Rheologie: Der Grund für schöne Nägel

Rheologie: Der Grund für schöne Nägel

Erst in den letzten Jahren hat die Nagellackindustrie ihre Schönheits-Trickkiste so richtig geöffnet und auf den Markt gebracht. Doch warum „stempelt“ Stempel-Nagellack, „zieht sich“ Crackling-Lack „zusammen“ und „härtet“ UV-Nagellack „aus“? Lernen Sie mehr über Aushärtung und den Einfluss von Pigmenten – gemessen mit einem Kinexus Rotationsrheometer!

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Erst in den letzten Jahren hat die Nagellackindustrie ihre Schönheits-Trickkiste so richtig geöffnet und auf den Markt gebracht. Um nur Einiges zu nennen: Es gibt schnelltrocknenden Nagellack, Gel-Nagellack, Crackling-Nagellack, magnetischen Nagellack, Nagellacke, die mit einem Schwamm aufgetragen werden, Nagellacke mit Matt-, Glitzer-, Farbwechsel-, Leder- und Sand-Effekten, Lacke für Nägel im Kaviar-Design oder Lacke für die Stempeltechnik. Darüber hinaus gibt es noch Nagellack mit Grünkohl-, Seiden- und Nylonextrakten! Das Ganze hat sich mittlerweile zu einer richtigen Kunstform entwickelt.

Doch warum „stempelt“ Stempel-Nagellack, „zieht sich“ Crackling-Lack „zusammen“ und „härtet“ UV-Nagellack „aus“? Auf die zuletzt gestellte Frage möchte dieser Artikel im Folgenden näher eingehen.

Unterschiedliche Arten von Gellacken härten unterschiedlich aus

Es gibt unterschiedliche Typen aushärtender Gellacke: die, die bei Ihrem Einzelhändler als tageslichtaushärtende Lacke erhältlich sind, Hybrid-Gele, die Sie in Ihrem örtlichen Einkaufszentrum kaufen können und dann natürlich jene Soak-Off-Gele in Tiegeln, die Sie nur in Ihrem lokalen Kosmetikstudio erwerben können. Sowohl die Hybrid- als auch die Soak-Off-Gele benötigen zum Aushärten eine UV-Lampe. Der Unterschied besteht darin, dass Hybrid-Gele ähnliche Lösungsmittel und Zusatzstoffe wie herkömmliche Nagellacke enthalten, so dass sie schneller durchtränkt werden und eine niedrigere Viskosität besitzen, was das Auftragen erleichtert. Traditionelle Gele weisen einen höheren Vernetzungsgrad und somit eine größere Beständigkeit gegenüber Aceton auf [1].

Untersuchung des Aushärteverhaltens

Zur Untersuchung verschiedenfarbiger UV-härtender Nagelgele (aus dem Tiegel, Soak-off-Variante) in den Farbtönen Goldglitzer, Rot, Pink und Schwarz wurde das Kinexus-Rheometer eingesetzt. Durch Bestrahlung der Gele mit einer festen UV-Lichtintensität für 30 Sekunden ist es möglich, das Aushärteprofil und damit die Moduländerung (Steifigkeit) dieser Materialien mit der Zeit zu verfolgen. Es zeigten sich deutliche Unterschiede zwischen den Gelen mit unterschiedlichen Pigmenten (siehe Abbildung 1, die Farben der dargestellten Symbole entsprechen den Farben der verwendeten Pigmente). Das transparente Gel mit Goldglitzerpartikel härtete von allen vier Gelen am schnellsten aus und zeigte ein viel höheres Modul (~7,5 x 107 Pa) im Vergleich zum schwarzen Gel, das langsamer aushärtete und ein viel niedrigeres Schermodul (~3,7 x 105 Pa) aufwies.  

Abbildung 1: Aushärteprofile verschiedenfarbiger Nagelgele mit der Zeit

Dieses Ergebnis wurde durch die Durchführung eines Amplituden-Sweeps nach dem Aushärten der Gele bestätigt. Bei dieser Messung wurde der lineare viskoelastische Bereich (LVR) der Proben untersucht, indem eine zunehmende Dehnung aufgebracht und der Punkt bestimmt wurde, an dem die Materialstruktur aufbricht – der Beginn der Nichtlinearität. Abbildung 2 zeigt die Ergebnisse dieser Untersuchung. Es ist deutlich erkennbar, dass das schwarze Gel einen längeren LVR als das Glitzergel aufweist.

Abbildung 2: Amplituden-Sweep von Goldglitzer- (gelb) und schwarzem Gel (schwarz) nach der Aushärtung

Interpretation der Ergebnisse

Basierend auf den Ergebnissen lässt sich feststellen, dass das schwarze Gel auf dem Nagel flexibler ist und sich wahrscheinlich auch einfacher entfernen lässt. Aufgrund des kleineren (in der Dehnungsgröße) linearen viskoelastischen Bereichs wird das Glitzer-Gel sprödere Eigenschaften aufweisen und möglicherweise auch schwieriger zu entfernen sein. In diesen Fällen kann die Rheologie als nützliches Werkzeug eingesetzt werden, um Unterschiede zu bestimmen und Produkte zu charakterisieren, die für Verbraucher spürbar und wichtig sind.

Fokus dieses Blogs war die Aushärtung von Nagellack und der Einfluss von Pigmenten. Die Rheologie von Nagellacken ergibt jedoch ein Bild, wie sich das Material beim Gebrauch verhält. Genau wie Lacke besitzen auch Nagellacke thixotrope Eigenschaften* – die Eigenschaften, die vor allem für eine schöne glatte und gleichmäßige Oberfläche sorgen.

*Der Begriff Thixotropie beschreibt die sehr verbreitete Erscheinung der Viskositätsänderung von Gelen. Bei der Einwirkung einer Schub- oder Scherspannung (z.B. beim Rühren oder Schütteln) verflüssigen sie sich und nach Ende dieser Einwirkung verfestigen sie sich wieder.

Quelle

http://www.nailsmag.com/article/91808/the-science-of-gels?page=2

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