粧業日報 2025年1月7日号 1ページ
カンタンに言うと
コーセーは、ファンデーションや日やけ止めといった粉体入りのリキッド製剤の開発に欠かせない、適切な分散剤を予測する方法を開発した。これはハンセンの溶解度パラメータという成分同士の親和性を表す指標を用いて、分散剤が効果的に粉体を分散できる領域「効果球」を定める手法であり、これにより粉体製剤の開発における適切な分散剤や溶媒の選択が容易となる。
例えば、「均一性が高く、化粧むらになりにくい」「配合量は同じでも、より紫外線防御効果を発揮できる」といった製剤をより機能的かつ効率的に開発することができるようになる。
研究成果の一部は、第2回「日本化粧品技術者会(SCCJ)学術大会」(2024年11月18~20日、兵庫県)にて「ハンセンの溶解度パラメータを用いた新規の分散性予測法“効果球”の開発」というタイトルで口頭発表し、44件の中から最優秀口頭発表賞に選出された。
リキッドファンデーションや日やけ止めにおいて、粉体の分散性は発色、紫外線防御、使い心地に大きく影響する要素であり、製剤開発においては粉体・溶媒・分散剤の3成分をバランス良く配合する必要がある。しかし、ある粉体に対してどの分散剤が良いのか、さらにはどの溶媒を組み合わせるのか、ということに体系的に答えることができる手法はこれまで確立されておらず、個々の化粧品開発者の経験に依存してきた。
そこで同社は、物質同士の化学的な親和性を評価できるハンセンの溶解度パラメータに着目し、粉体・溶媒・分散剤の選択を体系化する手法の開発に取り組んだ。
効果的な粉体分散となる領域「効果球」の開発
ハンセンの溶解度パラメータは、それぞれの物質の持つ凝集エネルギー(寄り集まろうとする力)を分散項・極性項・水素結合項という3種類の化学的な性質によって数値化したもので、この各項を軸とした三次元空間における、物質同士の点の距離Raを比較することで、どの物質同士が溶けやすいかという親和性を推測することができる。
また、溶媒中の粉体の分散性は、その粒子径を測定することで評価することができるため、粉体に分散剤を添加したときに粒子径が小さくなっていれば、効果的な分散剤であると評価することができる。
研究では、ある粉体に対し、溶媒と分散剤の様々な組み合わせを試行し、それぞれの粒子径の変化率を評価した。
その結果、分散剤ごとに粒子径を小さくした溶媒の集合、つまり効果的に粉体が分散できる領域を見出した。この領域は球形となり、この内部は効果的な粉体分散になると推定されることから、これを分散剤の「効果球」と定義した。この効果球は分散剤ごとに異なるため、効果的な粉体分散のためには分散剤選択が重要となることが再確認できた。
効果球による粉体分散の予測精度の検証
次に、効果球が粉体分散をどの程度予測できるのかを検証するため、分散剤と溶媒の組み合わせを変えながら、粉体の粒子径と効果球と溶媒の距離Raの関係を調べた。
その結果、今回開発した効果球を用いた手法は、既存の溶媒への溶解性を基準にした方法(溶解球)と比較して、Raと粒子径の間により強い相関が確認できた。これは、溶解性を基準にした方法は分散剤が溶媒に溶けすぎてしまい、粉体表面で分散に寄与できない部分を考慮しきれないのに対し、効果球の方では分散剤が粉体表面で効果的に分散に寄与できる状態を正しく評価できたためと考えられる。
以上のことから、粉体分散を予測する有効な手法として効果球を開発することが可能になった。
今回の研究で効果球を開発したことにより、製剤中の粉体の分散状態を精度よく予測することが可能になった。この技術により粉体の分散性を制御することで、発色、使い心地、紫外線防御効果といった機能向上や、より効率的な化粧品開発が期待できる。
この記事は粧業日報 2025年1月7日号 1ページ 掲載
■コーセー、第2回SCCJ学術大会にて最優秀口頭発表賞を受賞■ナリス、口紅塗布時の心地よさ実現する新処方を開発■マンダム、温冷感の新感覚ヘアケア「レバタ」を発売■資生堂、組織の一部改正と人事異動(1月1日付)
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