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被膜形成性アミノ変性シリコーン BELSIL®ADM6300E/8301E

 

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イントロダクション

 シリコーンは、優れた伸展性を持ちシルクのような感触を付与できるなど、その特長的な性質から、ヘアケア、スキンケア、カラーコスメをはじめとする化粧品の幅広い分野で使用されている。
化粧品用シリコーンの中でも、アミノ官能基を持つアミノ変性シリコーンは、特にダメージを受けた毛髪への優れた付着性と高いコンディショニング効果を持つことから、ヘアケア化粧品に不可欠なものになっている。

1.被膜形成性アミノ変性シリコーン 

  アミノ変性シリコーンは、カチオン化したアミノ基がアンカーとなるため、毛髪へ付着性が高く、トリートメント、ヘアマスクなど高いコンディショニング効果のあるヘアケア化粧品の多くに配合されている。しかし、一般的なアミノ変性シリコーンでは、柔らかさやしっとり感などのコンディショニング効果は期待できるが、ドライヤーやヘアアイロンによる毛髪への熱ダメージを防ぐヒートプロテクション効果や染色した毛髪の褪色を抑制する褪色抑制効果などの機能は十分でなかった。上記の要求を満たすために、Wacker Chemie AGは独自の技術を用いて、高い反応性を持つ被膜形成性アミノ変性シリコーンを開発した。
 本稿では、ダメージを受けた毛髪を、疎水性の高い健常毛のような仕上がり感に仕上げる被膜形成性アミノ変性シリコーンのエマルジョン BELSIL® ADM 6300 E, BELSIL® ADM 8301 Eの優れた特長を紹介する。

 

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白人健常毛
 ブリーチ処理
+
ノンシリコーン
コンディショナー
 ブリーチ処理
+
BELSIL® ADM 8301 E配合の
コンディショナー


図1. 被膜形成性アミノ変性シリコーン
処理毛髪の疎水性評価


 

2. 試験方法

  (1) 褪色抑制効果の評価

 ブリーチ処理後、赤色に染色した白人毛束を用いて、市販のシャンプー(シリコーン未配合)による2 回の洗浄とコンディショナー(シリコーン分2%配合)によるトリートメント処理のサイクルを6 回連続で行い、色差計を用いて色変化の程度を評価した。また、結果はノンシリコーンのコンディショナーで処理した場合と比較した。色差(ΔE)はCIE-LAB-Systemに基づき、以下の計算式で算出される。

          ΔE = [(ΔL*)² + (Δa*)² + (Δb*)²]1/2

※BELSIL® ADM 8301E 配合コンディショナー処方
(シリコーン分として2%配合)水、ステアリルアルコール、ベヘントリモニウムクロリド、ヒドロキシエチルセルロース、セタノール、ポリソルベート80、ステアラミドプロピルジメチルアミン、クエン酸、EDTA-4Na、防腐剤


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図2. 褪色抑制効果試験フロー
 

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図3. 測定イメージ BYK Gardner (色差計)と
CIE-LAB-System

L = Brightness, a = color green – red, b = color blue – yellow, ΔE = [(ΔL*)² + (Δa*)² + (Δb*)²]1/2
 

(2) ヒートプロテクション効果の評価

 DSC(示差走査熱量測定)により、ヒートプロテクション効果の評価を行った。
毛髪はケラチンなどの蛋白質から構成されており、DSCを用いて、熱による蛋白質の変性・破壊反応を観測できる。健常毛ほど、未変性の蛋白質の含有量が多いため、DSC測定時に観測される熱変性のエンタルピーやピーク温度が高い結果となる。
 ブリーチした白人毛をBELSIL® ADM 8301 E 配合のコンディショナー*で処理後、約220℃のヘアアイロンを施した毛髪を試験サンプルとして、DSCにより評価した。結果は、未処理の白人健常毛、コンディショナー処理をせず、ヘアアイロンのみを施した白人健常毛の場合と比較した。 *コンディショナーは試験(1)と同じ処方


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(3)SEM-EDXによる毛髪表面の観察


BELSIL® ADM 8301 E 配合のコンディショナー(シリコーン分2%)で処理した毛髪について、SEM-EDX による毛髪表面のSi マッピング分析を行った。


3. 結果



(1) 褪色抑制効果の評価

褪色抑制効果の評価結果を図4に示す。
BELSIL® ADM 8301 E 配合のコンディショナーで処理した毛髪は、ノンシリコーンのコンディショナーの場合に比べて、色の変化が小さく、褪色抑制効果があることが示された。

 

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  図4. 褪色抑制効果の評価結果   

 


(2) ヒートプロテクション効果の評価

ヒートプロテクション効果の評価結果を図5に示す。
BELSIL® ADM 8301 E配合のコンディショナーで処理した毛髪は、未処理毛に比べ、健常毛のようにピーク温度が高く、BELSIL® ADM 8301 Eにより、ヘアアイロンによる熱ダメージを緩和されていることが示された。

 

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    図5. DSCのピーク温度の比較   

(3)SEM-EDXによる毛髪表面の観察

SEM-EDXによる毛髪表面の観察により、BELSIL® ADM 8301 E配合のコンディショナーで処理した毛髪は、キューティクルのエッヂにSi が効率よく付着していることが分かった。
この結果から、BELSIL® ADM 8301 Eの被膜形成性により、キューティクルエッヂが保護され、褪色抑制効果、ヒートプロテクション効果を発揮することが示唆された。

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 図6. SEM-EDXによる毛髪表面のSiマッピング分析



4. まとめ

  Wacker Chemie AGが独自の技術を活かして開発した被膜形成性アミノ変性シリコーンのキューティクルエッヂへの選択的な付着性、褪色抑制効果、ヒートプロテクション効果における優れた効果が示された。
一般的なアミノ変性シリコーンとは異なる構造を持ち、高い反応性を持つため、毛髪に柔らかさやしっとり感などのコンディショニング効果を与えるだけでなく上記のような機能を付与する。リンスオフコンディショナーから高いコンディショング効果を訴求するヘアケア化粧品において、様々な特性の向上に推奨できる好適な原料である。

 表1.製品概要

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 上記は代表値であり、規格値ではございません。

6. 終わりに

  被膜形成性アミノ変性シリコーンの様々な特長を紹介した。外観が透明なマイクロエマルジョンであるBELSIL® ADM 8301 Eは、ヘアミストや透明シャンプーなどの透明処方に好適である。マクロエマルジョンであるBELSIL® ADM 6300 Eは、有効成分が多く、少量で効果を発揮し、幅広いヘアケア化粧品で使用可能である。



シリコーン活用辞典

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