Nitrocellulose, de filmvormer die nagellak laat glanzen

Op bijna elk flesje nagellak staat nitrocellulose in de eerste drie ingrediënten. Het is de stof die na het verdampen van het oplosmiddel overblijft en de eigenlijke laklaag vormt. Zonder nitrocellulose is er geen film, geen glans en niets om pigment in vast te houden.

De stof heeft een lange geschiedenis die via de lakindustrie en de fotografie naar de manicuretafel loopt. Die geschiedenis verklaart ook waarom nagellak ruikt zoals hij ruikt, waarom hij brandbaar is en waarom hij zo moeilijk te vervangen blijkt.

Wat is nitrocellulose?

Nitrocellulose is een cellulosepolymeer waarin een deel van de hydroxylgroepen is vervangen door nitraatgroepen. Cellulose is de vezelstof van planten, in de praktijk katoenlinters of houtpulp. Door die vezels te behandelen met een mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur ontstaat cellulosenitraat, dat in tegenstelling tot gewone cellulose oplost in esters en ketonen (Chemical & Engineering News).

Hoeveel nitraatgroepen er zijn ingebouwd, bepaalt het gebruik. Nitrocellulose met een hoog stikstofgehalte is schietkatoen, een explosief. Nitrocellulose met een lager stikstofgehalte is lakgrade en wordt gebruikt in houtlak, drukinkt, oude filmrolletjes en nagellak. Op het etiket staat de stof onder de naam Nitrocellulose in de internationale naamgeving voor cosmetische ingrediënten (INCI).

Waar komt nitrocellulose in nagellak vandaan?

Nitrocelluloselak voor nagels verscheen aan het eind van de jaren tien en het begin van de jaren twintig van de vorige eeuw. Cutex verkocht in de jaren twintig transparante lak en had in 1934 dekkende crèmelak in het assortiment. Revlon bracht in 1932 een dekkende crèmelak die over de hele nagel werd aangebracht en maakte van nagelkleur een seizoensmode (Cosmetics and Skin).

Het verhaal dat nagellak is afgeleid van autolak wordt vaak verteld. DuPont bracht in de jaren twintig nitrocelluloselak voor auto's op de markt, en binnen vier jaar reden alle auto's van General Motors erin rond (Chemical & Engineering News). De cosmeticageschiedenissite Cosmetics and Skin wijst erop dat autolak werd gespoten en minstens twaalf uur moest drogen, en dat beide producten eerder onafhankelijk uit de lak- en vernisindustrie voortkwamen (Cosmetics and Skin).

De vroegste formules gebruikten kamfer en castorolie als weekmaker. Een recept uit 1941 bevatte nitrocellulose, een hars, dibutylftalaat en een mengsel van butylacetaat, ethylacetaat en ethanol. Op de weekmaker na is dat de nagellak van vandaag.

Waarom geeft nitrocellulose glans en hardheid?

Een nitrocellulosefilm is transparant, kleurloos en hard. Als de oplosmiddelen verdampen, pakken de lange polymeerketens dicht op elkaar en vormen ze een glad oppervlak dat licht spiegelend terugkaatst. Dat is de glans van een verse laag. Omdat de film helder is, komt de kleur van het pigment onvervormd door, wat een crème zijn diepte geeft en een jelly zijn glaseffect.

Hardheid en glans hebben een prijs. Pure nitrocellulose is bros en krimpt bij het drogen. Daarom bevat elke lak een weekmaker die de ketens uit elkaar houdt en een hars die de film aan de nagel bindt en volume geeft (Compound Interest). Een formule is een driehoek: meer nitrocellulose geeft meer glans en hardheid, meer weekmaker geeft meer buigzaamheid, meer hars geeft meer hechting.

Nitrocellulose vergeelt langzaam onder UV-licht. Daarom bevatten de meeste lakken een UV-filter zoals benzofenon-1, en daarom hoort een flesje in een donkere lade en niet op de vensterbank.

Is nitrocellulose in nagellak veilig?

Nitrocellulose staat niet in de bijlagen met verboden of beperkte stoffen van Verordening (EG) nr. 1223/2009 en is in de EU een toegestane filmvormer (EUR-Lex). De film op de nagel is stabiel en onoplosbaar in water. De stof dringt niet door de nagelplaat; de aandacht bij nagellak gaat naar de oplosmiddelen en weekmakers, niet naar de filmvormer.

Het risico van nitrocellulose is brandbaarheid. Als droge stof is het licht ontvlambaar, en in het flesje wordt het bewaard in brandbare oplosmiddelen. Daarom staat op nagellak een vlamsymbool, mag het niet in de buurt van open vuur worden gebruikt en hoort een oude fles bij het klein chemisch afval (KCA). In het vliegtuig is nagellak in de handbagage toegestaan binnen de vloeistofregels.

Welke alternatieven voor nitrocellulose bestaan er?

Nagellak op waterbasis vervangt nitrocellulose door een dispersie van acrylaatpolymeer in water, met blijvende weekmakers en tijdelijke coalescentiemiddelen die verdampen om de deeltjes te laten samenvloeien. Voordelen: geen brandbare oplosmiddelen en een veiligere productie. Nadelen: langzamer drogen, zwakkere draagtijd en lastiger verwijderen, want de film lost niet op in gewone remover (Personal Care Magazine).

Ademende lak gebruikt polymeren uit de contactlenschemie, zoals celluloseacetaatbutyraat en poly-HEMA, die een film met microscopische openingen vormen (Halalworthy). In de praktijk bevatten die lakken vaak nog steeds een deel nitrocellulose voor de glans.

Hoe houd je een flesje nitrocelluloselak goed?

Je hebt nodig: een koele, donkere lade, een flesje nagellakverdunner (geen remover) en een doekje met remover voor de hals van het flesje.

1. Sluit het flesje direct na gebruik. Elke minuut open verdampt oplosmiddel en dikt de lak in.
2. Veeg de hals en de schroefdraad schoon met een doekje met remover, zodat de dop lucht blijft afsluiten.
3. Bewaar rechtop, donker en op kamertemperatuur. Kou laat de lak schiften, warmte en licht laten nitrocellulose vergelen.
4. Is de lak stroperig, voeg dan 2 tot 3 druppels nagellakverdunner toe en rol het flesje. Remover bevat water en olie en breekt de formule.
5. Is de lak korrelig, gescheiden of niet meer te verdunnen, lever hem dan in als klein chemisch afval bij de milieustraat.

Een goed gesloten flesje gaat 2 jaar mee. De houdbaarheid na openen staat als potje-met-open-deksel-symbool (PAO) op de verpakking, bij nagellak meestal 12 tot 24 maanden.

“the nail polish formula hasn't really been modified except to replace ingredients in response to consumer demand”

Nick Morante, Formuleringschemicus, geciteerd in Chemical & Engineering News