増粘剤は、さまざまな化粧品配合物の骨格構造および核となる基礎であり、製品の外観、レオロジー特性、安定性、および肌の感触にとって非常に重要です。一般的に使用される代表的な増粘剤を選択し、異なる濃度の水溶液に調製し、粘度やpHなどの物理的および化学的特性をテストし、定量的記述分析を使用して外観、透明性、使用中および使用後の複数の皮膚感覚を確認します。使用。化粧品の処方設計に一定の参考となる各種増粘剤について、指示薬の官能検査や文献調査を行ってまとめました。
1.増粘剤の説明
増粘剤として使用できる物質は数多くあります。相対分子量の観点からは、低分子増粘剤と高分子増粘剤が存在します。官能基という観点から見ると、電解質、アルコール、アミド、カルボン酸、エステルなどが挙げられます。増粘剤は化粧品原料の分類方法に従って分類されています。
1. 低分子増粘剤
1.1.1 無機塩
無機塩を増粘剤として使用する系は、界面活性剤水溶液系が一般的である。最も一般的に使用される無機塩増粘剤は塩化ナトリウムであり、明らかな増粘効果があります。界面活性剤は水溶液中でミセルを形成し、電解質の存在によりミセルの会合数が増加し、球状ミセルが棒状ミセルに変化し、動きに対する抵抗が増加し、その結果系の粘度が増加します。しかし、電解質が過剰になると、ミセル構造に影響を及ぼし、移動抵抗が減少し、系の粘度が低下するいわゆる「塩析」が発生します。したがって、電解質の添加量は通常1～2質量%であり、他の増粘剤と併用して系をより安定させます。
1.1.2 脂肪族アルコール、脂肪酸
脂肪族アルコールと脂肪酸は極性有機物質です。親油基と親水基の両方を持っているため、非イオン性界面活性剤とみなしている論文もあります。このような少量の有機物質の存在は、界面活性剤の表面張力、omc、およびその他の特性に大きな影響を与え、その影響の大きさは炭素鎖の長さに応じて増加し、一般に直線関係にあります。その作用原理は、脂肪族アルコールと脂肪酸が界面活性剤ミセルに挿入（結合）し、ミセルの形成を促進するというものです。極性頭部間の水素結合の効果により、2つの分子が表面に密に配置され、界面活性剤ミセルの性質が大きく変化し、増粘効果が得られます。
2. 増粘剤の分類
2.1 非イオン界面活性剤
2.1.1 無機塩
塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、塩化モノエタノールアミン、塩化ジエタノールアミン、硫酸ナトリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム等；
2.1.2 脂肪アルコールと脂肪酸
ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、C12-15アルコール、C12-16アルコール、デシルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、ラウリン酸、C18-36酸、リノール酸、リノレン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸など。
2.1.3 アルカノールアミド
ココ ジエタノールアミド、ココ モノエタノールアミド、ココ モノイソプロパノールアミド、コカミド、ラウロイル-リノレオイル ジエタノールアミド、ラウロイル-ミリストイル ジエタノールアミド、イソステアリル ジエタノールアミド、リノール酸 ジエタノールアミド、カルダモン ジエタノールアミド、カルダモン モノエタノールアミド、油ジエタノールアミド、パーム モノエタノールアミド、ヒマシ油 モノエタノールアミド、ゴマ ジエタノールアミド、大豆 ジエタノールアミド、ステアリルジエタノールアミド、ステアリンモノエタノールアミド、ステアリン酸ステアリルモノエタノールアミド、ステアリン酸アミド、獣脂モノエタノールアミド、小麦胚芽ジエタノールアミド、PEG(ポリエチレングリコール)-3ラウラミド、PEG-4オレアミド、PEG-50獣脂アミド等；
2.1.4 エーテル
セチルポリオキシエチレン(3)エーテル、イソセチルポリオキシエチレン(10)エーテル、ラウリルポリオキシエチレン(3)エーテル、ラウリルポリオキシエチレン(10)エーテル、ポロキサマーn(エトキシル化ポリオキシプロピレンエーテル)(n=105、124、185、237、238、338) 、407）など。
2.1.5 エステル
PEG-80 グリセリル獣脂エステル、PEC-8PPG (ポリプロピレングリコール)-3 ジイソステアリン酸、PEG-200 水素化パルミチン酸グリセリル、PEG-n (n=6、8、12) ミツロウ、PEG-4 イソステアリン酸、PEG-n (n= 3、4、8、150) ジステアリン酸、PEG-18 オレイン酸/ココ酸グリセリル、PEG-8 ジオレイン酸、PEG-200 ステアリン酸グリセリル、PEG-n (n=28, 200) グリセリルシアバター、PEG-7 硬化ヒマシ油、 PEG-40 ホホバ油、ラウリン酸PEG-2、PEG-120 ジオレイン酸メチルグルコース、PEG-150 ペンタエリスリトールステアレート、PEG-55 オレイン酸プロピレングリコール、PEG-160 トリイソステアリン酸ソルビタン、PEG-n (n=8, 75, 100) ステアレート、PEG-150/デシル/SMDIコポリマー（ポリエチレングリコール-150/デシル/メタクリレートコポリマー）、PEG-150/ステアリル/SMDIコポリマー、PEG-90イソステアレート、PEG-8PPG-3ジラウレート、ミリスチン酸セチル、パルミチン酸セチル、C18 -36 エチレングリコール酸、ステアリン酸ペンタエリスリトール、ベヘン酸ペンタエリスリトール、ステアリン酸プロピレングリコール、ベヘニルエステル、セチルエステル、トリベヘン酸グリセリル、トリヒドロキシステアリン酸グリセリル等；
2.1.6 アミンオキシド
ミリスチルアミンオキシド、イソステアリルアミノプロピルアミンオキシド、ヤシ油アミノプロピルアミンオキシド、小麦胚芽アミノプロピルアミンオキシド、大豆アミノプロピルアミンオキシド、PEG-3ラウリルアミンオキシド等；
2.2 両性界面活性剤
セチルベタイン、ココアミノスルホベタイン等；
2.3 アニオン界面活性剤
オレイン酸カリウム、ステアリン酸カリウム等；
2.4 水溶性ポリマー
2.4.1 セルロース
セルロース、セルロースガム、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、セチルヒドロキシエチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ホルマザンベースセルロース、カルボキシメチルセルロース等；
2.4.2 ポリオキシエチレン
ＰＥＧ−ｎ（ｎ＝５Ｍ、９Ｍ、２３Ｍ、４５Ｍ、９０Ｍ、１６０Ｍ）など；
2.4.3 ポリアクリル酸
アクリレート/C10-30 アルキルアクリレートクロスポリマー、アクリレート/セチルエトキシ(20)イタコン酸コポリマー、アクリレート/セチルエトキシ(20)メチルアクリレートコポリマー、アクリレート/テトラデシルエトキシ(25)アクリレートコポリマー、アクリレート/オクタデシルエトキシ(20)イタコネートコポリマー、アクリレート/オクタデカンエトキシ(20)メタクリレートコポリマー、アクリレート/オカリールエトキシ(50)アクリレートコポリマー、アクリレート/VAクロスポリマー、PAA(ポリアクリル酸)、アクリル酸ナトリウム/イソデカン酸ビニル架橋ポリマー、カルボマー(ポリアクリル酸)およびそのナトリウム塩など.;
2.4.4 天然ゴムおよびその変性製品
アルギン酸及びその（アンモニウム、カルシウム、カリウム）塩、ペクチン、ヒアルロン酸ナトリウム、グアーガム、カチオングアーガム、ヒドロキシプロピルグアーガム、トラガカントガム、カラギーナン及びその（カルシウム、ナトリウム）塩、キサンタンガム、スクレロチンガム等。 ;
2.4.5 無機ポリマーおよびその変性物
ケイ酸アルミニウムマグネシウム、シリカ、ケイ酸ナトリウムマグネシウム、含水シリカ、モンモリロナイト、ケイ酸リチウムマグネシウムナトリウム、ヘクトライト、ステアリルアンモニウムモンモリロナイト、ステアリルアンモニウムヘクトライト、第四級アンモニウム塩-90モンモリロナイト、第四級アンモニウム-18モンモリロナイト、第四級アンモニウム-18ヘクトライトなど.;
2.4.6 その他
ＰＶＭ／ＭＡデカジエン架橋ポリマー（ポリビニルメチルエーテル／アクリル酸メチルとデカジエンとの架橋ポリマー）、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）等；
2.5 界面活性剤
2.5.1 アルカノールアミド
最も一般的に使用されるのはココナッツジエタノールアミドです。アルカノールアミドは増粘用の電解質と適合しており、最良の結果が得られます。アルカノールアミドの増粘メカニズムは、アニオン性界面活性剤ミセルと相互作用して非ニュートン流体を形成することです。各種アルカノールアミドは性能に大きな違いがあり、単独で使用する場合と組み合わせて使用する場合では効果も異なります。いくつかの論文では、さまざまなアルカノールアミドの増粘特性と発泡特性を報告しています。最近、アルカノールアミドが化粧品に製造されると、発がん性のあるニトロソアミンを生成する潜在的な危険性があることが報告されています。アルカノールアミドの不純物の中には、ニトロソアミンの潜在的な供給源となる遊離アミンが含まれています。現在のところ、化粧品中のアルカノールアミドを禁止するかどうかについて、パーソナルケア業界からの公式見解はありません。
2.5.2 エーテル
主な活性物質として脂肪族アルコール ポリオキシエチレン エーテル硫酸ナトリウム (AES) を使用した製剤では、通常、適切な粘度を調整するために無機塩のみを使用できます。研究によると、これは AES 中の非硫酸化脂肪族アルコール エトキシレートの存在によるものであり、これが界面活性剤溶液の増粘に大きく寄与していることが示されています。詳細な研究により、平均エトキシル化度は約 3EO または 10EO が最適な役割を果たすことがわかりました。さらに、脂肪族アルコールエトキシレートの増粘効果は、その製品に含まれる未反応アルコールおよび同族体の分布幅に大きく関係します。同族体の分布が広いと製品の増粘効果が低く、同族体の分布が狭いほど増粘効果が大きくなります。
2.5.3 エステル
最も一般的に使用される増粘剤はエステルです。最近、海外ではPEG-8PPG-3ジイソステアレート、PEG-90ジイソステアレート、PEG-8PPG-3ジラウレートが報告されています。この種の増粘剤は非イオン性増粘剤に属し、主に界面活性剤水溶液系で使用されます。これらの増粘剤は容易に加水分解されず、広範囲の pH および温度にわたって安定した粘度を示します。現在最も一般的に使用されているのはジステアリン酸PEG-150です。増粘剤として使用されるエステルは一般に分子量が比較的大きいため、高分子化合物の性質を持っています。増粘のメカニズムは、水相中での三次元水和ネットワークの形成によるもので、それによって界面活性剤ミセルが取り込まれます。このような化合物は、化粧品の増粘剤としての使用に加えて、皮膚軟化剤および保湿剤としても機能します。
2.5.4 アミンオキシド
アミンオキシドは極性非イオン性界面活性剤の一種で、水溶液中では溶液のpH値の違いにより非イオン性を示し、また強いイオン性を示すこともあります。中性またはアルカリ性の条件下、つまり pH が 7 以上の場合、アミンオキシドは水溶液中で非イオン化水和物として存在し、非イオン性を示します。酸性溶液中では弱い陽イオン性を示します。溶液の pH が 3 未満の場合、アミンオキシドのカチオン性が特に顕著になるため、さまざまな条件下でカチオン性、アニオン性、ノニオン性、両性イオン性界面活性剤と良好に作用します。相性が良く相乗効果を発揮します。アミンオキシドは効果的な増粘剤です。pHが6.4〜7.5の場合、アルキルジメチルアミンオキシドは化合物の粘度を13.5Pa.s〜18Pa.sに達させることができ、一方、アルキルアミドプロピルジメチルオキシドアミンは化合物の粘度を34Pa.s〜49Pa.sまでにすることができます。後者に塩を加えても粘度は下がりません。
2.5.5 その他
少量のベタインや石鹸も増粘剤として使用できます。それらの増粘メカニズムは他の小分子と同様であり、それらはすべて界面活性ミセルと相互作用することによって増粘効果を達成します。石鹸はスティック化粧品の増粘に使用でき、ベタインは主に界面活性剤水システムに使用されます。
2.6 水溶性高分子増粘剤
多くのポリマー増粘剤によって増粘された系は、溶液の pH や電解質の濃度の影響を受けません。さらに、必要な粘度を達成するために必要なポリマー増粘剤の量は少なくなります。たとえば、製品には質量分率 3.0% のココナッツ油ジエタノールアミドなどの界面活性剤増粘剤が必要です。同じ効果を得るには、普通のポリマーの 0.5% の繊維だけで十分です。ほとんどの水溶性ポリマー化合物は、化粧品業界で増粘剤として使用されるだけでなく、懸濁剤、分散剤、スタイリング剤としても使用されます。
2.6.1 セルロース
セルロースは、水ベースのシステムにおいて非常に効果的な増粘剤であり、化粧品のさまざまな分野で広く使用されています。セルロースは天然有機物であり、繰り返しグルコシド単位を含み、各グルコシド単位には 3 つの水酸基が含まれており、それを介してさまざまな誘導体を形成できます。セルロース系増粘剤は水和膨張する長鎖によって増粘し、セルロースで増粘した系は明らかな擬塑性レオロジー形態を示します。一般的な使用量の質量分率は約 1% です。
2.6.2 ポリアクリル酸
ポリアクリル酸増粘剤の増粘機構には、中和増粘と水素結合増粘の2つがあります。中和増粘とは、酸性のポリアクリル酸増粘剤を中和して分子をイオン化し、ポリマー主鎖にマイナス電荷を発生させることです。同性電荷間の反発により、分子がまっすぐになり、開いてネットワークを形成することが促進されます。この構造により増粘効果が得られます。水素結合増粘とは、ポリアクリル酸増粘剤が最初に水と結合して水和分子を形成し、次に質量分率 10% ～ 20% のヒドロキシル供与体 (5 つ以上のエトキシ基を持つなど) と結合することです。 非イオン性界面活性剤）を組み合わせて水系内の縮れた分子を解きほぐし、ネットワーク構造を形成して増粘効果を実現します。異なる pH 値、異なる中和剤、および可溶性塩の存在は、増粘システムの粘度に大きな影響を与えます。pH値が5未満の場合、pH値の増加とともに粘度が増加します。pH値が5〜10の場合、粘度はほとんど変化しません。しかし、pH 値が上昇し続けると、増粘効率は再び低下します。一価イオンは系の増粘効率を低下させるだけですが、二価または三価イオンは系を薄めるだけでなく、含有量が十分である場合に不溶性の沈殿物を生成する可能性があります。
2.6.3 天然ゴムおよびその変性製品
天然ガムには主にコラーゲンと多糖類が含まれていますが、増粘剤として使用される天然ガムは主に多糖類です。増粘のメカニズムは、多糖類ユニット内の3つの水酸基と水分子との相互作用により三次元水和ネットワーク構造を形成し、増粘効果を発揮します。水溶液のレオロジー形態はほとんどが非ニュートン流体ですが、一部の希薄溶液のレオロジー特性はニュートン流体に近いものもあります。それらの増粘効果は一般に、系の pH 値、温度、濃度、その他の溶質に関連します。これは非常に効果的な増粘剤であり、一般的な投与量は 0.1% ～ 1.0% です。
2.6.4 無機ポリマーおよびその変性物
無機高分子増粘剤は、一般に３層の層状構造または膨張格子構造を有する。商業的に最も有用な 2 つのタイプは、モンモリロナイトとヘクトライトです。増粘のメカニズムは、無機ポリマーを水に分散させると、無機ポリマー中の金属イオンがウエハーから拡散し、水和が進行して膨潤し、最終的にラメラ結晶が完全に分離してアニオン性ラメラ構造が形成されます。結晶。透明なコロイド懸濁液中の金属イオン。この場合、ラメラの表面は負の電荷を持ち、格子の破壊により角に少量の正の電荷が生じます。希薄な溶液中では、表面のマイナス電荷が角のプラス電荷よりも大きく、粒子どうしが反発し合うため、増粘効果はありません。電解質を添加して濃度を高めると、溶液中のイオンの濃度が増加し、ラメラの表面電荷が減少します。このとき、主な相互作用はラメラ間の斥力からラメラ表面のマイナス電荷とエッジ角のプラス電荷との引力に変化し、平行ラメラ同士が直角に架橋される。いわゆる「カートン状」を形成します。 「隙間」の構造により膨潤やゲル化が起こり、増粘効果が得られます。イオン濃度がさらに増加すると構造が破壊されます
投稿日時: 2022 年 12 月 28 日