Makyaj ve saç boyasında renk kimyası

Kısa cevap

Kalıcı saç boyası saçın içine nüfuz etmek zorundadır, çünkü rengin yıkamaya dayanması için boya molekülünün saçın dış katmanında değil, iç gövdesinde, kortekste tutulması gerekir; bunu, kütikülden sızabilecek kadar küçük öncül moleküllerin içeride hidrojen peroksitle tepkimeye girip dışarı çıkamayacak kadar büyük renkli moleküllere dönüşmesi sağlar. Aynı tepkimenin alkali ortamı saçın kendi pigmenti melanini de kısmen parçalayabildiği için kalıcı boya saçı açabilir; saçın dışında kalan geçici boyalar ise yalnız ışık eksiltebilir, yani saçı koyulaştırabilir ya da tonunu kaydırabilir ama açamaz. Makyajda ve saç boyasında kullanılabilecek renklendiriciler ise Avrupa Birliği'nde ve Türkiye'de listelerle düzenlenir: bir madde listede yer almıyorsa ya da listedeki koşullara uygun kullanılmıyorsa ürüne konamaz.

Saç teli: katmanlar ve kendi pigmenti

Bir saç teli dıştan içe katmanlardan oluşur. Da França ve arkadaşlarının derlemesine göre saç gövdesinin dört ana yapısı kütikül, korteks, hücre zarı kompleksi ve medulladır. Kütikül en dıştaki, üst üste binmiş altı ila on hücre katmanından oluşan ve lifi kimyasal etkilere karşı koruyan tabakadır. Korteks saçın ağırlığının yüzde 90'ını oluşturur; keratin dolu hücrelerden yapılmıştır ve saça rengini veren melanin tanecikleri de burada, korteksin matrisinde bulunur.

Saçın doğal rengini iki tür melanin belirler. Ito ve Wakamatsu, siyah, koyu kahve, kahve, açık kahve, sarı ve kızıl saçlarda iki pigmenti kimyasal yöntemlerle ölçtü. Ömelanin miktarı bu sırayla azalıyordu, feomelanin ise hepsinde az ama sabit bir düzeyde kalıyordu; yalnız kızıl saçta iki pigment yaklaşık eşit miktardaydı. Yani siyahtan sarıya uzanan dizide saçın rengini asıl olarak ömelaninin miktarı, kızıl saçta ise iki pigmentin oranı belirler.

Bu ayrım saç boyasının bütün kimyasını belirler. Saçın rengi içeride, kortekste oturan bir pigmentten gelir. Rengi kalıcı olarak değiştirmek isteyen bir boya da ya oraya ulaşmak ya da oradaki pigmenti değiştirmek zorundadır.

Boya yalnız ışık eksiltir

Bir boyarmaddenin ne yapabildiğini ve ne yapamadığını basit bir modelle görebiliriz. MA-02'de anlatılan ayrımla, bir boyarmadde ışığı saçmaz, yalnız soğurur; saçın üstünde ya da içinde yarı saydam bir süzgeç gibi davranır. Saçtan geri dönen ışık, saçın kendi yansıtmasıyla süzgecin geçirgenliğinin çarpımıdır. Modelde kırmızı-mor bir boya aldık: geçirgenliği 450 nanometrede yaklaşık 0,19, 550 nanometrede 0,06, 650 nanometrede 0,86. Aynı boyayı dört farklı saç tabanına uyguladık. Renkler temsilîdir, ölçülmüş saç örnekleri değildir; spektrumlar sRGB değerlerinden yeniden kuruldu ve sonuç D65 ışığında hesaplandı.

Tablo iki şey söyler. Birincisi, boya hiçbir tabanı açmaz: dört satırın hepsinde boyalı açıklık boyasızdan düşüktür, çünkü süzgeç yalnız ışık eksiltir. İkincisi, aynı boya açık tabanda rengi kökten değiştirirken, açık sarı saç canlı bir kırmızıya döner, koyu tabanda neredeyse görünmez kalır: siyaha yakın saçta sonuç yine siyaha yakındır. Koyu saçı daha açık ve daha canlı bir renge götürmek için önce kortekteki melanini azaltmak, saçı açmak gerekir. Kalıcı boyanın kimyası bu yüzden iki işi birlikte yapar.

Geçiciden kalıcıya: dört sınıf

Geçici ve kalıcı saç boyası arasındaki fark, rengin saçın neresinde durduğudur. Da França ve arkadaşları saç boyalarını renklerinin dayanıklılığına göre dört sınıfa ayırır. Geçici ve yarı kalıcı boyalar zaten renkli olan moleküllerle çalışır. Geçici boyaların molekül ağırlığı yüksektir; kortekse giremez, kütikülün üstünde birikir ve ilk şampuanla çıkar. Bu yüzden saçı açamaz, yalnız yeni bir ton katabilir. Yarı kalıcı boyaların küçük molekülleri kortekse biraz sızar ve renk altı yıkamaya kadar dayanır. Demi-kalıcı ürünler yarı kalıcı moleküllerle oksidasyon boyası öncüllerini birlikte kullanır ve 20 yıkamaya kadar dayanır. Kalıcı boyalar ise yalnız öncüllerle çalışır: renk saçın içinde, tepkimeyle oluşur.

Kalıcı boya: küçük girer, büyük kalır

Kartın sorusunun cevabı bu tepkimenin geometrisindedir. Kalıcı boyanın öncülleri iki gruptur: birincil ara ürünler ve kenetleyiciler. Birincil ara ürünlerin bilinen örneği p-fenilendiamin, kısaca PPD, ile p-aminofenoldür. Kenetleyiciler benzenden türeyen, amino ya da hidroksil grupları taşıyan bileşiklerdir; derlemeye göre tek başlarına kayda değer renk üretmezler, ama birincil ara ürünlerle birleşince rengi değiştirirler (s. 120).

Tepkime alkali bir ortamda yürür. Alkali ortam kütikülü açar ve öncüllerin kortekse girmesine izin verir; hidrojen peroksit ise tepkimeyi başlatır (s. 119). Derlemeye göre ara ürünlerin boyutları birbirine yakındır ve saçın içine rahat girer: girişin mümkün olduğu kritik molekül çapı 6,0 ångström civarındadır ve ara ürünler çoğunlukla 4,7 ile 5,6 ångström arasındadır (s. 123). Tepkime hidrojen peroksit varlığında yavaş, 30 ila 45 dakikada ilerler; bu yavaşlık öncüllerin kortekse girmesi için zaman bırakır. Moleküller başta küçüktür, sonra kortekse giremeyecek kadar büyük yapılara dönüşür (s. 124). Tepkimenin bir kısmı kütikülde de gerçekleşir ve orada oluşan renk ilk yıkamalarda gider (s. 119).

Bu yüzden kalıcı boya saçın içine nüfuz etmek zorundadır. Renkli molekül dışarıda kalsaydı, geçici boya gibi yıkamayla çıkardı. Molekül içeride oluşup büyüdüğü için kütikülün dar aralıklarından geri çıkamaz; derlemenin ifadesiyle kortekste oluşan renkli polimer tamamen uzaklaştırılamaz. Aynı alkali yükseltgen ortam kortekteki melanini de kısmen parçaladığı için boya saçı aynı anda açabilir ve koyulaştırabilir. Derleme, alkali olarak amonyak yerine monoetanolamin kullanan ürünlerin melanini yükseltgemediğini, bu yüzden benzer tonları korumaya ya da koyu saça uygun olduğunu yazar (s. 122). Önceki bölümdeki modelin söylediği de buydu: melanine dokunmayan bir boya saçı açamaz.

İzin verilen listeler

Kozmetikte kullanılabilecek renklendiriciler serbest değildir. Avrupa Birliği'nin 1223/2009 sayılı Kozmetik Ürünler Tüzüğü maddeleri eklerle düzenler. Ek II yasaklı maddeleri, Ek III yalnız belirli sınırlar ve koşullar altında kullanılabilecek maddeleri, Ek IV ise kozmetikte kullanımına izin verilen renklendiricileri listeler. Tüzüğün 14. maddesine göre bir ürün, saç boyama ürünleri ayrı tutularak, Ek IV'te yer almayan ya da orada yazan koşullara uygun kullanılmayan bir renklendirici içeremez.

Ek IV'ün her satırı bir maddeyi Renk İndeksi numarasıyla tanımlar ve kullanım koşulunu yazar. Bazı renklendiriciler yalnız durulanan ürünlerde kullanılabilir, bazıları göz ürünlerinde, bazıları mukozaya uygulanan ürünlerde kullanılamaz. Saç boyaları ise ayrı bir yol izler. Tüzüğün 2009 metninde, oksidasyon boyası öncülü olarak kullanılan PPD Ek III'te yer alıyordu; satırı, ürünün kaş boyamada kullanılmamasını ve etikette alerjik tepki uyarısı taşımasını şart koşuyordu. Aynı metnin Ek II'si, «saç boyası ürünlerinde madde olarak kullanıldığında» ifadesini taşıyan 107 satırla bir dizi saç boyası maddesini yasaklıyordu.

Avrupa ve Türkiye listeleri maddeyi önceden onaylar. ABD'deki yol farklıdır. ABD Gıda ve İlaç Dairesi'nin saç boyaları sayfasına göre kömür katranı saç boyaları, genel renk katkı maddelerinin aksine FDA onayına tabi değildir; bunun karşılığında etiket, ürünün bazı kişilerde cilt tahrişine yol açabilecek maddeler içerdiğini ve önce bir ön test yapılması gerektiğini bildiren bir uyarı taşımak ve ürünün kaş ile kirpik boyamada kullanılmaması gerektiğini yazmak zorundadır.

Bu listeler değişir: maddeler eklenir, çıkarılır, sınırlar güncellenir. Burada anlatılan, düzenlemelerin nasıl kurulduğudur; bir maddenin bugünkü durumu için tüzüğün ve yönetmeliğin güncel birleştirilmiş metnine bakmak gerekir. Bu ders bir ürünün kullanımı hakkında öneri vermez.

Mineral ve sedefli pigmentler

Makyajın rengi çoğunlukla saç boyasından farklı bir ilkeyle çalışır: çözünmeyen, ışığı hem soğuran hem saçan pigmentlerle. Ek IV'ün mineral satırları bu dersin önceki halkalarını bir araya getirir. Kırmızı, sarı ve siyah demir oksitler, titanyum dioksit, kromat iyonu içermemesi şartıyla krom(III) oksit yeşili ve ultramarin mavisinin mineral karşılığı lazurit listede yer alır; demir oksitler ve titanyum dioksit için gıda katkı maddelerinin saflık ölçütleri geçerlidir. Demir oksitlerin kozmetikteki yerini MA-03, titanyum dioksitin tende bıraktığı beyaz izi MA-05, mika pullarının titanyum dioksit ya da demir oksitle kaplanmasıyla yapılan sedefli pigmentleri MA-10 anlatıyor.

Örnek — aynı yarı saydam renk dört tende

Pigment ile boyarmadde arasındaki fark tende de görünür. Önceki modeldeki kırmızı-mor süzgeci, yarı yoğunlukta ince bir renkli film olarak serinin dört ten örneğine uyguladık. Film saydamdır; ışığı saçmaz, yalnız soğurur:

Aynı saydam film en açık tende 16, en koyu tende 6 birimlik bir değişim yaratır. Neden saç tablosundakiyle aynıdır: saydam bir renklendirici yalnız altındaki yüzeyin yansıttığı ışığı süzebilir ve koyu yüzey süzülecek az ışık yansıtır. Koyu bir tende belirgin bir renk görünmesi için renklendiricinin ışığı kendisi geri yansıtması, yani saçan bir pigment içermesi gerekir; beyaz ya da açık bir pigment ise MA-05'teki beyaz iz sorununu getirir. Bu fizik bir ürünün hangi tende daha güzel durduğunu söylemez; yalnız aynı formülün farklı tenlerde neden farklı yoğunlukta göründüğünü açıklar.

Tenin kendi rengi de bu tabloda bir ipucu verir. Ito ve Wakamatsu'nun derlemesine göre ten rengi melaninin türünden çok miktarıyla belirlenir; saçta ise kızıl renk, iki melaninin oranının değişmesiyle ortaya çıkar. Aynı iki pigment iki dokuda farklı biçimde renk kurar.

Sık yapılan yanlış

Özet

1. Saçın rengi korteksteki ömelanin ve feomelaninden gelir; siyahtan sarıya ömelanin azalır, kızıl saçta iki melanin yaklaşık eşittir. Bir boyarmadde yalnız ışık eksiltebildiği için saçı açamaz; açmak için melanini parçalamak gerekir.
2. Kalıcı boyada küçük öncüller, birincil ara ürünler ve kenetleyiciler, alkali ortamda kütikülden kortekse girer, hidrojen peroksitle tepkimeye girip dışarı çıkamayacak kadar büyük renkli yapılara dönüşür; renk bu yüzden kalıcıdır.
3. AB'de ve Türkiye'de renklendiriciler pozitif listeyle düzenlenir; saç boyası maddeleri ayrıca yasak ve kısıtlama listelerinde yer alır, ABD'de kömür katranı saç boyaları onaydan muaftır ama etiket uyarısı taşır. Listeler değişir, güncel metne bakmak gerekir.

Kendini sına

1. (Kolay) Saçın doğal rengini hangi iki pigment belirler ve bunlar saçın hangi katmanındadır?
2. (Kolay) Geçici saç boyası neden ilk şampuanla çıkar?
3. (Orta) Kalıcı saç boyası neden saçın içine nüfuz etmek zorundadır?
4. (Orta) Modelde aynı boya neden açık sarı saçı canlı bir kırmızıya çevirirken siyaha yakın saçı neredeyse değiştirmedi?
5. (Zor) Amonyak yerine monoetanolamin kullanan bir oksidasyon boyası neden koyu saçı açamaz?
6. (Zor) Aynı saydam renkli film neden açık tende koyu tene göre daha büyük bir renk değişimi yaratır ve koyu tende belirgin renk için ne gerekir?

Cevaplar

1. Ömelanin ve feomelanin; ikisi de korteksin matrisindeki melanin taneciklerindedir. Bkz. "Saç teli: katmanlar ve kendi pigmenti".
2. Çünkü molekül ağırlığı yüksektir ve kortekse giremez; kütikülün üstünde birikir ve yıkamayla uzaklaşır. Bkz. "Geçiciden kalıcıya".
3. Çünkü rengin yıkamaya dayanması için renkli molekülün kortekste tutulması gerekir; küçük öncüller kütikülden içeri girer, orada tepkimeye girip dışarı çıkamayacak kadar büyük renkli yapılara dönüşür. Yüzeyde kalan renk yıkamayla gider. Bkz. "Kalıcı boya: küçük girer, büyük kalır".
4. Çünkü boyarmadde yalnız saçın yansıttığı ışığı süzebilir; açık sarı saç çok ışık yansıttığı için süzgecin rengi belirgin olur, siyaha yakın saç zaten çok az ışık yansıttığı için süzülecek ışık kalmaz. Bkz. "Boya yalnız ışık eksiltir".
5. Çünkü derlemeye göre monoetanolamin melanini yükseltgemez; renk oluşur ama korteksteki doğal pigment parçalanmadığı için saç açılmaz, yalnız koyulaşabilir ya da tonu kayabilir. Bkz. "Kalıcı boya".
6. Çünkü saydam film ışığı yalnız soğurur ve koyu ten süzülecek az ışık yansıtır; modelde değişim en açık tende 16, en koyu tende 6 birimdir. Koyu tende belirgin renk için ışığı kendisi geri yansıtan, saçan bir pigment gerekir. Bkz. "Örnek".

Kaynaklar

• da França, S. A., Dario, M. F., Esteves, V. B., Baby, A. R. ve Velasco, M. V. R., «Types of Hair Dye and Their Mechanisms of Action», Cosmetics 2(2): 110–126, 2015.
• Ito, S. ve Wakamatsu, K., «Diversity of human hair pigmentation as studied by chemical analysis of eumelanin and pheomelanin», Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology 25(12): 1369–1380, 2011.
• Ito, S. ve Wakamatsu, K., «Quantitative Analysis of Eumelanin and Pheomelanin in Humans, Mice, and Other Animals: a Comparative Review», Pigment Cell Research 16(5): 523–531, 2003.
• Regulation (EC) No 1223/2009 of the European Parliament and of the Council on cosmetic products, 30 Kasım 2009.
• Türkiye İlaç ve Tıbbî Cihaz Kurumu, Kozmetik Ürünler Yönetmeliği, Resmî Gazete 32184 (Mükerrer), 8 Mayıs 2023.
• U.S. Food and Drug Administration, «Hair Dyes», fda.gov, son güncelleme 25 Eylül 2025.

Sonraki adım

EN-01 kozmetikten endüstriyel kalite kontrolüne geçiyor: tek sayılı bir ΔE sınırı ile elipsoid toleransları karşılaştırıyor, bir sapmayı açıklık, kroma ve ton bileşenlerine ayırıyor ve aynı ΔE değerine sahip iki sapmanın neden farklı kabul edilebileceğini soruyor. Saçan ve yansıtan pulların optiğine dönmek isteyen okur için MA-10 efekt pigmentlerini anlatıyor.