JPWO2008065734A1 - 水組成物 - Google Patents
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Abstract
皮膚安全性が高く、べたつきが少なくしっとり感があり、保湿効果が高く、さらに殺菌効果を有する化粧水、および、身体に浸透し易い飲料水を、低コストでかつ高い生産性で得るため、Ｄ2ＯおよびＤ2ＳＯ4のうちの少なくとも一方の重水素成分を０．０１〜１．０体積％含有する水溶液を含むことを特徴とする水組成物を用いる。
Description
本発明は、皮膚安全性が高く、べたつきが少なくしっとり感があり、保湿効果が高く、かつ殺菌効果をも有する化粧水や、身体に効率よく吸収される飲料水に好適に用いることのできる水組成物に関する。
従来、化粧水は皮膚の清浄と同時に皮膚に美肌効果を付与するものとして使用されてきた。例えば、化粧水には保湿剤が多く配合されており、これらの保湿剤が水分を保持することで肌にしっとり感を与え得るが、場合によってはべとつき感をも与えてしまうことがある
これに対し、例えば特許文献１においては、べたつきが少なく、保湿効果の高い化粧水を実現することを意図して、親水性界面活性剤（ノニオン界面活性剤）、１６〜１９の溶解度パラメータを有する液体油および保湿剤を含む化粧水が提案されている。
また、例えば特許文献２においては、皮膚安全性が高く、べたつきが少なくしっとり感があり、保湿効果の高い化粧水を提供することを意図して、置換基を有していてもよい炭素数１から４０の直鎖または分岐鎖または環状鎖または芳香族炭化水素鎖であるアシル基を有するアシル化合物と、保湿成分と、アルコールと、油性成分と、を含む化粧水が提案されている。
特開平９−３０１８１８号公報
特開２００６−５６８２０号公報
しかしながら、上記特許文献１および２において提案されている化粧水によっても、べたつき感という問題については未だ改善の余地があった。また、上記特許文献２において提案されている化粧水にあっては構成成分が多く、低コスト化および生産性に劣るという問題もあった。
また、従来の化粧水は、皮膚安全性、少ないべたつき、しっとり感および保湿効果を考慮して製造されているものがほとんどであり、人間の顔や手などの皮膚に存在し得る各種の菌に対する殺菌効果については着目されていなかった。
そこで、本発明の目的は、以上のような従来の問題点に鑑み、皮膚安全性が高く、べたつきが少なくしっとり感があり、保湿効果が高く、殺菌効果を有する化粧水に好適に用いることができ、さらには無害で身体に吸収され易く健康の促進や薬の摂取などに好適な飲用水に好適に用いることができる水組成物を、低コストでかつ高い生産性で得ることを目的とする。
上記の問題を解決すべく、本発明は、重水素成分（特にＤ2ＯおよびＤ2ＳＯ4のうちの少なくとも一方）を含有する水溶液を含むことを特徴とする水組成物を提供する。このような構成によって、上記水溶液中の水分子の大きさを小さくすることができ、これによって上記水組成物を化粧水として用いた場合に、肌により浸透し易いという効果が期待される。また、上記水組成物を飲用水として用いた場合に、体内により吸収され易いという効果が期待される。
前記水溶液は前記重水素成分を０．０１〜１．０体積％含むこと、が好ましい。例えば、前記水溶液を化粧水等として用いる場合は、前記重水素成分が０．０４〜１．０体積％含まれていること、が好ましい。なかでも、前記重水素成分の下限値は０．０５体積％であるのが好ましい。また、前記重水素成分の上限値は、０．２体積％であるのが好ましく、０．１５体積％、さらには０．１体積％であるのが好ましい。
また、前記水溶液を飲料水として用いる場合、最近接距離にある水分子が少しでも含まれていればよいため、前記重水素成分が０．０１体積％以上含まれていればよい。なかでも、前記重水素成分の含有量は０．１５〜０．０４体積％であればよく、更には約０．０２体積％であってもよい。もちろん、化粧水の重水素成分含有量と同じであってもよい。
上記のような重水素成分の含有量であれば、上記のような肌により浸透し易いという効果および体内により吸収され易いという効果が、より確実に期待される。
また、前記水溶液のｐＨは中性付近であってもよいが、１．５〜５．０であることも好ましい。なかでも、ｐＨが２．５以下であれば、本発明の水組成物は良好な殺菌効果を発揮する。また、ｐＨが３．５以上であれば、肌の代謝効果および肌の回復効果が向上する。
上記本発明の水組成物は、化粧水や飲用水として好適に用いることができる。化粧水は人間用であっても動物用であっても構わない。また、飲用水は、薬などを服用する際に用いてもよい。さらに、本発明の水組成物は、各種洗浄液としても用いることができる。
本発明によれば、安価で安全な重水素成分および水のみを原料として、皮膚安全性が高く、べたつきが少なくしっとり感があり、保湿効果が高く、殺菌効果を有する化粧水、さらには身体に無害で健康の促進や薬の摂取などに好適な飲用水、として用い得る水組成物を、低コストでかつ高い生産性でより確実に得ることができる。
水や水溶液の中において、水分子は絶えず運動しておりその位置は変化している。各水分子間には水素結合による相互作用があり、隣接する水分子間に弱い結合力が働いているため、大小の集まり（クラスター）が形成されていることが知られている。このことは、昨今において、Ｘ線回折、中性子線回折、ラマンスペクトル、質量分析などによって確認することができる。
本発明者らは、水に重水素成分を添加した場合の水分子の構造や状態をＸ線回折によって測定し、その効果について鋭意実験を重ねた結果、従来にない新規で顕著な効果が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、Rigaku社製のガイガーフレックス（商品名）を用いて以下の条件でＸ線回折測定を行なった。
・管球：Ｃｕ−Ｋα
・エネルギー：３０ＫｅＶ
・電流：２０ｍＡ
・測定部：ガラス製のホルダー（３５ｍｍ×５０ｍｍ×１．５ｍｍ）に開口部（１８ｍｍ×１８ｍｍ）を形成し、内表面に厚さ５μｍのフッ素樹脂膜を形成して得られた測定部
・温度：２０℃（恒温室）
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また、回折角の分析はゴニオメーターを１°／ｍｉｎの角速度で回転させて行い、すべてのＸ線データを記録紙上に帰属した。測定に使用する純水は汚染しないように保存した。また、重水素成分である重水（Ｄ2Ｏ）として純度１００％のものを用いた。なお、純水には不可避の重水として０．０１５体積％の重水が含まれている。
図１は、重水を添加した水（本発明の重水素成分を含有する水溶液からなる水組成物）および通常の水（水道水）について、２０°〜４０°の回折角度２θの範囲で測定を行なった結果を示すグラフであり、縦軸は回折強度（任意）を示し、横軸は回折角度２θ（°）を示す。なお、試料の重水濃度を以下の値に調整した。
◇：０．０１５体積％（純水）（ａ）
▲：０．０２５体積％（ｂ）
○：０．１体積％（ｃ）
▽：０．２体積％（ｄ）
◆：１．０体積％（ｅ）
□：０．０５体積％（ｆ）
×：フィルムのみ
▲：０．０２５体積％（ｂ）
○：０．１体積％（ｃ）
▽：０．２体積％（ｄ）
◆：１．０体積％（ｅ）
□：０．０５体積％（ｆ）
×：フィルムのみ
図１に示される強度は、時間的に平均した、水分子内の平均的な酸素原子間距離を示す。この強度が大きいということは、酸素分子間距離がそれぞれの距離において接近する確率が大きいことを意味する。図１から、０．０２５体積％の場合（▲）およびフィルムのみの場合（×）を除いて、回折強度が１．６倍ほどに増加していることがわかる。重水であっても軽水であっても、Ｘ線の反射に対しては、水素原子や重水素原子ではなく酸素分子による寄与がほとんどである。したがって、上記回折強度はほとんどすべて酸素原子に起因するものと言える。
つぎに、図１に示した回折角度２θ（°）をｓｉｎθ／λの式を用いて距離に変換し、当該距離を横軸に示し、縦軸に回折強度（任意）を示したグラフを図２に示す。上記距離は、水分子間の酸素原子間の距離を示す。図２から、重水を添加した水においては、水分子が最接近した場合の距離に相当する２．８オングストローム近傍から３．３オングストロームにかけての回折強度が増加していることがわかる（ただし、０．０２５体積％の試料を除く。）。この結果から、重水をわずかに水に添加することによって水分子間の平均的な距離に影響を与え得ることがわかる。
また、図３は、酸素原子間の最近接距離２．９７オングストロームにおける回折強度を、重水の濃度の関数として示したグラフである。縦軸は回折強度（任意）を示し、横軸は重水濃度（体積％）を示す。
図３から、回折強度は、０．０２５体積％の場合（図３におけるｂ）は無添加の場合（図３におけるａ）に比べて約１５％減少しているが、重水のさらなる添加によって増加し、０．００８体積％前後（すなわち自然界の５倍程度の重水濃度）で最大に達し、無添加の場合（図３におけるａ）に比べて２．５倍程度に増加している。以上のことから、本発明者らは、以下の点を見出した。
すなわち、Ｘ線回折によって重水添加後の水（水分子）の構造を追跡することができ、重水を水に添加すると酸素原子間距離が変化し、水分子の集合状態が変化する。より具体的には、図３からわかるように、重水濃度が０．０４〜１．０体積％の場合に、水分子間の酸素原子間の距離が小さい。これは、水分子全体の構造変化によるものであることを示している。
このように水分子が小さくなっていることから、重水濃度が０．０４〜１．０体積％の水溶液からなる水組成物を化粧水として用いた場合、水分子がより確実に肌に浸透し、高い皮膚安全性、べたつきが少なく優れたしっとり感、および高い保湿効果が得られることがわかる。
さらに、図３からわかるように、上記のような肌により浸透し易いという効果および体内により吸収され易いという効果が、より確実に期待されるという観点からは、前記重水濃度の下限値は０．０５体積％であるのが好ましい。また、前記重水濃度の上限値は、０．２体積％であるのが好ましく、０．１５体積％、さらには０．１体積％であるのが好ましい。
また、重水濃度が０．０４〜１．０体積％の水溶液からなる水組成物を飲用水として用いた場合には、水分子がより確実に体内に浸透し、高い給水効果が得られることがわかる。もっとも、上述したように、前記水溶液を飲料水等として用いる場合、最近接距離にある水分子が少しでも含まれていればよいため、前記重水素成分が０．０１体積％以上含まれていればよい。
さらに本発明者らは、上記のような試料を用い、そのｐＨと殺菌効果との関係について調べた。より具体的には、以下の実験を行なった。
１．大腸菌の生存率とｐＨとの関係
図４に示される各種のｐＨ（硫酸や重硫酸を用いて調整）で大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）を処理し、その後、大腸菌をシャーレの培地にて一定量一定条件下で培養し、それぞれ１０分後および３０分後にコロニー数を計数した。その結果を図４に示す。図４から、殺菌効果の観点からは、酸性であること、特にｐＨが２．５以下であるのが好ましいことがわかる。
図４に示される各種のｐＨ（硫酸や重硫酸を用いて調整）で大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）を処理し、その後、大腸菌をシャーレの培地にて一定量一定条件下で培養し、それぞれ１０分後および３０分後にコロニー数を計数した。その結果を図４に示す。図４から、殺菌効果の観点からは、酸性であること、特にｐＨが２．５以下であるのが好ましいことがわかる。
２．黄色ブドウ球菌の生存率とｐＨとの関係
図５に示される各種のｐＨ（硫酸や重硫酸を用いて調整）で黄色ブドウ球菌（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）を処理し、その後、黄色ブドウ球菌をシャーレの培地にて一定量一定条件下で培養し、１０分後および３０分後にコロニー数を計数した。その結果を図５に示す。図５から、殺菌効果の観点からは、酸性であること、特にｐＨが２．５以下であるのが好ましいことがわかる。
図５に示される各種のｐＨ（硫酸や重硫酸を用いて調整）で黄色ブドウ球菌（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）を処理し、その後、黄色ブドウ球菌をシャーレの培地にて一定量一定条件下で培養し、１０分後および３０分後にコロニー数を計数した。その結果を図５に示す。図５から、殺菌効果の観点からは、酸性であること、特にｐＨが２．５以下であるのが好ましいことがわかる。
また、本発明者らの知見によれば、上記水溶液のｐＨが３．５以上であれば、肌の代謝効果および肌の回復効果が向上することを確認している。この点、本発明者らはさらにつぎのように推察している。すなわち、本発明の水組成物を化粧水に適用して肌に塗布または噴霧などした場合、重水素成分由来の水素イオンが不安定な状態であるため、当該水素イオンが肌にある汚物や角質層などと直ちに化学反応に寄与し得るため、上述のような効果が得られるものと考えられる。
これに対し、例えば硫酸を肌に塗布または噴霧などすると、一部（例えば１％程度）の硫酸成分が肌の表面に残留し、水分が少ないと肌上の硫酸成分の濃度が相対的に上昇し、肌が荒れる原因となってしまう。
上記のような知見に基づいて本発明者らは本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の水組成物は、重水素成分を含有する水溶液で構成されており、当該水溶液は、基本的には、重水素成分と、水と、で構成されている。
水としては、より純度の高い水であることが好ましいが、例えば鉱泉水（ミネラルウォーター）などの天然水、水道水、蒸留水、イオン交換水などの、種々の水を用いることができる。
水道水の組成は、提供される地域によって差はあるが、いずれの地域によって入手可能な水道水も用いることができる。なかでも、ミネラルが多く含まれている水を用いると、本発明の水組成物に含まれる小さな水分子とともに肌や体内に吸収され易いというメリットがある。
上記重水素成分としては、水素原子の一部が重水素原子に置換された重水（Ｄ2Ｏ）や、水素原子の一部が重水素原子に置換された硫酸ジューテリウム（Ｄ2ＳＯ4）または硫化ジューテリウム（Ｄ2Ｓ）などが好ましい。なかでも、安価で入手し易くかつ皮膚安全性などに優れるという観点から、Ｄ2ＯおよびＤ2ＳＯ4のうちの少なくとも一種であるのが好ましい。
また、本発明の化粧水は、本発明の効果を損なわない範囲で、種々の任意成分を含んでいてもよい。例えば、上記酸性水溶液が含んでもよい任意の酸成分としては、例えば硫酸、塩酸および硝酸などの無機酸、ならびにクエン酸、グリシン、ケイ皮酸、コハク酸、サリチル酸、ギ酸、グルタミン酸、アスコルビン酸、シュウ酸、酒石酸、乳酸および酢酸などの有機酸などが挙げられる。これらの酸成分のうちの２種以上が上記酸性水溶液に含まれていてもよく、無機酸と有機酸とが組み合わせられて含まれていてもよい。また、顔料や染料などを含んでもよい。
本発明の水組成物は、小さな水分子を含み、皮膚安全性が高く、べたつきが少なくしっとり感があり、保湿効果が高く、さらに殺菌効果を有し、低コストでかつ高い生産性で得ることができる。また、本発明の水組成物は、化粧水のほか、飲料水や各種洗浄液への応用も考えられる。
Claims (7)
- 重水素成分を０．０１〜１．０体積％含有する水溶液を含むことを特徴とする水組成物。
- 前記重水素成分がＤ2ＯおよびＤ2ＳＯ4のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１に記載の水組成物。
- ｐＨが１．５〜５．０であることを特徴とする請求項１または２に記載の水組成物。
- 請求項１〜３のうちのいずれかに記載の水組成物を含むことを特徴とする化粧水。
- 前記重水素成分を０．０４〜１．０体積％含むことを特徴とする請求項４に記載の化粧水。
- 請求項１〜３のうちのいずれかに記載の水組成物を含むことを特徴とする飲料水。
- 前記重水素成分を０．０１〜０．０４体積％含むことを特徴とする請求項６に記載の飲料水。
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