JP7699351B2 - Cosmetic gel composition - Google Patents
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Description
本発明は、セルロースナノファイバーを含有する化粧料用ゲル状組成物に関する。 The present invention relates to a gel composition for cosmetics containing cellulose nanofibers.
化粧料として、保湿性を向上させる目的で、多価アルコールが配合されたゲル状組成物が使用されている。このような組成物のゲル化剤として、植物由来のセルロース材料を構成する繊維を細分化させたセルロースナノファイバー(以下、「CNF」と略記する場合がある。)と呼ばれる新たな材料が注目されている。 Gel compositions containing polyhydric alcohols are used in cosmetics to improve moisturizing properties. As a gelling agent for such compositions, a new material called cellulose nanofiber (hereinafter sometimes abbreviated as "CNF"), which is made by breaking down the fibers that make up plant-derived cellulose materials, has been attracting attention.
例えば、CNFを含有する皮膚外用剤があった(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1には、CNFはぬるつきがないため、肌に塗布する際に良好な使用感が得られることが記載されている。 For example, there is a skin topical agent that contains CNF (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 describes that CNF is not sticky, and therefore provides a good feel when applied to the skin.
また、CNFを用いた生体適用材料があった(例えば、特許文献2を参照)。化粧料としては、透明な外観を有するものが消費者に好まれるが、CNFの繊維径が大きかったり、CNF同士が凝集したりすると、CNFによる光の散乱が増大して、ゲル状組成物としたときの透明性が低下する。そこで、特許文献2には、透明な水分散液を得るために、CNFの繊維径を100nm以下とすることが記載されている。 There have also been biomaterials that use CNF (see, for example, Patent Document 2). Cosmetics that have a transparent appearance are preferred by consumers, but if the fiber diameter of the CNF is large or if the CNF aggregates together, the light scattering by the CNF increases, and the transparency decreases when the gel composition is made. Therefore, Patent Document 2 describes that the fiber diameter of the CNF should be 100 nm or less in order to obtain a transparent aqueous dispersion.
ところで、CNFを製造するには、原材料となるセルロース材料を細かく解繊する必要がある。セルロース材料をそのまま解繊しようとしても、繊維同士が強固な水素結合で結び付いた材料であるため、解繊には多大なエネルギーを必要とし、適切なサイズのCNFを得ることは難しい。 By the way, to produce CNF, the raw material cellulose must be defibrated into small pieces. Even if you try to defibrate cellulose as is, the fibers are bound together by strong hydrogen bonds, so defibration requires a huge amount of energy and it is difficult to obtain CNF of the appropriate size.
そこで、特許文献1及び2では、セルロースにカルボキシル基又はカルボキシメチル基を導入することで、セルロースの繊維同士を電気的に反発させて解繊を容易なものにして、アニオン性官能基を有するナノファイバーを得ている。 Therefore, in Patent Documents 1 and 2, carboxyl groups or carboxymethyl groups are introduced into cellulose, which causes electrical repulsion between cellulose fibers, making defibration easier, and nanofibers with anionic functional groups are obtained.
アニオン性官能基を有するCNFは、微細化して透明性を向上させることは容易であるが、セルロースを変性してイオン性が付与されたものであるため、化粧料としたときに経時的に変色し易く、また様々な添加剤と共存すると物性が変化するおそれがある。 CNF with anionic functional groups can be easily miniaturized to improve transparency, but because it is made by modifying cellulose to give it ionic properties, it is prone to discoloration over time when used in cosmetics, and there is also a risk of its physical properties changing when it coexists with various additives.
しかしながら、酸化セルロース又はカルボキシメチルセルロースから官能基を脱離させて非イオン性のセルロースに戻すことは困難であるため、特許文献1の皮膚外用剤、及び特許文献2の生体適用材料は、アニオン性官能基を有するCNFを含有するものであり、化粧料として適したものではなかった。 However, because it is difficult to remove the functional groups from oxidized cellulose or carboxymethyl cellulose and return it to nonionic cellulose, the topical skin preparation in Patent Document 1 and the biomedical material in Patent Document 2 contain CNF with anionic functional groups and are not suitable for use as cosmetics.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、顔等に用いる化粧料に好適な透明性の高い化粧料用ゲル状組成物を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a highly transparent gel-like cosmetic composition suitable for use on the face, etc.
上記課題を解決するための本発明に係る化粧料用ゲル状組成物の構成の特徴は、
平均繊維径が2~30nmである非イオン性のセルロースナノファイバーと、ジオールと、水とを含有することにある。
The feature of the configuration of the cosmetic gel composition according to the present invention for solving the above problems is:
The composition contains nonionic cellulose nanofibers having an average fiber diameter of 2 to 30 nm, a diol, and water.
本構成の化粧料用ゲル状組成物によれば、平均繊維径が2~30nmである非イオン性のセルロースナノファイバーと、ジオールと、水とを含有することで、べたつきやぬるつきがなく、使い勝手のよい化粧料用ゲル状組成物となる。また、本構成の化粧料用ゲル状組成物によれば、平均繊維径が2~30nmであるセルロースナノファイバーが組成物中に均一に分散していることにより、光の散乱が抑えられて高い光透過性が得られ、顔等への使用時に求められる透明感を向上させることができる。さらに、非イオン性のセルロースナノファイバーは化学的に安定であるため、本構成の化粧料用ゲル状組成物は、経時的な変色が少なく、また様々な添加剤と共存してもそれらと反応したりすることがなく、顔等への使用に好適な化粧料となる。 The cosmetic gel composition of this configuration contains nonionic cellulose nanofibers with an average fiber diameter of 2 to 30 nm, a diol, and water, and is easy to use and not sticky. In addition, the cosmetic gel composition of this configuration has cellulose nanofibers with an average fiber diameter of 2 to 30 nm uniformly dispersed in the composition, suppressing light scattering and providing high light transmittance, thereby improving the transparency required when used on the face, etc. Furthermore, since the nonionic cellulose nanofibers are chemically stable, the cosmetic gel composition of this configuration does not discolor over time and does not react with various additives even when coexisting with them, making it a cosmetic suitable for use on the face, etc.
本発明に係る化粧料用ゲル状組成物において、
前記セルロースナノファイバーの含有率が0.1~5質量%であり、
前記ジオールの含有率が1~20質量%であり、
前記セルロースナノファイバーの含有量(A)と、前記ジオールの含有量(B)との質量比率(A:B)が、1:2~1:40であることが好ましい。
In the cosmetic gel composition according to the present invention,
The content of the cellulose nanofiber is 0.1 to 5% by mass,
The content of the diol is 1 to 20% by mass,
It is preferable that the mass ratio (A:B) of the content of the cellulose nanofibers (A) to the content of the diol (B) is 1:2 to 1:40.
本構成の化粧料用ゲル状組成物によれば、セルロースナノファイバーの含有率が0.1~5質量%であり、ジオールの含有率が1~20質量%であり、上記の質量比率(A:B)が、1:2~1:40であることにより、セルロースナノファイバーの凝集が抑制され、ゲル状組成物の粘度を安定させることができる。 In the cosmetic gel composition of this configuration, the cellulose nanofiber content is 0.1-5 mass%, the diol content is 1-20 mass%, and the mass ratio (A:B) is 1:2-1:40, which suppresses aggregation of the cellulose nanofibers and stabilizes the viscosity of the gel composition.
本発明に係る化粧料用ゲル状組成物において、
前記ジオールは、1,3-ブチレングリコール、ペンチレングリコール、プロピレングリコール、及びジプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。
In the cosmetic gel composition according to the present invention,
The diol is preferably at least one selected from the group consisting of 1,3-butylene glycol, pentylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol.
本構成の化粧料用ゲル状組成物によれば、ジオールが、1,3-ブチレングリコール、ペンチレングリコール、プロピレングリコール、及びジプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも一つであることにより、濡れ性が向上し、かつ、適度に粘度が大きくなるため、肌への塗布時の取り扱い性に優れた肌なじみのよい化粧料用ゲル状組成物となる。 In the cosmetic gel composition of this configuration, the diol is at least one selected from the group consisting of 1,3-butylene glycol, pentylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol, which improves wettability and increases the viscosity appropriately, resulting in a cosmetic gel composition that is easy to handle when applied to the skin and has good skin affinity.
本発明に係る化粧料用ゲル状組成物において、
波長700nmの光の透過率が、光路長10mmで75%以上であることが好ましい。
In the cosmetic gel composition according to the present invention,
It is preferable that the transmittance of light with a wavelength of 700 nm is 75% or more with an optical path length of 10 mm.
本構成の化粧料用ゲル状組成物によれば、光透過性が高いことにより、顔等への使用時に求められる透明感をより向上させることができる。 The cosmetic gel composition of this configuration has high light transmittance, which can further improve the transparency required when used on the face, etc.
本発明に係る化粧料用ゲル状組成物において、
同量のセルロースナノファイバーを含有するセルロースナノファイバー水分散液に対して、粘度が10%以上大きくなるように調製してあることが好ましい。
In the cosmetic gel composition according to the present invention,
It is preferable that the viscosity is adjusted to be 10% or more higher than that of a cellulose nanofiber aqueous dispersion containing the same amount of cellulose nanofibers.
本構成の化粧料用ゲル状組成物によれば、同量のセルロースナノファイバーを含有するセルロースナノファイバー水分散液に対して、粘度が10%以上大きくなることにより、セルロースナノファイバーの水分散液と比較して、適度に粘度が大きくなるため、肌なじみの良さを維持しながら、使い勝手のよい製品となる。 According to the cosmetic gel composition of this configuration, the viscosity is 10% or more higher than that of an aqueous dispersion of cellulose nanofiber containing the same amount of cellulose nanofiber, and therefore the viscosity is moderately higher than that of an aqueous dispersion of cellulose nanofiber, resulting in a product that is easy to use while maintaining good compatibility with the skin.
以下、本発明の化粧料用ゲル状組成物について、詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態及び実施例に限定されることを意図するものではない。 The cosmetic gel composition of the present invention will be described in detail below. However, the present invention is not intended to be limited to the embodiments and examples described below.
〔化粧料用ゲル状組成物〕
本発明の化粧料用ゲル状組成物は、顔等に用いる化粧料、又は化粧料の原料として使用可能なものであり、CNFと、ジオールと、水とを含有するものである。以下、本発明の化粧料用ゲル状組成物の主成分であるCNF、及びジオールについて説明する。なお、水については特に詳細な説明は省略するが、精製水、イオン交換水等の不純物が少ない水を使用することができる。
[Cosmetic gel composition]
The cosmetic gel composition of the present invention can be used as a cosmetic for use on the face or the like, or as a raw material for cosmetics, and contains CNF, a diol, and water. The main components of the cosmetic gel composition of the present invention, CNF and diol, will be described below. Although a detailed description of water will be omitted, water with few impurities, such as purified water or ion-exchanged water, can be used.
<CNF>
CNFは、本発明の化粧料用ゲル状組成物においてゲル化剤となる主要な材料である。CNFは、平均繊維径が2~30nmである非イオン性のものを用いる。天然セルロースの構成単位であるミクロフィブリルの繊維径が高等植物で2~3nmであることから、CNFの平均繊維径を2nm未満とするためには、多大なエネルギーをかけてそれより微細化する必要があり、製造コストが高価になる。一方、CNFの平均繊維径を30nmより大きくすると、ゲル状組成物としたときに光の散乱が増大し、透明性が低下するおそれがある。ゲル状組成物の透明性が低下すると、顔等に用いる化粧料に適用する場合に、白浮き等が発生するおそれがある。セルロースの結晶型は、I型及びII型の何れでも構わないが、I型であれば、水等の溶媒中で安定しており、化粧品等に配合した際に、より優れた保形性を付与できる。非イオン性のCNFは、天然セルロースを水に懸濁させ、物理的な手段で微細化して製造することができる。また、セルロース材料をそのまま解繊するよりも、化学変性によりイオン性の官能基を導入することで繊維同士の静電的な反発により容易にナノファイバーの状態にし易いことから、一旦化学変性を施した後に、導入された官能基を脱離させて再生することが好ましい。このような化学変性したセルロースとしては、例えばアルカリ処理したセルロースに二硫化炭素を加えてザンテート基(-OCSS-M+)を導入したザンテート化セルロースが挙げられる。
<CNF>
CNF is a main material that serves as a gelling agent in the cosmetic gel composition of the present invention. Nonionic CNF with an average fiber diameter of 2 to 30 nm is used. Since the fiber diameter of microfibrils, which are the constituent units of natural cellulose, is 2 to 3 nm in higher plants, in order to make the average fiber diameter of CNF less than 2 nm, it is necessary to use a large amount of energy to make it finer than that, which increases the production cost. On the other hand, if the average fiber diameter of CNF is made larger than 30 nm, there is a risk that light scattering will increase when it is made into a gel composition, and transparency will decrease. If the transparency of the gel composition decreases, there is a risk that white cast will occur when it is applied to cosmetics to be used on the face, etc. The crystal type of cellulose may be either type I or type II, but type I is stable in a solvent such as water, and can impart better shape retention when incorporated into cosmetics, etc. Nonionic CNF can be produced by suspending natural cellulose in water and finely pulverizing it by physical means. In addition, since the cellulose material is easily converted into a nanofiber state by electrostatic repulsion between fibers by introducing ionic functional groups through chemical modification rather than defibrating the cellulose material as it is, it is preferable to first chemically modify the cellulose material and then regenerate the material by removing the introduced functional groups. An example of such chemically modified cellulose is xanthated cellulose, which is obtained by adding carbon disulfide to alkali-treated cellulose to introduce xanthate groups (-OCSS - M + ).
ザンテート化セルロースは、酸処理又は加熱処理等の再生処理によりザンテート基を脱離させて水酸基に戻すことが容易である。ザンテート化セルロースとして再生等の工程を経ることで、CNF中の不純物を少なくすることができる。本発明の化粧料用ゲル状組成物において用いるCNFは、化学変性で導入されたザンテート基の全てが水酸基に戻されたものであることが望ましいが、組成物の製造や利用の際に差し支えない限り、一部のザンテート基が残存していてもよい。ザンテート化セルロースにおけるザンテート基の含有率は、セルロースのグルコース単位当たりのザンテート基で置換された水酸基の平均個数である平均ザンテート置換度によって評価される。本発明の化粧料用ゲル状組成物においては、CNFは、平均ザンテート置換度が0.01以下であることが好ましく、0.005以下であることがより好ましい。平均ザンテート置換度が0.01以下であれば、未変性のものと同じ反応性を示し、非イオン性のCNFとして顔等に用いる化粧料に好適に使用することができる。 Xanthated cellulose can be easily converted back to hydroxyl groups by a regeneration process such as acid treatment or heat treatment to remove the xanthate groups. By undergoing a process such as regeneration of xanthated cellulose, the amount of impurities in the CNF can be reduced. It is desirable that all of the xanthate groups introduced by chemical modification have been converted back to hydroxyl groups in the CNF used in the cosmetic gel composition of the present invention, but some xanthate groups may remain as long as it does not interfere with the production or use of the composition. The content of xanthate groups in xanthated cellulose is evaluated by the average degree of xanthate substitution, which is the average number of hydroxyl groups substituted with xanthate groups per glucose unit of cellulose. In the cosmetic gel composition of the present invention, the CNF preferably has an average degree of xanthate substitution of 0.01 or less, more preferably 0.005 or less. If the average degree of xanthate substitution is 0.01 or less, it exhibits the same reactivity as unmodified CNF and can be suitably used as nonionic CNF in cosmetics for use on the face, etc.
化粧料用ゲル状組成物におけるCNFの含有率は、0.1~5質量%であることが好ましい。CNFの含有率が上記の範囲にあれば、ゲル状組成物の粘度安定性が優れたものとなる。CNFの含有率が0.1質量%未満であると、十分な粘度が得られなくなるおそれや、粘度にばらつきが生じるおそれがある。CNFの含有率が5質量%を超過すると、組成物がゲル状とならずペースト状となり、保存中に外圧がかかった場合にCNFと水素結合していない自由水が抜け出るおそれがある。 The CNF content in the cosmetic gel composition is preferably 0.1 to 5% by mass. If the CNF content is within the above range, the gel composition will have excellent viscosity stability. If the CNF content is less than 0.1% by mass, there is a risk that sufficient viscosity will not be obtained or that the viscosity will vary. If the CNF content exceeds 5% by mass, the composition will not become gel-like but will become paste-like, and there is a risk that free water that is not hydrogen-bonded to the CNF will escape if external pressure is applied during storage.
<ジオール>
ジオールとは2つの炭素原子に1つずつ水酸基が結合した構造を有するアルコールの一種であり、本発明の化粧料用ゲル状組成物においてジオールは、ゲル状組成物中のCNFの均一な分散状態を維持し、また、ゲル状組成物を化粧料、又は化粧料の原料として使用する場合に肌への塗布時の取り扱い性を向上させるために、粘度を大きくする成分として配合される。このようなジオールとしては、1,3-ブチレングリコール、ペンチレングリコール、プロピレングリコール、及びジプロピレングリコール等が挙げられ、特に、化粧料用ゲル状組成物の増粘性の観点から、詳細については後述の実施例において説明するが、1,3-ブチレングリコール、及びペンチレングリコールが好ましい。
<Diol>
A diol is a type of alcohol having a structure in which one hydroxyl group is bonded to each of two carbon atoms, and in the cosmetic gel composition of the present invention, the diol is blended as a component that increases viscosity in order to maintain a uniform dispersion state of CNF in the gel composition and to improve the handleability when applied to the skin when the gel composition is used as a cosmetic or a raw material for a cosmetic. Examples of such diols include 1,3-butylene glycol, pentylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol, and in particular, 1,3-butylene glycol and pentylene glycol are preferred from the viewpoint of thickening the cosmetic gel composition, although details will be described in the Examples below.
化粧料用ゲル状組成物におけるジオールの含有率は、1~20質量%であることが好ましい。また、化粧料用ゲル状組成物におけるCNFの含有量(A)と、ジオールの含有量(B)との質量比率(A:B)は、質量比で、1:2~1:40の範囲にあることが好ましい。ジオールの含有率、及び質量比率(A:B)が上記の範囲にあれば、化粧料用ゲル状組成物中のCNFの分散性が優れたものとなる。ジオールの含有率、及び質量比率(A:B)が上記の範囲から外れると、化粧料用ゲル状組成物中でCNFが凝集し易くなったり、ゲル状組成物の透明性が低下したりするおそれがある。 The diol content in the cosmetic gel composition is preferably 1 to 20% by mass. The mass ratio (A:B) of the CNF content (A) to the diol content (B) in the cosmetic gel composition is preferably in the range of 1:2 to 1:40 by mass. If the diol content and mass ratio (A:B) are within the above ranges, the dispersibility of the CNF in the cosmetic gel composition will be excellent. If the diol content and mass ratio (A:B) are outside the above ranges, the CNF may be more likely to aggregate in the cosmetic gel composition, or the transparency of the gel composition may decrease.
〔光の透過性〕
化粧料用ゲル状組成物としては、高い光透過性を有することが望まれる。本発明のゲル状組成物は、光路長を10mmとしたとき、波長700nmの光の透過率が、75%以上であることが好ましい。波長700nmの光の透過率が75%以上であれば、高い光透過性により、顔等への使用時に求められる透明感を向上させることができる。光の透過率は、光路長10mmの測定セルにゲル状組成物を充填し、紫外可視分光光度計(V-730、日本分光株式会社製)を用いて測定することができる。
[Light transmittance]
It is desirable for a gel composition for cosmetic preparations to have high light transmittance. When the optical path length is 10 mm, the gel composition of the present invention preferably has a transmittance of 75% or more for light with a wavelength of 700 nm. If the transmittance of light with a wavelength of 700 nm is 75% or more, the high light transmittance can improve the sense of transparency required when used on the face, etc. The light transmittance can be measured by filling a measurement cell with the gel composition having an optical path length of 10 mm and using an ultraviolet-visible spectrophotometer (V-730, manufactured by JASCO Corporation).
〔粘度〕
化粧料用ゲル状組成物を化粧料、又は化粧料の原料として使用する場合、肌への塗布時の取り扱い性を向上させるために、粘度を大きくすることが望まれる。本発明の化粧料用ゲル状組成物は、同量のCNFを含有するCNF水分散液に対して、粘度が10%以上大きくなるように調製してあることが好ましい。具体的には、本発明の化粧料用ゲル状組成物における粘度をV1とし、CNFの含有率が化粧料用ゲル状組成物と同一となるように調製したCNFの水分散液における粘度をV2としたときに、以下の式(1):
粘度比率 = 100 × (V1-V2)/V2 ・・・(1)
により算出される粘度比率が、10%以上であることが好ましい。粘度比率が10%以上であれば、CNFの水分散液に比較して、適度に粘度が大きくなるため、肌なじみの良さを維持しながら、使い勝手のよいものとなる。化粧料用ゲル状組成物、及び水分散液の粘度としては、温度25℃において、B型粘度計(TVB-10H、東機産業株式会社製)のM3ローターを用いて、30rpmで測定した値を用いる。
〔viscosity〕
When the cosmetic gel composition is used as a cosmetic or a cosmetic raw material, it is desired to increase the viscosity in order to improve the handling when applied to the skin. The cosmetic gel composition of the present invention is preferably prepared so that its viscosity is 10% or more higher than that of a CNF aqueous dispersion containing the same amount of CNF. Specifically, when the viscosity of the cosmetic gel composition of the present invention is V1 and the viscosity of an aqueous dispersion of CNF prepared so that the CNF content is the same as that of the cosmetic gel composition is V2, the viscosity of the cosmetic gel composition of the present invention is expressed by the following formula (1):
Viscosity ratio = 100 × (V1-V2)/V2 ... (1)
is preferably 10% or more. If the viscosity ratio is 10% or more, the viscosity is appropriately increased compared to the aqueous dispersion of CNF, and the composition is easy to use while maintaining good compatibility with the skin. The viscosity of the cosmetic gel composition and the aqueous dispersion is measured at 25°C using an M3 rotor of a B-type viscometer (TVB-10H, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at 30 rpm.
〔CNFの製造〕
本発明の化粧料用ゲル状組成物に用いるCNFとして好適なザンテート化セルロース由来のCNFは、下記(I)~(V)の工程を順に実施することで製造することができる。
[Production of CNF]
CNF derived from xanthated cellulose, which is suitable as CNF for use in the cosmetic gel composition of the present invention, can be produced by carrying out the following steps (I) to (V) in order.
(I)セルロース材料のアルカリ処理
セルロース材料としては、例えば、クラフトパルプやサルファイトパルプなどの木材パルプ、木粉、稲わらなどのバイオマス由来の材料、古紙、ろ紙、紙粉などの紙由来の材料、粉末セルロースや、マイクロメートルサイズの微結晶セルロースなどの結晶性を保持したセルロース加工物などが挙げられる。ただし、これらの例に限定されるものではない。これらのセルロース材料の中でも、入手し易く、安価な点から木材パルプを用いることが好ましい。
(I) Alkali treatment of cellulose materials Examples of cellulose materials include wood pulp such as kraft pulp and sulfite pulp, biomass-derived materials such as wood flour and rice straw, paper-derived materials such as waste paper, filter paper, and paper powder, and cellulose processed products that retain crystallinity such as powdered cellulose and microcrystalline cellulose of micrometer size. However, the cellulose materials are not limited to these examples. Among these cellulose materials, it is preferable to use wood pulp because it is easy to obtain and inexpensive.
セルロース材料のアルカリ処理では、セルロース材料を水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの水酸化アルカリ金属水溶液で処理してアルカリセルロースを得る。水酸化アルカリ金属水溶液の濃度は4質量%以上であることが好ましい。水酸化アルカリ金属水溶液の濃度が4質量%未満であると、セルロースのマーセル化が十分に進行せず、その後のザンテート化の際に生じる副生成物の量が無視できなくなり、収率が小さくなる。 In the alkali treatment of cellulose materials, the cellulose materials are treated with an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide to obtain alkali cellulose. The concentration of the aqueous solution of an alkali metal hydroxide is preferably 4% by mass or more. If the concentration of the aqueous solution of an alkali metal hydroxide is less than 4% by mass, the mercerization of cellulose does not proceed sufficiently, and the amount of by-products generated during the subsequent xanthate conversion becomes significant, resulting in a low yield.
(II)ザンテート化処理
ザンテート化処理では、アルカリセルロースに二硫化炭素(CS2)を反応させることにより、(-O-M+)基を(-OCSS-M+)基にしてザンテート化セルロースを得る。ザンテート化セルロースの平均ザンテート置換度は、Bredee法を用いて求めることができる。Bredee法の手順は、ザンテート化セルロースを固形分として1.5g秤量し、飽和塩化アンモニウム溶液(5℃)を40mL添加する。ガラス棒でよく混合した後、ろ過して、飽和塩化アンモニウム溶液で十分に洗浄する。次いで、0.5mol/L水酸化ナトリウム溶液(5℃)を50mL添加して撹拌した後、1.5mol/L酢酸で中和する。その後にイオン交換水を250mL添加してよく撹拌し、1.5mol/L酢酸10mLと、0.05mol/Lヨウ素溶液10mLとを添加する。この溶液を、1質量%澱粉水溶液を指示薬として0.05mol/Lチオ硫酸ナトリウム溶液で滴定する。以上の手順におけるチオ硫酸ナトリウムの滴定量、及びサンプルのセルロース量(g)を用いて、以下の式(2):
平均ザンテート置換度 = (0.05×10×2 - 0.05×チオ硫酸ナトリウム滴定量(mL)) / {1000 × (サンプル中セルロース量(g)/162.1)} ・・・(2)
により平均ザンテート置換度を算出する。なお、ザンテート化セルロース中のセルロース含有率は、以下のように測定する。まず、ザンテート化セルロースを水中に分散させ、塩酸を添加して再生処理を行う。次に、再生処理後のセルロースをろ過し、十分に洗浄後、絶乾してセルロースのみの質量を測定し、ザンテート化セルロース中のセルロース含有率を算出する。
(II) Xanthate treatment In the xanthate treatment, carbon disulfide (CS 2 ) is reacted with alkali cellulose to convert the (-O - M + ) group into a (-OCSS - M + ) group to obtain xanthate cellulose. The average degree of xanthate substitution of xanthate cellulose can be determined using the Breedee method. The procedure of the Breedee method is to weigh 1.5 g of xanthate cellulose as a solid content and add 40 mL of saturated ammonium chloride solution (5 ° C.). After mixing well with a glass rod, filter and thoroughly wash with saturated ammonium chloride solution. Next, 50 mL of 0.5 mol/L sodium hydroxide solution (5 ° C.) is added and stirred, and then neutralized with 1.5 mol/L acetic acid. Then, 250 mL of ion-exchanged water is added and stirred well, and 10 mL of 1.5 mol/L acetic acid and 10 mL of 0.05 mol/L iodine solution are added. This solution is titrated with 0.05 mol/L sodium thiosulfate solution using a 1% by mass starch aqueous solution as an indicator. Using the titration amount of sodium thiosulfate in the above procedure and the amount of cellulose (g) of the sample, the following formula (2):
Average degree of xanthate substitution = (0.05 × 10 × 2 - 0.05 × sodium thiosulfate titration (mL)) / {1000 × (amount of cellulose in sample (g) / 162.1)} ... (2)
The average degree of xanthate substitution is calculated by the above formula. The cellulose content in the xanthated cellulose is measured as follows. First, the xanthated cellulose is dispersed in water, and hydrochloric acid is added to perform a regeneration treatment. Next, the cellulose after the regeneration treatment is filtered, thoroughly washed, and then completely dried to measure the mass of only the cellulose, and the cellulose content in the xanthated cellulose is calculated.
本発明の化粧料用ゲル状組成物に用いるCNFを製造するにあたっては、ザンテート化処理において、平均ザンテート置換度を、0.1以上、0.4以下とすることが好ましい。平均ザンテート置換度が0.1未満であると、この後に行う解繊処理を十分に行えないおそれがある。平均ザンテート置換度が0.4を超過すると、親水性が大きくなり過ぎるため、解繊処理の際に溶解するおそれがある。 When producing CNF for use in the cosmetic gel composition of the present invention, it is preferable that the average degree of xanthate substitution in the xanthate formation process is 0.1 or more and 0.4 or less. If the average degree of xanthate substitution is less than 0.1, the subsequent defibration process may not be performed sufficiently. If the average degree of xanthate substitution exceeds 0.4, the hydrophilicity becomes too high and there is a risk of dissolving during the defibration process.
(III)解繊処理
解繊処理は、ザンテート化セルロースを水中へ分散させた上で行うことが好ましい。解繊処理の手法としては、一般的な手法を用いることができる。例えば、回転式ホモジナイザー、ビーズミル、超音波分散機、高圧ホモジナイザー、及びディスクリファイナー等を用いて解繊させる方法が挙げられる。
(III) Defibration treatment The defibration treatment is preferably carried out after dispersing the xanthate cellulose in water. A general method can be used as the defibration treatment method. For example, a method of defibrating using a rotary homogenizer, a bead mill, an ultrasonic disperser, a high-pressure homogenizer, a disc refiner, etc. can be mentioned.
セルロース材料は、そのままでは解繊させるのに多大なエネルギーが必要であるが、ザンテート化セルロースでは、ザンテート基による繊維同士の静電的な反発によって分散性が向上するため、解繊に必要とするエネルギーが極めて小さく、比較的穏和な条件で解繊させることができる。 Cellulose materials require a large amount of energy to defibrate as is, but with xanthate cellulose, the electrostatic repulsion between the fibers due to the xanthate group improves dispersibility, so the energy required for defibration is extremely small and it can be defibrated under relatively mild conditions.
(IV)再生処理
ザンテート化CNFを再生処理することで、再生CNFを得ることができる。この再生処理では、ザンテート基(-OCSS-M+)を脱離させて、水酸基(-OH)へ変化させることにより、ザンテート化セルロースをセルロースに再生させる。
(IV) Regeneration Treatment Regenerated CNF can be obtained by regenerating the xanthated CNF. In this regeneration treatment, the xanthate group (-OCSS - M + ) is eliminated and converted to a hydroxyl group (-OH), thereby regenerating the xanthated cellulose into cellulose.
再生処理としては、酸を用いて処理する手法が挙げられる。酸によって、容易にザンテート基を離脱させて水酸基に変化させる反応を進行させることができる。ここで用いる酸としては、鉱酸、及び有機酸が挙げられ、特に、塩酸、硫酸、及び硝酸等の鉱酸が好ましい。 As an example of a regeneration treatment, a method of treatment using an acid can be used. The acid can easily promote a reaction that removes the xanthate group and converts it to a hydroxyl group. Examples of the acid used here include mineral acids and organic acids, and in particular, mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid are preferred.
他の再生処理の手法として、ザンテート化CNFを加熱することによっても、ザンテート化CNFの分子から二硫化炭素を解離させてセルロースに再生させ、CNFを得ることができる。 As another regeneration method, the xanthate CNF can be heated to dissociate carbon disulfide from the xanthate CNF molecules and regenerate it into cellulose, thereby obtaining CNF.
(V)再分散処理
再生処理後のCNFは、再生前のザンテート化CNFと比べるとザンテート基が脱離しているため、繊維同士の水素結合や絡まりにより一部が凝集した状態にある。そこで、再生処理後のCNFの水分散液に対して、改めて分散処理を行うことで、CNF分散体を得る。以下、再生処理後に行うこの分散処理を「再分散処理」と称する。再分散処理には、回転式ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、及び超音波分散機等の分散処理に用いる一般的な装置及び手法を用いることができる。
(V) Redispersion treatment The CNF after the regeneration treatment has the xanthate groups removed compared to the xanthated CNF before regeneration, and is in a partially aggregated state due to hydrogen bonds and entanglement between the fibers. Therefore, the aqueous dispersion of the CNF after the regeneration treatment is subjected to a dispersion treatment again to obtain a CNF dispersion. Hereinafter, this dispersion treatment performed after the regeneration treatment is referred to as "redispersion treatment". For the redispersion treatment, general devices and methods used for dispersion treatment such as a rotary homogenizer, a high-pressure homogenizer, and an ultrasonic disperser can be used.
以上のように、(I)~(V)の工程を順に実施することで、得られるザンテート化セルロース由来のCNFの平均繊維径を2nm以上、30nm以下に調整することができる。なお、CNFの平均繊維径は、以下の手順で測定する。得られたCNFにイオン交換水を添加して固形分濃度0.1質量%の水分散液とし、遠心分離機(ベックマンコールター社製、Avanti J-251)を用いて遠心分離(12000G、10分間)して未解繊物を沈降させる。上清をさらにイオン交換水で希釈後に支持膜上に塗布して酢酸ウラニルで染色を施し、支持膜上で乾燥して乾燥検体とする。それを透過型電子顕微鏡(TEM:日本電子株式会社製、JEM-1400)を使用し、加速電圧120kVで観察を行い、50,000倍の画像よりナノファイバー50本を選択し、それぞれの繊維径を計測して平均値を求め、それを平均繊維径とする。 As described above, by carrying out steps (I) to (V) in order, the average fiber diameter of the obtained CNF derived from xanthated cellulose can be adjusted to 2 nm or more and 30 nm or less. The average fiber diameter of the CNF is measured by the following procedure. Ion-exchanged water is added to the obtained CNF to prepare an aqueous dispersion with a solid content concentration of 0.1% by mass, and the dispersion is centrifuged (12,000 G, 10 minutes) using a centrifuge (Avanti J-251, manufactured by Beckman Coulter) to settle the undefibrated material. The supernatant is further diluted with ion-exchanged water, applied to a support film, stained with uranyl acetate, and dried on the support film to obtain a dried specimen. The specimen is observed using a transmission electron microscope (TEM: JEM-1400, manufactured by JEOL Ltd.) at an accelerating voltage of 120 kV, and 50 nanofibers are selected from the 50,000x image, and the fiber diameters of each are measured to obtain the average value, which is the average fiber diameter.
〔非イオン性のCNFの製造例1〕
針葉樹の漂白クラフトパルプ(NBKP)をパルプ固形分が100gとなるように秤量し、8.5質量%水酸化ナトリウム水溶液を2500g加え、室温にて3時間撹拌してアルカリ処理を行った。このアルカリ処理後のパルプを固液分離してアルカリセルロースの脱水物を得た。
[Production Example 1 of Nonionic CNF]
Bleached kraft pulp (NBKP) of softwood was weighed out so that the pulp solid content was 100 g, and 2500 g of 8.5 mass % sodium hydroxide aqueous solution was added and stirred at room temperature for 3 hours to carry out an alkali treatment. The pulp after this alkali treatment was subjected to solid-liquid separation to obtain a dehydrated alkali cellulose.
上記で作製したアルカリセルロースの脱水物をパルプ固形分が100gとなるように秤量し、二硫化炭素を35g(対パルプ固形分35質量%)加え、硫化反応を進行させてザンテート化処理を行い、ザンテート化セルロースを得た。 The dehydrated alkali cellulose prepared above was weighed to have a pulp solid content of 100 g, and 35 g of carbon disulfide (35% by mass of the pulp solid content) was added to proceed with the sulfurization reaction to perform a xanthate treatment, thereby obtaining xanthated cellulose.
上記のザンテート化セルロースをパルプ固形分が10gとなるように秤量し、イオン交換水を添加して分散させ、固液分離を行いイオン交換水で十分に洗浄した。洗浄後のザンテート化セルロースをすべて回収し、イオン交換水を添加してセルロース濃度が0.5質量%の水懸濁液2kgとした。この水懸濁液を、高圧ホモジナイザーを用いて、圧力80MPaで3回パスさせて解繊処理し、ザンテート化CNFを得た。得られたザンテート化CNFの平均ザンテート置換度は0.263であり、繊維径は3.0nm~7.4nmの範囲であり、平均繊維径は6.1nmであった。 The xanthated cellulose was weighed out so that the pulp solid content was 10 g, dispersed by adding ion-exchanged water, and subjected to solid-liquid separation and thoroughly washed with ion-exchanged water. After washing, all of the xanthated cellulose was collected, and ion-exchanged water was added to make 2 kg of an aqueous suspension with a cellulose concentration of 0.5% by mass. This aqueous suspension was defibrated by passing it three times through a high-pressure homogenizer at a pressure of 80 MPa to obtain xanthated CNF. The average degree of xanthate substitution of the obtained xanthated CNF was 0.263, the fiber diameter was in the range of 3.0 nm to 7.4 nm, and the average fiber diameter was 6.1 nm.
以上の手順で得られたザンテート化CNFの水懸濁液1.5kg(セルロース濃度0.5質量%)に、1mol/L硫酸を33mL添加し、再生処理を行った。処理終了後、1mol/L水酸化ナトリウム溶液にてpH7まで中和して、再生CNFの水懸濁液を得た。平均ザンテート置換度を測定したところ、測定下限である0.001未満であったので、酸処理によりザンテート基がほぼ完全に脱離して水酸基に戻っていることが確認された。 33 mL of 1 mol/L sulfuric acid was added to 1.5 kg of the aqueous suspension of xanthated CNF obtained by the above procedure (cellulose concentration 0.5% by mass) and a regeneration process was carried out. After completion of the process, the mixture was neutralized to pH 7 with 1 mol/L sodium hydroxide solution to obtain an aqueous suspension of regenerated CNF. When the average degree of xanthate substitution was measured, it was found to be less than the lower limit of measurement, 0.001, confirming that the xanthate groups had almost completely been released by the acid treatment and had returned to hydroxyl groups.
上記で得られた再生CNFの水懸濁液を、遠心脱水機により遠心脱水しながら、イオン交換水を添加して十分に洗浄した。洗浄後の再生CNFをすべて回収し、イオン交換水を添加してCNFの固形分濃度1.0質量%の水分散液1kgとし、高圧ホモジナイザーを用いて、圧力80MPaで再分散処理し、製造例となる非イオン性のCNFを得た。再分散処理後、再生CNFの再分散体の平均繊維径を算出したところ、繊維径は3.0~7.4nm、平均繊維径は6.0nmであった。 The aqueous suspension of regenerated CNF obtained above was thoroughly washed by adding ion-exchanged water while being centrifuged and dehydrated using a centrifugal dehydrator. After washing, all of the regenerated CNF was collected, and ion-exchanged water was added to make 1 kg of an aqueous dispersion with a CNF solid content concentration of 1.0 mass %, which was then redispersed at a pressure of 80 MPa using a high-pressure homogenizer to obtain non-ionic CNF as a manufacturing example. After the redispersion process, the average fiber diameter of the redispersed regenerated CNF was calculated to be 3.0 to 7.4 nm, with an average fiber diameter of 6.0 nm.
〔非イオン性のCNFの製造例2〕
上記の製造例1で得られた再生CNF(平均繊維径6.0nm)の再分散体を固形分濃度0.5質量%に希釈し、遠心分離機(ベックマンコールター社製、Avanti J-251)を用いて遠心分離(75000G、10分間)し、遠心上清を回収し、エバポレーターを用いて固形分濃度1.0質量%まで濃縮した。遠心上清中の再生CNFの平均繊維径を算出したところ、繊維径は2.0~3.1nmであり、平均繊維径は2.6nmであった。
[Production Example 2 of Nonionic CNF]
The redispersion of the regenerated CNF (average fiber diameter 6.0 nm) obtained in Production Example 1 above was diluted to a solid content concentration of 0.5% by mass, centrifuged (75,000 G, 10 minutes) using a centrifuge (Avanti J-251, manufactured by Beckman Coulter), the centrifugal supernatant was recovered, and concentrated to a solid content concentration of 1.0% by mass using an evaporator. The average fiber diameter of the regenerated CNF in the centrifugal supernatant was calculated to be 2.0 to 3.1 nm, and the average fiber diameter was 2.6 nm.
〔非イオン性のCNFの製造例3〕
製造例1のザンテート化セルロースの水懸濁液を高圧ホモジナイザーにパスする回数を2回にして解繊処理した以外は同様にして、平均ザンテート置換度が0.264、繊維径が2.0~51.4nm、平均繊維径が28.1nmのザンテート化CNFを得た。
[Production Example 3 of Nonionic CNF]
In the same manner as above, except that the aqueous suspension of xanthated cellulose of Production Example 1 was passed through the high-pressure homogenizer twice and defibrated, the average degree of xanthate substitution was 0.264, the fiber diameter was 2.0 to 51.4 nm, and the average fiber diameter was 28.1 nm. Xanthated CNF was obtained.
このザンテート化CNFを製造例1と同様にして処理し、繊維径が2.0~50.7nm、平均繊維径が28.0nmの非イオン性のCNFの再分散体を得た。 This xanthated CNF was treated in the same manner as in Production Example 1 to obtain a redispersion of nonionic CNF with fiber diameters of 2.0 to 50.7 nm and an average fiber diameter of 28.0 nm.
<化粧料用ゲル状組成物の作製、及び評価>
本発明の化粧料用ゲル状組成物(実施例1)を作製し、粘度の測定、及び使用感の評価を実施した。また、比較のため、本発明の範囲外となる化粧料用ゲル状組成物(比較例1及び2)を作製し、同様の測定及び評価を実施した。
<Preparation and Evaluation of Cosmetic Gel Composition>
A cosmetic gel composition of the present invention (Example 1) was prepared, and the viscosity was measured and the feeling of use was evaluated. For comparison, cosmetic gel compositions outside the scope of the present invention (Comparative Examples 1 and 2) were prepared, and the same measurements and evaluations were performed.
〔実施例1〕
製造例1のCNF(平均繊維径6.0nm)の水分散液にイオン交換水、及びジオールとして1,3-ブチレングリコール(BG)を加え、終濃度でCNFの含有率が0.5質量%、1,3-ブチレングリコールの含有率が5質量%となるように調整した後、ホモミキサー(ホモミクサーMARKII2.5型、プライミクス株式会社製)を用いて3,000rpmで5分間撹拌した。これを脱気し、化粧料用ゲル状組成物を得た。実施例1の化粧料用ゲル状組成物において、CNFの含有量(A)と、ジオールの含有量(B)との質量比率(A:B)は、1:10である。
Example 1
Ion-exchanged water and 1,3-butylene glycol (BG) as a diol were added to the aqueous dispersion of CNF (average fiber diameter 6.0 nm) of Production Example 1, and the final concentration was adjusted so that the CNF content was 0.5 mass% and the 1,3-butylene glycol content was 5 mass%, and then the mixture was stirred at 3,000 rpm for 5 minutes using a homomixer (Homomixer MARKII 2.5 type, manufactured by Primix Corporation). The mixture was degassed to obtain a cosmetic gel composition. In the cosmetic gel composition of Example 1, the mass ratio (A:B) of the CNF content (A) to the diol content (B) was 1:10.
〔比較例1〕
CNFに代えてキサンタンガム(KELTROL CG-T、三晶株式会社製)を用いた。それ以外は実施例1と同様の方法で化粧料用ゲル状組成物を得た。
Comparative Example 1
Xanthan gum (KELTROL CG-T, manufactured by Sansho Co., Ltd.) was used in place of CNF. A gel composition for cosmetic preparations was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.
〔比較例2〕
実施例1のものと同一ロットのCNFの水分散液をイオン交換水で希釈し、CNFの終濃度(固形分)が0.5質量%となるように調整した。それ以外は実施例1と同様の方法で化粧料用ゲル状組成物を得た。
Comparative Example 2
An aqueous dispersion of CNF from the same lot as in Example 1 was diluted with ion-exchanged water so that the final concentration (solid content) of CNF was adjusted to 0.5 mass %. A gel composition for cosmetics was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.
<粘度>
B型粘度計(TVB-10H、東機産業株式会社製)のM3ローターを用いて、30rpmで化粧料用ゲル状組成物の粘度を測定した。
<Viscosity>
The viscosity of the cosmetic gel composition was measured using an M3 rotor of a Brookfield type viscometer (TVB-10H, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at 30 rpm.
<使用感>
5名のモニターが化粧料用ゲル状組成物を上腕部に塗布し、塗布後の感触を下記の基準に従って評価し、5名のモニターによる評価の平均が5である場合に使用感を「○」、3以上5未満である場合に使用感を「△」、3未満である場合に使用感を「×」とした。
5:べたつき、ぬるつきがない。
4:べたつき、ぬるつきを若干感じる。
3:べたつき、ぬるつきが少しある。
2:べたつき、ぬるつきがある。
1:べたつき、ぬるつきがかなりある。
<Feeling of use>
Five monitors applied the cosmetic gel composition to the upper arm and evaluated the feel after application according to the following criteria. When the average of the ratings by the five monitors was 5, the feel was rated as "○", when it was 3 or more but less than 5, the feel was rated as "△", and when it was less than 3, the feel was rated as "×".
5: Not sticky or slimy.
4: Feels slightly sticky and slimy.
3: Slightly sticky and slimy.
2: Sticky and slimy.
1: Very sticky and slimy.
実施例1、並びに比較例1及び2の化粧料用ゲル状組成物の製造条件、並びに粘度及び使用感を表1に示す。 The manufacturing conditions, viscosity, and usability of the cosmetic gel compositions of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1.
実施例1の化粧料用ゲル状組成物は、水溶性高分子としてキサンタンガムを用いた比較例1の化粧料用ゲル状組成物、及びジオールを含有していない比較例2の化粧料用ゲル状組成物と比較して、粘度が大きく、肌への塗布時の取り扱いが容易であった。 The cosmetic gel composition of Example 1 had a higher viscosity and was easier to handle when applied to the skin than the cosmetic gel composition of Comparative Example 1, which used xanthan gum as the water-soluble polymer, and the cosmetic gel composition of Comparative Example 2, which did not contain a diol.
実施例1の化粧料用ゲル状組成物は、水溶性高分子特有のべたつき、及びジオールに起因するぬるつきの何れもなく、使用感に優れるものであった。一方、水溶性高分子としてキサンタンガムを用いた比較例1の化粧料用ゲル状組成物では、水溶性高分子、及びジオールの含有率が実施例1の化粧料用ゲル状組成物と同一であるにも関わらず、水溶性高分子特有のべたつき、及びジオールに起因するぬるつきがあり、使用感に劣るものであった。 The cosmetic gel composition of Example 1 had neither the stickiness characteristic of water-soluble polymers nor the sliminess caused by diols, and was excellent in feel when used. On the other hand, the cosmetic gel composition of Comparative Example 1, which used xanthan gum as the water-soluble polymer, had the stickiness characteristic of water-soluble polymers and the sliminess caused by diols, and was inferior in feel when used, even though the content of the water-soluble polymer and diol was the same as that of the cosmetic gel composition of Example 1.
〔実施例2〕
製造例1のCNF(平均繊維径6.0nm)の水分散液にイオン交換水、及びジオールとして1,3-ブチレングリコール(BG)を加え、終濃度でCNFの含有率が0.5質量%、1,3-ブチレングリコールの含有率が1質量%(CNFの含有量(A)と、ジオールの含有量(B)との質量比率(A:B)が1:2)、5質量%(質量比率(A:B)が1:10)、10質量%(質量比率(A:B)が1:20)、20質量%(質量比率(A:B)が1:40)、30質量%(質量比率(A:B)が1:60)となるように調整した後、夫々をホモミキサー(ホモミクサーMARKII2.5型、プライミクス株式会社製)を用いて3,000rpmで5分間撹拌した。これを脱気し、化粧料用ゲル状組成物を得た。
Example 2
Ion-exchanged water and 1,3-butylene glycol (BG) as a diol were added to the aqueous dispersion of CNF (average fiber diameter 6.0 nm) of Production Example 1, and the final concentrations were adjusted to 0.5% by mass for the CNF content and 1,3-butylene glycol content of 1% by mass (the mass ratio (A:B) of the CNF content (A) to the diol content (B) was 1:2), 5% by mass (the mass ratio (A:B) was 1:10), 10% by mass (the mass ratio (A:B) was 1:20), 20% by mass (the mass ratio (A:B) was 1:40), and 30% by mass (the mass ratio (A:B) was 1:60), and each was stirred at 3,000 rpm for 5 minutes using a homomixer (Homomixer MARKII 2.5 type, manufactured by Primix Corporation). This was deaerated to obtain a gel composition for cosmetics.
〔実施例3〕
製造例2のCNF(平均繊維径2.6nm)の水分散液にイオン交換水、及びジオールとして1,3-ブチレングリコール(BG)を加え、終濃度でCNFの含有率が0.5質量%、1,3-ブチレングリコールの含有率が10質量%(質量比率(A:B)が1:20)となるように調整した後、ホモミキサー(ホモミクサーMARKII2.5型、プライミクス株式会社製)を用いて3,000rpmで5分間撹拌した。これを脱気し、化粧料用ゲル状組成物を得た。
Example 3
Ion-exchanged water and 1,3-butylene glycol (BG) as a diol were added to the aqueous dispersion of CNF (average fiber diameter 2.6 nm) of Production Example 2, and the final concentration was adjusted to 0.5% by mass for the CNF content and 10% by mass for the 1,3-butylene glycol content (mass ratio (A:B) of 1:20), and the mixture was stirred at 3,000 rpm for 5 minutes using a homomixer (Homomixer MARKII 2.5 type, manufactured by Primix Corporation). The mixture was degassed to obtain a gel composition for cosmetics.
〔実施例4〕
製造例3のCNF(平均繊維径28.0nm)の水分散液にイオン交換水、及びジオールとして1,3-ブチレングリコール(BG)を加え、終濃度でCNFの含有率が0.5質量%、1,3-ブチレングリコールの含有率が10質量%(質量比率(A:B)が1:20)となるように調整した後、ホモミキサー(ホモミクサーMARKII2.5型、プライミクス株式会社製)を用いて3,000rpmで5分間撹拌した。これを脱気し、化粧料用ゲル状組成物を得た。
Example 4
Ion-exchanged water and 1,3-butylene glycol (BG) as a diol were added to the aqueous dispersion of CNF (average fiber diameter 28.0 nm) of Production Example 3, and the final concentration was adjusted to 0.5% by mass for the CNF content and 10% by mass for the 1,3-butylene glycol content (mass ratio (A:B) of 1:20), and the mixture was stirred at 3,000 rpm for 5 minutes using a homomixer (Homomixer MARKII 2.5 type, manufactured by Primix Corporation). The mixture was degassed to obtain a gel composition for cosmetics.
〔実施例5〕
製造例1のCNF(平均繊維径6.0nm)の水分散液にイオン交換水、及びジオールとしてペンチレングリコール(PeG)を加え、終濃度でCNFの含有率が0.5質量%、ペンチレングリコールの含有率が10質量%(質量比率(A:B)が1:20)となるように調整した後、ホモミキサー(ホモミクサーMARKII2.5型、プライミクス株式会社製)を用いて3,000rpmで5分間撹拌した。これを脱気し、化粧料用ゲル状組成物を得た。
Example 5
Ion-exchanged water and pentylene glycol (PeG) as a diol were added to the aqueous dispersion of CNF (average fiber diameter 6.0 nm) of Production Example 1, and the final concentration was adjusted to 0.5% by mass for the CNF content and 10% by mass for the pentylene glycol content (mass ratio (A:B) of 1:20), and the mixture was stirred at 3,000 rpm for 5 minutes using a homomixer (Homomixer MARKII 2.5 type, manufactured by Primix Corporation). The mixture was degassed to obtain a gel composition for cosmetics.
〔実施例6〕
製造例1のCNF(平均繊維径6.0nm)の水分散液にイオン交換水、及びジオールとしてプロピレングリコール(PG)を加え、終濃度でCNFの含有率が0.5質量%、プロピレングリコールの含有率が10質量%(質量比率(A:B)が1:20)となるように調整した後、ホモミキサー(ホモミクサーMARKII2.5型、プライミクス株式会社製)を用いて3,000rpmで5分間撹拌した。これを脱気し、化粧料用ゲル状組成物を得た。
Example 6
Ion-exchanged water and propylene glycol (PG) as a diol were added to the aqueous dispersion of CNF (average fiber diameter 6.0 nm) of Production Example 1, and the final concentration was adjusted to 0.5% by mass for the CNF content and 10% by mass for the propylene glycol content (mass ratio (A:B) of 1:20), and the mixture was stirred at 3,000 rpm for 5 minutes using a homomixer (Homomixer MARKII 2.5 type, manufactured by Primix Corporation). The mixture was degassed to obtain a gel composition for cosmetics.
〔比較例3〕
製造例のCNFに代えて、機械解繊CNF(株式会社スギノマシン製:BiNFi-sWMa―10002、繊維径24.1~53.2nm、平均繊維径31nm)を用いた。それ以外は実施例2と同様の方法で化粧料用ゲル状組成物を得た。
Comparative Example 3
A gel-like composition for a cosmetic preparation was obtained in the same manner as in Example 2, except that mechanically defibrated CNF (BiNFi-sWMa-10002, fiber diameter 24.1 to 53.2 nm, average fiber diameter 31 nm, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) was used instead of the CNF used in the production example.
〔比較例4〕
実施例5のペンチレングリコールに代えて、グリセリン(GLY)を用いた。それ以外は実施例5と同様の方法で化粧料用ゲル状組成物を得た。
Comparative Example 4
A gel composition for cosmetics was obtained in the same manner as in Example 5 except that glycerin (GLY) was used instead of pentylene glycol in Example 5.
〔実施例7〕
実施例5のペンチレングリコールに代えて、1,3-ブチレングリコール(BG)とグリセリン(GLY)との1:1の混合物を用いた。それ以外は実施例5と同様の方法で化粧料用ゲル状組成物を得た。
Example 7
A 1:1 mixture of 1,3-butylene glycol (BG) and glycerin (GLY) was used instead of the pentylene glycol in Example 5. A cosmetic gel composition was obtained in the same manner as in Example 5 except for the above.
<光透過性>
本発明の化粧料用ゲル状組成物(実施例2~7)の光透過性[700nm 透過率(T%)]は、紫外可視分光光度計(V-730、日本分光株式会社製)を用いて、光路長を10mmとしたときの波長700nmの光の透過率(光透過率)を測定した。また、本発明の範囲外となる化粧料用ゲル状組成物(比較例3及び4)についても同様に光透過率を測定した。
<Light transparency>
The light transmittance [700 nm transmittance (T%)] of the cosmetic gel compositions of the present invention (Examples 2 to 7) was measured by measuring the transmittance (light transmittance) of light with a wavelength of 700 nm when the optical path length was set to 10 mm using an ultraviolet-visible spectrophotometer (V-730, manufactured by JASCO Corporation). The light transmittance was also measured in the same manner for cosmetic gel compositions outside the scope of the present invention (Comparative Examples 3 and 4).
実施例2~7、比較例3及び4の化粧料用ゲル状組成物の光透過率を表2に示す。なお、表2には、多価アルコールの含有率が0質量%であるときの光透過率を併せて示している。 The light transmittance of the cosmetic gel compositions of Examples 2 to 7 and Comparative Examples 3 and 4 is shown in Table 2. Table 2 also shows the light transmittance when the polyhydric alcohol content is 0% by mass.
表2に示すように、ジオールである1,3-ブチレングリコールを含有する実施例2~4の化粧料用ゲル状組成物、ジオールであるペンチレングリコールを含有する実施例5の化粧料用ゲル状組成物、及びジオールであるプロピレングリコールを含有する実施例6の化粧料用ゲル状組成物は、機械解繊CNF(平均繊維径31nm)を用いた比較例3と比較して、波長700nmの可視光に対する透過率が高いものであった。特に、実施例2の化粧料用ゲル状組成物では、ジオールの含有率が1~20質量%の範囲にあり、CNFの含有量(A)と、ジオールの含有量(B)との質量比率(A:B)が1:2~1:40の範囲にあるときは、ジオールの含有率が大きいほど、700nmの可視光の透過率が高くなる傾向が見られた。 As shown in Table 2, the cosmetic gel compositions of Examples 2 to 4 containing 1,3-butylene glycol as a diol, the cosmetic gel composition of Example 5 containing pentylene glycol as a diol, and the cosmetic gel composition of Example 6 containing propylene glycol as a diol had higher transmittance for visible light with a wavelength of 700 nm compared to Comparative Example 3 which used mechanically defibrated CNF (average fiber diameter 31 nm). In particular, in the cosmetic gel composition of Example 2, when the diol content was in the range of 1 to 20% by mass and the mass ratio (A:B) of the CNF content (A) to the diol content (B) was in the range of 1:2 to 1:40, there was a tendency that the greater the diol content, the higher the transmittance for visible light with a wavelength of 700 nm.
以上より、本発明の化粧料用ゲル状組成物では、ジオールとして1,3-ブチレングリコール、ペンチレングリコール、又はプロピレングリコールを用い、その含有率を1~20質量%に調整した場合に、光の透過性が特に向上すると考えられる。 From the above, it is believed that in the cosmetic gel composition of the present invention, when 1,3-butylene glycol, pentylene glycol, or propylene glycol is used as the diol and its content is adjusted to 1 to 20 mass %, the light transmittance is particularly improved.
<粘度比率>
前述の実施例2~7の化粧料用ゲル状組成物について、B型粘度計(TVB-10H、東機産業株式会社製)のM3ローターを用いて、30rpmで25℃における化粧料用ゲル状組成物の粘度を測定し、ジオールの含有率が10質量%であるときの添加量0質量%の粘度に対する上昇率、すなわち粘度比率を、前述の式(1)により算出した。また、比較のため、前述の比較例4に加えて、本発明の範囲外となる化粧料用ゲル状組成物(比較例5及び6)を作製し、同様に粘度を測定し、粘度比率を算出した。
<Viscosity ratio>
For the cosmetic gel compositions of Examples 2 to 7 described above, the viscosity of the cosmetic gel compositions was measured at 30 rpm at 25°C using an M3 rotor of a Brookfield viscometer (TVB-10H, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), and the rate of increase in viscosity when the diol content was 10% by mass relative to the viscosity when the diol was added in an amount of 0% by mass, i.e., the viscosity ratio, was calculated using the above-mentioned formula (1). For comparison, in addition to the above-mentioned Comparative Example 4, cosmetic gel compositions outside the scope of the present invention (Comparative Examples 5 and 6) were prepared, and the viscosity was measured in the same manner, and the viscosity ratio was calculated.
〔比較例5〕
CNFに代えて、キサンタンガム(KELTROL CG-T、三晶株式会社製)を用いた。キサンタンガムにイオン交換水、及びジオールとして1,3-ブチレングリコール(BG)を加え、終濃度でキサンタンガムの含有率が0.5質量%、1,3-ブチレングリコールの含有率が5質量%(質量比率(A:B)が1:10)、及び10質量%(質量比率(A:B)が1:20)となるように調整した後、夫々をホモミキサー(ホモミクサーMARKII2.5型、プライミクス株式会社製)を用いて3,000rpmで5分間撹拌した。これを脱気し、化粧料用ゲル状組成物を得た。
Comparative Example 5
Xanthan gum (KELTROL CG-T, manufactured by Sansho Corporation) was used instead of CNF. Ion-exchanged water and 1,3-butylene glycol (BG) as a diol were added to the xanthan gum, and the final concentrations were adjusted to 0.5% by mass for the xanthan gum content, 5% by mass for the 1,3-butylene glycol content (mass ratio (A:B) of 1:10), and 10% by mass (mass ratio (A:B) of 1:20), and each was then stirred at 3,000 rpm for 5 minutes using a homomixer (Homomixer MARKII 2.5, manufactured by Primix Corporation). This was degassed to obtain a gel composition for cosmetic preparations.
〔比較例6〕
製造例1のCNF(平均繊維径6.0nm)の水分散液にイオン交換水、及び一価のアルコールであるエタノール(EtOH)を加え、終濃度でCNFの含有率が0.5質量%、エタノールの含有率が10質量%(質量比率(A:B)が1:20)となるように調整した後、ホモミキサー(ホモミクサーMARKII2.5型、プライミクス株式会社製)を用いて3,000rpmで5分間撹拌した。これを脱気し、化粧料用ゲル状組成物を得た。
Comparative Example 6
Ion-exchanged water and ethanol (EtOH), a monohydric alcohol, were added to the aqueous dispersion of CNF (average fiber diameter 6.0 nm) of Production Example 1, and the final concentration was adjusted to 0.5% by mass for the CNF content and 10% by mass for the ethanol content (mass ratio (A:B) of 1:20), and the mixture was stirred at 3,000 rpm for 5 minutes using a homomixer (Homomixer MARKII 2.5 type, manufactured by Primix Corporation).The mixture was degassed to obtain a gel composition for cosmetics.
実施例2~7、比較例4~6の化粧料用ゲル状組成物の粘度を表3に示す。なお、表3には、ジオールの含有率が0質量%であるときの粘度を併せて示している。 The viscosities of the cosmetic gel compositions of Examples 2 to 7 and Comparative Examples 4 to 6 are shown in Table 3. Table 3 also shows the viscosities when the diol content is 0% by mass.
表3に示すように、ジオールである1,3-ブチレングリコールを含有する実施例2~4の化粧料用ゲル状組成物、ジオールであるペンチレングリコールを含有する実施例5の化粧料用ゲル状組成物、及びジオールであるプロピレングリコールを含有する実施例6の化粧料用ゲル状組成物は、ジオールを添加しない場合(添加量0質量%)に比べて、粘度が大きくなった。ジオールの含有率を10質量%に調整した場合の粘度比率は、ジオールとして1,3-ブチレングリコールを使用した実施例2で12.9%、実施例3で13.1%、実施例4で13.3%となり、ジオールとしてペンチレングリコールを使用した実施例5で11.2%となり、ジオールとしてプロピレングリコールを使用した実施例6で10.2%となった。 As shown in Table 3, the cosmetic gel compositions of Examples 2 to 4 containing 1,3-butylene glycol as a diol, the cosmetic gel composition of Example 5 containing pentylene glycol as a diol, and the cosmetic gel composition of Example 6 containing propylene glycol as a diol had higher viscosities than the composition without diol (addition amount 0 mass%). When the diol content was adjusted to 10 mass%, the viscosity ratio was 12.9% in Example 2, 13.1% in Example 3, and 13.3% in Example 4, in which 1,3-butylene glycol was used as the diol, 11.2% in Example 5, in which pentylene glycol was used as the diol, and 10.2% in Example 6, in which propylene glycol was used as the diol.
一方、ジオールに代えて多価アルコールであるグリセリンを含有する比較例4の化粧料用ゲル状組成物の粘度比率は、-7.7%となり、CNFを含有していない比較例5の化粧料用ゲル状組成物の粘度比率は、3.0%となり、一価のアルコールであるエタノールを含有する比較例6の化粧料用ゲル状組成物の粘度比率は、-3.0%となり、ジオールに加えて多価アルコールであるグリセリンを含有する実施例7の化粧料用ゲル状組成物の粘度比率は、-9.5%となり、同量のCNFを含有するCNF水分散液に対して、何れも粘度が十分に大きくなるものではなかった。 On the other hand, the viscosity ratio of the cosmetic gel composition of Comparative Example 4, which contains glycerin, a polyhydric alcohol, instead of diol, was -7.7%, the viscosity ratio of the cosmetic gel composition of Comparative Example 5, which does not contain CNF, was 3.0%, the viscosity ratio of the cosmetic gel composition of Comparative Example 6, which contains ethanol, a monohydric alcohol, was -3.0%, and the viscosity ratio of the cosmetic gel composition of Example 7, which contains glycerin, a polyhydric alcohol, in addition to diol, was -9.5%, and none of the viscosities were sufficiently high compared to the CNF aqueous dispersion containing the same amount of CNF.
以上より、本発明の化粧料用ゲル状組成物では、肌への塗布時の取り扱い性向上のために粘度を大きくするという観点から、ジオールとして1,3-ブチレングリコール、ペンチレングリコール、プロピレングリコールを用いることが好ましいと考えられ、特に、これらのジオール以外にグリセリン等の多価アルコールを含有しないことがより好ましいと考えられる。 In view of the above, it is considered preferable to use 1,3-butylene glycol, pentylene glycol, or propylene glycol as the diol in the cosmetic gel composition of the present invention from the viewpoint of increasing the viscosity to improve the ease of handling when applied to the skin, and it is particularly considered more preferable that the composition does not contain any polyhydric alcohol such as glycerin other than these diols.
本発明の化粧料用ゲル状組成物は、顔等に用いる化粧料の原材料として利用可能である。 The cosmetic gel composition of the present invention can be used as a raw material for cosmetics to be used on the face, etc.
Claims (4)
前記セルロースナノファイバーの含有率が0.1~5質量%であり、
前記ジオールの含有率が1~20質量%であり、
前記セルロースナノファイバーの含有量(A)と、前記ジオールの含有量(B)との質量比率(A:B)が、1:2~1:40である化粧料用ゲル状組成物。 The present invention comprises a nonionic cellulose nanofiber having an average fiber diameter of 2 to 30 nm, a diol, and water,
The content of the cellulose nanofiber is 0.1 to 5% by mass,
The content of the diol is 1 to 20% by mass,
A cosmetic gel composition , wherein the mass ratio (A:B) of the content (A) of the cellulose nanofibers to the content (B) of the diol is 1:2 to 1:40 .
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