеческий глаз. Учитывая это обстоятельство, мы решили продолжить поиск других объективных методов. Помимо этого, мы также хотели, чтобы эта работа проводилась в тесном сотрудничестве наших лабораторий в Европе и США. В обеих лабораториях к оценке привлекались добровольцы, определявшие блеск волос методом освещающего ящика, однако испытания проводились с некоторыми различиями. Так, в американской лаборатории использовался метод оценки по шкале, в то время как в европейской— метод попарного сравнения. Приобретение системы анализа изображения, а также создание условий для салонного тестирования (тест "на половину головы") послужили следующим шагом на пути осуществления общего проекта наших лабораторий, целью которого явилось развитие объективных методов для изучения действия различных силиконов на блеск волос.


Материалы и методы


1. Материалы

1.1. Тестируемые продукты

Силиконы
• Цетилдиметикон: полутвердый алкилметилсилоксан.
• Диметиконовая смесь: смесь 3:1 (5 сантистокс и 350 сантистокс).
• Фенилтриметикон.
• Эмульсия диметиконола: 50% эмульсия высоковязкого полидиметилсилоксанового полимера.

Составы:
Растворители:
• Изододекан (Permethyl 99A, Permethyl).
• Этанол (неразбавленный).
• Циклопентасилоксан.
Кондиционер для ополаскивания:
Гидроксиэтилцеллюлоза:
(Natrosol250 HHR, Aqualon) ..................................................................... 1,5%
Хлорид цетримония ………………………………………….................….…………….. 29%
(Arquad 16-29, Akzo) .............................................................................. 0,3%
ПЭГ-100 стеарат и глицерилстеарат
(Arlacel 165, ICI)..................................................................................... 1,0%
Цетиловый спирт.................................................................................... 1,0%
Силикон..................................................................................................... 5%
Консервант………………………....................................................................... q.s.
Дистиллированная вода.................................................................. до 100,0%
Шампунь
Лаурилсульфат натрия ……………………………...................….....………………… 30%
(EmpwoESB3,Albright& Wilson)................................................................. 30%
Децилглюкозид ………………………...…….....................……………………………… 10%
(OramixNS lO;Seppic) .............................................................................. 5,0%
Амидопропилбетаин ……………………………………….........................…………… 30%
(Amonil 380 BA, Seppic) ......................................................................... 10,0%
Лаурет-4 (Brij 30, ICI).............................................................................. 2,0%
Силиконовая эмульсия ………………........................………………………………… 50%
(DowCorningB 1784)................................................................................. 5,0%
Хлорид натрия ......................................................................................... q.s.
Консервант............................................................................................... q.s.
Дистиллированная вода.................................................................. до 100,0%

1.2. Пряди волос

Прямые слегка обесцвеченные европейские пряди волос, приобретенные у компании International Hair Importers and Products Inc. (Belrose, NJ, USA). Корни волос вделаны в восковую планку.

Американская лаборатория: использовали пряди волос весом около 2 г.

Европейская лаборатория: использовали пряди волос весом около 5 г.

Подготовка прядей волос

Лаборатория США. Пряди волос были промыты дважды лаурилсульфатом аммония (4,5% в/в) в деионизированной воде. Затем их прополаскивали в теплой проточной водой (40° С) в течение 30с после первого мытья и в течение 60 с после второго мытья. Для удаления излишней воды пряди были отжаты путем протягивания их между двумя пальцами. Пряди были положены на чистое бумажное полотенце и оставлены для высушивания на воздухе.

Европейская лаборатория. Пряди намочили водой из-под крана (37° С, 30 с), затем вымыли раствором лаурилсульфата натрия (30 с). Поверхностно-активное вещество было оставлено для воздействия на 30 с, затем проведено ополаскивание водой из-под крана (37°С, 60 с). Для удаления излишней воды пряди были выжаты путем протягивания между двумя пальцами. Затем пряди были положены на чистое бумажное полотенце и оставлены для высушивания на воздухе. После этого была проведена дополнительная обработка для стандартизации прядей и удаления загрязнения. Пряди погружали по очередности в метанол, хлороформ, метанол и воду, затем споласкивали в течение 30 с. водой из-под крана, отжимали для удаления излишней воды и оставляли на ночь на бумажном полотенце для высушивания.

Обработка волос

Обработка на базе растворителя. В обеих лабораториях сухие пряди погружали в 100 г 3% раствора тестируемого материала и вынимали через 30 с. Для удаления излишнего раствора пряди выжимали путем протягивания между двумя пальцами. Пряди расчесывали и высушивали феном; во время этого процесса волосы старались оставить как можно более прямыми. До оценки экспертами каждая прядь получала случайно выбранный код.

Обработка кондиционером/шампунем:
1). Намочить пряди водой из-под крана (37°С, 30 с).
2). На мокрые пряди нанести 1,0 г кондиционера/ шампуня и поглаживать пряди по направлению вниз в течение 30 с. Оставить на 30 с,
3). Сполоснуть пряди водой из-под крана (37° С, 60 с). Удалить лишнюю воду, пропуская пряди три раза между пальцами.
4). Высушить пряди феном.


2. Методы


2.1. Измерение глянца

Измерения глянца под углом 60° были получены с помощью гляриметра Гарднера, небольшого ручного аппарата, созданного для использования в процессах промышленных покрытий. Гляриметр приобретен в компании Paul N. Gardner (Pompano Beach, FL, США). Аппарат освещает поверхность под углом падения 60° и измеряет интенсивность отраженного под этим углом света. Гляриметр может хранить в памяти многочисленные показания и затем показывать среднюю величину. Для того чтобы снять показания с пряди волос, прядь положили на черную матовую деревянную доску таким образом, чтобы полностью закрывать лежащую под ней поверхность. Гляриметр был установлен над прядью так, чтобы измерительное отверстие было направлено в область восковой планки. После того как было сделано первое измерение, гляриметр приподняли и передвинули по направлению пряди вниз приблизительно на расстояние измерительного отверстия гляриметра. После снятия второго измерения гляриметр снова передвинули вниз по пряди приблизительно на то же расстояние, после чего было сделано третье измерение. Все три показания были записаны. В случае если бы между тремя показаниями были значительные различия (более ±0,3), то измерения провели бы еще раз.

2.2. Метод освещающего ящика

Несмотря на то, что в обеих лабораториях использовались практически одинаковые аппараты, способ представления прядей экспертам и сбор данных были разными. В американской лаборатории пять прядей были подвешены в освещающем ящике до прибытия эксперта. Каждого эксперта попросили дать оценку каждой пряди, используя шкалу оценок от 1 (наиболее блестящая) до 5 (наименее блестящая). Все наблюдения делались в темной комнате, и пряди освещались только лампами, находящимися в освещающем ящике. Оценка каждой пряди записывалась экспертом на специальном бланке напротив кода, соответствующего данной пряди. После того как каждый эксперт заканчивал оценку, порядок следования прядей менялся для того, чтобы исключить возможность влияния порядка прядей на оценку. В большинстве случаев каждый набор из пяти прядей был оценен 10 экспертами. Общая оценка каждой пряди подсчитывалась путем сложения всех оценок, сделанных экспертами. Таким образом, если бы все эксперты назвали определенную прядь наиболее блестящей, то эта прядь получила бы общую оценку 10. Аналогично, если бы все эксперты назвали определенную прядь наименее блестящей, то она бы получила общую оценку 50.

В европейской лаборатории пряди оценивали с помощью метода попарного сравнения: каждая прядь сравнивалась с остальными прядями (включая необработанную прядь). Десять экспертов выбирали наиболее блестящую в каждой паре прядей. Для того чтобы с уверенностью на 90% признать определенную прядь как наиболее блестящую, она должна быть выбрана как минимум 7 экспертами.

2.3. Анализ изображения

Анализ изображения был проведен с помощью метода, описание которого было опубликовано исследователями японской корпорации. Глянец или блеск волос равен отношению Bh/Rd, где:
Bh — синий сигнал в освещенной зоне волос;
Rd — красный сигнал в теневой зоне волос.

Оборудование:

- освещающий ящик (см. выше);
- цветная камера JVC 3CCD KY-F50;
- объектив для видеокамеры: компьютерный объектив с переменным фокусным расстоянием 18-108/ 2,5;
- программное обеспечение для анализа изображения. Zeiss KS 300

2.4. Салонное тестирование (тест "на половину головы")

Число участников теста: минимум 6 с длинными или полудлинными волосами.
Место проведения теста: тест проводился за пределами компании.

2.5. Статистическая обработка была проведена с помощью программы SigmaStat 2.01, а также расчетов, полученных тестом попарного сравнения.


Результаты и обсуждение


Исследование было проведено в два этапа:

1) сравнение визуальных и технических методов для измерения влияния на блеск различных си-ликонов, применяемых в составе неводных ра-створителей;

2) определение влияния на блеск волос силикона в составе водной системы с помощью визуальных методов.

1. Сравнение визуальных и технических ме-тодов для измерения блеска

Визуальные методы: попарное сравнение и метод оценивания по шкале.

Технические методы: гляриметр и анализ изобра-жения.

Наша предыдущая работа с прядями волос, которые обрабатывались путем опускания их в растворы, содержащие различные сочетания растворителя и силикона, показала, что данный метод представляет собой удобный и воспроизводимый способ нанесения силикона на волосы. Это исследование также показало эффект растворителя, а именно: уровень блеска зависел не только от типа силикона, но и от конкретного растворителя, используемого для нанесения силикона. Нам захотелось подтвердить этот факт, а также определить, соответствуют ли друг другу данные, полученные в результате двух тестов с использованием освещающего ящика (метод оценивания по шкале, использованный в США, и метод попарного сравнения, использованный в Европе). Пряди, использованные в каждой из лабораторий, были обработаны по немного отличающимся методам (см. проведение эксперимента). Чтобы увидеть соотношение между данными освещающего ящика и техническими измерениями, показания гляриметра были сняты в лаборатории США, а данные анализа изображения были получены в европейской лаборатории. На этом этапе были испытаны три силикона: диметиконовая смесь, фенилтриметикон и цетилдиметикон.

В нашей европейской лаборатории пряди волос обрабатывали различными сочетаниями растворителя и силикона и затем подвергали попарному сравнению при помощи освещающего ящика. Блеск прядей, обработанных каждым сочетанием растворителя и силикона, оценивали 10 экспертов, а состояние поверхности волос контролировали при помощи анализа изображения. Нужно заметить, что некоторые сочетания силикона и растворителя представляли собой несмешивающуюся систему, поэтому их сочетания не тестировали. Пряди, обработанные только растворителем, сравнивали друг с другом, а также с необработанными прядями. Попарное сравнение не проводили между прядями, обработанными только растворителем, и прядями, обработанными только силиконом, поскольку эффект силикона в любом случае гораздо сильнее, чем эффект растворителя.

Результаты европейской лаборатории показывают, что степень блеска зависит не только от типа используемого силикона, но и от конкретного растворителя, используемого для нанесения силикона на волосы. Например, в качестве растворителя для диметиконовой смеси больше подходит циклопентасилоксан, чем изододекан. Этанол является лучшим растворителем для нанесения фенилтриметикона. Эффекты растворителей могут объясняться изменениями увлажняющих характеристик во время испарения растворителя из пленки.

Сравнение результатов анализа изображения с данными попарного сравнения показывает, что в большинстве случаев величина, полученная с помощью анализа изображения, обратно пропорциональна визуальному блеску. Тем не менее, существуют некоторые расхождения. Например, в случае, когда в качестве растворителя использовался циклопентасилоксан: в тесте попарного сравнения пряди, обработанные фенилтриметиконом и диметиконовой смесью, оценивались значительно более блестящими, чем пряди, обработанные цетилдиметиконом. В то же вре-мя данные анализа изображения показывают обратную тенденцию, хотя статистически различия были не столь значительными. Анализ изображения не выявил существенной разницы между прядью, обработанной фенилтриметиконом в этаноле, и прядью, обработанной только растворителем, хотя зрительно разница была заметна.

В американской лаборатории эффекты тех же растворителей и силиконовых растворов оценивались с помощью гляриметра и метода освещающего ящика с оценкой по шкале. Показатели блеска под углом 60° являются средними величинами трех измерений, а показатели освещающего ящика представляют собой сумму оценок по шкале, сделанных девятью экспертами. Система оценки по шкале каждого набора из пяти прядей (1 — наиболее блестящая; 5 — наименее блестящая) позволяет получить общую сумму баллов, где более низкие значения означают более сильный блеск в данном наборе прядей. Сначала были проведены первый и второй циклы измерений, в результате которых были выбраны наиболее блестящие пряди для окончательных измерений в третьем цикле. Нужно заметить, что показания гляриметра в третьем цикле были не повторными измерениями, а значениями, взятыми из первого и второго циклов.

Показатели метода освещающего ящика в основном соответствовали результатам, полученным в нашей европейской лаборатории, хотя число непосредственных сравнений было ограничено из-за различий в условиях проведения теста. Кроме того, статистические возможности метода оценки по шкале являются более низкими по сравнению с методом попарного сравнения.

Измерения гляриметра под углом 60° оказались надежными, хотя и не всегда точными показателями, предсказывающими результаты метода освещающего ящика в тех случаях, когда различия между показаниями были значительными. Ограниченные возможности гляриметра стали явными в третьем цикле, когда сравнивались пряди с близкой степенью блеска. В этом цикле гляриметр не смог указать различия между прядями. Эксперты, участвовавшие в тесте с освещающим ящиком, смогли лучше различить эти пряди. Тем не менее, в тех случаях, когда были выставлены самые низкие оценки, у экспертов возникли трудности в сравнении данных прядей. Попытка соотнести объективные измерения блеска (показания гляриметра и результаты анализа изображения) не показала никакой взаимосвязи.


2. Блеск волос при нанесении силикона в водной среде


Использование растворителя для нанесения различных силиконов на волосы является удобным методом и позволяет избежать сложностей, связанных с нанесением силиконов на волосы из водной дисперсии. В реальной ситуации потребитель имеет дело с более сложными составами. Вследствие этого мы сосредоточили свое внимание на оценке блеска, который появляется после использования обычных средств по уходу за волосами тех самых кондиционеров и шампуней. На этом этапе нашего проекта мы использовали методы попарного сравнения с помощью освещающего ящика анализа изображения.

Для проведения теста был взят обычный кондиционер, в состав которого вводили тестируемые силиконы (см. Материалы и методы). Образцы кондиционеров были приготовлены с использованием тех же силиконов, которые ранее оценивались в растворителе. В составе кондиционера был также тестирован четвертый силикон — диметиконол с высоким молекулярным весом, который поставляется в виде эмульсии. Кондиционеры наносили на пряди, после чего пряди споласкивали для удаления излишка кондиционера. Затем пряди анализировали с помощью анализа изображения, а также оценивали методом попарного сравнения при помощи освещающего ящика.

Результаты теста попарного сравнения явно показали, что:
1) все силиконы увеличивают блеск по сравнению с контрольным образцом (составом, не содержащим силикона);
2) в данном тестируемом составе фенилтриметикон и эмульсия диметиконола являются наиболее эффективными для усиления блеска.

Вместе с тем результаты анализа изображения опять расходились с данными, полученными попарным сравнением. К удивлению, контрольный образец дал самое низкое показание (равное 42,80), которое по идее указывает на самый сильный блеск. В то же время субъективная оценка экспертов однозначно говорит о том, что у необработанной силиконами пряди блеск самый слабый. Кроме того, данные анализа изображения указывают на значительную разницу между кондиционером, содержащим фенилтриметикон, и кондиционером, содержащим эмульсию диметиконола, что не подтвердилось тестом попарного сравнения.

Завершающим этапом стало исследование эффекта, получаемого при добавлении упомянутой ранее эмульсии диметиконола в шампунь-образец. В этой серии тестов сравнивался блеск волос, обработанных контрольным шампунем (без силикона), и волос, обработанных тестируемым шампунем. Сравнение проводилось с помощью метода попарного сравнения, анализа изображения, а также салонного тестирования ("на половину головы"). Полученные результаты привели к одному и тому же заключению. Попарное сравнение показало, что прядь, обработанная шампунем, содержащим силикон, имеет значительно более сильный блеск (р < 0,001). Анализ изображения давал тот же результат, хотя и с более низким уровнем достоверности (р < 0,01). Во время салонного тестирования разница в блеске также наблюдалась, и шампунь, содержащий силикон, опять был признан более эффективным. Анализ общей суммы баллов показал с уверенностью на 99%, что разница между двумя шампунями значительная. Кроме придания блеска шампунь, содержащий диметиконол, облегчает расчесывание влажных волос и придает им мягкость, а также повышает легкость расчесывания и укладки сухих волос, также делая их более мягкими.


Выводы


Данное исследование продемонстрировало потенциальную пользу объективных измерений блеска волос, но выявило также и их недостатки. Гляриметр является относительно нечувствительным методом измерения блеска, однако его можно использовать для проведения предварительных тестов различных продуктов. Такая предварительная оценка позволит уменьшить число прядей, подвергающихся оценке экспертами.

Анализ изображения не показывает результатов, коррелирующих с наблюдениями экспертов. Следовательно, анализ изображения в том виде, в каком он проводился в нашей лаборатории, не может считаться надежным методом для измерения блеска волос.

Наши данные показывают, что члены оценочного жюри могут надежно определить разницу в блеске, когда пряди находятся в условиях контролируемого освещения, таких, как создает освещающий ящик. Результаты, полученные с использованием метода оценки по шкале, и результаты метода попарного сравнения в общем соответствуют друг другу. Вместе с тем при наличии одного и того же числа экспертов метод попарного сравнения статистически более достоверен. Результаты визуальной оценки с помощью освещающего ящика также подтверждаются салонным тестированием.

Что касается влияния силиконов на блеск волос, то разные типы силиконов могут его значительно усилить. Эффективность зависит не только от типа силикона, но и от растворителя. Фенилтриметикон особенно эффективен в сочетании с этанолом, однако для других силиконов лучшим растворителем является циклометикон. Кондиционеры и шампуни, содержащие силиконы, усиливают блеск волос по сравнению со средствами без силиконов.

Изабель ван Рит, Виржини Капрас, Стефани Постио Dow Corning S.A., Сенеф, Бельгия

Майкл Старч, Жюли Декер Dow Corning Corporation, Мидлэнд, США

Доклад представлен на XXI Международном конгрессе IFSCC, Берлин, 2000 г.
Благодарим за предоставленный материал научный альманах "Косметика и медицина".

www.krasota.ru