JP6976549B2 - 繊維処理剤及びその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は繊維処理剤及びその使用方法に関し、更に詳しくは、適用部位への優れた付着性を有し、適用部位の機能・特性を改善・保護又は補修することができる繊維処理剤及びその使用方法に関する。

繊維処理剤は、単に外観を美しく、そして繊維の感触を整えるだけでなく、適用部位を保護するため、あるいは適用部位における機能・特性を改善又は補修するために用いられることがある。このような繊維処理際に含まれる成分として、タンパク質は従来から知られている。例えば、羽毛や毛髪等に含まれるタンパク質であるケラチンは、羽毛やシルク、綿、皮膚及び毛髪に対してなじみやすく、毛髪などの繊維の保湿、感触改良に有効であることが知られている。タンパク質の種類・構造・性質は様々であるが、その中で特に、ケラチン等のように、分子内又は分子間でジスルフィド結合（−Ｓ−Ｓ−）を多く形成しているタンパク質がある。

通常、タンパク質は油性溶媒に溶解せず、また、ジスルフィド結合を有するタンパク質は水にも不溶性である。よって、従来から、かかるジスルフィド結合を還元してチオール基（−ＳＨ）又はその誘導基とすることにより、ジスルフィド結合を開裂して水に可溶化することが行われている。例えば、特許文献１には、−ＳＳ−（ＣＨ_２）_ｎＣＯＯ−を側鎖基として備えるペプチドが配合された化粧料が記載されている。特許文献２には、水に不溶なタンパク質のジスルフィド結合をチオール基に還元し、その一部又は全部をカルボキシメチルジルスフィド基（−ＳＳＣＨ_２ＣＯＯＨ）とすることにより得られる水可溶化タンパク質が記載されている。

繊維処理に用いられるタンパク質として、水溶性を高めるために、ジスルフィド結合を酸化的に分解することにより、タンパク質中のシステインをシステイン酸に変換したタンパク質も知られている。しかし、このタンパク質ではジスルフィド結合が失われている。

特開２０１０−２８５４０１号公報 特開平７−１２６２９６号公報

しかし、繊維処理剤として使用する場合、何らかの溶媒に溶解するだけでなく、適用部位（例えば、毛髪）における付着性に優れることも求められる。通常、タンパク質を利用した繊維の処理方法では、洗浄又は洗濯等により、繊維上又は内部に付着したタンパク質が徐々に溶出するため、持続的に効果を維持することが困難である。

本発明は、適用部位への優れた付着性を有し、繊維の強度又は繊維のハネ若しくはうねりによる毛先の乱れを改善することができる繊維処理剤及び該繊維処理剤の使用方法を提供することを目的とする。

本発明の繊維処理剤は、タンパク質中のジスルフィド結合（−Ｓ−Ｓ−）の一部又は全部が、システアミン、システイン、及びチオグリコール酸からなる群から選択されるチオール化合物並びに亜硫酸のうちの少なくとも１つで変換された変換タンパク質と、還元剤と、を有効量含有する１剤式、あるいは、前記変換タンパク質を含有する第１剤と、前記還元剤を含有する第２剤と、からなり、前記第１剤及び前記第２剤中の前記変換タンパク質の含有量の合計及び前記還元剤の含有量の合計がそれぞれ有効量である２剤式の製剤であって、繊維の強度を改善するため又は繊維のハネ若しくはうねりによる毛先の乱れの改善するために用いられる。

本発明の繊維処理剤の処理方法は、本発明の繊維処理剤を繊維に塗布した後、該繊維に酸化剤を塗布する方法である。

本発明の繊維処理剤は、毛髪等の適用部位への付着性に優れていることから、適用部位の保護若しくは補修又は適用部位における機能若しくは特性を改質することができる。

繊維処理剤で処理後の毛髪の強度の測定結果を示す図である。

前記タンパク質は、ジスルフィド結合を含む限り、その種類、由来及び構造に特に限定はない。前記タンパク質として例えば、水不溶性タンパク質を用いることができる。該水不溶性タンパク質として具体的には、例えば、ケラチン、カゼイン、コラーゲン、エラスチン、及び大豆タンパク質が挙げられる。前記タンパク質として、精製・単離された該タンパク質を用いてもよく、あるいは該タンパク質を含む天然成分を用いてもよい。該天然成分として、例えば、ケラチンを含むヒト及び鳥獣の毛（人毛、羊毛、羽毛）、角、及び爪が挙げられる。本発明の繊維処理剤の実施態様では、前記タンパク質として、羊毛又は羽毛から得られるケラチンを用いることができる。

前記ジスルフィド結合は、１つのタンパク質分子内で形成されていてもよく、あるいは２以上のタンパク質分子間で形成されていてもよい。

前記変換タンパク質は、前記タンパク質中のジスルフィド結合の一部又は全部が、システアミン、システイン、及びチオグリコール酸からなる群から選択されるチオール化合物並びに亜硫酸のうちの少なくとも１つ（以下、「チオール化合物等」という。）により変換されている。該「変換」は、前記タンパク質中のジスルフィド結合が開裂し、次いで開裂箇所のＳ原子と前記チオール化合物等中のＳ原子との間で新たな結合が形成されることを意味する（下記式（１）及び（２）参照；式中、Ｒは化合物の種類により異なる部分である。）。上記のように、本発明では、前記タンパク質中のジスルフィド結合の一部が前記チオール化合物等により変換されていてもよい。よって、前記変換タンパク質には、未変換のジスルフィド結合が残存していてもよく、あるいはジスルフィド結合が開裂して形成されたチオール基を含んでいてもよい。前記変換タンパク質は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

前記チオール化合物等の量その他反応条件によっては、前記ジスルフィド結合のうち、一方が前記チオール化合物等により変換され、他方がチオール基に変換する場合（下記式（１））と、両方が前記チオール化合物等により変換される場合（下記式（２））がある。前記「変換」には、このいずれも含まれる。尚、下記式（１）及び（２）中、「Ｃｙｓ」は、前記タンパク質に含まれるシステイン残基を意味する。

（化１）
Ｃｙｓ−Ｓ−Ｓ−Ｃｓｙ ＋ Ｒ−ＳＨ
→ Ｃｙｓ−Ｓ−Ｓ−Ｒ ＋ Ｃｙｓ−ＳＨ （１）
（化２）
Ｃｙｓ−Ｓ−Ｓ−Ｃｓｙ ＋ Ｈ_２Ｎ−ＣＨＲ−ＣＨ_２−ＳＨ
→２ Ｃｓｙ−Ｓ−Ｓ−ＣＨ_２−ＣＨＲ−ＮＨ_２ （２）

前記変換タンパク質は、必要に応じて他の処理を行ってもよい。例えば、分子量及び分子サイズを低下させるために、前記水不溶性タンパク質及び／又は前記変換タンパク質について、酵素、酸又はアルカリにより加水分解を行ってもよい。また、前記変換タンパク質を得た後、精製、ろ過、遠心分離等を行うことにより、他の成分又は不溶分を除去してもよい。

本発明の繊維処理剤中、前記変換タンパク質の含有量は、有効量である限り特に限定はない。前記変換タンパク質の含有量は、通常、０．０１〜１０質量％である。

前記還元剤は、前記変換タンパク質及び／又は処理する毛髪等の繊維に含まれるジスルフィド結合を還元し、チオール基に変換することができる。前記還元剤は、前記変換を実現できる限り、その種類に特に限定はない。前記還元剤として具体的に、例えば、チオグリコール酸、チオ乳酸、亜硫酸、システアミン、システイン、及びスピロノラクトン並びにこれら還元剤の塩又はその誘導体（例えば、エステル）を用いることができる。前記還元剤は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明の繊維処理剤中、前記還元剤の含有量は、有効量である限り特に限定はない。前記還元剤の含有量は、通常、０．０１〜１２質量％である。

本発明の繊維処理剤は、前記変換タンパク質及び前記還元剤の両者を有効量含有する１剤式でもよい。また、本発明の繊維処理剤は、前記変換タンパク質を有効量含有する第１剤と、前記還元剤を有効量含有する第２剤と、からなる２剤式の製剤でもよい。２剤式の製剤の場合、前記第１剤及び前記第２剤の具体的組成には特に限定はない。前記前記第１剤及び前記第２剤の組成は同じでもよく、異なってもよい。また、２剤式の製剤の場合、前記変換タンパク質は、前記第１剤にのみ含まれていてもよく、前記第１剤と前記第２剤の両者に含まれていてもよい。前記還元剤は、前記第２剤にのみ含まれていてもよく、前記第１剤と前記第２剤の両者に含まれていてもよい。

２剤式の製剤の場合、前記第１剤及び前記第２剤中の前記変換タンパク質の含有量の合計及び前記還元剤の含有量の合計は、それぞれ有効量である。例えば、本発明の繊維処理剤の実施態様として、前記変換タンパク質が第１剤にのみ有効量含まれている態様が挙げられる。また、本発明の繊維処理剤の実施態様として、前記変換タンパク質が前記第１剤及び前記第２剤の両者にそれぞれ有効量未満含まれ、且つ両者の含有量の合計が有効量である態様が挙げられる。この説明は、前記還元剤についても妥当する。

本発明の繊維処理剤により、繊維の強度を改善又は繊維のハネ若しくはうねりによる毛先の乱れ（例えば、まとめた髪の毛の表面から短い毛が跳ねて出ている状態、いわゆる「アホ毛」）を改善することができる。繊維の強度の「改善」には、低下した強度を回復すること及び強度を更に向上させることの両者を含む。また、繊維のハネ若しくはうねりによる毛先の乱れの「改善」には、乱れを完全になくして毛並を整えること及び乱れの程度を低下させることの両者を含む。

本発明の繊維処理剤は、本発明の作用効果を阻害しない限り、必要に応じて、前記変換タンパク質及び前記還元剤以外の他の成分を含んでいてもよい。該他の成分として、従来から繊維処理剤に添加含有されている公知成分、あるいは他の機能性成分が挙げられる。該他の成分として具体的には、例えば、油脂、炭化水素油、高級脂肪酸、高級アルコール、エステル油、シリコーン油、アニオン界面活性剤（アニオン系、カチオン系、両性、非イオン系）、保湿剤、水溶性高分子、皮膜剤、紫外線吸収剤、金属イオン封鎖剤、低級アルコール、多価アルコール、糖類、アミノ酸、ｐＨ調整剤、ビタミン、酸化防止剤、色素、防腐剤、及び香料が挙げられる。

本発明の繊維処理剤の剤形及び使用形態には特に限定はない。本発明の繊維処理剤は、例えば、ローション、エマルション、ゲル、軟膏・ワックス、フォーム状、固体・粉末、又は霧状で使用することができる。

本発明の繊維処理剤の適用箇所には特に限定はない。例えば、本発明の繊維処理剤は化粧料、例えば毛髪に適用する化粧料として用いることができる。即ち、本発明の繊維処理剤は、毛髪を改善、保護又は補修するために使用することができる。また本発明の繊維処理剤は、人間以外の動物の毛、シルク、及び綿糸等のジスルフィド結合又はチオール基を有する繊維に用いてもよい。

本発明の繊維処理剤は、繊維の強度を改善するため又は繊維のハネ若しくはうねりによる毛先の乱れの改善するために用いる限り、その具体的用途に限定はない。本発明の繊維処理剤の実施形態として、上記変換により、前記タンパク質の水可溶性を向上させることができる。よって、本発明の繊維処理剤の実施形態として、化粧料、例えば、シャンプー、リンス、トリートメント、コンディショナー、整髪剤、パーマネントウェーブ剤、カーリング剤、ヘアーカラー剤、育毛・養毛剤、及びこれらの剤を使用する前又は後処理剤等の頭髪化粧料が挙げられる。また、本発明の繊維処理剤の実施形態として、繊維、例えば、絹糸、綿糸、ウール糸、カシミア糸、及びアンゴラ糸等の柔軟剤、撥水剤、改質剤、洗浄剤、補修剤、及び静電防止剤が挙げられる。上記のように、前記タンパク質としてケラチンが好ましく挙げられる。よって、本発明の繊維処理剤の実施形態として、前記タンパク質としてケラチンを用いた化粧料、特に毛髪用化粧料が好ましく挙げられる。

本発明の繊維処理剤の使用方法では、本発明の繊維処理剤を繊維に塗布した後、該繊維に酸化剤を塗布する。前記繊維中のジスルフィド結合及び前記変換タンパク質中のジスルフィド結合は、本繊維処理剤により、共に還元されチオール基となる。前記酸化剤を塗布することにより、迅速に前記繊維中のチオール基と前記変換タンパク質のチオール基との間でジスルフィド結合が形成され、前記変換タンパク質を前記繊維に強固に付着させることができる。

前記酸化剤は、チオール基間でジスルフィド結合を形成することができる限り、その種類、由来及び構造に特に限定はない。前記酸化剤として具体的には、例えば、過酸化水素、臭素酸及びその塩、塩素酸及びその塩、オゾン、並びに過酸化物が挙げられる。前記酸化剤は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

上記のように、本発明の繊維処理剤の剤形及び使用形態には特に限定はない。よって、本発明の方法において、「塗布」には、本発明の繊維処理剤及び前記酸化剤を繊維に付着させるあらゆる態様を包含する。例えば、前記「塗布」には、液状物を繊維に付着させる態様だけでなく、固形状物又は半固形状物を繊維に付着させる態様及び噴霧により繊維に付着させる態様も含む。また、前記「塗布」の具体的方法は、本発明の繊維処理剤及び前記酸化剤を繊維に付着させることができる限り特に限定はない。また、本発明の繊維処理剤が２剤式の場合、第１剤と第２剤とを混合してから繊維に塗布してもよく、第１剤を繊維に塗布した後、第２剤を繊維に塗布してもよい。

上記のように、本発明の繊維処理剤の適用箇所には特に限定はない。よって、前記繊維として具体的には、例えば、毛髪、人間以外の動物の毛、シルク、及び綿糸等のジスルフィド結合又はチオール基を有する繊維が挙げられる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。尚、本発明は、実施例に示す形態に限定されない。本発明の実施形態は、目的及び用途等に応じて、本発明の範囲内で種々変更することができる。また、実施例における結果に対する考察は、全て発明者の見解に過ぎず、何ら本発明を定義付ける趣旨の説明ではないことを付言する。

（１）繊維処理剤の処方例
繊維処理剤の処方例１〜２０の具体的組成を以下に示す。

（処方例１）繊維洗浄剤

（処方例２）シャンプー

（処方例３）動物用シャンプー

（処方例４）柔軟剤

（処方例５）頭髪用リンス

（処方例６）動物用リンス

（処方例７）感触改質剤

（処方例８）ヘアートニック

（処方例９）ヘアークリーム

（処方例１０）撥水剤

（処方例１１）形状固定化剤

（処方例１２）静電防止剤

（処方例１３）繊維補修剤

（処方例１４）ヘアフォーム

（処方例１５）ヘアミスト

（処方例１６）摩擦抑制剤

（処方例１７）反応性染毛剤

（処方例１８）染色剤

（処方例１９）カーリング剤

（処方例２０）縮毛矯正剤

（２）評価試験１
処方例１９のカーリング剤を使用して評価試験を行った。予めミディアムブリーチ処理を施した毛髪（１束２０ｇ、２０ｃｍ）に、処方例１９のＡ剤を塗布して１５分間静置した。毛髪を十分に水洗後、タオルで水分をふき取った。次いで、処方例１９のＢ剤を塗布して１５分間静置し乾燥させた。対照として、変換タンパク質及び還元剤を含まない処方例１９のカーリング剤もそれぞれ作製し同様に毛髪を処理した。

株式会社エーアンドデイ社製デジタルフォースゲージを用いて、上記処理後の毛髪の強度を測定した。各検体の毛髪１本に荷重を与え毛髪が切断した力（単位：Ｎ）を引張強度とした。なお、測定は各検体２０本行い、その平均値で評価した。結果を図１に示す。
検体１：ミディアムブリーチ毛（未処理）
検体２：処方例１９より変換タンパク質を除いた剤で処理したミディアムブリーチ毛
検体３：処方例１９より還元剤を除いた剤で処理したミディアムブリーチ毛
検体４：処方例１９で処理したミディアムブリーチ毛
検体５；健常毛（ミディアムブリーチ処理なし。）

処方例１９のＡ剤は、変換タンパク質と還元剤を含む繊維処理剤である。Ａ剤による処理は、毛髪のケラチンタンパク質と変換タンパク質に含まれるジスルフィド結合をチオールに変換する工程である。処方例１９のＢ剤は酸化剤を含む。Ｂ剤による処理は、Ａ剤で生成した毛髪と変換タンパク質のチオールとを酸化的に反応させ結合させる工程である。

検体１はミディアムブリーチした毛髪であり、検体５（健常毛）と比較し顕著な強度の低下が認められた。検体２は変換タンパク質を含まない還元及び酸化処理であり、いわゆるパーマネントウェーブ及びカーリング剤処理と同じである。検体２では、毛髪のタンパク質が損傷するのみであることから、検体１より更に低い毛髪強度を示した。検体３は還元剤を含まないため、毛髪強度の改善は認められるが、毛髪強度の上昇は軽微あった。

これに対して、処方例１９（本発明の繊維処理剤の実施形態の１つ）で処理した検体４では、検体３よりも強度が向上し、健常毛と同程度の強度回復が認められた。検体３は還元剤を含まないことから、変換タンパク質の髪への付着が十分でなく、強度の上昇が軽微であったと考えられる。一方、検体４では、変換タンパク質の髪への付着が十分であることから、著しい強度の上昇が認められたと考えられる（当該記載は、発明者の見解の表明に過ぎず、本発明を定義する記載ではなく、本発明を定義する意図は全くない。）。

（２）評価試験２
人の頭髪において、処方例１９のカーリング剤を使用して、上記評価試験１と同様の方法により頭髪を処理した。処理前後の頭髪の毛先の乱れ（いわゆるアホ毛）の有無を目視により観察した。いわゆるアホ毛とは、繊維の切断面より繊維のタンパク質が様々な理由により流出した結果生じるものであり、毛髪内のタンパク質構造が低密度のため、本来のタンパク質の高次構造を維持できなくなったものである。

目視での観察により、処理後の頭髪では、ハネやうねりによる毛先の乱れ（いわゆるアホ毛）の減少が認められた。

処方例１９のカーリング剤で処理することにより、変換タンパク質に含まれるジスルフィド結合が還元剤でチオール基となり、次いで、繊維内部のジスルフィド結合由来のチオール基と酸化的に結合することにより、適用部位への優れた付着性を実現することができる。これにより、タンパク質の密度低下した繊維の毛先及び様々な理由で損傷した繊維の強度を改善し、又は繊維のハネやうねりによる毛先の乱れの改善することが可能となると考えられる（当該記載は、発明者の見解の表明に過ぎず、本発明を定義する記載ではなく、本発明を定義する意図は全くない。）。

Claims (4)

1. ケラチン中のジスルフィド結合（−Ｓ−Ｓ−）の一部又は全部が、システアミンで変換された変換ケラチンと、還元剤と、を有効量含有する１剤式、あるいは、前記変換ケラチンを含有する第１剤と、前記還元剤を含有する第２剤と、からなり、前記第１剤及び前記第２剤中の前記変換ケラチンの含有量の合計及び前記還元剤の含有量の合計がそれぞれ有効量である２剤式の製剤であって、毛髪の強度を改善するため又は毛髪のハネ若しくはうねりによる毛先の乱れの改善するために用いられる毛髪処理剤。
2. 前記還元剤が、チオグリコール酸、チオ乳酸、チオリンゴ酸、亜硫酸、システアミン、システイン、及びスピロノラクトン、並びにこれらの塩又はエステルの少なくとも１つからなる群から選択される、請求項１記載の毛髪処理剤。
3. シャンプー、リンス、トリートメント、コンディショナー、ヘアオイル、整髪剤、パーマネントウェーブ剤、カーリング剤、ヘアーカラー剤、又はこれらを使用する前若しくは後処理に用いる化粧料である、請求項１又は２に記載の毛髪処理剤。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の毛髪処理剤を毛髪に塗布した後、該毛髪に酸化剤を塗布する、毛髪処理剤の使用方法。

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