JP2023149514A - 皮膚外用剤 - Google Patents
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Abstract
Description
(第1の態様)
ワセリンとセルロースパウダーを含み、
前記セルロースパウダーは、平均繊維径1~1000nmの微細繊維状セルロースが凝集されてなり、平均粒子径が1~500μmであり、ゆるめ嵩密度が0.1~300mg/cm3となるものであり、
B型粘度が35℃、回転数3rpmの測定条件で50000~200000mPa・sである、
ことを特徴とする皮膚外用剤。
(第2の態様)
固化する温度が36℃以下である、
第1の態様の皮膚外用剤。
前記ワセリンが白色ワセリンである、
第1の態様の皮膚外用剤。
前記セルロースパウダーが0.1~10質量%含まれる、
第1の態様の皮膚外用剤。
前記セルロースパウダーの水分率が0.1~30%である、
第1の態様の皮膚外用剤。
前記セルロースパウダーは、比表面積が0.1~1000m2/gとなるものである、
第1の態様の皮膚外用剤。
前記セルロースパウダーは、無機微粒子が担持されたものである、
第1の態様の皮膚外用剤。
前記セルロースパウダーが白色又は淡黄色である、
第1の態様の皮膚外用剤。
添加剤が含まれ、
前記添加剤が保水性高分子又は多価アルコールである、
第1の態様の皮膚外用剤。
前記セルロースパウダーが多孔質である、
第1の態様の皮膚外用剤。
微細繊維状セルロースは、原料パルプを解繊(微細化)することで得ることができ、化学処理、機械処理等公知の処理手法で製造することができる。
微細繊維状セルロースの平均繊維径(平均繊維幅。単繊維の直径平均。)の上限は1000nmであり、好ましくは500nm以下、より好ましくは100nm以下、特に好ましくは50nm以下である。微細繊維状セルロースの平均繊維径が1000nmを超えると、形成されたセルロースパウダーが比表面積の相対的に小さいもの、すなわち多孔質形状に乏しいものとなる。微細繊維状セルロースの平均繊維径の下限は1nmであり、好ましくは2nm以上、より好ましくは3nm以上である。微細繊維状セルロースの平均繊維径が1nm未満だと、分散液としたときに高粘度となるので、セルロースパウダーの製造が困難になるおそれがある。
まず、固形分濃度0.01~0.1質量%の微細繊維状セルロースの水分散液100mlをテフロン(登録商標)製メンブレンフィルターでろ過し、エタノール100mlで1回、t-ブタノール20mlで3回溶媒置換する。次に、凍結乾燥し、オスミウムコーティングして試料とする。この試料について、構成する繊維の幅に応じて3,000倍~30,000倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡SEM画像による観察を行う。具体的には、観察画像に二本の対角線を引き、対角線の交点を通過する直線を任意に三本引く。さらに、この三本の直線と交錯する合計100本の繊維の幅を目視で計測する。そして、計測値の中位径を平均繊維径とする。
微細繊維状セルロースの平均繊維長(単繊維の長さの平均)は、例えば、好ましくは0.01~1000μm、より好ましくは0.03~500μmとするとよい。当該平均繊維長が1000μmを超えると、微細繊維状セルロースの乾燥時に繊維同士が絡み合い易く、油系分散媒に分散させたときにほどけにくくなる。また、微細繊維状セルロースに他の物質を担持させ易くなり、当該他の物質の機能性が備わったセルロースパウダーとなる。当該平均繊維長が0.01μm未満だと、絡み合いの乏しいセルロースパウダーとなる。
微細繊維状セルロースの軸比は、好ましくは10~1000000、より好ましくは30~5000000である。軸比が10を下回ると、ワセリンに含有させたセルロースパウダーが分散しやすくなるものの、軸比が短いためにネットワークが形成しにくく、テカリの抑制が困難になる。他方、軸比が1000000を上回ると、平均粒子径が極端に大きなセルロースパウダーとなってしまい、皮膚外用剤を皮膚に塗布する際、ゴロゴロする感覚(異物感)を覚えるおそれがある。
微細繊維状セルロースの結晶化度は、下限が50以上であるとよく、より好ましくは60以上、特に好ましくは70以上であり、上限が100以下であるとよく、より好ましくは95以下、特に好ましくは90以下である。同結晶化度が50未満であると、乾燥時の温度変化などの影響により、繊維の絡み合いが弱くなり、他の物質の保持力が弱くなり、所望の粒子径のセルロースパウダーを形成し難い。
微細繊維状セルロースの擬似粒度分布曲線におけるピーク値は、1つのピークであるのが好ましい。1つのピークである場合、微細繊維状セルロースの繊維長及び繊維径の均一性が高く、セルロースパウダーを製造する際に微細繊維状セルロース相互の絡み合いが容易に生じるので、セルロースパウダーがワセリン中でほどけにくいものとなる。また、粒子径の統計的ばらつきが小さいセルロースパウダーとなる。無機微粒子が担持されたセルロースパウダーの形態であれば、セルロースパウダーがワセリン中において十分に分散され、かつ入射光を拡散反射するので、皮膚外用剤を塗布した皮膚がテカリの少ないものとなる。
微細繊維状セルロースの保水度は、特に限定されないが、例えば未変性の微細繊維状セルロースであれば、500%以下、より好ましくは100~500%である。同保水度が500%を上回ると、微細繊維状セルロース自体の保水力が高く脱水性に乏しいので、乾燥過程を経て製造したとしても、乾燥時間が長くなり生産性が悪くなる。微細繊維状セルロースの保水度の下限は特に限定されないが、100%以上だと、微細繊維状セルロース同士の結合力が働き、セルロースパウダーの形状を保持しやすい。
解繊した微細繊維状セルロースのパルプ粘度は、1~10mPa・s、より好ましくは2~9mPa・s、特に好ましくは3~8mPa・sである。パルプ粘度は、セルロースを銅エチレンジアミン液に溶解させた後の溶解液の粘度であり、パルプ粘度が大きいほどセルロースの重合度が大きいことを示しており、繊維そのものの強さにも影響する。
ワセリンによる皮膚乾燥を防ぐ効果(エモリエント効果)以外にも、乾燥過程を経て製造したセルロースパウダーのワセリンへの分散性を向上させる目的で、添加剤を加えることができる。というのも、セルロースパウダーは、嵩比重がワセリンと比較して小さいため、ワセリン中の上部に偏在してしまう場合がある。セルロースパウダーに添加剤を加えておけば、セルロースパウダーにおけるセルロース分子の極性がマスキングされ、セルロースパウダーがワセリン中に分散し易くなる。また、本形態のセルロースパウダーは親水性であるので、親水性材料である当該添加剤を皮膚外用剤に加えることでセルロースパウダーの分散性が向上し、ベタツキ具合が悪化することはなくテカリの抑制効果は維持される。添加剤としては、多価アルコール、多糖類、保水性高分子からなる群から1種又は2種以上選択したものを用いることができる。添加剤の配合比(=添加剤:微細繊維状セルロース)は、固形分基準で1:99~50:50、好ましくは50:50にするとよい。微細繊維状セルロースに対する添加剤の配合比が多いと、ベタツキのある乾燥物(セルロースパウダー)となり、本発明のセルロースパウダーの軽量感が失われ、ハンドリング性が悪化する。一方で同配合比が少なすぎると、上記分散効果が悪化する可能性がある。
セルロースパウダーには無機微粒子が含有されていてもよい。無機微粒子はさまざまな機能をセルロースパウダーに付与することができるが、例えば金属系の無機微粒子を付与することで入射光を拡散反射する効果が期待できる。無機微粒子を含むセルロースパウダーを有する皮膚外用剤は、入射光を拡散反射するので塗布部のテカリが抑制される。
本実施形態のセルロースパウダーは、微細繊維状セルロースが乾燥して形成されたものであるが、微視的に見ると、微細繊維状セルロースが単体のまま乾燥して凝集(たとえて言うと、一本の糸が糸内で絡み合うこと)し形成されたものもあれば、微細繊維状セルロースが複数、乾燥時に凝集して凝集塊となったものもある。微細繊維状セルロースは原料パルプから製造されるものであり、乾燥すると繊維に皺が入り縮まるので、形成されるセルロースパウダーは、表現し難いが凹凸のある形状であり、例えば干からびた微細繊維状セルロースが凝集したような形状、金平糖の形状、1枚又は2枚以上の半紙等の用紙をくしゃくしゃにして丸めて形成したような形状となっている。また、セルロースパウダーは、白色、淡黄色、クリーム色、薄橙色又はこれらの色の混合色を呈している。特に白色又は淡黄色のセルロースパウダーであれば、ワセリンに混ぜても、目立たず好ましい。
本実施形態に係るセルロースパウダーは、好ましくは平均粒子径が0.1~1000μmの範囲、より好ましくは平均粒子径が0.1~700μmの範囲、さらに好ましくは平均粒子径が0.1~500μmの範囲となるものである。当該平均粒子径が上記範囲未満でも本発明の効果を発揮するが、取り扱い易さの点では上記範囲の下限以上の平均粒子径であることが望ましい。他方、当該平均粒子径が上記範囲を超えると、セルロースパウダーを充填させたり、分散媒に分散させたりしたときに、粒子間に形成される空隙が大きくなり、所望の濃度に調整しづらくなる。
セルロースパウダーの比表面積は好ましくは0.1m2/g以上、より好ましくは1m2/g以上、さらに好ましくは10m2/g以上であり、同比表面積の上限は特に制限されないが1000m2/gであるとよい。同比表面積が0.1m2/gを下回ると、粒子表面の凹凸がなく、ベタツキやテカリの抑制の点で重要な多孔質上の粒子を得ることが困難となる。他方同比表面積が1000m2/gを上回るものは、粒子の軽量化の点、また再分散性の上では好ましいがその製造が非常に困難である。
セルロースパウダーの水分率は好ましくは30%以下、より好ましくは20%、さらに好ましくは10%以下である。同水分率が30%を超えるセルロースパウダーは、多くの水分が含まれ、皮膚外用剤を長時間放置したときにセルロースパウダーの相とワセリンの相とに分離してしまうおそれがある。
本実施形態に係るセルロースパウダーは、好ましくは固め嵩密度が0.1~400mg/cm3、より好ましくは固め嵩密度が0.1~380mg/cm3、さらに好ましくは固め嵩密度が0.1~350mg/cm3の範囲となるものである。当該固め嵩密度が400mg/cm3を超えるセルロースパウダーは、繊維同士が強固に絡み合った凝集体となっており、分散性に乏しいものとなる。また、分散媒に分散させたとしても、一部自重により次第に沈降し始めることがあり分散性に優れるものとはいえない。当該固め嵩密度が0.1mg/cm3未満のセルロースパウダーは、空気中で粉体が崩壊しやすくハンドリング性に乏しい。
他方、当該ゆるめ高密度が0.1mg/cm3未満のセルロースパウダーは、空気中で粉体が崩壊しやすくハンドリング性に乏しい。
[数1]
(圧縮度(%))=((固め嵩密度)-(ゆるめ嵩密度))/(固め嵩密度)×100
セルロースパウダーの圧縮度については、圧縮度が好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、さらに好ましくは30%であるとよい。ゆるめ嵩密度の測定後に固め嵩密度を測定するために行う圧縮操作を行う過程では、セルロースパウダー間で形成された空隙が解消される(すなわち、セルロースパウダー間に形成される空隙の解消によって容器内でセルロースパウダーが相互に密に充填される)とともに、一部の粒子の崩壊が生じる場合がある。この点、本形態のセルロースパウダーは、圧縮操作過程では、空隙が解消されるのみであり、セルロースパウダー自体の密度の変化が小さく、粒子の崩壊が起こりにくい。本形態のセルロースパウダーが真球度に優れる球状ではなく、(表現をするのが難しいが)凹凸のある粒体、多孔質である粒体であるので、容器に投入して充填すると大小様々な形状の空隙が多数生じる。当該圧縮度が50%を超えるものだと、粒子間の空隙を埋める他、セルロースパウダーの崩壊が示唆されるため、粒子の軽量感が失われるおそれがある。なお、図7に示す、ホットドライによる乾燥方式によって製造されたセルロースパウダーだと、繊維同士が強固に凝集して形成された中実な粒子となっているため、圧縮度の測定における圧縮操作によって、セルロースパウダーが粒子間の空隙を埋めるのみであり、粒子の崩壊そのものが少ない。なお、セルロースパウダー間に形成される空隙とは、概念的には、単位格子に充填された原子間に形成される空隙をイメージすればわかりよい。他方、セルロースパウダーの圧縮度の下限は、特段制限されない(すなわち0%)が、上記の空隙が僅かに発生することを考慮すると例えば1%以上であってもよい。
セルロースパウダーは、セルロースナノファイバー原料として凍結乾燥する手法や減圧乾燥する手法、加熱乾燥する手法(例えば、ホットドライによる乾燥方式)、噴霧乾燥する手法、その他本実施形態のセルロースパウダーの乾燥方法である噴霧式凍結・減圧乾燥による手法によって製造することができるが、特に噴霧式凍結・減圧乾燥による手法を用いると、多孔質のセルロースパウダーを製造することができ好ましい。多孔質であれば、セルロースパウダーに形成される多数の孔に別の物質を担持させる、又は大きな表面積を利用することができる。そうすることで、セルロースにはない性質をセルロースパウダーに付与することができる。
ワセリンとしては、黄色ワセリン、白色ワセリン、プロペト、サンホワイト、バーム(例えば保湿バーム、クレンジングバーム)、クリーム特にリップクリームを例示でき、好ましくは白色ワセリンであるが、これらに限定されない。
本形態の皮膚外用剤においてセルロースパウダーの含有量は、皮膚外用剤のB型粘度が所定の範囲である限り、特に限定されないが、セルロースパウダーが過剰であったり、不足したりすると肌に塗布する際に違和感や強いベタツキを感じるおそれがある。そこで、皮膚外用剤にセルロースパウダーが好ましくは0.1~10質量%、より好ましくは0.2~9質量%、さらに好ましくは0.3~8質量%含まれているとよい。
本形態の皮膚外用剤は、セルロースパウダーがワセリンに良好に分散しているので原則的には界面活性剤が含まれていなくてもよい。しかしながら、長期的に放置すると、セルロースパウダーが偏ってくる場合があるので、界面活性剤を皮膚外用剤の粘度を損なわない範囲で加え、乳化させることができる。乳化させる場合は、公知の分散機(ホモジナイザー等)で分散させて乳化することができる。皮膚外用剤は、界面活性剤が含まれていると、セルロースパウダーとワセリンとの電気的反発が軽減されるものと考えられ、結果的には長期間セルロースパウダーがワセリンに分散した状態が持続する。皮膚外用剤に占める界面活性剤の百分率は、0.1~5質量%、好ましくは0.2~4質量%とするとよい。
<試験例1,2>
実施例を次に示す。試験例1,2は次の通りに製造した。微細繊維状セルロース(大王製紙株式会社製製品「ELLEX(登録商標)-S」)を水に濃度2質量%になるように分散させた分散液を原料として噴霧式凍結造粒装置に供給してセルロースパウダーAを得た。当該微細繊維状セルロースの平均繊維径は50nmである。噴霧式凍結造粒装置に原料を噴霧して凍結処理をして中間体である凍結体を得て、この凍結体を真空乾燥させてセルロースパウダーAを得るに当たり、微細繊維状セルロースをプリス社「凍結造粒チャンバーCS30」を使用して凍結処理し、凍結体を得た後、凍結体が完全に乾燥しきるまでの間、プリス社製、プリス社バレル凍結乾燥ユニット「TFD-10」を使用し、凍結体を揺動しながら乾燥した。
試験例3は、微細繊維状セルロースを加熱乾燥処理してセルロースパウダーとしたものを用いたものであり、次の通りに製造した。濃度2質量%の微細繊維状セルロース(大王製紙株式会社製製品「ELLEX(登録商標)-S」)水分散液をダブルドラムドライヤー(ジョンソンボイラー社の「ジョンミルダーJM-T型」)にて、ドラム回転数3rpm、ドラム表面温度135℃で乾燥させて乾燥体を得て、当該乾燥体に対して粉砕加工を行い、セルロースパウダーBを得た。セルロースパウダーの平均粒子径は238.8μmであった。
試験例4は次の通りに製造した。濃度2質量%の微細繊維状セルロース(大王製紙株式会社製製品「ELLEX(登録商標)-S」)水分散液を噴霧式乾燥機(プリス社「TR-160」)を用いて噴霧乾燥させて、セルロースパウダーCを得た。セルロースパウダーCの平均粒子径は10.1μmであった。
参考例として、セルロースパウダーAを加えていない白色ワセリンを用意し、参考例1とした。
前述の試験例及び参考例各々について、B型粘度を測定した。セルロースパウダーと白色ワセリンの混合割合、及びB型粘度の測定結果を表2に示した。B型粘度の測定条件は回転数3rpm、35℃とした。
調製した試験例及び参考例を用いて官能試験を行った。官能試験の内容は次に示すとおりである。被験者は、試験例及び参考例を自身の肌に塗布し、その時の各項目について評価した。具体的には異物感、ベタツキ、テカリについては1,2又は3点のいずれかで評価した。使用感は、試験例1~4について1位~4位の順位を付けることで評価した。被験者は、男性13名、女性31名であった。
異物感については、参考例1と差がない場合を3点、やや気になる場合を2点、痛い・気になるを1点として評価してもらった。
ベタツキについては、参考例1よりべたつかない場合を3点、参考例と変わらない場合を2点、参考例よりもべたつく・悪い場合を1点として評価してもらった。
テカリについては、参考例1よりもテカらない場合を3点、参考例と変わらない場合を2点、参考例よりもテカる・悪い場合を1点として評価してもらった。
使用感については、試験例1~4を1位~4位(1位が最も使用感に優れ、4位が最も使用感に劣るとして)の順に並べて評価してもらった。1位が1点、2位が2点、3位が3点、4位が4点である。
評価結果を表3に示す。表3に示す点数は、被験者全員の評価を平均したものである平均点である。
試験例及び参考例について皮膚塗布試験を行った。皮膚塗布試験は、人工皮膚(ビューラックス社製品「バイオスキンプレートH077-002 296mm×213mm×5mm」を縦10cm、横5cmにカットしたもの)に試験例1~4及び参考例1のいずれかを1gとり、同じ面積になるようにムラなく塗布し、5分後に観察した。結果を図10に示す。
上記明細書中に示すJISやTAPPIその他の試験、測定方法は特段断りがない場合は、室温、特に25℃、大気圧中、特に1atmで行っている。
11a セルロースパウダーの孔
12 セルロースパウダー
12a セルロースパウダーの孔
Claims (10)
- ワセリンとセルロースパウダーを含み、
前記セルロースパウダーは、平均繊維径1~1000nmの微細繊維状セルロースが凝集されてなり、平均粒子径が1~500μmであり、ゆるめ嵩密度が0.1~300mg/cm3となるものであり、
B型粘度が35℃、回転数3rpmの測定条件で50000~200000mPa・sである、
ことを特徴とする皮膚外用剤。 - 固化する温度が36~60℃である、
請求項1記載の皮膚外用剤。 - 前記ワセリンが白色ワセリンである、
請求項1記載の皮膚外用剤。 - 前記セルロースパウダーが0.1~10質量%含まれる、
請求項1記載の皮膚外用剤。 - 前記セルロースパウダーの水分率が0.1~30%である、
請求項1記載の皮膚外用剤。 - 前記セルロースパウダーは、比表面積が0.1~1000m2/gとなるものである、
請求項1記載の皮膚外用剤。 - 前記セルロースパウダーは、無機微粒子が担持されたものである、
請求項1記載の皮膚外用剤。 - 前記セルロースパウダーが白色又は淡黄色である、
請求項1記載の皮膚外用剤。 - 添加剤が含まれ、
前記添加剤が保水性高分子又は多価アルコールである、
請求項1記載の皮膚外用剤。 - 前記セルロースパウダーが多孔質である、
請求項1記載の皮膚外用剤。
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