コーセーは、ファンデーションや日焼け止めなど粉体入りのリキッド製剤の開発に必要な、適切な分散剤を予測する方法「効果球」を開発したと12月6日に発表。これにより、“均一性が高く、化粧むらになりにくい”、“同じ配合量でも紫外線防御効果をより発揮できる”といった製剤を、機能的かつ効率的に開発できるようになるという。

  • コーセーが開発した「効果球」

粉体の分散性は、リキッドファンデーションや日焼け止めといった商品の発色や紫外線防御、使い心地に大きく影響する要素。製剤開発においては、粉体・溶媒・分散剤の3成分をバランス良く配合する必要がある。

しかし、ある粉体に対してどの分散剤が良いのか、どの溶媒を組み合わせるのかという課題に、体系的に答えられる手法は確立されておらず、個々の化粧品開発者の経験に依存してきたという。そこでコーセーは、物質同士の化学的な親和性を評価できる「ハンセンの溶解度パラメータ」に着目。粉体・溶媒・分散剤の選択を体系化する手法の開発に取り組んだ。

ハンセンの溶解度パラメータは、それぞれの物質が持つ、寄り集まろうとする力(凝集エネルギー)を、分散項・極性項・水素結合項という3種類の化学的な性質によって数値化したもの。この各項を軸とした三次元空間における、物質同士の点の距離Raを比較することで、どの物質同士が溶けやすいかという親和性を推測できるとのこと。

  • ハンセンの溶解度パラメータによる親和性推定の例

溶媒中の粉体の分散性は、その粒子径を測定することで評価できる。そのため、粉体に分散剤を添加したときに粒子径が小さくなっていれば、効果的な分散剤であると評価可能だ。

今回の研究では、ある粉体に対し、溶媒と分散剤のさまざまな組み合わせを試し、それぞれの粒子径の変化率を評価。その結果、分散剤ごとに粒子径を小さくした溶媒の集合、つまり効果的に粉体が分散できる領域を見出した。

この領域は球形となり、その内部は効果的な粉体分散になると推定されることから、これを分散剤の「効果球」と定義。分散剤ごとに効果球は異なるため、効果的な粉体分散のためには分散剤選択が重要となることを再確認できたという。

  • 分散剤ごとの効果球の例

次に、効果球が粉体分散をどの程度予測できるのかを検証するため、分散剤と溶媒の組み合わせを変えながら、粉体の粒子径と効果球と溶媒の距離Raの関係を調査した。その結果、今回開発した効果球を用いた手法は、既存の溶媒への溶解性を基準にした方法(溶解球)と比較して、Raと粒子径の間により強い相関が確認できたという。

  • 効果球を用いた粉体分散の予測精度の検証

同社では、溶解性を基準にした方法は、分散剤が溶媒に溶けすぎてしまい、粉体表面で分散に寄与できない部分を考慮しきれないが、効果球の方では分散剤が粉体表面で効果的に分散に寄与できる状態を正しく評価できたためと分析。このことから、粉体分散を予測する有効な手法として効果球を開発できたとのこと。

コーセーでは、この研究で効果球を開発したことで、製剤中の粉体の分散状態を精度よく予測することが可能になったと説明。同技術によって粉体の分散性を制御することで、商品の発色や使い心地、紫外線防御効果といった機能向上や、より効率的な化粧品開発が期待できるとしている。