JP2008169171A - 絹フィブロイン含有組成物及びその製造法 - Google Patents

Abstract

【目的】高濃度でありしかも高分子量である絹フィブロインを含有する絹フィブロイン含有組成物及びその製法を提供すること。
【構成】低級脂肪族アルコールと水の混合溶液にアルカリ金属ハロゲン化物を溶解した混合溶媒に絹フィブロインを溶解させた後、透析して得た溶液にたんぱく質変性剤を溶解させることで１０万以上の分子量を有する含有組成物を得ることが可能となる。この際絹フィブロインの濃度は５wt％から２５wt％であることが好ましく、又たんぱく質変性剤の濃度は５wt％から飽和濃度であることが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は絹フィブロインを含有する化粧品、医薬部外品、医薬品等に関するものであり、より詳しくは皮膚水分保持機能(保湿効果)や紫外線遮断機能(ＵＶカット効果)に優れた絹フィブロイン含有組成物及びその製造法に関する。

従来、絹繊維の主タンパク成分であるフィブロインは、適度な吸・放湿性、皮膚や毛髪に対する親和性や紫外線吸収性等の特徴を有することから、粉末状や液状或いはこれらの誘導体といった形態で広範に用いられている。例えば特開昭５５−６６９２９号公報には高純度の微粉末状絹フィブロインが提案されている。又特開平１１−１８１３９９号公報には絹を使用したＵＶカット素材が提案されている。
特開昭５５−６６９２９号公報 特開平１１−１８１３９９号公報

絹フィブロインを配合した様々な最終製品、例えば化粧水やクリーム、ファンデーション等の剤型の多様化に対応すること、および使用時の皮膚への親和性に鑑みると液状の絹フィブロインを使用して化粧品、医薬部外品、医薬品等を製造することが好ましい。

係る液状の絹フィブロインを得るための溶媒としては次のようなものがある。１）塩化カルシウムの飽和水溶液、２）臭化リチウムの飽和水溶液、３）チオシアン酸ナトリウムの飽和水溶液、４）アルカリ金属、アルカリ土属金属のハロゲン化物の飽和水溶液、シュバイツアー溶液。しかしながらこれらの溶媒は溶解速度が遅く、溶解濃度も数％程度であり、これを再生利用するためには何らかの方法により溶解濃度を向上させる必要があった。

係る不都合を回避するため低級脂肪族アルコールと水の混合溶媒に、アルカリ金属ハロゲン化物を溶解した混合溶媒(以下ＭＵ溶媒と略す）が利用されることがある。このＭＵ溶媒の場合既存の溶媒に比較して格段の良好な溶解性を示し、およそ２８％程度の絹フィブロインの溶解濃度を呈するにいたるものである。かようにＭＵ溶媒を使用すれば高濃度の絹フィブロイン溶液を得ることが可能である。しかし高濃度のアルカリ金属ハロゲン化物は人体に有害であることから、このままでは化粧品、医薬部外品、医薬品等に供することはできない。そこで透析によりアルカリ金属ハロゲン化物を除去する必要がある。ところがアルカリ金属ハロゲン化物を除去すると絹フィブロインは溶解できなくなり固形化してしまう。

他方で塩化カルシウム水溶液等を溶媒とした絹フィブロイン溶液を透析、濃縮の過程を経て得た絹フィブロイン溶液は、化粧品等として使用した場合意図した効果が得にくいという難点を有する。つまり溶解の過程で加水分解が起こり、たんぱく質の重合度が極端に低下し分子量が小さくなってしまう（一般に平均分子量が１万から３万程度になるとされており、例えば分画分子量１００００の透析膜で透析した場合、およそ半分程度の絹フィブロインは透析膜から漏れ出てしまうことになる）。すなわち人体に使用したとき非水溶性のフィルムとなりにくく、皮膚の保湿効果やＵＶカット効果の耐久性・持続性が小さくなってしまうのである。

そこで本発明は高濃度でありしかも高分子量である絹フィブロインを含有する絹フィブロイン含有組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討したところ、ＭＵ溶媒に絹フィブロインを溶解させた溶液を透析してアルカリ金属ハロゲン化物を除去した溶液に直ちにつまりはフィブロインの凝固前にたんぱく質変性剤、より具体的には尿素あるいは尿素誘導体を添加すると絹フィブロインの凝固が抑制されるとの知見を得、該知見に基づき本発明を完成させるに至った。すなわちＭＵ溶媒に溶解した高濃度の絹フィブロイン溶液を透析後、尿素あるいは尿素誘導体を付加することで絹フィブロインの分子鎖間の水素結合を切ることが可能となりつまりは高分子の状態のまま凝固を防ぐことが可能との知見を得、本発明を完成させるに至ったのである。

本発明によれば高分子量ゆえに人体に使用した際に非水溶性のフィルムを形成しやすく、つまりは皮膚の保湿効果やＵＶカット効果の大きい絹フィブロイン含有組成物を得られる。又尿素あるいは尿素誘導体の持つ保湿効果も相俟って保湿効果の大きい組成物となるものである。

更には尿素あるいは尿素誘導体の防腐作用によりカビの発生を長期にわたって防止できるという効果も有する。

本発明に係る絹フィブロインとは、家蚕等が作る絹糸の主タンパク成分を指す。まゆ、生糸、屑繭、生糸屑、製糸屑、揚り綿、絹布屑、ブーレット、毛羽等を原料として、常法に従い必要に応じて活性剤の存在下、温水中で又は酵素の存在下温水中でセリシンを除去し、乾燥したものを使用することができるがこれらに限定されるものでなく、通常入手できる絹フィブロイン原料であればいずれも使用可能である。

本発明は上述の絹フィブロインをＭＵ溶媒に溶解させた後透析し、ついで尿素あるいは尿素誘導体を溶解させて成るものである。以下詳述する。

ＭＵ溶媒は低級脂肪族アルコールと水の混合溶媒に、アルカリ金属ハロゲン化物を溶解させたものである。より詳しくは水と低級脂肪族アルコールの混合比率がアルコール／水＞１である混合溶液にアルカリ金属ハロゲン化物を２０％以上溶解した絹フィブロインの溶媒である。ここでいう低級脂肪族アルコールはＣｎＨ２ｎ＋１ＯＨで表されるもので、好ましくはｎ＝１〜４で、特に好ましくはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコールであるがこれらに限定されるものでない。又ここでいうアルカリ金属のうち特に好ましいものはリチウム、ナトリウムであるがこれらに限定されるものでない。ここでいうハロゲンのうち、特に好ましいものは塩素、臭素であるがこれらに限定されるものでない。これらのアルカリ金属ハロゲン化物のうち、特に好ましいものは臭化リチウム、塩化リチウムであるが、これらに限定されるものでない。アルカリ金属ハロゲン化物の濃度は２０％〜飽和濃度で、特に好ましくは４０〜５０％であるが、これに限定されるものでない。アルコール／水の混合比率は１より大きいことが好ましいが、特に好ましいのは５／５〜１０／０であるが、これに限定されるものでない。

次いで上述のように構成されるＭＵ溶媒に絹フィブロインを０％より上から２８wt％まで、より好ましくは５wt％〜２８wt％（絶乾重量）溶解させる。

次に適量の水を加えアルコールを蒸留で除去したのち、あるいは除去しない状態で、再生セルロース製透析チューブに封じ精製水で透析を行う。この透析によっても表３甲に示すように絹フィブロインの９０％程度は流出せずに残る。つまりＭＵ溶媒を使用した場合ほとんど加水分解されていない状態で溶解しているといえる。この流出せずに残った絹フィブロインの分子量は数10万〜100万と推定される。表１においてＭＵ溶媒を用いた場合の絹フィブロインの溶解性及び分子量の実験結果を、表２において比較例として臭化リチウムに代え塩化カルシウムを溶解させた溶媒を用いた場合の絹フィブロインの溶解性及び分子量の実験結果を示す。

表１に示すようにエチルアルコールと水の混合比率がエチルアルコール／水＞１を超えると溶解性が非常に高まり、絹フィブロインの分子量も２４万程度と非常に大きなものとなる。一方、表２に示すように塩化カルシウムを使用した場合溶解性は低いものである。但しエチルアルコールと水の混合比が３０：７０の場合のみ溶解性は非常に高まり、このときの絹フィブロインの分子量は１８万程度になる。これは使用した絹が繭から採取した直後の状態であったことによるものと思われる。尚、測定方法はＳＤＳ−ＰＡＧＥによる。測定条件は分離ゲル濃度が１０％、泳動条件が２５０Ｖ/２０ｍＡ/１１５分。染色方法はＣＢＢ染色により、最終サンプル濃度は１ｇ/Ｌ程度。添加量は２０μＬ。還元剤はジチオスレイトール。試料処理液としては２％ＳＤＳ（ラウリル硫酸ナトリウム）、１００ｍＭＤＴＴ（ジチオスレイトール）、０．１２５Ｍトリス−塩酸（ｐＨ６．８）、２０％グリセリンを用いている。試料はフィブロイン溶液（透析直後）１００μＬ＋試料処理液１００μＬを攪拌後２分煮沸し、冷めないうちに添加する。

かようにＭＵ溶媒を用いた場合、絹フィブロインの分子量が大きすぎるため、アルカリ金属ハロゲン化物を透析により除去すると数日で凝固してしまい消しゴム状の物質となる。又凝固前に化粧品とした場合でも数日後には凝固してしまう。そこで尿素あるいは尿素誘導体を溶解させることで凝固を防ぐものである。この際溶解させる尿素あるいは尿素誘導体の量は最低５wt％程度必要である。最大では尿素あるいは尿素誘導体の飽和濃度である５０wt％程度添加可能であるが、この場合は相対的に絹フィブロイン濃度は低下する。実用的に好ましい濃度は５〜１５wt％程度である。尿素あるいは尿素誘導体による凝固の阻止を示す実験例を下記に示す。

表３に示す組成の溶液甲、乙にフィブロインを１０．０ｗｔ％溶解させ、セルロース製透析チューブ（分画分子量１２０００〜１４０００）に入れ封をし、脱イオン水中で透析した。２４時間毎に透析チューブの外側の脱イオン水は入れ替え、その水に硝酸銀水溶液を滴下しても白色の沈殿を生じなくなることを確認した後、透析チューブ内のフィブロイン溶液（ここではすでに凝固しかけている）を秤量瓶に採った。これを１０５℃で恒量になるまで乾燥させた後その重量を精密に測った。又甲の溶液を透析後直ちに１０ｗｔ％の尿素を添加したものを、再度上記の透析処理を行った場合その残存率は約８９％であった。これにより尿素によって分子量を低下させることなく凝固を抑えることが可能との事実が判明した。

以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例により限定されるものではない。尚、以下の記載における％とはいずれも質量パーセントをさす。
実施例１ クリーム処方
＊１ フィブロイン混合溶液 ８．０〜３０．０％
基剤 ステアリン酸 ２．０％
基剤 ステアリルアルコール ５．０％
保湿剤 スクワラン ５．０％
基剤 流動パラフィン ５．０％
乳化剤 オクチルドデカノール ６．０％
乳化剤 ポリオキシエチレンセチルエーテル（２５Ｅ．Ｏ）３．０％
乳化剤 モノステアリン酸グリセリン ２．０％
保湿剤 １，３−ブチレングリコール ５．０％
防腐剤 パラオキシ安息香酸メチル ０．２％
基剤 精製水 適量

＊１ フィブロイン混合溶液の成分は以下の通りである。

フィブロイン １０．０〜１１．０％（ＬｉＢｒ透析済み）
尿素 ９．９０％
水 適量

上述のように処方されたクリームの紫外線吸収効果をブランク(光直射)の場合と比較して表４に示した。測定機種は株式会社島津製作所製自記分光光度計ＵＶ−３１００型を用い、試料を石英ガラスに薄く塗り測定したものである。具体的にはＵＶ−Ａ領域（３２０〜４００ｎｍ）、ＵＶ−Ｂ領域（２８０〜３２０ｎｍ）、ＵＶ領域（２８０〜４００ｎｍ）を含む１９０〜７００ｎｍの透過率を求めた。各波長領域の透過率は、その波長領域の１００％分光透過率の積分値（面積）に対する試料の分光透過率の積分値（面積）の比を％で表して求めた。ここにＵＶ−Ａ領域は長波長紫外線と呼ばれ人間に皮膚黒化更には皮膚がんの原因となるものである。ＵＶ−Ｂ領域は中波長紫外線と呼ばれ人間の皮膚表皮細胞内の核酸やたんぱく質を変性させ紅班を、次に二次黒化を起こさせるものである。表３に示されるようにＵＶ−Ａ領域ではブランクに比較しておよそ８６．６％程度の透過率を示し、ＵＶ−Ｂ領域においてはブランクに比較しておよそ７６．６％程度の透過率を示した。

実施例２ 乳液処方
＊２ フィブロイン混合溶液 ８．０〜１５．０％
基剤 ステアリン酸 ０．２％
基剤 セタノール １．５％
基剤 流動パラフィン ８．０％
乳化剤 オクチルドデカノール ６．０％
乳化剤 モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン（２０Ｅ．Ｏ）３．０％
乳化剤 モノステアリン酸グリセリン １．０％
保湿剤 グリセリン １０．０％
保湿剤 １，３−ブチレングリコール ５．０％
増粘剤 キサンタンガム ０．１％
防腐剤 パラオキシ安息香酸メチル ０．1％
ｐＨ調整剤 トリエタノールアミン ０．８％
基剤 精製水 適量

＊２ フィブロイン混合溶液の成分は以下の通りである。

フィブロイン １０．０〜１１．０％（ＬｉＢｒ透析済み）
尿素 ９．９０％
水 適量

Claims (4)

1. １０万以上の分子量を有する絹フィブロインの溶液にたんぱく質変性剤を溶解した絹フィブロイン含有組成物。
2. 絹フィブロインの濃度が５wt％から２５wt％である請求項１記載の絹フィブロイン含有組成物。
3. たんぱく質変性剤の濃度が５wt％から飽和濃度である請求項１又は２に記載の絹フィブロイン含有組成物。
4. 低級脂肪族アルコールと水の混合溶液にアルカリ金属ハロゲン化物を溶解した混合溶媒に、絹フィブロインを溶解させた後透析して得た溶液にたんぱく質変性剤を溶解させる絹フィブロイン含有組成物の製造法。