CosmeticOBS - L'Observatoire des Cosmétiques
18 février 2015Produits

Up date Vernis : revue technologique du vernis à ongles - Couleur et texture Ajouter à mon portfolio
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Beaucoup de femmes considèrent maintenant le vernis à ongles comme une partie intégrante de leur routine de maquillage. Dans certains cas, il fait partie de leur aspect global, dans d'autres, il est en soi une déclaration de mode audacieuse. La pratique de ce que l’on appelle aujourd’hui le "Nail art", qui a connu un développement spectaculaire ces dernières années, est due à la grande variété des vernis à ongles, les différentes formes et les différents effets disponibles pour les consommateurs.

Temps de lecture : ~ 20 minutes

Ces produits dépendent d'une gamme de technologies assez large au service des fabricants de vernis. Les tendances actuelles incluent :
• des vernis à ongles en bande (strips),
• des vernis à ongles en gel pour une application dans les salons ou à la maison,
• des vernis à ongles changeant de couleur,
• des vernis à ongles texturés,
• des vernis à ongles respirants.

Plusieurs articles ont décrit le vernis à ongles à la fois du point de vue fonctionnel, c'est-à-dire comme un revêtement décoratif pour les ongles, et du point de vue de la formulation, décrivant les exigences techniques pour réaliser des effets décoratifs et la performance souhaités. Cet article se propose de discuter certaines des nouvelles tendances en matière de vernis à ongles et de leurs technologies sous-jacentes.

Vernis à ongles en bandes (strip)

L’une des grandes tendances consiste à utiliser des bandes de vernis à ongles. Il peut s'agir de simples nuances de couleur, de bandes ayant des motifs décoratifs et/ou des pigments à effets, y compris des particules brillantes (paillettes) irrégulières ou d'autres particules de forme régulière (glitters). Il suffit de chercher sur Internet le terme de bandes de vernis pour voir les différentes variétés disponibles.

Pour réaliser ces motifs, on peut acheter soit des autocollants à ongles, soit des bandes à ongles.
Les autocollants à ongles sont habituellement faits de plastique souple comme le vinyle avec une base adhésive. Les bandes de vernis à ongles sont essentiellement du vernis qui a été appliqué sur une couche d'adhésif avec un support amovible, et partiellement ou complètement séché et découpé. Un certain nombre de brevets américains décrivent des détails importants sur les différentes façons de leur obtention. Par exemple, plusieurs couches de vernis peuvent être appliquées à des couches déjà sèches pour atteindre des looks tels que le "French manucure". En plus, les motifs décoratifs peuvent être imprimés sur le vernis, ou encore des paillettes et des feuilles métalliques peuvent être appliquées.
Certaines variations récentes de vernis en bande recommandent d'utiliser une couche de finition, ou la combinaison des bandes avec une couche de finition de gel en surface (top coat) pour assurer une meilleure tenue. Une société combine par exemple une couche de base avec une couche de couleur et enfin une dernière couche de surface sur une même bande de vernis.

Vernis à base de nitrocellulose

Les premiers exemples de vernis en bandes utilisaient des formulations traditionnelles de vernis à ongles. Plus récemment, des bandes plus fortes et plus extensibles et flexibles ont été obtenues en utilisant des pourcentages élevés de nitrocellulose de poids moléculaire plus élevé que celles utilisées auparavant. Ces pourcentages plus élevés contribuent à l'aptitude des films à mieux s’étirer et ils sèchent de façon à obtenir un film plus résistant et plus souple grâce à la taille plus longue de la chaîne des molécules de polymère. Les viscosités plus élevées de ces formulations nécessitent des méthodes d'application différentes. En particulier, le vernis à ongles doit être chauffé à 100-150°C avant d’être appliqué par extrusion sur le support adhésif. Les films sont ensuite partiellement séchés en utilisant un chauffage à infrarouge ou une soufflerie d'air chaud pour permettre une application facile de la bande sur l'ongle. Une fois que le consommateur les place sur l'ongle, le solvant restant s'évapore, en laissant un film plus fort sur les ongles ; c'est pourquoi l'emballage du produit précise : "Les bandes inutilisées doivent être jetées".

Vernis dits "Gel" ou "semi-permanent"

Cette autre catégorie de "nouveaux vernis" connaît un succès certain. Au lieu de bandes à base de nitrocellulose, les formules durcissables sous UV peuvent être utilisées à la fois pour le support adhésif et les différentes couches décoratives. Ces formulations contiennent en complément des filmogènes traditionnels au vernis, des monomères dérivants de l’acide acrylique qui subissent une polymérisation sous UV. Le mode d’utilisation prévoit l’utilisation d’un initiateur incorporé à la formule, qui forme des radicaux libres par activation à la lumière UV pour initier la polymérisation et former des polymères acryliques in situ. Des oligomères ayant une fonctionnalité (acrylate et de méthacrylate) à chaque extrémité de la molécule, sont ajoutées pour obtenir la flexibilité. La résistance est donnée par l'incorporation de monomères polyfonctionnels. Ces formulations doivent concilier le niveau de chaque composant polymérisable afin que le film formé ne soit ni trop souple et mou, ni trop dur et cassant. Compte tenu des spécificités d’application, l’utilisation de ces produits est réservée à l’usage professionnel et le produit doit être appliqué par une manucure. Quelques rares produits grand public existent sur le marché. Cette catégorie de produit fera l’objet d’une analyse plus précise dans une prochaine contribution.

Effets de changement de couleur

Les vernis à ongles à effets de couleur changeante peuvent être basés soit sur la thermochromie, c'est-à-dire l'activation par la température, ou par photochromisme, l'activation par la lumière. Dans tous les cas, un stimulus extérieur initie le changement de couleur. Les lunettes avec des verres s’assombrissant au soleil sont un exemple de photochromie. Un bon exemple de thermochromie est la "bague d'humeur" dont la couleur change en fonction de la température de la peau, sous la dépendance de la circulation périphérique, elle-même changeant en fonction de l’état émotionnel de la personne, d’où le nom de "bague d’humeur".

Pour la photochromie, la base du changement de couleur est une molécule organique qui peut exister dans l'une des deux configurations. La molécule choisie doit avoir certaines caractéristiques structurales qui permettent sa conversion d'une configuration non-conjuguée à une configuration conjuguée. Les classes de molécules qui peuvent présenter une photochromie comprennent les spiropyranes, les spirooxazines et les diaryléthènes. Leur changement de coloration provient de la rupture d’une liaison C-O sous l’effet de l’excitation UV. Cette photo-activation conduit, via un réarrangement structural, à la formation d’une molécule à structure ouverte (merocyanine) qui absorbe dans le visible. Ces composés sont notamment utilisés dans la composition des verres pour lunettes de soleil.

Coloration d'un spiropyrane sous excitation lumineuse

Le photochromisme ne se limite pas aux seules molécules organiques et se rencontre également pour des composés inorganiques tels que les halogénures d’argent. Sous l’effet d’un rayonnement lumineux, nous assistons à la réaction oxydoréductrice, Ag⁺ + X⁻ → Ag⁰ + X⁰ (X = Cl, Br, I) avec formation de colloïdes d'argent et passage d'un matériau clair à un matériau gris sombre. Lorsque l'excitation cesse, la réaction inverse prend forme. Le matériau retourne dans sa configuration stable et recouvre sa coloration initiale.

Des exemples commerciaux de vernis à ongles photochromiques sont disponibles. Un autre produit (SunChangeNails ) va de l’incolore aux couleurs changeantes lorsqu'il est exposé à la lumière du soleil. Il peut également être utilisé en tant que top-coat ou couche de finition au-dessus des vernis à ongles classiques pour donner des effets combinés à l'extérieur.

Le thermochromie peut être réalisé en utilisant des cristaux liquides ou des leuco-colorants. Quelques cristaux liquides sont capables d'afficher des couleurs différentes à des températures différentes. Cette modification dépend de la réflexion sélective de certaines longueurs d'onde de la structure cristalline de la matière lorsqu'elle passe de la phase cristalline à faible température, par l'intermédiaire du chiral anisotrope ou de la phase nématique en hélice, à la phase de liquide isotrope à haute température. Seule la mésophase nématique possède des propriétés thermochromiques, ce qui limite la gamme de température efficace de la matière. Les cristaux liquides sont utilisés sous la forme microcapsulée pour les protéger et maintenir leurs propriétés thermochromiques. Un bon exemple d'application de cristaux liquides qui changent de couleur est une bande de thermomètre appliquée sur le front pour indiquer la température corporelle. Des leuco-colorants sont également utilisés dans des microcapsules, mais pour une raison différente : les capsules contiennent les colorants dans un solvant avec un point de fusion relativement faible et un acide organique et, dans certains cas, un activateur acide. Lorsque la température est inférieure au point de fusion du solvant, la teinture, l'acide et l'activateur (si nécessaire) sont à proximité immédiate, permettant une interaction électronique, à savoir un don d’atome d'hydrogène entre les molécules, menant au réarrangement qui produit l'état coloré du colorant. Comme le solvant fond lorsque la température augmente, les molécules se séparent et il n'y a pas d'interaction, conduisant à l'état incolore.

Un exemple de l'utilisation de colorants leuco se trouve dans un emballage qui change de couleur lors d'un refroidissement, par exemple une étiquette de bière qui change de couleur pour indiquer qu'il est refroidi à la bonne température de consommation. Pour les ongles, le système doit être conçu de telle sorte que cette température de transition soit proche d'une température où le vernis est exposé, y compris les variations de la température du corps. Aussi, comme le changement de température peut ne pas se produire en permanence ou régulièrement à travers l'ongle, des effets différents apparaissent comme des changements de couleur, des points, des dégradés, etc. C'est l’une des caractéristiques qui rend les vernis à ongles thermochromiques si intéressants. Quelques exemples commerciaux de vernis à ongles thermochromiques existent sur le marché (Mood Polish et Orly12).

Vernis à ongles texturés

Au-delà des bandes et des vernis à changement de couleur, les vernis à ongles texturés sont devenus populaires. Les textures peuvent varier du satin au mat, et de taille granulaire sable et caviar à une taille plus "floue" ou encore velues. Tous ces vernis texturés contiennent des matières particulaires de différents types. Les vernis à ongles de finition satin et mat contiennent souvent de la silice, ce qui est également utilisé pour donner un effet satin et mat au bois. Le degré de satin ou mat est déterminé par la quantité de silice utilisée.

Les fibres de polyéthylène téréphtalate (PET) sont utilisées pour donner un effet tridimensionnel de fibres tissées aux ongles. Certains produits utilisent la silice pour fournir une structure de gel à la formulation et maintenir les fibres en suspension. Les vernis à ongles "velours texturés" s’obtiennent avec des poudres colorées saupoudrées sur les ongles avant que le vernis ne soit durci pour un fini velouté une fois sec. L'effet de velours peut également être obtenu en utilisant des particules de silice de plus grande taille que celles utilisées pour l’effet satiné ou mat. Les finitions "caviar" sur les ongles sont obtenues par l'application de microbilles de verre ou de plastique sur les ongles en cours de séchage, en versant les perles sur l'ongle ou encore en introduisant les ongles dans un petit récipient de microbilles. Une fois le vernis séché, une couche de finition est appliquée pour fixer les perles à l'ongle. Différents effets peuvent être obtenus en fonction de la teinte de vernis à ongles et la couleur et la taille des microbilles.

Vernis à ongles magnétiques

Les vernis à ongles magnétiques sont formulés avec des particules de différentes couleurs qui s'orientent quand un champ magnétique est appliqué au vernis à ongles encore humide, donnant un motif contrasté. Les particules magnétiques peuvent être faites de n'importe quel matériau qui répond à un champ magnétique, y compris le nickel, le cobalt, le fer et les métaux de terres rares tels que le gadolinium, le terbium, le dysprosium et l’erbium. Les métaux peuvent être utilisés dans n'importe quel état de susceptibilité magnétique, comme un alliage ou un oxyde. Le métal le plus utilisé semble être la magnétite, c'est-à-dire l’oxyde de fer Fe3O4. Il est facilement disponible et son utilisation est déjà connue dans le maquillage et les vernis à ongles. En outre, les particules utilisées sont de préférence non symétriques, c'est-à-dire de forme oblongue, de telle sorte que, lors de leur exposition à des champs magnétiques, l'alignement de leur forme non symétrique crée des modèles qui sont visibles en raison de leur couleur contrastante. Les aimants fournis avec le vernis à l'achat peuvent être constitués de plusieurs formes parallèles ou autres, pour créer des bandes ou d'autres motifs dans le vernis à ongles. Cet exemple ci-contre montre comment l'application du champ magnétique sur le vernis à ongles peut créer un motif.

Effets craquelés

Normalement, quand une couche de finition est appliquée au vernis à ongles, elle s’étale et sèche en un fini lisse. La raison en est que la couche de finition contient un grand nombre d’ingrédients identiques à ceux qui se trouvent dans les vernis à ongles, en particulier les solvants, qui contrôlent la vitesse de séchage. Les vernis à ongles craquelés sont basés sur le principe d’un séchage rapide et inégal, ce qui est réalisé par l’addition d'alcool éthylique à la formulation. Quand un top coat craquelé est appliqué sur les ongles, l'alcool éthylique commence à s'évaporer rapidement, entraînant des changements dans la tension de surface et la viscosité du film. Ces changements provoquent des irrégularités sur des zones qui sèchent plus rapidement que d'autres. Cela peut se produire à partir du bord extérieur, ou à partir de n'importe quelle zone du film où la vitesse d'évaporation est plus rapide. Une fois que la couche de finition commence à se séparer, son taux de séparation augmente, conduisant à un fini craquelé.

Cet effet est plus visible lorsque le vernis et le top-coat sont nettement de différentes couleurs c'est-à-dire, noir et blanc, argent et noir, néon et couleurs standard, etc. L'effet dépend aussi de l'épaisseur de la couche de craquement : les films minces provoquent des fissures minces, tandis qu'un film plus épais conduira à des craquements plus épais, plus visibles.

Technologies "respirantes"

Une nouvelle technologie du vernis à ongles est le "vernis à ongles respirant" ou "breathable nail polish". Développé initialement par Wojciech Inglot, il permet à l'eau et à l'oxygène de passer à travers le film, offrant une alternative potentiellement plus saine aux vernis à ongles standards et surtout gel. Ceci a été réalisé en utilisant une résine semblable à celle utilisée dans les lentilles de contact, qui doit permettre à l'oxygène de pénétrer dans l’œil à travers la lentille.

Une des applications intéressantes à ce vernis est venue de la communauté musulmane. Pour les femmes musulmanes pratiquantes, porter du vernis à ongles est un défi en raison de la pratique de wudu (se laver le corps en préparation pour la prière). Si une femme musulmane porte un vernis à ongles classique, elle doit l’enlever avant de pouvoir effectuer les rites de nettoyage. C’est pourquoi ces nouvelles textures de vernis ont été diffusées rapidement parmi la communauté musulmane. Un test pratiqué par des autorités religieuses pour sa perméabilité à l'eau à l'Institut islamique de Orange County, a conclu en le trouvant acceptable.

Une autre société, "Tuesday in Love", a développé une version d'un vernis à ongles perméable à l'eau qui est basé sur la technologie microporeuse. Un avantage supplémentaire de cette technologie est la possibilité de retirer le film de l'ongle en une seule pièce, une fois sec.

Conclusions

Le nombre d’effets disponibles aujourd'hui pour les consommateurs n'a jamais été aussi varié. Presque tout effet désiré peut être atteint grâce aux différents vernis, leurs finitions et leurs combinaisons, pour permettre au porteur d'exprimer son individualité et sa créativité. Même s'il peut sembler que les formules de vernis à ongles traditionnels n'ont pas changé, les progrès tels que ceux décrits, notamment de nouvelles couleurs, de textures et les nouveaux vernis à ongles respirants montrent que l'innovation est en mouvement. Qui sait ce qui sera possible de faire dans les cinq à dix prochaines années? Affaire à suivre.

Pour en savoir plus
 1. FC Pagano, Nail polish: The industrial cosmetic, Cosm & Toil 126(5) 372-380 (2011)
 2. Conception des produits cosmétiques : la formulation, Anne Marie Pensé L’Héritier, Lavoisier Tec & Doc, 2014
 3. http://inglotcosmetics.com/nails/products/141
 4. www.usatoday.com/story/news/world/2013/02/27/breathable-nail-polish-muslims/1951627
 5. www.cnrs.fr/cw/dossiers/doschim/decouv/couleurs/materiaux_photochromes.html

Cette contribution a été réalisée et adaptée à partir de l’article publié le 15 janvier 2014 par Frank C. Pagano, PhD Chanel Inc., Piscataway, NJ, États-Unis, Technology-driven Trends in Nail Polish Color and Texture .
Cette adaptation a été faite par Jean Claude Le Joliff en collaboration avec Sabine Vic.

Sabine Vic est Ingénieur chimiste ENSC Montpellier. Elle est titulaire d’un Mastère de spécialité Cosmétique (Isipca 1990) et d’une maîtrise de Biochimie de l’Université du Languedoc.
Elle a exercé des responsabilités dans l’industrie cosmétique au travers de plusieurs sociétés, dont Biotherm (Formulation), Yves saint Laurent (Responsable RD Maquillage, puis Coordination technique), et Parfums Christian Dior (Responsable Innovation Galénique Maquillage). Elle possède une expérience confirmée dans la formulation.
Biologiste de formation, Jean Claude Le Joliff a été un homme de R&D pendant de nombreuses années. Successivement en charge de la R&D, puis de la Recherche et de l’Innovation dans un grand groupe français de cosmétiques et du luxe, et après une expérience de création d’un centre de recherche (CERIES), il s’est tourné vers la gestion de l’innovation.
Il a été par ailleurs Professeur associé à l’Université de Versailles Saint Quentin (UVSQ) et reste chargé de cours dans le cadre de plusieurs enseignements spécialisés : ISIPCA, IPIL, ITECH, UBS, UCO, SFC etc.
Il est le fondateur de inn2c, société de conseil en R&D et Innovation. Consultant auprès de plusieurs sociétés internationales, il a participé activement à des projets comme Filorga, Aïny, Fareva, et bien d’autres.
Il a créé la Cosmétothèque®, premier conservatoire des métiers et des savoirs faire de cette industrie.
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