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JP2020524142A - Ir保護用二酸化チタン粒子を使用した化粧品組成物 - Google Patents

Ir保護用二酸化チタン粒子を使用した化粧品組成物 Download PDF

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Abstract

近赤外スペクトル範囲の赤外線を遮断する針状二酸化チタンを含むパーソナルケア組成物、およびそれらの作製方法が開示される。【選択図】 図5

Description

関連出願への相互参照
本願は、2017年6月16日に提出された米国仮出願第62/521,043号に対して米国特許法第35条,119(e)に基づく優先権を主張するものであり、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
発明の分野
本発明は、赤外線減衰、より具体的には特定のサイズおよび形状のTiO粒子を用いた赤外線減衰に関し、およびパーソナルケア製品、特にサンケア組成物用のTiO粒子の使用に関する。本発明はまた、TiO粒子の表面改質を含む。
発明の背景
公衆および医学界は一般に、日光への過剰な露出が紫外(UV)光の存在のために皮膚癌や早期老化を引き起こす可能性があることを認識している。日射は波長が200nm〜400nmの範囲の約5%の紫外(UV)線を含み、紫外線はさらに3つの領域:320〜400nm(UV−A)、290〜320nm(UV−B)および200〜290nm(UV−C)に分類できる。UV−C放射線の大部分はオゾン層に吸収されるが、短時間のUV−A線およびUV−B線への曝露は皮膚の発赤と局所刺激を引き起こし、継続的かつ長期の曝露は日焼け、黒色腫、しわの形成の原因となる。また、紫外線は髪に大きなダメージを与えると報告されている。
結果として、日焼け止め剤は紫外線から保護するために、長い間開発され、消費者に使用されてきた。しかしながら、太陽から皮膚に照射された赤外線(IR)の潜在的に有害な影響が注目されたのはそれよりずっと後のことである。それにもかかわらず、ここ数十年、日光からのIR放射は、紫外線障害の増幅、血管構造の変更、拡散性メディエーターの生成、ヒストン結合特性の変更、および/またはDNA修復プロセスの損傷により、加齢および発癌の原因となる可能性が一般的に認識されている。(Kaidbey, et al., Arch. Dermatol., 1982, 118(5), pp 315-318; L. Keligman, Arch Dermatol Res., 1982, 272(3-4), pp 229-238)。
UV光と同様に、IRも波長に基づいて3つの領域に分類できる:IRA(750nm〜1,400nm)、IRB(1,400nm〜3,000nm)、およびIRC(3,000nm〜1mm)。すべてのIRAとほとんどのIRBをカバーする、0.7〜2.5μmの範囲の波長を有するIRは、近赤外(NIR)と呼ばれることがよくある。IRA線は、総太陽エネルギーの約3分の1に相当する。IRA線は、人間の皮膚を透過し、表皮、真皮、および皮下にある細胞に直接影響を与えることができる。これは、表皮で完全に吸収されるか、真皮にわずかな影響しか及ぼさないIRC(3,000nm〜1mm)またはIRB(1,400〜3,000nm)とは対照的である。IRAは、UVAまたはUVBと同様に、皮膚の損傷を引き起こし、ヒトの皮膚の光老化の大きな原因となる可能性がある(M. S. Kim, et al., Mech. Ageing Dev., 2006, 127:875-882; P. Schroeder, et al., Skin Pharmacol. Physiol., 2010, 23:15-17)。
実際、IRA線は、UVA線またはUVB線よりも深く皮膚を透過し、表皮と真皮を通過して皮下層に入る。これらの光線は、太陽にさらされた肌で感じる温かさの原因であるが、コラーゲンの分解を引き起こし、肌の老化を促進する可能性のある遊離ラジカルを生成する。赤外線によって生成される熱はまた、皮膚の炎症を引き起こす可能性があり、これは時間の経過とともに、老化の早期徴候に関与する。毎日非常に多くの赤外線エネルギーが皮膚に接触するため、赤外線、特にIRA保護を提供する日焼け止めは、日焼け、早すぎる光老化、および皮膚癌に対して非常に望ましい。
IR線からの保護のために、L−アスコルビン酸(ビタミンC)、トコフェロール(ビタミンE)、ユビキノン(コエンザイムQ10)、グルタチオン、アルファリポ酸、ベータカロチン、フェルラ酸、オレウロペインなどの抗酸化物質が皮膚へのダメージを軽減するために化粧品業界で使用されている。IR光をブロックできる微粒子も使用されている。たとえば、米国特許第8,647,609号は、0.38〜1.5μmの粒径範囲内の二酸化チタン(TiO)または酸化亜鉛(ZnO)から構成される赤外線遮断粒子を開示した。米国特許第9,480,632号は、UVA、UVBおよび近赤外から同時に保護するための、平均粒径0.1〜40μmの酸化セリウム、タルク、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化亜鉛、およびマイカから選択される無機粉末の使用を開示した。米国特許第5,427,771号は、IR光から保護するための、1.5〜25ミクロンの寸法を有する二酸化チタンフレーク(0.5〜10重量%)の使用を開示した。CN 1196233号は、アルミナ、酸化鉄、酸化ケイ素、硫酸カルシウム、およびステアリン酸亜鉛のセラミック粉末を含み、皮膚および皮下組織による最適な吸収のための85〜98%の遠赤外線放射率を備えた5.6〜15ミクロンの波長範囲の遠赤外線を吸収する、遠赤外線化粧品特徴を有するヘルスケア組成物を開示した。
これらのすべての努力にもかかわらず、太陽IR線に対するパーソナルケア保護のための新しい材料および方法は、消費者によるそのような保護の重要性についての認識の高まりとともに、依然として熱い追求の中にある。
発明の要約
本発明は、針状形状の二酸化チタン粒子が高いIR減衰力を有するという驚くべき発見に基づいて、IR線によって課せられる問題に対する解決策を提供する。
一態様では、本発明は、針状のTiO粒子と、必要であれば別の有機または無機UVフィルターとを含むサンケア組成物を提供する。
別の態様において、本組成物は、本明細書に開示される任意の実施形態、またはそれらの組み合わせによる日焼け止め組成物を含む化粧品またはパーソナルケア製剤を提供する。
別の態様において、本組成物は、本明細書に開示される任意の実施形態、またはその組み合わせによる日焼け止め組成物を含む物品を提供する。
本発明のこれらおよび他の態様および利点は、以下の詳細な説明、図面、および特許請求の範囲を考慮するとより明らかになるであろう。
図面の簡単な説明
図1は、針状のTiO FTL−100の電子顕微鏡写真である。 図2は、針状のTiO FTL−200の電子顕微鏡写真である。 図3は、針状のTiO FTL−300の電子顕微鏡写真である。 図4は、試験した8種類のTiO粒子のIR透過率曲線である。 図5は、最も効果的なグレードのTiO粒子のIR透過率である。
発明の詳細な説明
一態様では、本発明は、針状(acicular)、すなわち針形状(needle-shaped)のTiO粒子を含む、太陽放射のIR線に対する保護のためのサンケア組成物を提供する。
TiOは、その高い屈折率が非常に高い不透明度をもたらすため、部分的な白色顔料として広く使用されている。微粒子化またはナノTiOは、UV光を吸収および散乱する優れた能力により、有害なUV光を減衰させる日焼け止めの有効成分として広く使用されている。
経験則として、TiOは、サイズが光の波長の約半分のときに最も効果的に光を散乱する。これには、IR光をブロックするサイズが300nmを超える必要があり、この範囲では、TiO粒子は通常粒状の形状をしている。これに対して、針状のTiOは、例えば石原産業株式会社によってFTLシリーズの商品名で製造されているもののように、針のように結晶性が高い。
一実施形態において、本発明のサンケア組成物は、直径が0.1〜2μm、好ましくは0.2〜0.5μmであり、長さが1〜40μm、好ましくは3〜10μmである針状(acicular)(針形状(needle-shaped))のTiOを含む。
一実施形態では、TiOは、コーティングされていない。TiOはルチルまたはアナターゼであってもよい。
別の実施形態では、TiOは、アルミナまたはシリカなどの異なる金属酸化物化合物でコーティングされる。
別の実施形態では、TiOは、さらに有機材料でコーティングされる。
いくつかの実施形態では、上記有機材料は、アルコキシシラン、シリコーン、有機チタネート、脂肪酸、金属石鹸、ポリオール、およびそれらの2以上の組み合わせからなる群から選択される。
別の実施形態では、TiOは、さらに親水性有機材料でコーティングされる。
いくつかの実施形態では、上記親水性有機材料は、ポリエチレングリコール(PEG)、シラン、ポリアクリレート塩、多糖類、水溶性シリコーンポリエーテル、およびそれらの2以上の組み合わせからなる群から選択される。
別の実施形態では、好ましくは、TiOは、スキンケア製剤、特にサンケア製品に使用される。TiOは、一般的な有機および/または無機の日焼け止め有効成分と組み合わせて使用できる。TiOは、1〜25重量%、好ましくは2〜10重量%のレベルで化粧品組成物に使用することができる。
本発明のサンケア組成物は、そのような製品に共通の対応する成分を添加することにより、異なる化粧品として処方することができる。これらの製品には、たとえば、ローション、オイル、UV保護付きデイケア製品、ジェル、マスク、香油、パウダー、アイリフティング、日焼け止め(tan glow)、着色クリーム(tinted cream)、日焼け前製品(pre-sun product)、サン製品(sun product)、メイクアップ、コンパクトパウダー、光保護製品、スプレー、チークパウダー、口紅などが含まれる。
いくつかの実施形態では、本発明のサンケア組成物は、UV−Aフィルター、UV−Bフィルター、UV−AおよびUV−Bフィルターの両方、ならびにそれらの組み合わせから選択される1つ以上のUVフィルターをさらに含む。
有機UVフィルターは、原則として、針状TiOと組み合わせて使用でき、この際、有機UVフィルターには、以下に限定されないが、p−アミノ安息香酸(PABA)、オクチルジメチル−PABA、フェニルベンズイミダゾールスルホン酸(PBSA)、2−エトキシエチルp−メトキシケイ皮酸、ジオキシベンゾン、オキシベンゾン、サリチル酸ホモメチル(homomethyl salicylate)(HMSA)、アントラニル酸メンチル、2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸、2−エチルヘキシルエステル(「オクトクリレン」)、メトキシケイ皮酸オクチル、サリチル酸オクチル、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸、トリエタノールアミンサリチル酸、ブチルメトキシジベンゾイルメタン(BMBDM)、テレフタリリデンジカンファースルホン酸、4−メチルベンジリデンカンファー(MBC)、メチレンビス−ベンゾトリアゾリルテトラメチルブチルフェノール(MBBT)、ビス−エチルヘキシルオキシフェノールメトキシフェノールトリアジン(BEMT)、トリス−ビフェニルトリアジン、フェニルジベンゾイミダゾールテトラスルホン酸二ナトリウム(DPDT)、ドロメトリゾールトリシロキサン、ジヒドロキシジメトキシスルホベンゾフェノンナトリウム、エチルヘキシルトリアゾン(EHT)、ジエチルアミノヒドロキシベンゾイルヘキシルベンゾエート、ジエチルヘキシルブタミドトリアゾン(DBT)、ジメチコ−ジエチルベンザルマロネート、およびイソアミルp−メトキシシンナメート(IMC)、ならびにそれらの組み合わせが含まれる。
無機UVフィルターには、以下に限定されないが、酸化亜鉛、二酸化チタン微粒子(粒状、球状など)、酸化鉄、カオリン、タルク、リン酸塩、炭酸塩、ヒドロキシアパタイト、硫化亜鉛、カドミウムイエロー、バナジン酸ビスマス、およびその組み合わせが含まれる。
いくつかの実施形態では、UVフィルターは、IRAを遮断する針状のTiOの効果に対して付加的な効果を有するようにサンケア組成物に添加される。
いくつかの好ましい実施形態では、UVフィルターが、IRAを遮断する針状のTiOの効果に対して相乗効果を有する、すなわち、UVに対するおよびIRAに対する遮断効果の両方が増強されるようにサンケア組成物に添加される。
したがって、UV保護のための任意の既存の適切な日焼け止め配合物は、針状のTiO材料を添加することにより本発明の日焼け止め配合物を調製するための適切な「基材」であり得る;ただし、製造された新しい配合物は保管および使用に対して安定である。したがって、このように形成された日焼け止め配合物は、UV線及びIRA線の両方に対して保護する。
いくつかの実施形態では、本発明の日焼け止め配合物は、特にIR線に対する保護のために配合され、通常の日焼け止め組成物と別々に組み合わせて使用することができる。
本発明に適したエマルジョン製品には、W/O、O/W、W/Si、Si/W、W/O/W、O/W/O、O/W/SiおよびW/Si/Wエマルジョン(ここで、O=油、W=水、Si=シリコーン)の形態の多相エマルジョン(multiple emulsion)、マイクロエマルジョン、およびナノエマルジョンが含まれる。Si/Oなどの無水系などの他の製品も含まれる。
日焼け止め製品は、以下に限定されないが、ゲル、クリーム、ローション、オイル、スプレー、またはSPF 2からSPF 50+までの、たとえば、SPF 6、SPF 10、SPF 15、SPF 20、SPF 25、SPF 30、SPF 50、及びSPF 50+など、さまざまな日焼け防止指数(SPF)を有する毎日のスキンケア製品など、さまざまな形態を取りえる。さまざまなSPFは、UVフィルター物質の種類と量に依存する。
本明細書で使用する用語「サンケア組成物(sun care composition)」または「日焼け止め組成物(sunscreen composition)」は、日焼け止めの利点のために、哺乳動物、特にヒトの皮膚および/または髪に局所適用するための組成物を指す。このような組成物は、一般にリーブオン(leave-on)またはリンスオフ(rinse off)に分類され、主に日焼け防止のために人体に適用される製品を含むが、外観、クレンジング、臭気制御、または一般的な美観の改善にも使用されてもよい。
本明細書で使用される「皮膚(skin)」は、顔および身体(たとえば、首、胸、背中、腕、脇の下、手、脚、臀部および頭皮)の皮膚、特にその日光に露出された部分を含むことを意味する。本発明のサンケア組成物はまた、皮膚以外の人体の他のケラチン性基質、たとえば光保護を提供するという特定の目的で製品が配合される髪への適用にも関する。
このタイプの針状TiOの構造は、電子顕微鏡写真で見ることができる。図1〜3を参照のこと。これらの針状TiO粒子を、市販の典型的なサイズと形状を有する他のTiO粒子と比較し、選択された特性を以下の表1に示す。
これらのTiO粒子のIR減衰力は、Perkin Elmer 400 FT−IR/FT−NIR分光計を使用して以下で説明する方法に従って試験した。
I.サンプルの調製
A:スラリーの調製
1.サンプルを秤量し、SF96(登録商標)1000シリコーン液(SF96R 1000 Silicone Fluids)に所望の割合で加え、Speedmixer(登録商標)で2000rpmで30秒間分散させた。
2.サンプルをエマルジョンに所望の割合で加え、Speedmixer(登録商標)で2000rpmで30秒間分散させた。
B:ドローダウンの調製(Drawdown preparation)
1.上記スラリーを溶融IRクォーツウィンドウ(fused IR Quartz Window)(直径50mm×厚さ3mm)に塗布し、0.5ミル(13ミクロン)の線材を使用して線を引いた(drawn down)。
2.ドローダウンを5分間風乾した。
試験条件:64cm−1 解像度、スキャン範囲 14,286〜4,000cm−1(0.7〜2.5μm)。
NIRスペクトル範囲(0.7〜2.5μm)の透過率スペクトルを収集して比較した。図4は、8つの異なるTiO材料の透過率スペクトルのオーバーレイを含み、図5は、NIRの遮断における3つの最も効果的なグレードのTiO材料の透過率スペクトルを含む。
図4及び図5の透過率曲線から、NIR線の遮断に関して以下が明らかに示される。
1.おそらく粒子が小さすぎて赤外線を効果的に散乱できないため、ナノTiOは効果的ではない。
2.粒子サイズが大きくなると、赤外線の減衰が大きくなる。一般的に使用される顔料性(pigmentary)TiO粒子は、ある程度のIR減衰力を持つことが観察された。
3.0.5〜1ミクロンのサイズの粒状TiO粒子は、高いIR減衰力を持つことが観察された。
4.驚くべきことに、針状のTiO、特にFLT−300は、他のどのグレードのTiOよりも高い減衰力を示すことが観察された。これは、Tayca Corporation製のMP−100、1ミクロンTiOのIR線の遮断効率と同様である。FLT−300は、最高のエネルギーと最も有害な効果を持つIR光の範囲である0.7〜1.25μmの波長範囲のIR線を遮断するのに最も効果的であり、この針状TiOがIRから特に保護する。
以下の非限定的な製剤例は、本発明の特定の態様をさらに説明するために提供される。
実施例1
1.パート3を組み合わせて、80℃に加熱した。
2.プロペラミキサーを使用してパート1を混合し、パート2を添加した。混合物を80℃に加熱した。
3.パート3をパート1およびパート2に添加し、15分間混合し続けた。
4.バッチの45℃への冷却を開始した。
5.25℃に冷却した。
実施例2

1.プロペラ混合下でパート1及びパート2を混合し、色が均一になるまで80℃で加熱した。
2.80℃で、パート3への水のプロペラ混合を開始した。次に、バッチが均一になるまで、スラリーとして残りの成分にブチレングリコールとキサンタンガムを加えた。
3.均一になるまで、プロペラ混合下で、パート1及びパート2にパート3をゆっくり添加した。
4.65℃までバッチの冷却を開始した。
実施例3
1.パート1をあわせて、70℃に加熱した。
2.パート2の成分をスラリー状にあわせ、プロペラミキサーで混合しながらパート1に加えた。
3.パート3及びパート4を混合して、70℃に加熱した。
4.均質化しながら、パーと3とパート4との混合物をパート1とパート2との混合物に添加した。
5.冷却しながらプロペラ混合下でパーと5を添加した。
6.40℃に冷却した後、プロペラ混合下でパート6を添加した。
実施例4
1.サイドスイープアクション(side sweep action)と一緒に雷型ミキサー(lightning type mixer)を装備した二重ジャケット付きステンレススチールタンク内で、リストされた順序でパート1を混合し、70℃に加熱した。
2.2番目の二重ジャケット付きステンレススチールタンクで、パート2を70℃に加熱した。
3.雷型ミキサーを使用して混合しながら、パート1をパート2にゆっくり添加した。
4.ミキサーをサイドスイープミキシング(side sweep mixing)に切り替え、冷却を開始した。
5.温度が35℃を下回るまで、エマルジョンを冷却、混合し続けた。
当業者であれば、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、多数のさまざまな修正を行うことができることを理解するであろう。したがって、本明細書に記載された本発明の様々な実施形態は例示にすぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。本明細書で引用されたすべての特許文献または非特許文献は、その全体が参照により組み込まれ、それらの引用は、先行技術としてのそれらの許可またはその他の承認を構成するものではない。

Claims (14)

  1. 約0.1〜2μmの範囲の平均直径および1〜40μmの範囲の平均長を有し、0.7〜2.5μmの波長範囲の近赤外線を遮断することができる針状TiO粒子を含むパーソナルケア組成物。
  2. 前記針状TiO粒子は、コーティングされていないルチルまたはアナターゼである、請求項1に記載のパーソナルケア組成物。
  3. 前記針状TiO粒子は、酸化物コーティング材料でコーティングされている、請求項1または2に記載のパーソナルケア組成物。
  4. 前記酸化物コーティング材料は、シリカ、アルミナ、またはそれらの混合物を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のパーソナルケア組成物。
  5. 前記TiO粒子は、有機コーティング材料でさらにコーティングされている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のパーソナルケア組成物。
  6. 前記有機コーティング材料は、シラン、反応性メチコン、ジメチコン、分岐型ジメチコン、有機チタネート、脂肪酸、金属石鹸、ポリオール、およびそれらの2以上の組み合わせからなる群から選択される、請求項5に記載のパーソナルケア組成物。
  7. 前記有機コーティング材料は、PEGエーテルシラン、ポリアクリレート塩、多糖類、水溶性シリコーンポリエーテル、およびそれらの2以上の組み合わせからなる群から選択される親水性有機材料である、請求項5に記載のパーソナルケア組成物。
  8. 前記針状TiO粒子は、全組成物の約1%〜25%重量のレベルで存在する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のパーソナルケア組成物。
  9. 前記針状TiO粒子は、分散物の形態で組成物に導入される、請求項1〜8のいずれか1項に記載のパーソナルケア組成物。
  10. 前記組成物は、皮膚、髪、またはネイルケアのための無着色である、請求項1〜9のいずれか1項に記載のパーソナルケア組成物。
  11. 前記組成物は、ファンデーション、口紅、ルースパウダー、マニキュア、およびプレスドパウダーからなる群から選択されるカラー化粧品である、請求項1〜9のいずれか1項に記載のパーソナルケア組成物。
  12. 1以上の追加の有機および/または無機UVフィルターをさらに含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載のパーソナルケア組成物。
  13. 前記追加の有機および/または無機UVフィルターは、p−アミノ安息香酸(PABA)、オクチルジメチル−PABA、フェニルベンズイミダゾールスルホン酸(PBSA)、2−エトキシエチルp−メトキシケイ皮酸、ジオキシベンゾン、オキシベンゾン、サリチル酸ホモメチル(HMSA)、アントラニル酸メンチル、2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸、2−エチルヘキシルエステル(「オクトクリレン」)、メトキシケイ皮酸オクチル、サリチル酸オクチル、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸、トリエタノールアミンサリチル酸、ブチルメトキシジベンゾイルメタン(BMBDM)、テレフタリリデンジカンファースルホン酸、4−メチルベンジリデンカンファー(MBC)、メチレンビス−ベンゾトリアゾリルテトラメチルブチルフェノール(MBBT)、ビス−エチルヘキシルオキシフェノールメトキシフェノールトリアジン(BEMT)、トリス−ビフェニルトリアジン、フェニルジベンゾイミダゾールテトラスルホン酸二ナトリウム(DPDT)、ドロメトリゾールトリシロキサン、ジヒドロキシジメトキシスルホベンゾフェノンナトリウム、エチルヘキシルトリアゾン(EHT)、ジエチルアミノヒドロキシベンゾイルヘキシルベンゾエート、ジエチルヘキシルブタミドトリアゾン(DBT)、ジメチコ−ジエチルベンザルマロネート、イソアミルp−メトキシシンナメート(IMC)、酸化亜鉛、非針状二酸化チタン微粒子、酸化鉄、カオリン、イクタモール、タルク、カラミン(calamineinm)、リン酸塩、炭酸塩、ヒドロキシアパタイト、硫化亜鉛、カドミウムイエロー、バナジン酸ビスマス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項12に記載のパーソナルケア組成物。
  14. 実施例1〜4のいずれかに実質的に記載されるパーソナルケア組成物。
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