JP2019081744A - 化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液及び化粧品組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】特別な化学的浸透促進剤、イオン化材料やイオン導入機等を使用することなく、化粧品有効成分を安全簡便に皮膚組織に浸透、搬送させる浸透、搬送分散液、及び該液を含有する化粧品組成物を提供する。【解決手段】爆轟法ナノダイヤモンド粒子が本来の粒子形状になるにつれて粒子表面に電荷を発現するという現象に基づき、表面に電荷を有するナノダイヤモンドの水性分散液に、電荷を帯びた化粧品有効成分の少なくとも一つを配合することで、有効成分をナノダイヤモンド粒子個々に電気的結合させ、ナノダイヤモンドのナノ粒子効果で皮膚最外殻層の角層バリア機能を回避し、真皮まで化粧品有効成分を安全簡便かつ効果的に浸透、搬送することができる浸透、搬送液、及び該液を含有する化粧品組成物を製造する。【選択図】図１

Description

本発明は、化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液及び該液を含有する化粧品組成物に関するものである。
より詳細には、表面に電荷を有するナノダイヤモンドの水性分散液に、電荷を帯びた化粧品有効成分の少なくとも一つを配合したことを特徴とする、化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液、及び該液を含有する化粧品組成物に関するものである。

近年人間の老化の仕組みが解析され、平均寿命も延びてきている中で、いつまでも若々しく生きたいとの要望から、サプリメントや健康食品がブームになっており、また、顔のシミや皺に対する改善要望も多いため、皮膚を改善する有効成分の開発は盛んであり、多くの有効成分が発見されている。
しかし、それら有効成分を安全かつ良好に皮膚組織に浸透させるためには多くの問題があった。

人間の皮膚組織は、大きく分けて三層構造になっており、一番上（外界側）が「表皮」、その下が「真皮」、最下層が「皮下組織」になっている。そのうちの「表皮」は、一番上（外界側）から順に、「角層」、「顆粒層」、「有棘層」、「基底層」の四層から構成されている。
ここで、人体の最外層の細胞である角層は、ヒトの生体内外の境界として重要な役割を担っている。一つは、外部からの化学物質や紫外線、細菌などの侵入を防ぐ役割であり、もう一つは体内からの水分などの体液成分などが体外へ逃げるのを防ぐ役割である。これは角層のバリア機能と呼ばれている。角層におけるバリア機能は、おもに角層細胞間脂質が重要な役割を果たしていると考えられている。
したがって、皮膚から化粧品有効成分などの化学物質が浸透しようとしても、角層におけるバリア機能のために皮膚組織の深部へは浸透することが難しい。
このように、有効成分を含む化粧品を皮膚に単に塗布しただけでは、表皮からの吸収効率が低く、さらに真皮にまで浸透させることは困難であった。

皮膚組織への有効成分の浸透を改善するために、従来から様々な試みがなされており、例えば、界面活性剤やアクリル酸ナトリウムコポリマー（特許文献１）などの化学的浸透促進剤や油脂を併用する方法、イオン化材料を肌（表皮）に塗布する方法やイオン導入機を使用する方法などが知られている。
しかし、化学的浸透促進剤やイオン化材料は、有効成分との未知の相互作用ならびに皮膚表面への刺激やバリアの機能性との望ましくない相互作用等の有害な副作用の可能性があり、問題を生じることがある。また、油脂は皮膚組織の表皮には有効だが、真皮や皮下組織には浸透せず、効率が上がらず、イオン導入機は高価で使い勝手が悪いうえ、特定のイオン構造を有する特定の有効成分にのみ適しているなどの問題があった。

特開２０１０−５３１３０号公報 特許第５７６１５９７号公報

本発明は、上記従来技術が抱える問題点を踏まえ、特別な化学的浸透促進剤、イオン化材料やイオン導入機等を使用することなく、ナノダイヤモンド粒子の持つ表面電荷を利用して、化粧品有効成分をナノダイヤモンド粒子個々に電気的に結合させ、ナノ粒子特有の皮膚浸透効果（ナノ粒子効果）により、安全簡便に化粧品有効成分を皮膚組織に浸透、搬送するためのナノダイヤモンド水性分散液を基礎液とした液の提供とこれを含有する化粧品組成物の提供を目的とするものである。

ナノダイヤモンドは、その特殊な物性、機能を利用した、固体潤滑剤やアレルギー性皮膚炎治療剤（特許文献２）などの用途が知られているが、本発明は、ナノダイヤモンドの新たな用途発明に関するものである。

より詳細に説明すれば、本発明者らは、上記の化粧品有効成分の浸透に関する従来の課題を解決するために、爆轟法ナノダイヤモンド粒子の表面特性と超微細な粒子である点に着目し、鋭意検討と多大な試行を重ねた結果、本発明を完成させたのである。
すなわち、本発明は爆轟法ナノダイヤモンド粒子が本来の粒子形状になるにつれて粒子表面に電荷を発現することを発見・確認した。この現象は、特に本来の粒子の大きさ（３ｎｍ近傍）まで解砕した状態のナノダイヤモンド水性分散中のダイヤモンド粒子に顕著であり、このことは、該水性分散液の電気的現象から確認できる（図参照）。
本発明のナノダイヤモンド水性分散液中のナノダイヤモンド粒子は、表面に少なくとも部分的に正電荷及び負電荷の表面電荷を有しているため、マイナス電荷を持った化粧品有効成分もプラス電荷を持った化粧品有効成分もナノダイヤモンド粒子個々に電気的に結合される。
結合された有効成分は、ナノダイヤモンドと共に、ナノ粒子効果（ナノ粒子「１〜１００ナノメートルの粒子」は皮膚に浸透しやすいという周知の効果）で皮膚最外殻層の角層バリア機能を回避し、真皮まで安全に浸透、搬送される。

爆轟法ナノダイヤモンド粒子は、生体毒性がないことは知られている（特許文献２）が、本発明は、さらにナノダイヤモンド水性分散液の不純物成分、例えば爆轟由来の不純物の鉄（Ｆｅ）や解砕加工由来の不純物のジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）などの金属及び金属元素を含む化合物に電気析出技術を用いた電気精製で極力取り除いた分散液を開発したことで、人体及び皮膚で発生する金属アレルギーなどに対してもより安全である有効成分含有の液を提供できることも特徴とするものである。

本発明は、以下の（１）〜（６）に記載の、化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液、及び（７）に記載の化粧品組成物を要旨とするものである。
（１）表面に電荷を有するナノダイヤモンドの水性分散液に、電荷を帯びた化粧品有効成 分の少なくとも一つを配合したことを特徴とする、化粧品有効成分の皮膚組織への 浸透、搬送液。
（２）表面の電荷が少なくとも部分的に正電荷及び負電荷である、上記（１）に記載の化 粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液。
（３）ナノダイヤモンドが１〜５０ナノメートルの粒子サイズを有するものである、上記 （１）又は（２）に記載の化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液。
（４）ナノダイヤモンドの水性分散液は、電気を通し、電気を流し出すという電気的特徴 を有するものである、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の化粧品有効成分 の皮膚組織への浸透、搬送液。
（５）ナノダイヤモンドの水性分散液は、電気精製を施して、ナノダイヤモンド製造時由 来の不純物である金属及び金属元素を含む化合物を取り除いた分散液である、上記 （１）〜（４）のいずれか一つに記載の化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送 液。
（６）配合される化粧有効成分に対して、ナノダイヤモンドが重量比で０．００００１ｗ ｔ％〜５．０ｗｔ％である、上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の化粧品有 効成分の皮膚組織への浸透、搬送液。
（７）上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、 搬送液を含有することを特徴とする化粧品組成物。

本発明は、爆轟法ナノダイヤモンド粒子が本来の粒子形状になるにつれて粒子表面に電荷を発現するという現象に基づき、表面に電荷を有するナノダイヤモンドの水性分散液に、電荷を帯びた化粧品有効成分の少なくとも一つを配合したことで、有効成分をナノダイヤモンド粒子個々に電気的結合させ、特別な化学的浸透促進剤やイオン導入機等を使用することなく、ナノ粒子効果で皮膚最外殻層の角層バリア機能を回避し、真皮まで化粧品有効成分を安全簡便かつ効果的に浸透・搬送することができる浸透、搬送液を提供できるという効果を有する。
さらに、この浸透、搬送分散液を化粧品組成物に含有させることで、化粧品有効成分を安全簡便かつ効果的に皮膚組織に浸透させることができる化粧品組成物を提供できるという効果を有する。

図１は、ナノダイヤモンド水性分散液の電気的特徴１「電気を通すことができる」を示す図であり、ナノダイヤモンドの粒度や濃度と印加電圧及び電流の関係の実験結果を示したものである。 図２は、ナノダイヤモンド水性分散液の電気的特徴１「電気を通すことができる」を示す図であり、ナノダイヤモンド濃度と電流の関係の実験結果を示したものである。 図３は、ナノダイヤモンド水性分散液の電気的特徴２「電気を流し出すことができる」を示す図であり、分散液への電圧印加後の放電現象の実験結果を示したものである。（電気的特徴２の１） 図４は、ナノダイヤモンド水性分散液の電気的特徴２「電気を流し出すことができる」に関する「電池として電流を流し出すができる」を示す図であり、極にイオン化傾向に差がある金属を用いて疑似ダニエル電池としての実験結果を示したものである。（電気的特徴２の２） 図５は、ナノダイヤモンド水性分散液の電気的特徴２の３として、電気的特徴２の２の特殊な場合を示す図である。電池は、極にイオン化傾向に差のある金属を用いなければできないが、本発明のナノダイヤモンド水性分散液は、同種の導体を極とすることでも電流を流し出すことができるという、自然の放電現象の実験結果を示したものである。 図６は、本発明のナノダイヤモンド水性分散液の電気的特徴の確認に用いた、簡単な電気実験回路の図である。

［ナノダイヤモンド水性分散液の製造］
本発明の爆轟法ナノダイヤモンドは、トリニトロトルエン（ＴＮＴ）とヘキソーゲン（ＲＤＸ）の混合炸薬を炭酸ガスや水などの不活性媒体中で爆発させるときの生成物を熱硝酸で溶解することで得られる。得られた爆轟法ナノダイヤモンド粗生成物は、凝集性が強く３〜５０マイクロメートルの粉状物である。この粉状物を、湿式ビーズミリングなどにより、液中粉砕（解砕）を行うことでナノサイズ粒子のナノダイヤモンド水性分散液を得る。

上記ナノダイヤモンド水性分散液には、製造時由来の不純物成分が含まれている。
例えば、爆轟由来の不純物としては、Ｆｅなどの金属及び金属元素を含む化合物、解砕加工由来の不純物としては、Ｚｒ、Ｙ、Ａｌ、Ｈｆなどの金属及び金属元素を含む化合物が知られている。爆轟時にはＦｅ等の酸化剤が追加されることが多く、解砕加工での湿式ビーズミリングでは、安定化ジルコニアのビーズが用いられ、安定化ジルコニアには、通常、安定化剤として、Ｙ、Ａｌ、Ｈｆなどの酸化物が添加されるので、それらが不純物成分となる。Ｚｒ、Ｙ、Ａｌ、Ｈｆをジルコニア関連物質ということが多い。

［ナノダイヤモンド水性分散液の精製］
爆轟法ナノダイヤモンド水性分散液に電気析出技術を用いた電気精製を施すことにより、製造時由来の不純物成分を取り除く除くことができ、純粋なナノダイヤモンド粒子の水性分散液を得た。
以下に精製前後の水性分散液の分析例を示す。

［ナノダイヤモンド水性分散液の分析］
分析方法：ＩＣＰ発光分光分析 定性分析
装置： ＳＥＩＫＯ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＩＮＣ．ＳＰＳ３０００ 高周波
プラズマ発光分光分析装置
試料： Ａ：精製前の解砕されたナノダイヤモンド水性分散液
（濃度：２ｗｔ％ 粒子径：３．０ナノメートル）
Ｂ：電気精製で陰極（白金板）に析出したナノダイヤモンドの再分散液
（濃度：０．０３ｗｔ％ 粒子径：３．０ナノメートル）
Ｃ：電気精製で陽極（白金板）に析出したナノダイヤモンドの再分散液
（濃度：０．００８ｗｔ％ 粒子径：３．０ナノメートル）
Ｄ：使用された分散媒：純水
分析結果を表１に示す。

上記の分析結果から、分散媒である純水中の元素を考慮すると、電気精製を施すことにより、特に従来から問題になっていた、爆轟時のＦｅや、解砕工程で発生（混入）するジルコニア関連物質が取り除かれることが確認された。

本発明のナノダイヤモンド水性分散液に用いられる分散媒としては、爆轟法ナノダイヤモンド粒子を分散できる液体が好ましい。例えば、水や、メタノール、エタノールなどのアルコール類が挙げられる。分散媒としては、一種類の分散媒でも、二種類以上の分散媒を用いても良い。ナノダイヤモンド粒子の分散性の観点から、分散媒は、水、または水性溶媒であるのが好ましい。
なお、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）はナノダイヤモンドの分散媒として知られているが、その毒性と臭気の点から、化粧品に用いる本発明には使用しない。

本発明のナノダイヤモンド水性分散液に用いられるナノダイヤモンドの粒子サイズは、１〜５０ナノメートル、好ましくは１〜２０ナノメートル、より好ましくは１〜１０ナノメートル未満、特に好ましくは１〜３．８ナノメートルである。
粒子サイズが小さいほど、表面積が大きくなり、ナノダイヤモンドの表面特性が効果的に発現するので、分散液に使用するナノダイヤモントの量を少なくすることができる。

［ナノダイヤモンド水性分散液の電気的特徴］
図６は、電気的特徴を確認するための簡単な実験回路である。ナノダイヤモンド水性分散液に電極を配置し、直流電圧を印加した時の回路上を流れる電流を測定、及び無電圧印加の時の流れる電流を測定した。
本発明者らが実験により知見した、本発明のナノダイヤモンド水性分散液の電気的特徴は、「分散液は、電気を通すことができる」と「分散液から電気を流すことができる（分散液は、電気を流し出すことができる）」の二点である。

（１）「分散液は、電気を通すことができる」（電気的特徴１）。
ナノダイヤモンド水性分散液に直流電圧を印加した時の流れる電流を測定した。
（電極は、両極とも炭素棒を用いた。）
結果を図１、図２に示す。
図１は、ナノダイヤモンドの粒度や濃度と印加電圧及び電流の関係の測定結果を示したものである。これにより、分散液に電圧をかけると電流がほぼ直線的に増加することが分かった。
図２は、直流電圧５Ｖを印加した時の、ナノダイヤモンド濃度と電流の関係の測定結果を示したものである。これにより、電流の大きさがナノダイヤモンド濃度に強く依存することが分かる。
（２）「分散液から電気を流すことができる（分散液は、電気を流し出すことができる） 」（電気的特徴２）。
図３は、直流電圧５Ｖをナノダイヤモンド水性分散液に６０分間印加後、印加終了時点からの分散液の放電現象を電圧変化で観測した時の実験結果を示したものである。これにより放電現象が発生する（分散液から電気を流すことができる）ことが分かる（電気的特徴２の１）。
図４は、極にイオン化傾向に差がある金属を用いて疑似ダニエル電池としての実験結果を示したものである。すなわち、正極に銅板、負極に亜鉛板を用い、ナノダイヤモンド水性分散液を満たして、擬似的なダニエル電池を作り、発電時間と電流の関係の測定結果を示したものである（時間軸は、対数軸である）。これにより電気が発生する（分散液から電気を流すことができる）ことが分かる（電気的特徴２の２）。
図５は、炭素棒を二本入れ極とし、ナノダイヤモンド水性分散液（ナノダイヤモンド濃度：２ｗｔ％）の中で、極間に電圧差を測定した実験結果である。これにより、本発明のナノダイヤモンド水性分散液は、同種の導体を極とすることでも電流を流すことができることが分かる（電気化学特性２の３）。

［化粧品と化粧品有効成分］
化粧品（化粧品組成物）は、一般的に、水やブチレングリコール、グリセリン、油類に代表されるベース成分（基剤）と必要に応じた種々の化粧品有効成分（例えば。保湿成分、エモリエント成分、美白成分、抗シワ成分、細胞賦活成分、抗炎症成分、ピーリング成分、紫外線防止成分など）及び界面活性剤、化粧品の品質や安全性を高める安定化成分、香料などから成っている。

本発明で用いられる化粧品有効成分は、正及び又は負電荷を帯びた物質である。
例えば、代表的な美白成分であるマイナスイオンを含んだＬ−アスコルビン酸及びその誘導体や溶液のｐＨにかかわらず電荷を持つアミノ酸、酸化物の形で負電荷のミネラル（第１４〜第１６族、１７族）や酸性で負電荷の物質、またプラスイオン化したミネラル（第１族〜第１２族）や、塩基性で正電荷の物質などが挙げられる。

本発明は、上記に例示したような電荷を帯びた化粧品有効成分の少なくとも一つを、表面に電荷を有するナノダイヤモンドの水性分散液に配合したことで、有効成分をナノダイヤモンド粒子個々に電気的に結合させ、ナノダイヤモンドのナノ粒子効果で皮膚最外殻層の角層バリア機能を回避し、真皮まで化粧品有効成分を安全簡便かつ効果的に浸透・搬送することができることを特徴とするものである。
本発明の化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液でのナノダイヤモンドの量は、配合される化粧品有効成分に対して、ナノダイヤモンドが重量比で０．００００１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％である。有効成分の電荷の強さに応じて適宜調整できる。
本発明の不純物成分の少ないナノダイヤモンドの水性分散液は、ナノダイヤモンドの表面特性がより効果的に発現するので、ナノダイヤモンドの量がより少量でも効果を奏する。

本発明の化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液を含有する化粧品組成物は、水性組成物、油性組成物、エマルジョン組成物など一般に用いられるいずれの形態のものであって良い。
例えば、水性組成物としては、化粧水、美容液、水性ジェル等が挙げられ、油性組成物としては、クレンジングオイル、油性ジェル等が挙げられる。また、エマルジョン組成物としては、クリーム、乳液、サンスクリ−ン等が例示され、エマルジョンの形態としては、 Ｏ／Ｗ、Ｗ／Ｏ、多層エマルジョン（Ｏ／Ｗ／Ｏ、Ｗ／Ｏ／Ｗ）などが挙げられる。

以下に、実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、当該実施例の内容により本発明の技術的範囲が限定解釈されるものではない。

［浸透、搬送液の製造］
ナノダイヤモンド（粒子サイズ１０ナノメートル）０．００１ｗｔ％の水分散液に美白成分であるマイナスイオンを含んだＬ−アスコルビン酸を配合して、ナノダイヤモンドがＬ−アスコルビン酸に対して重量比で０．０１ｗｔ％となるように浸透、搬送液を調整した。

［化粧品組成物：化粧水の製造］
下記の配合で、常法により化粧水を製造した。
実施例１の浸透、搬送液 ３０．０％
フェノキシエタノール ０．４％
プロピレングリコール １０．０％
ポリアクリル酸ソーダ ３．０％
カラギナン ０．０１％
キサンタンガム ０．０１％
１，３−ブチレングリコ−ル ２０．０％
ヒマシ油 ５．０％
ペラベン ０．１％
水 残部

本発明は、爆轟法ナノダイヤモンド粒子が本来の粒子形状になるにつれて粒子表面に電荷を発現するという現象に基づき、該表面に電荷を有するナノダイヤモンドの水性分散液に、電荷を帯びた化粧品有効成分の少なくとも一つを配合したことで、有効成分をナノダイヤモンド粒子個々に電気的結合させ、特別な化学的浸透促進剤やイオン導入機等を使用することなく、ナノダイヤモンドのナノ粒子効果で皮膚最外殼層の角層バリア機能を回避し、真皮まで化粧品有効成分を安全簡便かつ効果的に浸透・搬送することができる浸透、搬送液を提供するものである。
さらに、本発明は、この浸透、搬送分散液を化粧品組成物に含有させることで、化粧品有効成分を安全簡便かつ効果的に皮膚組織に浸透させることができる化粧品組成物を提供するものである。
このように、特別な化学的浸透促進剤やイオン導入機等を使用することなく、ナノ粒子効果で安全簡便に、化粧品有効成分を皮膚組織に浸透させることができるということは、生体工学にとって大きな進歩と考えられ、本発明の産業上の利用可能性は大きい。

Claims (7)

1. 表面に電荷を有するナノダイヤモンドの水性分散液に、電荷を帯びた化粧品有効成分の少なくとも一つを配合したことを特徴とする、化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液。
2. 表面の電荷が少なくとも部分的に正電荷及び負電荷である、請求項１に記載の化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液。
3. ナノダイヤモンドが１〜５０ナノメートルの粒子サイズを有するものである、請求項１又は請求項２に記載の化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液。
4. ナノダイヤモンドの水性分散液は、電気を通し、電気を流し出すという電気的特徴を有するものである、請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液。
5. ナノダイヤモンドの水性分散液は、電気精製を施して、ナノダイヤモンド製造時由来の不純物である金属及び金属元素を含む化合物を取り除いた分散液である、請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載の化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液。
6. 配合される化粧品有効成分に対して、ナノダイヤモンが重量比で０．００００１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％である、請求項１〜請求項５のいずれか一つに記載の化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一つに記載の化粧品有効成分の皮膚組織への浸透、搬送液を含有することを特徴とする化粧品組成物。