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J. Soc. Cosmet. Chem. Jpn. 7-chome, Edogawa-ku, Tokyo 132, Japan 2.1 J. Soc. Cosmet. Chem. Japan. Vol. 31, No

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J. Soc. Cosmet. Chem. Jpn. 報 文 31 (2) 167-175 (1997)

ポ リ オ ー ル 類 の 毛 髪 に 与 え る 影 響 †1

細 川 稔, 佐 藤 美 穂 子, 定 井 正 直 ラ イ オ ン株 式 会 社 ビュ ー テ ィケ ア研 究所 †2 ポ リ オー ル 類 はヘ アケ ア製 品 に広 く用 い られ て い る に もか か わ らず, 毛 髪 へ の 影 響 につ い て は十 分 に 研 究 され て い なか った 。 そ こで わ れ わ れ は イ ソ プ レ ン グ リコ ー ル (IG) を用 い て ポ リオ ー ル類 の毛 髪 へ の影 響 につ い て 調 べ た と ころ, IGに は超 音 波 処 理 に よ っ て起 こる キ ュ ー テ ィ ク ル の 剥 離 を抑 制 す る作 用 や, 毛 髪 の溶 液 中 で の 膨 潤 を抑 制 す る作 用 が あ る こ とが 明 ら か に な っ た 。

また, balanced fiber methodを 用 い て, 毛 髪 の 曲 げ特 性 に対 す る ポ リオ ー ル 類 の 影 響 を調 べ た とこ ろ, ポ リオ ー ル 処 理 に よ って 毛 髪 が 軟 らか くな っ た。 この と き, 毛 髪 中の 水 分 量 は減 少 して い た 。 また, DSC を用 い て 毛 髪 タ ンパ ク質 に対 す る影 響 を調 べ た とこ ろ, ポ リオ ー ル 処 理 お よび 毛 髪 水 分 量 の 増 加 に よ り α-ヘ リ ック ス の 変 性 温 度 が低 温 側 に移 動 した。 こ れ らの 結 果 よ りポ リオ ー ル 類 は水 と同 じ様 な 挙 動 を 示 して い る こ とが 示 唆 され た。 1. 緒 言 グ リ セ リ ン や プ ロ ピ レ ン グ リ コ ー ル な ど の ポ リ オ ー ル 類 は ス キ ン ケ ア 製 品 や ヘ ア ケ ア 製 品 に 広 く 使 用 さ れ て い る 。 こ れ ら ポ リ オ ー ル 類 は 皮 膚 に 対 しHumectantと し て 機 能 す る こ と が よ く知 ら れ て い る1)。 ま た, 製 品 の 安 定 性 の 面 か ら み る と, 高 い 吸 湿 性 を利 用 した 製 品 の 乾 燥 防 止 剤 と し て の 作 用2) や, 凝 固 点 が 低 い こ と を 利 用 し た 凍 結 防 止 剤 と して の 作 用, さ ら に は, 抗 菌 剤 と し て の 作 用3 が あ る こ と が 知 ら れ て い る 。 こ の よ う に ポ リ オ ー ル 類 の 皮 膚 や 製 剤 に 対 す る 作 用 に つ い て は 古 く よ り研 究 さ れ て い る もの の, 毛 髪 に対 す る 影 響 に 関 す る研 究 は こ れ ま で 十 分 に お こ な わ れ て い な い の が 現 状 で あ る 。 わ れ わ れ は ポ リ オ ー ル 類 の 一 種 で あ る3-methyl-1, 3-butanediol (イ ソ プ レ ン グ リ コ ー ル: IG) を 用 い て 毛 髪 に対 す る 影 響 に つ い て 種 々 検 討 し, 毛 髪

を物 理 損 傷 を受 け に く くす る作 用 と毛 髪 を軟 らか

くす る作 用 が あ る こ とを見 出 した 。 また, 毛髪 を

軟 らか くす る作 用 につ い て は さ らに詳 細 に検 討 し

た の で 報 告 す る。

2. 実

2.1

試 料 毛 髪

官 能 評 価 は市 販 の 毛 束 (ス タ ッフ ス) を用 い,

そ の 他 の 実 験 に はす べ て, パ ー マ や ブ リー チ な ど

の 化 学 処 理 をお こ な っ て い な い 日本 人女 性 の毛 髪

を用 い た。

2.2 モ デ ル パ ー マ処 理

毛 髪 を5%チ

オ グ リコ ー ル 酸 水 溶 液 (pH 9.6,

ア ンモ ニ ア調 整) に 室 温 で30分

間 浸 漬 した後,

イ オ ン交 換 水 で 洗 浄 した 。

次 い で, 3%臭

素 酸 カ

リ ウ ム水 溶 液 に室 温 で30分

間浸 漬 した 。 イ オ ン

交 換 水 で 充 分 洗 浄 した後, 乾 燥 した 。

†1 1996. 11. 8受 理 †2 〒132東 京 都 江 戸 川 区 平 井7-13-12: 13-12, Hirai 7-chome, Edogawa-ku, Tokyo 132, Japan

2.3 キ ュ ー テ ィ ク ル 剥 離 試 験

2cmの 長 さ に 切 っ た 試 料 毛 髪50mgを 容 量10 mlの 試 験 管 に い れ, ポ リ オ ー ル と1%ド デ シ ル 硫 酸 ナ ト リ ウ ム を 含 む10mMリ ン酸 ナ ト リ ウ ム

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粧 技 誌 第31巻 第2号  1997

緩 衝 液 (pH 7.0) を5ml加

え た 。 こ の 試 験 管 を

超 音 波 洗 浄 槽 (サ ン バW-113,

本 多 電 子) に い

れ, 45kHzで10分

間 超 音 波 処 理 を お こ な っ た。

毛 髪 を取 り出 して イ オ ン交 換 水 で 洗 浄 し, そ の 洗

液 も緩 衝 液 に加 え た 。 この緩 衝 液 を遠 心 し, そ の

沈 殿 物 を イ オ ン交 換 水, メ タ ノー ル, エ ー テ ル の

順 で洗 浄 した 。 そ の後, 十 分 に乾 燥 し, 秤 量 した

もの を剥 離 キ ュ ー テ ィ クル 量 と した 。

2.4 毛 髪 膨 潤 度 試 験

毛 髪 の太 さの測 定 は 光 学顕 微 鏡 を用 い て お こ な

っ た 。

乾 燥 状 態 で の毛 髪 の太 さ (D0) を測 定 した。 こ

の毛 髪 を ポ リオ ー ル を含 ん だ イ オ ン交 換 水 中 に室

温 で1時 間浸 漬 した 。

濡 れ た状 態 で の 毛 髪 の 太 さ

(Dt) を測 定 し, 次 の 式 よ り膨 潤 度 を求 め た。

膨 潤 度(%)=

Dt-D0/ D0 ×100 2.5 毛 髪 柔 軟 性 試 験

毛 髪 の 柔 軟 性 の 測 定 はbalanced fiber method4),5 で お こ な っ た (Fig.-1)。 毛 髪 の 両 端 に100mgの 重 り を つ け, 毛 髪 の 中 央 部 分 を フ ッ ク に か け, 垂 直 に 下 が っ た 毛 髪 間 の 距 離 を測 定 し た 。 そ し て, ポ リ オ ー ル 処 理 の 前 後 の 測 定 値 を各 々d0, dtと し, 次 の 式 か ら柔 軟 性 の 変 化 度 (Rd) を 求 め た 。

Rd(%)=

dt-d0/ d0 ×100 測 定 は20℃, 相 対 湿 度65%で お こ な っ た 。

Fig.-1 Balanced fiber method

2.6 官 能 評 価 モ デ ル パ ー マ 処 理 し た 毛 束 を ポ リ オ ー ル 溶 液 に 室 温 で 一 晩 浸 漬 した 。 こ の 毛 束 を 乾 か し た 後, 25 ℃, 相 対 湿 度65%の 条 件 下 で, 毛 髪 の 軟 ら か さ に つ い てScheffeの 一 対 比 較 法 (中 屋 の 変 法) に て 評 価 した 。 2.7 毛 髪 中 の ポ リ オ ー ル の 定 量 ポ リ オ ー ル 処 理 し た 毛 髪 を 流 水 中 に10秒 間 浸 漬 し, 表 面 に付 着 し た ポ リ オ ー ル を 除 去 し た 。 こ の 毛 髪 を エ タ ノ ー ル に 室 温 で1日 浸 漬 し, 毛 髪 中 の ポ リ オ ー ル を 抽 出 し た 。 こ の 抽 出 液 に 内 部 標 準 物 質 と し て1, 4-dioxaneを 加 え て, ガ ス ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ー (GC) に て 定 量 し た 。 GCはHP 5890 series 2 (ヒ ュ ー レ ッ トパ ッ カ ー ド), カ ラ ム はDB-WAX (J & W Scientific), 検 出 はFIDを 用 い た 。

2.8 毛 髪 中 の 水 分 量 の 定 量 パ ー マ 処 理 し た 毛 髪 を 長 さ4cmに 切 り, 重 さ 50mgの 毛 束 を つ く っ た 。 こ の 毛 東 を ポ リ オ ー ル 処 理 した 後, 20℃, 65% RHの 条 件 下 で 調 湿 し た こ の 毛 髪 中 の 水 分 量 は カ ー ル フ ィ ッ シ ャ ー 法 に て 測 定 し た 。 カ ー ル フ ィ ッ シ ャ ー 水 分 測 定 装 置 は CA-06 (三 菱 化 学), 気 化 装 置 はVA-06 (三 菱 化 学) を 用 い た 。 2.9 DSC測 定 毛 髪 タ ン パ ク 質 の 状 態 変 化 に つ い て 検 討 す る た め にDSC測 定 を お こ な っ た 。 ポ リ オ ー ル の 影 響 を 調 べ る 目 的 で 開 放 型DSC を 用 い た 。 毛 髪 を 長 さ1mmに 切 断 し, 5mgを ア ル ミ ニ ウ ム 製DSCセ ル に 封 入 し た 。 DSCセ ル の ふ た に 小 さ な 穴 を あ け, そ の 直 後 に 測 定 を お こ な っ た 。 DSCはFP 80 HT central processor (Mett ler)とFP 85 TA cell (Mettler) を 用 い, 測 定 は 温 度 範 囲0∼350℃, 昇 温 速 度10℃/minで お こ な っ た 。 水 の 影 響 を 調 べ る 目 的 で 高 圧 型DSCを 用 い た 毛 髪 を 長 さ1mmに 切 断 し, 5mgを 高 圧 用 ア ル ミ ニ ウ ム 製DSCセ ル に い れ た 。 こ れ を 異 な る 湿 度 条 件 下 で 調 湿 し, 密 封 し た 後, 測 定 した 。 DSC はTAS 300 (リ ガ ク) を 用 い, 測 定 は 温 度 範 囲25 ∼250℃ , 昇 温 速 度5℃/minで お こ な っ た 。 168

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Fig.-2 The effects of perming and IG on breaking off of cuticles

A: unpermed hair in water, B: permed hair in water, C: permed hair in 25% IG aq.

Significance **: p<0.01. 3. 結 果 3.1 キ ュ ー テ ィ ク ル 剥 離 試 験 Fig.-2に 超 音 波 処 理 に よ る キ ュ ー テ ィ ク ル 剥 離 に 対 す る モ デ ル パ ー マ 処 理 お よ びIG処 理 の 影 響 に つ い て 示 し た 。 未 処 理 毛 髪 に 比 べ て, パ ー マ 処 理 を お こ な っ た 毛 髪 で は キ ュ ー テ ィ ク ル の 剥 離 量 が 増 加 し た 。 一 方, パ ー マ 処 理 し た 毛 髪 をIG 25 %を 含 む 緩 衝液 中 で 超 音 波 処 理 を お こ な っ た と こ ろ, キ ュ ー テ ィ ク ル 剥 離 量 は 未 処 理 毛 髪 と 同 程 度 で あ り, IGに よ っ て キ ュ ー テ ィ ク ル の 剥 離 が 抑 制 さ れ た 。 3.2 毛 髪 膨 潤 度 試 験 Fig.-3に 毛 髪 膨 潤 度 に 対 す る モ デ ル パ ー マ 処 理 お よ びIG処 理 の 影 響 に つ い て 示 し た 。 未 処 理 毛 髪 に 比 べ て, パ ー マ 処 理 を お こ な っ た 毛 髪 で は 毛 髪 膨 潤 度 が 増 加 し た 。 一 方, IGを25%含 む 水 溶 液 中 で の パ ー マ 処 理 し た 毛 髪 の 膨 潤 度 は 未 処 理 毛 と 同 程 度 で あ り, IGに よ っ て 毛 髪 膨 潤 が 抑 制 さ れ た 。 3.3 毛 髪 柔 軟 性 に 与 え る ポ リ オ ー ル の 影 響 毛 髪 柔 軟 性 に 対 す るIG, 2-methyl-2, 4-pentane diol (ヘ キ シ レ ン グ リ コ ー ル), グ リ セ リ ン の 影 響 をbalanced fiber methodを 用 い て 評 価 し た 。 そ の

結 果, 柔 軟 性 の 指 標 で あ るRdは い ず れ の ポ リ オ ル 処 理 に お い て も負 の 値 を 示 し た (Rig.-4)。 こ れ は, ポ リ オ ー ル 処 理 に よ っ て 毛 髪 が 軟 ら か く な っ た こ と を 示 し て い る 。

Fig.-3 The effects of perming and IC on swelling of hair

A: unpermed hair in water, B: permed hair in water, C: permed hair in 25% IG aq. Significance **: p<0.01.

Fig.-4 The changes of stiffness index by polyols A: control, B: 3-methyl-1, 3-butanediol

(IG), C: 2-methyl-2, 4-pentanediol, D: glycerin Significance **: p<0.01. さ ら に, 毛 髪 の 軟 ら か さ に 対 す る 上 記3種 の ポ リ オ ー ル の 影 響 に つ い て, Scheffeの 一 対 比 較 法 (中 屋 の 変 法) を 用 い て 官 能 評 価 を お こ な っ た (Fig.-5)。 コ ン ト ロ ー ル 毛 束 に 比 べ, ポ リ オ ー ル

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処 理 した毛 束 は いず れ も有 意 に軟 らか くな って い

る こ とが わ か っ た 。

Fig.-5 Sensory test

Bundles of permed hairs were immersed in 25% aqueous solution of polyols at room temperature for overnight. The softness of bundles were examined by means of Scheffe's comparison test.

Fig.-6 The effects of IG concentration on bending characteristics of permed or unpermed hair

3.4 毛 髪 柔 軟 性 に 与 え る パ ー マ 処 理 とIG処

理 の 組 み 合 わせ の 影 響

パ ー マ処 理 した毛 髪 (パ ー マ処 理 毛) とパ ー マ

処 理 して い な い 毛 髪 (パ ー マ 未 処 理 毛) をIG濃

度 の異 な る溶 液 で処 理 し, そ の 時 の 毛 髪 柔軟 性 の

変 化 につ い て調 べ た (Fig.-6)。

IG濃 度 が0の 時 の パ ー マ 処 理 毛 とパ ー マ 未 処

理 毛 を比 較 した と き, パ ー マ処 理 毛 の方 が低 いRd

値 を示 した。 こ れ は, モ デ ルパ ー マ処 理 単 独 で も

毛 髪 が 軟 らか くな っ て い る こ とを示 して い る 。

IG処 理 に用 い た 溶 液 中 のIGの 濃 度 と毛 髪 柔 軟

性 の 変 化 (Rd) の 関 係 を調 べ た と こ ろ, 実 験 に

用 い たIG濃 度 の 範 囲 内 で は, パ ー マ 未 処 理 毛 と

パ ー マ 処 理 毛 の い ず れ の 場 合 も , IG濃 度 の 増 加 に と も な っ てRdは ほ ぼ 直 線 的 に 減 少 し た 。 ま た, IGに よ るRdの 変 化 は パ ー マ 処 理 毛 の ほ う が 大 き か っ た 。 こ の こ と か ら, パ ー マ 処 理 毛 の ほ う が IGの 影 響 を う け や す い こ と が わ か っ た 。

Fig.-7 The effects of the amount of IG in hair on bending characteristics

つ ぎ に, 毛 髪 に 浸 透 し たIG量

を 測 定 し, 毛 髪

中 のIG量

とRdの

関 係 に つ い て 調 べ た (Fig.-7)

パ ー マ処 理 毛 とパ ー マ 未処 理 毛 の い ず れ の 場 合 も

直線 的 にRdが

減 少 し, 両 者 の直 線 の 傾 きは等 し

か っ た 。

この こ とか らモ デ ル パ ー マ 処 理 とIG処 理 は い

ず れ も毛 髪 を軟 らか くす る作 用 が あ り, 両 者 は相

加 的 に作 用 す る こ とが わ か っ た 。

3.5 ポ リオ ー ル 処 理 に よ る毛 髪 水 分 量 の 変 化

毛 髪 の柔 軟 性 と水 の 問 に密 接 な 関係 が あ る こ と

170

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が わ か っ て い る 。 そ こ で 温 度20℃, 相 対 湿 度50 65, 85%で 調 湿 し た 毛 髪 の 水 分 量 と そ の 柔 軟 性 の 関 係 に つ い て 調 べ た と こ ろ, 水 分 量 が 増 加 す る に し た が っ てRdが 減 少 す る こ と を 認 め た (Fig. -8)。 未 処 理 毛 お よ びIGま た は グ リ セ リ ン 処 理 し た 毛 髪 を20℃, 相 対 湿 度65%で 調 湿 し, こ れ ら の 毛 髪 中 の 水 分 量 を 測 定 し た 。 IG処 理 毛 の 水 分 量 は13.3%, グ リ セ リ ン 処 理 毛 で は13.6%と い ず れ も, 未 処 理 毛 の 水 分 量 (15.3%) に 比 べ て 低 い 値 を 示 し た (Table-1)。 こ の 結 果 とFig.-8の 結 果 か ら ポ リ オ ー ル 処 理 に よ るRdを 予 測 す る と, Rd は 正 に 変 化 す る は ず で あ り, こ れ はFig.-4に 示 し たIGや グ リ セ リ ン に よ るRd測 定 の 結 果 と 矛 盾 す る 。 し た が っ て, ポ リ オ ー ル に よ る 毛 髪 柔 軟 化 は 毛 髪 水 分 量 の 変 化 で は 説 明 で き な い こ とが わ か っ た 。

Fig.-8 The effects of water content on flexibility of

permed hair

Rd and water content were measured in dif ferent humidities. A: RH 50%, B: RH 65%, C: RH 85%

Table-1 The changes of water content of hairs by polyols

Bundles of permed hairs were treated with polyols, and subjected to the moisture

control at RH 65%. The water content of the hairs was then measured.

3.6 ポ リ オ ー ル 類 の 毛 髪 タ ン パ ク 質 構 造 に 対 す る 影 響 開 放 型DSCを 用 い て 毛 髪 中 の タ ン パ ク 質 構 造 に 対 す る ポ リ オ ー ル 類 の 影 響 に つ い て 検 討 した 。 α-ヘ リ ッ ク ス の 変 性 に 由 来 す る と い わ れ る200℃ か ら240℃ 付 近 の ピ ー ク6) の ピ ー ク 温 度 の 変 化 に つ い て 調 べ た 。 そ の 結 果, 未 処 理 毛 髪 の ピ ー ク 温 度 が237℃ で あ る の に 対 し て, IG処 理 し た 毛 髪 で は225℃, グ リ セ リ ン 処 理 し た 毛 髪 で は210℃ とい ず れ の 場 合 も ポ リ オ ー ル 処 理 に よ っ て ピ ー ク 温 度 が 低 温 側 に シ フ ト し て い た (Fig.-9)。

Fig.-9 DSC measurement of hairs treated with

polyols

The hair samples were immersed in 25% aqueous solution of polyols at room tem

perature for overnight o The effects of poly ols on hair protein were examined DSC. A: control (untreated), B: 3-methyl-1, 3 - butanediol (IG), C: glycerin

ま た, 毛 髪 中 の α-ヘ リ ッ ク ス の 変 性 に 対 す る 水 の 影 響 を 調 べ る た め に, 異 な る 湿 度 で 調 湿 した 毛 髪 を 高 圧 型DSCで 測 定 し た 。 相 対 湿 度28, 48 68お よ び85%で 調 湿 し た 毛 髪 のDSCパ タ ー ン をFig.-10に 示 し た 。 湿 度 が 高 く な る に し た が っ

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粧 技 誌 第31巻 第2号  1997

て α-ヘ リ ック ス の 変 性 温 度 は 低 くな っ た 。

湿 度

が 高 くな る と毛 髪 水 分 量 は増 加 す る こ とか ら, 毛

髪 中 の水 の 増 加 に よ り α-ヘ リ ッ クス の 変 性 温 度

が 低 下 す る こ とが 示 さ れ た。

Fig.-10 The effect of water on hair protein The hair samples were subjected to the moisture control at various humidities.

The effects of water on hair protein were examined, using high-pressure

DSC. A: RH 28%, B: RH 48%, C: RH 68% D: RH 85% こ の 結 果 に よ り, ポ リ オ ー ル と水 は 毛 髪 中 の タ ン パ ク 質 の 高 次 構 造 に 対 し て 同 様 の 作 用 を す る こ と が 示 唆 さ れ た 。 3.7 ポ リ オ ー ル 類 の 毛 髪 柔 軟 化 作 用 構 造 の 異 な る13種 の ポ リ オ ー ル の 毛 髪 柔 軟 性 に与 え る 影 響 に つ い て 検 討 し た と こ ろ, す べ て の ポ リ オ ー ル に お い てRdは 負 の 値 を 示 し た (Table-2)。 し か し な が ら, Rd値 に は ポ リ オ ー ル 間 で 差 が 認 め ら れ た 。 そ こ で, 毛 髪 軟 化 作 用 に 関 与 す る ポ リ オ ー ル の 構 造 を 明 ら か に す る こ と を 試 み た 。 Fig.-7に 示 し た よ う に 毛 髪 柔 軟 化 作 用 は 毛 髪 中 に 浸 透 し た ポ リ オ ー ル の 量 に 依 存 す る こ と か ら 各 ポ リ オ ー ル の 毛 髪 中 へ の 浸 透 量 を 測 定 し た 。 1, 2-Hexanediolが 最 も 高 い 浸 透 量 を 示 し て お り, 次 い

で1, 2-butanediol, 1, 3-butylene glycol, ヘ キ シ レ ン

グ リ コ ー ル が 高 い 浸 透 量 を 示 し た (Fig.-11)。 こ

れ ら は 評 価 し た ポ リ オ ー ル 中 で は 比 較 的 大 き な 炭 素 鎖 を も つ も の で あ っ た 。

Table-2 The effects on hair flexibility of various polyols

The permed hair samples were immersed in 1.5M aqueous solution of polyols.

Rds were measured at RH 65%. 次 に, Table-2お よ びFig.-11の 値 を 用 い て 毛 髪 中 の ポ リ オ ー ル 量 を 一 定 に し た 時 の, 各 ポ リ オ ル の 毛 髪 軟 化 作 用 に つ い て 比 較 し た (Fig.-12) こ の 図 よ り, OH基 を 三 つ 有 す る グ リ セ リ ン が 最 も毛 髪 柔 軟 化 作 用 が 大 き く, つ い で 直 鎖 の 炭 素 鎖 の 両 端 にOH基 を 有 す る1, 4-butanediol, 1, 3-propanediol, 1, 5-pentanediol, ethylene glycolな ど の diolが 大 き い 値 を 示 し た 。 こ の こ と よ り, ポ リ オ ル に よ る 毛 髪 柔 軟 化 作 用 は ポ リ オ ー ル 中 のOH 基 の 影 響 が 大 き い こ と が 示 唆 さ れ た 。 4. 考 察 毛 髪 キ ュ ー テ ィ ク ル の 剥 離 に 対 す る ポ リ オ ー ル の 影 響 を 調 べ た 。 モ デ ル パ ー マ 処 理 に よ っ て キ ュ テ ィ ク ル 剥 離 量 が 増 加 し た が, こ の 様 な パ ー マ 毛 をIG溶 液 中 で 超 音 波 処 理 す る と キ ュ ー テ ィ ク ル 剥 離 量 は 未 処 理 毛 髪 と ほ ぼ 同 程 度 ま で 抑 え る こ 172

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とが で き た。 ま た, パ ーマ 処 理 毛 を用 い た 毛髪 膨

潤 度 試 験 に お い て も, IG溶 液 中 で は イ オ ン交 換

水 中 に比 べ て明 らか に膨 潤 度 が 減 少 した 。 す で に

新 井 ら7)

に よ っ て毛 髪 膨 潤 度 と枝 毛 生 成 率 の 間 に

相 関 が あ る こ とが 報 告 され て い る こ と か ら, IG

に は枝 毛 生 成 を抑 制 す る効 果 が あ る と推 察 され る

Fig.-11 Permeabilines of polyols

Fig.-12 The change of flexibility per mole of polyol

The flexibility per mole of polyol was calculated from Rd and

permeability of each polyol. The letters P, S and T on OH type refer to primary, secondary and tertiary alcohol, respec

tively.

ま た, balanced fiber methodと 官 能 評 価 の 結 果 よ り, IG, グ リ セ リ ン や ヘ キ シ レ ン グ リ コ ー ル な ど の ポ リ オ ー ル 類 に 毛 髪 柔 軟 化 作 用 が あ る こ と が わ か っ た 。 し か し な が ら, balanced fiber method

で は こ の 三 つ の ポ リ オ ー ル の 間 のRdに 差 が 認 め ら れ た が, 官 能 評 価 の 結 果 で は ポ リ オ ー ル 間 に 有

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粧 技 誌 第31巻 第2号  1997

意 な 差 は 認 め られ な か った 。 これ は, balanced fi

ber methodが1本

の 毛 髪 で の 評 価 で あ るの に対 し

官 能評 価 は毛 束 を用 い た 評価 で あ るた め, 毛 髪 間

の摩 擦 な どの単 繊 維 で は み られ な い 因 子 を含 ん で

い る た め と考 え られ る 。

さ らに, こ の作 用 が 毛 髪 中 の どの よ うな 変化 に

基 づ い て起 こ っ て い る の か を 明 らか に す る こ と を

試 み た。 ま ず, パ ー マ 処 理 とIG処 理 の 組 み 合 わ

せ の 影 響 を調 べ た と こ ろ, パ ー マ 処 理 はIGの 毛

髪 へ の 浸 透 性 を促 進 す る もの の, 毛 髪 柔 軟 化 作 用

に対 して, パ ー マ 処 理 とIG処 理 は相 加 的 に作 用

す る こ とが わ か った 。 この こ とか ら, 両 処 理 は異

な る作 用 に よっ て 毛 髪 を軟 らか く して い る もの と

考 え られ る 。

般 に, 乾 燥 した毛 髪 に比 べ て濡 れ た 毛 髪 の 方

が 軟 らか い こ とは経 験 的 に知 られ て い る 。 また,

IGや グ リセ リ ンな ど の ポ リオ ー ル類 は一 般 に 吸

湿 性 を有 してい る こ とが 知 られ て い る 。 これ らの

こ と に よ り, ポ リ オ ー ル類 に よる毛 髪 軟 化 作 用 は

ポ リ オー ル 類 の 吸 湿 作 用 に よ っ て毛 髪 中 の水 分 量

が 増 加 し, この 増 加 した水 分 に よ っ て毛 髪 の軟 化

が起 こ って い る の で は ない か と考 え た。 そ こ で,

ポ リオ ー ル処 理 した 毛 髪 中 の水 分 量 を測 定 した と

ころ, 予 想 に反 して, ポ リオ ー ル 処 理 に よ って 毛

髪 水 分 量 が減 少 した 。 この こ と よ り, ポ リオ ー ル

類 の毛 髪 軟 化 作 用 は水 を介 した 間接 的 な作 用 で は

な い こ とが わ か っ た。

次 に, DSCを

用 い て 毛 髪 中 の α-ヘ リ ッ ク ス の

熱 変 性 に対 す る ポ リ オ ー ル類 お よ び水 の影 響 につ

い て 検 討 した 。 そ の 結 果 , ポリオールと水のいず

れ の 場 合 も α-ヘ リ ッ ク ス の 変 性 温 度 が低 温 側 に

シ フ トす る こ とが わ か った 。 この こ と よ り, ポ リ

オ ー ル類 は水 と同様 に作 用 し, 毛 髪 内 の タ ンパ ク

質 の運 動 性に影 響 して い る もの と考 え られ る 。

つ ぎに, 構 造 の異 な る ポ リオ ー ル を用 い て 毛 髪

柔 軟 化 作 用 に寄 与 す る ポ リオ ー ル の構 造 に つ い て

検 討 をお こ な っ た 。 ポ リ オ ー ル 溶 液 の 濃 度 を1.5

Mと

一 定 に して処 埋 した に も関 わ らず, 毛 髪 の

柔 軟 性 は各 ポ リ オ ー ル 間で 異 な っ て い た。 こ の原

因 の 一 つ と して 毛 髪 へ の 浸 透 性 の 違 いが あ げ られ

大 き な炭 素 鎖 を有 する ポ リ オ ール 類 は浸 透 性 が 高

い こ とが わ か った 。 また, 毛 髪 中の ポ リ オ ール 量

をそ ろ え て 毛 髪 柔軟 化 作 用 を比 較 した と こ ろ, OH

基 の 数 お よびOH基

が 結 合 した炭 素 原 子 の状 態 と

関係 が 見 られ た 。 この こ と よ り, ポ リオ ー ル 中 の

OH基

が 毛髪 柔 軟 化 に 関 与 して い る もの と思 わ れ

る。

Fig.-13 The model of the changes in hair treated with polyol

以 上 の 結 果 よ り, Fig.-13に ポ リオ ー ル に よ る

毛 髪 柔 軟 化 作 用 の モ デ ル 図 を示 した。 毛 髪 をポ リ

オ ール 溶 液 中 に浸 漬 す る と, 水 や ポ リオ ー ル の分

子 は水 素 結 合 や イ オ ン結 合 な ど毛 髪 タ ンパ ク 間 の

親水 的 な部 位 に進 入 す る。 この 様 な毛 髪 を乾 燥 す

る と, 水 は 容 易 に蒸 発 す るが, ポ リ オ ー ル分 子 は

水 に比 べ て 沸 点 が 高 く蒸 発 しに くい た め 毛 髪 中 に

残 存 す る 。 この ポ リオ ー ル 分 子 は, ポ リ オ ール 処

理 前 に は水 分 子 が 占 め て い た 部位 を奪 う こ と に よ

174

(9)

って 毛 髪 水 分 量 が 減 少 す る。 ま た, ポ リオ ー ル分

子 中 のOH基

の作 用 に よ り, 水 と同様 に タ ンパ ク

質 間 には い り込 み, 同 じ挙 動 を示 す こ とで, 毛 髪

を軟 らか く して い る もの と考 え られ る。

5. 結

これ まで ポ リオ ー ル 類 は ヘ アケ ア製 品 に広 く用

い られ て きた に も関 わ らず, 毛 髪 に対 す る作 用 は

十分 に は 知 られ て い な か った 。 今 回 の 検 討 に よ っ

て, ポ リオ ー ル類 の 一種 で あ る イ ソ プ レ ン グ リコ

ル に キ ュ ー テ ィ クル剥 離 を抑 制 す る作 用 と毛 髪

の膨 潤 を抑 制 す る作 用, 更 には 毛 髪 を軟 らか くす

る作 用 が あ る こ と を明 らか に で きた 。

ま た, 毛 髪 軟 化 作 用 に つ い て 詳細 に検 討 をお こ

な っ た とこ ろ, ポ リオ ー ル類 に 共 通 の 官 能 基 で あ

るOH基

が 重 要 な役 割 を果 た してい る こ とが わ か

っ た。

こ の こ と よ り, こ れ ま で ヘ ア ケ ア 製 品 にお い て

は, そ の安 定 性 や物 性 調 節 の面 か らポ リオ ー ル 類

は用 い られ て きたが, 今 後 は 毛髪 に対 す る作 用 を

主 目 的 と した製 品へ の展 開 が期 待 され る 。

参 考 文 献

1) 尾 沢 達 也, 西 山 聖 二, 堀 井 和 泉, 川 崎 清, 熊 野 可 丸, 中 山 靖 久, 皮 膚, 27, 276-288 (1984)

2) G. C. Henney, R. V. Evanson, G. J. Sperandio, J. Soc.

Cosmet. Chem., 9, 329-336 (1958)

3) 渡 辺 正, 田 中 宣 征, フ レ グ ラ ン ス ジ ャ ー ナ ル, 17, No. 2, 65-73 (1989)

4) G. V. Scott, C. R. Robbins, Text. Res. J., 39, 975-976

(1969)

5) G. V. Scott, C. R. Robbins, J. Soc. Cosmet. Chem., 29,

469-485 (1978)

6) 坂 部 寛, 宮 本 武 明, 稲 垣 博, Sen-i Gakkaishi, 38, T517-T522 (1982)

7) M. Arai, K. Morita, K. Yahagi, S. Naito, J. Soc. Cosmet. Chem. Japan, 29, 125-132 (1995)

The Effects of Polyols on Human Hair†1

Minoru Hosokawa, Mihoko Sato, Masanao Sadai

LION Corporation, Beauty-care Research Laboratories†2

Though polyols were widely used in hair-care products, these effects on hair hardly investigated. We studied the effects of polyols on hair, using 3-methyl-1, 3-butanediol (isoprene glycol; IG). It was shown that IG de creased the amount of breaking off of cuticle and that the swelling of hair was suppressed by IG.

Also, we studied the effects of polyols on hair flexibility by means of balanced fiber methods. The treatment with polyols increased the flexibility of hair. Then the water contents of hair decreased by polyol treatment. We examined the effects of polyols on the structure of hair protein, using DSC. The denaturation temperature of ƒ¿-helix were lowered by polyol treatment or by the increase of water content of hair. These results sug gested that polyols acted the same manner with water in the hair.

参照

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