JP5262560B2 - 化粧料及び化粧料の製造方法 - Google Patents
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本発明は、紫外線吸収特性を有する化粧料及び該化粧料の製造方法に関するものである。
従来から、紫外線吸収特性を持たせることを目的として化粧品に対して微粒子酸化チタンを配合する場合がある。
酸化チタンは、非特許文献１に示すように、紫外線領域の光を吸収する特性を有しており、特に中波長紫外線（３２０〜２９０ｎｍ）に対して優れた吸収特性を有している。
したがって、微粒子酸化チタンが配合された化粧品を用いて化粧を行うことによって、皮膚に到達する紫外線量を減少させ、紫外線によって生じる皮膚変化を抑制することが可能となる。
横須賀 勇太 他５名、信州大学工学部、信州大学教育学部、ミヤマ株式会社、「窒素ドープ酸化チタン光触媒の簡易調製と可視光活性」、信州大学環境科学年報 ２９号、２００７年
酸化チタンは、非特許文献１に示すように、紫外線領域の光を吸収する特性を有しており、特に中波長紫外線（３２０〜２９０ｎｍ）に対して優れた吸収特性を有している。
したがって、微粒子酸化チタンが配合された化粧品を用いて化粧を行うことによって、皮膚に到達する紫外線量を減少させ、紫外線によって生じる皮膚変化を抑制することが可能となる。
横須賀 勇太 他５名、信州大学工学部、信州大学教育学部、ミヤマ株式会社、「窒素ドープ酸化チタン光触媒の簡易調製と可視光活性」、信州大学環境科学年報 ２９号、２００７年
しかしながら、非特許文献１から分かるように酸化チタンは、３２０ｎｍよりも長波長側において吸収特性が急激に低下する。このため、酸化チタンでは長波長紫外線（４００〜３２０ｎｍ）を十分に吸収することができない。
したがって、従来の微粒子酸化チタンが配合された化粧品では、長波長紫外線が皮膚に到達することを十分に抑制することができなかった。
したがって、従来の微粒子酸化チタンが配合された化粧品では、長波長紫外線が皮膚に到達することを十分に抑制することができなかった。
また、紫外線よりも長波長の光である可視光であっても、曝される時間が長い場合には、紫外線に曝された場合と同様の皮膚変化を生じる虞がある。
しかしながら、酸化チタンは、４００ｎｍよりも長波長側の光に対する吸収特性はゼロに近い。このため、従来の微粒子酸化チタンが配合された化粧品では、可視光を吸収することができなった。
しかしながら、酸化チタンは、４００ｎｍよりも長波長側の光に対する吸収特性はゼロに近い。このため、従来の微粒子酸化チタンが配合された化粧品では、可視光を吸収することができなった。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、微粒子酸化チタンが紫外線吸収材料として配合された化粧料よりも長波長紫外線及び可視光に対して優れた吸収特性を発揮する化粧料及び該化粧料の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
第１の発明は、紫外線吸収特性を有する化粧料であって、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部がＦｅ及びＺｎの少なくともいずれかの元素にて置換された紫外線吸収材料が配合されているという構成を採用する。
第２の発明は、上記第１の発明において、上記ＩｎＴａＯ４のうち１０原子％のＩｎが上記Ｆｅによって置換されているという構成を採用する。
第３の発明は、上記第１の発明において、上記ＩｎＴａＯ４のうち５原子％のＩｎが上記Ｆｅによって置換され、さらに５原子％のＩｎがＺｎによって置換されているという構成を採用する。
第４の発明は、上記第１の発明において、上記ＩｎＴａＯ４のうち１０原子％のＩｎが上記Ｚｎによって置換されているという構成を採用する。
第５の発明は、上記第１の発明において、上記ＩｎＴａＯ４のうち５原子％のＩｎが上記Ｚｎによって置換され、さらに５原子％のＩｎがＮｉによって置換されているという構成を採用する。
第６の発明は、紫外線吸収特性を有する化粧料の製造方法であって、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部をＦｅ及びＺｎの少なくともいずれかの元素にて置換して紫外線吸収材料を生成する工程と、上記紫外線吸収材料を他の材料と配合して化粧料とする工程とを有するという構成を採用する。
第７の発明は、上記第６の発明において、上記ＩｎＴａＯ４のうち１０原子％のＩｎを上記Ｆｅによって置換するという構成を採用する。
第８の発明は、上記第６の発明において、上記ＩｎＴａＯ４のうち５原子％のＩｎを上記Ｆｅによって置換し、さらに５原子％のＩｎをＺｎによって置換するという構成を採用する。
第９の発明は、上記第６の発明において、上記ＩｎＴａＯ４のうち１０原子％のＩｎを上記Ｚｎによって置換するという構成を採用する。
第１０の発明は、上記第６の発明において、上記ＩｎＴａＯ４のうち５原子％のＩｎを上記Ｚｎによって置換し、さらに５原子％のＩｎをＮｉによって置換するという構成を採用する。
本発明によれば、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部がＦｅ及びＺｎの少なくともいずれかの元素にて置換された紫外線吸収材料が配合された化粧料となる。あるいは、本発明によれば、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部がＦｅ及びＺｎの少なくともいずれかの元素にて置換された紫外線吸収材料を含む化粧料が製造される。
ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部がＦｅ及びＺｎの少なくともいずれかの元素にて置換された紫外線吸収材料は、酸化チタンよりも長波長紫外線及び可視光に対して優れた吸収特性を有している。
したがって、本発明は、微粒子酸化チタンが紫外線吸収材料として配合された化粧料よりも長波長紫外線及び可視光に対して優れた吸収特性を発揮する化粧料となる、あるいは、このような長波長紫外線及び可視光に対して優れた吸収特性を発揮する化粧料を製造することができる。
ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部がＦｅ及びＺｎの少なくともいずれかの元素にて置換された紫外線吸収材料は、酸化チタンよりも長波長紫外線及び可視光に対して優れた吸収特性を有している。
したがって、本発明は、微粒子酸化チタンが紫外線吸収材料として配合された化粧料よりも長波長紫外線及び可視光に対して優れた吸収特性を発揮する化粧料となる、あるいは、このような長波長紫外線及び可視光に対して優れた吸収特性を発揮する化粧料を製造することができる。
以下、本発明に係る化粧料及び化粧料の製造方法の一実施形態について説明する。
（化粧料）
本実施形態の化粧料は、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部がＦｅ及びＺｎの少なくともいずれかの元素にて置換された紫外線吸収材料を微粉末として配合されたものである。
具体的には、本実施形態の化粧料は、紫外線吸収材料として、ＩｎＴａＯ４のうち１０原子％のＩｎがＦｅによって置換されている第１の紫外線吸収材料、ＩｎＴａＯ４のうち５原子％のＩｎがＦｅによって置換され、さらに５原子％のＩｎがＺｎによって置換されている第２の紫外線吸収材料、ＩｎＴａＯ４のうち１０原子％のＩｎがＺｎによって置換されている第３の紫外線吸収材料、あるいは、ＩｎＴａＯ４のうち５原子％のＩｎがＺｎによって置換され、さらに５原子％のＩｎがＮｉによって置換されている第４の紫外線吸収材料が微粉末化されて配合されている。
また、本実施形態の化粧料には、これらの第１の紫外線吸収材料、第２の紫外線吸収材料、第３の紫外線吸収材料、及び第４の紫外線吸収材料のうち、複数種類が配合されていても良い。
本実施形態の化粧料は、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部がＦｅ及びＺｎの少なくともいずれかの元素にて置換された紫外線吸収材料を微粉末として配合されたものである。
具体的には、本実施形態の化粧料は、紫外線吸収材料として、ＩｎＴａＯ４のうち１０原子％のＩｎがＦｅによって置換されている第１の紫外線吸収材料、ＩｎＴａＯ４のうち５原子％のＩｎがＦｅによって置換され、さらに５原子％のＩｎがＺｎによって置換されている第２の紫外線吸収材料、ＩｎＴａＯ４のうち１０原子％のＩｎがＺｎによって置換されている第３の紫外線吸収材料、あるいは、ＩｎＴａＯ４のうち５原子％のＩｎがＺｎによって置換され、さらに５原子％のＩｎがＮｉによって置換されている第４の紫外線吸収材料が微粉末化されて配合されている。
また、本実施形態の化粧料には、これらの第１の紫外線吸収材料、第２の紫外線吸収材料、第３の紫外線吸収材料、及び第４の紫外線吸収材料のうち、複数種類が配合されていても良い。
図１は、第１の紫外線吸収材料、第２の紫外線吸収材料、第３の紫外線吸収材料、及び第４の紫外線吸収材料の吸光度と、酸化チタン（ＡＮＡＴＡＳＥ（＋ＲＵＴＩＬＥ））の吸光度とを比較するための図ある。
なお、図１において、縦軸が吸光度を示し、横軸が波長を示し、グラフＡが第１の紫外線吸収材料の吸光度を示し、グラフＢが第２の紫外線吸収材料の吸光度を示し、グラフＣが第３の紫外線吸収材料の吸光度を示し、グラフＤが第４の紫外線吸収材料の吸光度を示す、グラフＸが酸化チタンの吸光度を示している。
なお、図１において、縦軸が吸光度を示し、横軸が波長を示し、グラフＡが第１の紫外線吸収材料の吸光度を示し、グラフＢが第２の紫外線吸収材料の吸光度を示し、グラフＣが第３の紫外線吸収材料の吸光度を示し、グラフＤが第４の紫外線吸収材料の吸光度を示す、グラフＸが酸化チタンの吸光度を示している。
そして、図１から、第１の紫外線吸収材料（ＩｎＴａＯ４のうち１０原子％のＩｎがＦｅによって置換された紫外線吸収材料）は、酸化チタンよりも、３２０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で吸光度が高いことが分かる。
また、第２の紫外線吸収材料（ＩｎＴａＯ４のうち５原子％のＩｎがＦｅによって置換され、さらに５原子％のＩｎがＺｎによって置換された紫外線吸収材料）は、酸化チタンよりも、３５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で吸光度が高いことが分かる。
また、第３の紫外線吸収材料（ＩｎＴａＯ４のうち１０原子％のＩｎがＺｎによって置換された紫外線吸収材料）は、酸化チタンよりも、４００ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲で吸光度が高いことが分かる。
また、第４の紫外線吸収材料（ＩｎＴａＯ４のうち５原子％のＩｎがＺｎによって置換され、さらに５原子％のＩｎがＮｉによって置換された紫外線吸収材料）は、酸化チタンよりも、４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で吸光度が高いことが分かる。
また、第２の紫外線吸収材料（ＩｎＴａＯ４のうち５原子％のＩｎがＦｅによって置換され、さらに５原子％のＩｎがＺｎによって置換された紫外線吸収材料）は、酸化チタンよりも、３５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で吸光度が高いことが分かる。
また、第３の紫外線吸収材料（ＩｎＴａＯ４のうち１０原子％のＩｎがＺｎによって置換された紫外線吸収材料）は、酸化チタンよりも、４００ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲で吸光度が高いことが分かる。
また、第４の紫外線吸収材料（ＩｎＴａＯ４のうち５原子％のＩｎがＺｎによって置換され、さらに５原子％のＩｎがＮｉによって置換された紫外線吸収材料）は、酸化チタンよりも、４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で吸光度が高いことが分かる。
このようにＩｎＴａＯ４の少なくとも一部がＦｅ及びＺｎの少なくともいずれかの元素にて置換された紫外線吸収材料は、酸化チタンよりも長波長紫外線及び可視光に対して優れた吸収特性を有している。
したがって、上記紫外線吸収材料が配合された化粧料、すなわち本実施形態の化粧料は、酸化チタンのみを紫外線吸収材料として配合された化粧料よりも、長波長紫外線及び可視光に対して優れた吸収特性を発揮することができる。
したがって、上記紫外線吸収材料が配合された化粧料、すなわち本実施形態の化粧料は、酸化チタンのみを紫外線吸収材料として配合された化粧料よりも、長波長紫外線及び可視光に対して優れた吸収特性を発揮することができる。
なお、例えば、第３の紫外線吸収材料及び第４の紫外線吸収材料は、第１の紫外線吸収材料、第２の紫外線吸収材料及び酸化チタンに対して、２００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲における吸光度が高くない。このため、本実施形態の化粧料に、第３の紫外線吸収材料あるいは第４の紫外線吸収材料を配合する場合には、同時に第１の紫外線吸収材料、第２の紫外線吸収材料及び酸化チタンのいずれかあるいは複数も合わせて配合することが好ましい。
また、例えば、第１の紫外線吸収材料あるいは第２の紫外線吸収材料を配合する場合に、同時に酸化チタンを配合しても良い。
また、例えば、第１の紫外線吸収材料あるいは第２の紫外線吸収材料を配合する場合に、同時に酸化チタンを配合しても良い。
なお、本実施形態の化粧料に含まれる紫外線吸収材料を除く他の成分は、化粧料の用途によって異なる。
例えば、本実施形態の化粧料が乳液として用いられる場合には、紫外線吸収材料を５重量％を含有し、他の成分を、セタノール（１重量％）、スクワラン（２重量％）、ホホバ油（４重量％）、パラメトキシ桂皮酸オクチル（４重量％）、ポリオキシエチレン（１０）硬化ヒマシ油（１重量％）、モノステアリン酸ソルビタン（１重量％）、ブチルパラベン（０．１重量％）、メチルパラベン（０．１重量％）、エタノール（３重量％）、グリセリン（４重量％）、香料（０．０５重量％）、及び精製水（残量）とする。
また、本実施形態の化粧料がクリームとして用いられる場合には、紫外線吸収材料を７重量％含有し、他の成分をセタノール（１重量％）、ステアリン酸（２重量％）、コレステロール（１重量％）、スクワラン（５重量％）、ホホバ油（４重量％）、パラメトキシ桂皮酸オクチル（４重量％）、ポリオキシエチレン（４０）硬化ヒマシ油（１重量％）、モノステアリン酸ソルビタン（２重量％）、ブチルパラベン（０．１重量％）、メチルパラベン（０．１重量％）、エタノール（３重量％）、グリセリン（１０重量％）、牛胎盤抽出液（１重量％）、香料（０．０５重量％）、及び精製水（材料）とする。
例えば、本実施形態の化粧料が乳液として用いられる場合には、紫外線吸収材料を５重量％を含有し、他の成分を、セタノール（１重量％）、スクワラン（２重量％）、ホホバ油（４重量％）、パラメトキシ桂皮酸オクチル（４重量％）、ポリオキシエチレン（１０）硬化ヒマシ油（１重量％）、モノステアリン酸ソルビタン（１重量％）、ブチルパラベン（０．１重量％）、メチルパラベン（０．１重量％）、エタノール（３重量％）、グリセリン（４重量％）、香料（０．０５重量％）、及び精製水（残量）とする。
また、本実施形態の化粧料がクリームとして用いられる場合には、紫外線吸収材料を７重量％含有し、他の成分をセタノール（１重量％）、ステアリン酸（２重量％）、コレステロール（１重量％）、スクワラン（５重量％）、ホホバ油（４重量％）、パラメトキシ桂皮酸オクチル（４重量％）、ポリオキシエチレン（４０）硬化ヒマシ油（１重量％）、モノステアリン酸ソルビタン（２重量％）、ブチルパラベン（０．１重量％）、メチルパラベン（０．１重量％）、エタノール（３重量％）、グリセリン（１０重量％）、牛胎盤抽出液（１重量％）、香料（０．０５重量％）、及び精製水（材料）とする。
（化粧料の製造方法）
次に、本実施形態の化粧料の製造方法について説明する。
図２に示すように、本実施形態の化粧料の製造方法は、紫外線吸収材料生成工程Ｓ１と、配合工程Ｓ２とを有している。
次に、本実施形態の化粧料の製造方法について説明する。
図２に示すように、本実施形態の化粧料の製造方法は、紫外線吸収材料生成工程Ｓ１と、配合工程Ｓ２とを有している。
紫外線吸収材料生成工程Ｓ１は、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部をＦｅ及びＺｎの少なくともいずれかの元素にて置換して紫外線吸収材料を生成する工程である。
具体的には、例えば一般的な固相反応法を用いて紫外線吸収材料を生成する。すなわち、原料となる各金属成分を紫外線吸収材料の組成比率で混合し、空気中常気圧下で焼成することによって紫外線吸収材料を生成する。
なお、例えば、金属アルコキシドや金属塩を原料とした各種ゾルゲル法や錯体重合法を用いて紫外線吸収材料を生成することもできる。
具体的には、例えば一般的な固相反応法を用いて紫外線吸収材料を生成する。すなわち、原料となる各金属成分を紫外線吸収材料の組成比率で混合し、空気中常気圧下で焼成することによって紫外線吸収材料を生成する。
なお、例えば、金属アルコキシドや金属塩を原料とした各種ゾルゲル法や錯体重合法を用いて紫外線吸収材料を生成することもできる。
配合工程Ｓ２は、紫外線吸収材料を他の材料と配合して化粧料とする工程である。
具体的には、本実施形態の化粧料の用途（例えば乳液として用いる場合やクリームとして用いる場合）に応じて、上述のような他の成分比率を達成するように他の材料と紫外線吸収材料とを配合する。
具体的には、本実施形態の化粧料の用途（例えば乳液として用いる場合やクリームとして用いる場合）に応じて、上述のような他の成分比率を達成するように他の材料と紫外線吸収材料とを配合する。
これらの工程によって本実施形態の化粧料が製造される。
つまり、本実施形態の化粧料の製造方法によれば、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部がＦｅ及びＺｎの少なくともいずれかの元素にて置換された紫外線吸収材料を含む化粧料が製造される。
したがって、本実施形態の化粧料の製造方法によれば、長波長紫外線及び可視光に対して優れた吸収特性を発揮する化粧料を製造することができる。
つまり、本実施形態の化粧料の製造方法によれば、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部がＦｅ及びＺｎの少なくともいずれかの元素にて置換された紫外線吸収材料を含む化粧料が製造される。
したがって、本実施形態の化粧料の製造方法によれば、長波長紫外線及び可視光に対して優れた吸収特性を発揮する化粧料を製造することができる。
（元素の選定方法）
なお、上記実施形態においては、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部と置換する元素として、Ｆｅ、Ｚｎ及びＮｉが登場する。これらの元素は、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部と置換可能なものであり、さらに置換後の物質が紫外線吸収特性を発揮するものである。
地球上に存在する全ての元素がＩｎＴａＯ４の少なくとも一部と置換するわけではない。また、置換可能な元素が置換された物質の全てが紫外線吸収特性を発揮するわけではない。
このため、地球上に存在する元素の中から、Ｆｅ、Ｚｎ及びＮｉのように、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部と置換可能なものであり、さらに置換後の物質が紫外線吸収特性を発揮するものを最初に選定する必要がある。
全て実験を行うことにより元素を選定することも可能であるが、時間及び費用の関係から困難を伴う。そこで、以下に第１原理計算を用いることによって、短時間でかつ低費用にて元素の選定を行う方法について説明する。
なお、上記実施形態においては、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部と置換する元素として、Ｆｅ、Ｚｎ及びＮｉが登場する。これらの元素は、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部と置換可能なものであり、さらに置換後の物質が紫外線吸収特性を発揮するものである。
地球上に存在する全ての元素がＩｎＴａＯ４の少なくとも一部と置換するわけではない。また、置換可能な元素が置換された物質の全てが紫外線吸収特性を発揮するわけではない。
このため、地球上に存在する元素の中から、Ｆｅ、Ｚｎ及びＮｉのように、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部と置換可能なものであり、さらに置換後の物質が紫外線吸収特性を発揮するものを最初に選定する必要がある。
全て実験を行うことにより元素を選定することも可能であるが、時間及び費用の関係から困難を伴う。そこで、以下に第１原理計算を用いることによって、短時間でかつ低費用にて元素の選定を行う方法について説明する。
この元素の選定方法は、第１原理計算を用いて地球上に存在する元素の中からＩｎＴａＯ４の少なくとも一部と置換可能な元素を選定する第１工程と、第１原理計算を用いて該第１工程にて選定された元素にて置換された後の物質の紫外線吸収特性を調べる第２工程とを有する。
そして、第１工程では、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部が各元素で置換されたと想定し、置換後の物質の結合エネルギを第１原理計算に基づいて算出し、算出した結合エネルギが出発材料であるＩｎＴａＯ４の結合エネルギと同等もしくは高い場合には、安定物質であるため、当該物質に用いられた元素をＩｎＴａＯ４の少なくとも一部と置換可能な元素として選定する。
また、第２工程では、第１工程で選定された元素にてＩｎＴａＯ４の少なくとも一部が置換されることによって生成される物質の紫外線吸収特性を酸化チタンの紫外線吸収特性と比較し、当該酸化チタンよりも優れた紫外線吸収特性を発揮する物質に用いられた元素を置換後の物質が紫外線吸収特性を発揮する元素として選定する。
そして、第１工程では、ＩｎＴａＯ４の少なくとも一部が各元素で置換されたと想定し、置換後の物質の結合エネルギを第１原理計算に基づいて算出し、算出した結合エネルギが出発材料であるＩｎＴａＯ４の結合エネルギと同等もしくは高い場合には、安定物質であるため、当該物質に用いられた元素をＩｎＴａＯ４の少なくとも一部と置換可能な元素として選定する。
また、第２工程では、第１工程で選定された元素にてＩｎＴａＯ４の少なくとも一部が置換されることによって生成される物質の紫外線吸収特性を酸化チタンの紫外線吸収特性と比較し、当該酸化チタンよりも優れた紫外線吸収特性を発揮する物質に用いられた元素を置換後の物質が紫外線吸収特性を発揮する元素として選定する。
なお、これらの第１工程及び第２工程は、中央演算処理装置や記憶装置等を備えるコンピュータによって行われる。
このような元素の選定方法によれば、第１原理計算を用いたシミュレーションによって元素を選定することも可能であるため、全て実験で元素を選定する場合と比較して、短時間でかつ低費用にて元素の選定を行うことが可能となる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る化粧料及び化粧料の製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
Ａ……第１の紫外線吸収材料の吸光度を示すグラフ、Ｂ……第２の紫外線吸収材料の吸光度を示すグラフ、Ｃ……第３の紫外線吸収材料の吸光度を示すグラフ、Ｄ……第４の紫外線吸収材料の吸光度を示すグラフ、Ｘ……酸化チタンの吸光度を示すグラフ
Claims (2)
- 紫外線吸収特性を有する化粧料であって、
ＩｎＴａＯ ４ のうち１０原子％のＩｎがＦｅのみあるいはＦｅ及びＺｎによって置換され、置換される１０原子％のうちＦｅが５〜１０原子％である紫外線吸収材料が配合されていることを特徴とする化粧料。 - 紫外線吸収特性を有する化粧料の製造方法であって、
ＩｎＴａＯ ４ のうち１０原子％のＩｎがＦｅのみあるいはＦｅ及びＺｎによって置換され、置換される１０原子％のうちＦｅが５〜１０原子％である紫外線吸収材料を生成する工程と、
前記紫外線吸収材料を他の材料と配合して化粧料とする工程と
を有することを特徴とする化粧料の製造方法。
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