Selon la persistance de couleur recherchée, trois types de traitements colorants sont offerts : la coloration temporaire, la coloration semi-permanente et la coloration permanente. En fait, ces opérations se ramènent à deux grands principes de coloration : la coloration directe par dépôt et la coloration oxydante par imprégnation des co-réactifs.

La coloration directe par dépôt

Cette coloration est considérée comme un moyen inoffensif de raviver une couleur, de corriger les reflets d'une décoloration ou de produire un éclat temporaire. Cette opération est réalisée à partir de lotions de coiffage au moment de la mise en forme. Le maintien est assuré par des polymères hydrophobes polysiloxaniques et le démêlage par des polymères cationiques de type poly-ionènes.

Les colorants sont souvent des composés de synthèse initialement utilisés dans le secteur textile, comme certains colorants azoïques, le bleu de méthylène ou les amines indoliques. Leur principe est bien connu. Des chromophores (carbonyles, nitrites, sulfones, amines, etc.) généralement conjugués d'un système polyénique ou aromatique (phényl, naphtyl) absorbent certaines radiations du spectre visible et sont donc transparents à certaines longueurs d'onde bien définies de faible énergie. Cette propriété est universelle et valable pour toute substance soumise à un spectre de lumière blanche ou autre. Un composé chimique contenant un ou des chromophores est un filtre de longueurs d'onde. Par exemple, un système qui absorbe dans le rouge est transparent aux autres fréquences : la substance apparaîtra plutôt bleue et vice versa. Sur ce principe, et en variant les substituants, il sera possible de disposer de nombreuses nuances couvrant toutes les couleurs du spectre visible. Il existe un système de référence, celui de Munsell. Son classement des couleurs est basé sur trois éléments de référence : les cinq couleurs de base et les cinq autres dites intermédiaires sont classées par le "hue" noté H; la mesure de l'intensité de la couleur, la "value" est notée V, de 0 à 10 et la mesure de la brillance (du terne au vif) appelée "chroma", notée C. Une couleur s'identifie ainsi par trois références.

D'autres colorants désignés comme "semi-permanents" reposent également sur le principe de l'adsorption de colorants plus puissants capables de se maintenir après plusieurs lavages. Ces colorants ont une plus forte affinité pour les kératines que les précédents et peuvent pénétrer plus profondément dans la cuticule du cheveu. On sait apporter un reflet doré, roux, acajou ou même cendré à la couleur naturelle. Les cheveux blancs peuvent ainsi être colorés. Dans ce domaine, l'industrie cosmétique livre des formulations colorantes en associant diverses teintes. Parmi les colorants les plus connus, les dérivés aromatiques de la famille des ortho- et des para- nitrophénylènediamines (NPDA) substitués sur les azotes sont largement diffusés.

Certains des colorants sont issus des traitements de coloration de la laine et du coton; les composés azoïques salifiés sont persistants et efficaces. Ces colorants agissent directement par absorption et ne présentent pas de sélectivité particulière. L'usage de mélanges de colorants peut entraîner des adhésions plus ou moins efficaces, ou encore, en présence de shampooings, des éliminations plus ou moins rapides et non homogènes responsables de l'altération de la coloration (Corbett 1984).
Le formulateur exécute en laboratoire une multitude de tests afin de surmonter ces complications, surtout pour les mélanges nuancés de colorants. L'une des pratique est l'usage de solvants organiques à forte constante diélectrique, solubles dans l'eau (monoglyme, alcool benzylique, urée) qui contribuent à la pénétration des colorants dans la kératine. Dans ce domaine, les recherches en laboratoire et sur les cheveux sont toujours d'actualité.

La coloration permanente

Pour ce type de coloration, il existe une méthode durable d'accès aux couleurs artificielles. Elle est la seule qui permette une infinité de tons : des colorations nuancées claires ou foncées, d'un ton naturel ou en reflets doré, cuivré, cendré; des couvertures de cheveux blancs, quel que soit leur pourcentage; des nuançages dans toutes les tonalités et sous une forme durable face aux intempéries, à la lumière, aux lavages répétés.

Cette coloration, employée dans 80% des cas, repose sur un principe sophistiqué de combinaison oxydante intrafibre de deux composants précurseurs appelés base et coupleur, qui créent le colorant après adsorption. A partir de deux composants moléculaires de masse réduite et de bonne capacité de diffusion dans la fibre, on obtient un produit colorant peu soluble, fortement adsorbé et très peu sensible à l'élution, quel que soit l'agent utilisé. L'avantage décisif est une bien meilleure substantivité et une bonne uniformité de la couleur.
La phase d'oxydation se fait en présence d'eau oxygénée en milieu légèrement basique (pH = 9,5), ce qui explique la mise en œuvre de solutions ammoniacales, peu nocives mais à forte capacité de gonflement du cheveu. L'élaboration de "matériau colorant" rappelle le mode de production enzymatique des mélanines, à partir de la dopaquinone, qui engendre les structures polyaromatiques.
Ces deux composants à forte affinité pour le cheveu constituent la base et le coupleur. La base est constituée de phénylène-diamines ou d'aminophénols para- ou ortho-disubstitués. Les coupleurs sont des phénylène,-diamines, des aminophénols ou des diphénols (méta substitués). Les chimistes ont trouvé le moyen de réaliser le couplage efficacement par un procédé d'oxydation. Dans l'exemple des phénylènes diamines, une oxydation en para-di-iminoquinone est obtenue par l'eau oxygénée alors même que l'autre substance, le coupleur, n'est pas transformée. Ce dérivé quinonique est instable et très réactif. Il réagit dès son apparition avec le coupleur. La substance produite, de masse double au minimum, offre un spectre d'absorption dans le domaine visible qui donne une première coloration. Cette réaction peut se reproduire et fournir ainsi un véritable polycondensat insoluble et fortement ancré sur les kératines. Sue la base de ce schéma, on a pu développer des nuances colorées en associant plusieurs précurseurs (Corbett 1984). Seule l'expérience fournit réellement la réponse en terme de colorations nuancées.

La synthèse du colorant est déclenchée ici par l'introduction d'un oxydant, une solution d'eau oxygénée avec des temps de contact bien définis de l'ordre de trente à quarante-cinq minutes. Cette méthode, appliquée à température ambiante est couramment pratiquée dans les salons de coiffure sans risque puisque l'on ne dénombre pas plus d'un cas d'allergie cutanée pour 100 000 expositions. L'opération de coloration "permanente" est suivie d'un rinçage à l'eau qui élimine les excès de colorant, embellit le cheveu et en augmente la légèreté. Ces formulations sont aujourd'hui commercialisées par dizaines et couvrent toutes les nuances du bleu violacé au pourpre, blond, gris, gris nuancé de mauve, etc.

Par la voie du cosmétique réactif, on peut atteindre toutes les nuances recherchées d'autant plus que le traitement, dans sa première phase à l'eau oxygénée, induit un éclaircissement des mélanines comme dans le cas des colorants semi permanents. Les plus belles nuances peuvent ainsi être obtenues par des dosages des couples base/couleur dans des formulations qui contiennent également des composés basiques, un antioxydant sous forme de thiol ou d'hydroquinone protecteur des bases et éventuellement des colorants directs pour orienter les reflets et les nuances recherchés.

Pierre Le Perchec
Les molécules de la beauté, de l’hygiène et de la protection,
CNRS Editions/Nathan


 

 
   

 

Coloration des cheveux
Semi-permanente
et permanente

          © CNDP
 
 



 

     © CNRS   -  Contacts   - Crédits