陰イオン性界面活性剤（anionic Surfactant）はアニオン性海面活性剤ともいい、以下の構造図をみてもらうとわかりやすいと思いますが、
水に溶解したときにプラスイオンになって電離し、反対側の親水基の部分がマイナスイオンを有する（陰性に帯電する）界面活性剤のことをいいます[1]。
電離したイオンは「対イオン」とよばれ、化粧品においては「Na+」「K+」などが多く用いられています。
陰イオン性界面活性剤はアニオン界面活性剤ともよばれていますが、アニオンとは厳密には「-」の電荷（負電荷）をもつイオンの総称であり、液体中で「-」イオンに電離するアニオンを「陰イオン」、気体中に存在しているアニオンを「負イオン」といいます。
このような背景から、一般に構造そのものを指すときはアニオン界面活性剤ということが多く、液体中が前提となっている場合は、アニオン界面活性剤と陰イオン性界面活性剤を特に分けることなく用います。
2. 陰イオン性界面活性剤の分類
陰イオン性界面活性剤のおおまかな変遷としては、1910年代以前はセッケンのみが使用されていましたが、1910年代には合成界面活性剤が開発されはじめ、1930年代にアルキル硫酸塩が開発されたのに端を発し、耐硬水性、pH範囲、水溶性、粘性などを考慮した様々な陰イオン性界面活性剤が開発され、1980年代になると皮膚に対するマイルド性の訴求が広がり、皮膚に対する刺激性、毛髪に対するダメージ性などを考慮したアミノ酸系界面活性剤が開発されてきました[2a][3a][4]。
このような背景の中で、現在主に化粧品に使用される陰イオン性界面活性剤は以下の表のように(∗1)、
∗1 セッケンには、「セッケン」「石けん」「せっけん」「石鹸」など4種の表記法があり、これらの用語には界面活性剤を意味する場合と界面活性剤を主剤とした製品を意味する場合がありますが、ここではわかりやすさを考慮して界面活性剤を「セッケン」、セッケンを主剤とした製品を「石鹸」と記載しています。
| 分類 |
分類(詳細) |
化粧品成分名 |
| カルボン酸系 |
セッケン
(カルボン酸塩) |
ラウリン酸Na
ミリスチン酸Na
パルミチン酸Na
ステアリン酸Na
オレイン酸Na
パーム脂肪酸Na
パーム核脂肪酸Na
ヤシ脂肪酸Na
オリーブ脂肪酸Na
ラウリン酸K
ミリスチン酸K
パルミチン酸K
ステアリン酸K
オレイン酸K
パーム脂肪酸K
パーム核脂肪酸K
ヤシ脂肪酸K
オリーブ脂肪酸K
石ケン素地
カリ石ケン素地
カリ含有石ケン素地 |
| アルキルエーテルカルボン酸塩 |
ラウレス-4カルボン酸Na |
| 高級アルコール系 |
アルキル硫酸塩 |
ラウリル硫酸Na
ラウリル硫酸アンモニウム
ラウリル硫酸TEA |
| アルキルエーテル硫酸塩 |
ラウレス硫酸Na
ラウレス硫酸アンモニウム |
| スルホン酸系 |
アシルイセチオン酸塩 |
ココイルイセチオン酸Na |
| アルキルスルホン酸塩 |
スルホコハク酸ラウリル2Na
スルホコハク酸ラウレス2Na
スルホコハク酸ジエチルヘキシルNa
ラウリルスルホン酸Na |
| ペプチド系 |
アシルペプチド塩 |
ココイル加水分解コラーゲンK
ココイル加水分解ケラチンK
ラウロイル加水分解シルクNa
ラウロイルシルクアミノ酸K |
| オレフィン系 |
α-オレフィンスルホン酸塩 |
オレフィン(C14-16)スルホン酸Na |
| アミノ酸系 |
アシルサルコシン塩 |
ココイルサルコシンNa
ラウロイルサルコシンNa
ラウロイルサルコシンTEA
パルミトイルサルコシンNa |
| アシルメチルアラニン塩 |
ラウロイルメチルアラニンNa
ラウロイルメチルアラニンTEA |
| アシルグルタミン酸塩 |
ココイルグルタミン酸Na
ココイルグルタミン酸2Na
ココイルグルタミン酸TEA
ココイルグルタミン酸K
ラウロイルグルタミン酸Na
ラウロイルグルタミン酸TEA
ミリストイルグルタミン酸Na
ステアロイルグルタミン酸Na
ステアロイルグルタミン酸2Na |
| アシルアスパラギン酸塩 |
ラウロイルアスパラギン酸Na |
| アシルグリシン塩 |
ココイルグリシンK
ココイルグリシンNa |
| タウリン系 |
アシルメチルタウリン塩 |
カプロイルメチルタウリンNa
ココイルメチルタウリンNa
ラウロイルメチルタウリンNa
ミリストイルメチルタウリンNa
ステアロイルメチルタウリンNa
ココイルメチルタウリンタウリンNa |
| 乳酸系 |
アシル乳酸塩 |
ラウロイルラクチレートNa
ステアロイルラクチレートNa |
これらの種類が主に使用されています。
3. 主な陰イオン性界面活性剤の特徴
3.1. カルボン酸塩（セッケン）
セッケン（高級脂肪酸カルボン酸塩）は、広義においては高級脂肪酸の塩の総称、狭義においては洗浄を主目的とする水溶性のアルカリ金属塩を指し、衣料あるいは身体の洗浄に最も古くから使用されていることが知られています[5a][6a]。
セッケンを合成する代表的な工程としては、
この2種類があり、「R」で表されるアルキル基（炭化水素基）には炭素数12-18（C12-C18）の高級脂肪酸が用いられます[5b][7]。
また、ケン化や中和に用いるアルカリには水酸化Naあるいは水酸化Kが用いられ、それぞれ、
- 水酸化Naを用いてケン化または中和する場合：ナトリウムセッケン（固形石鹸）
- 水酸化Kを用いてケン化または中和する場合：カリウムセッケン（液体石鹸）
このように利用目的が異なります[8]。
セッケンは、炭素数が大きいほど最適温度が高く、水に対する溶解度が低くなり、炭素数18までは炭素数が増大するほど洗浄力が向上する傾向にあり、油汚れに対してはほかの陰イオン性界面活性剤と比較して優れた洗浄性を示します[6b]。
ただし、これらは弱アルカリ性領域かつ軟水から純水での機能であり、硬水中では硬水に含まれるCa（カルシウム）やMg（マグネシウム）と塩を形成し、非常に弱い泡立ちしか示さないことが知られています[3b]。
3.2. アルキルエーテルカルボン酸塩
アルキルエーテルカルボン酸塩は、長鎖炭化水素とカルボン酸塩の間にポリエチレングリコール鎖が結合した構造の界面活性剤であり、セッケンの特徴を有する一方で親水性のポリエチレングリコール鎖をもつため、皮膚に対する刺激性がセッケンと比較して低く、pHが低い条件下や硬水中での洗浄性および起泡性が確認されています[9a]。
3.3. アルキル硫酸塩
アルキル硫酸塩は、炭素数12（C12）などアルキル基の短いものは低温で水によく溶け、泡立ちおよび洗浄力が良好であり、主にシャンプー基剤として用いられています[10]。
また、コレステロールや高級アルコールと組み合わせると強固な膜を形成し、優れた乳化力を発揮するため、O/W型エマルションの乳化剤としても使用されています[9b]。
3.4. アルキルエーテル硫酸塩
アルキルエーテル硫酸塩は、アルキル硫酸塩に親水性の酸化エチレンを付加することにより水溶性が向上し、結果的にCa（カルシウム）やMg（マグネシウム）存在下での沈殿生成、起泡力低下および刺激性の軽減が知られており[3c][6c]、酸化エチレン付加数が増えるほど洗浄力や刺激性は低下し硬水中においては良好な水溶性を示します。
3.5. アシルイセチオン酸塩
アシルイセチオン酸塩は、低刺激性で洗浄力および起泡力に優れることから、洗顔料、シャンプー基剤、ボディソープ基剤などに使用されます[11a][6d]。
3.6. アルキルスルホコハク酸塩
アルキルスルホン酸塩には、モノアルキル型とジアルキル型があり、モノアルキル型は低刺激性で起泡性に優れることからシャンプー基剤やボディソープ基剤として使用され[11b]、ジアルキル型は油に対する界面張力が低く、液晶構造をつくりやすいことなどからO/W型マイクロエマルションの調整・安定化剤として使用されます[6e]。
3.7. アシルペプチド塩
アシルペプチド塩は、低刺激性で泡立ちがきめ細かく、温和な作用、毛髪に対する高い親和性や洗髪後にしっとりしたコンディショニング効果を発揮するといった特徴を有することから、シャンプー基剤やシャンプーの補助剤として使用されます[12][13a]。
3.8. α-オレフィンスルホン酸塩
α-オレフィンスルホン酸塩は、α-オレフィンをスルホン化したものであり、70-80%のアルケンスルホン酸と20-30%のヒドロキシアルカンスルホン酸の混合物として得られ、耐硬水性が良く、皮膚や眼に対してマイルドで洗浄力および起泡力に優れるといった特徴を有しています[11c][14]。
3.9. アシルサルコシン塩
アシルサルコシン塩としては一般にラウロイルサルコシン塩が用いられており、耐硬水性が良く、幅広いpH領域で泡立ちを示すとともにpH5-6付近で最大の起泡性を示し、また皮膚に対して温和でセッケンに劣らない洗浄力を示すといった特徴を有しています[6f]
また、ラウリル硫酸塩などと組み合わせることにより泡立ち生と泡のきめ細かさを相乗的に向上させます[13b]。
3.10. アシルメチルアラニン塩
アシルメチルアラニン塩としては一般にラウロイルサルコシン塩が用いられており、皮膚に対して温和であり、pH6-7において顕著な耐硬水性および起泡性を示すとともに毛髪の風合いを良くするといった特徴を有しています[15]。
3.11. アシルグルタミン酸塩
アシルグルタミン酸塩は、分子中に2個のカルボキシルイオンをもち、その中和度により性質が大きく変化しますが、一般にはモノ当量塩が用いられ、したがって遊離のカルボン酸基を残しているため水溶液は弱酸性（pH5.0-6.5）となり、塩をTEA塩にすると溶解性が向上しますが、二ナトリウム塩にした場合は溶解性は高いもののアルカリ性を示します[13c]。
また、ラウロイル化物は界面活性が低く、アシル基の長いステアロイル化物になると洗浄力が良好になるなどアシル基の長さと対イオンの種類と中和度を組み合わせることにより多様な目的で使用されていますが[13d]、中でも側鎖にカルボキシル基をもつことから特に皮膚に対する刺激性が低く、低刺激性洗浄剤という新しい領域を確立した代表的なアミノ酸系界面活性剤として認知されています[16]。
その他の特徴として洗浄後の毛髪にしっとりした感触を付与することから、シャンプー製品を中心に使用されています。
3.12. アシルアスパラギン酸塩
アシルアスパラギン酸塩は、アシルグルタミン酸塩と同様に分子中に2個のカルボキシルイオンをもちますが一般にモノ当量塩が用いられ、したがって遊離のカルボン酸基を残しているため水溶液は弱酸性となり、弱酸性領域で優れた起泡性を示します[17a]。
また、アシルグルタミン酸塩と同様に側鎖にカルボキシル基をもつことから特に皮膚に対する刺激性が低いですが、アシルグルタミン酸塩との違いとしてアシルグルタミン酸塩が洗浄後の毛髪にしっとりとした感触を付与するのに対してアシルアスパラギン酸塩はさっぱりとした感触を付与する点にあり、さっぱり感が重要視される洗顔料やボディシャンプーなどを中心に使用されています[17b]。
3.13. アシルグリシン塩
グリシンはアミノ酸の中で最も分子量が小さく、単純な構造をしており、アシルグリシン塩は脂肪酸とグリシンを縮合したN-アシルアミノ酸塩であるため、N-アシルアミノ酸塩の中で最もセッケンに近い構造をとることができます[18a]。
アシルグリシン塩は、セッケンと比較して皮膚に対して温和で、セッケンと同等の起泡性を有することを特徴とし、またセッケンはアルカリ領域で起泡性を発揮するのに対してアシルグリシン塩は中性領域（pH7.0）からアルカリ領域で起泡性を発揮するといった特徴を有しています[18b]。
また、代表的なアシルグリシン塩であるココイルグリシンKは、使用後に”さっぱり”かつ”つっぱらない”使用感を付与することが確認されており、ココイルグリシンKではこの使用感も重要な特徴のひとつであると考えられます[19]。
3.14. アシルメチルタウリン塩
アシルメチルタウリン塩は、皮膚に対してアシルグルタミン酸塩と同等の低刺激性であり、pHや硬度による影響をうけにくく、弱酸性領域や硬水中でも適度な起泡性を示すといった特徴を有しています[20a]。
また、の起泡性を増強させる場合は塩化Naなどの無機塩を併用することで起泡性が良くなることが報告されています[20b]。
3.15. アシル乳酸塩
アシル乳酸塩は、皮膚や眼に対して安全性の高い陰イオン性界面活性剤であり、陰イオン性界面活性剤に対して増粘効果を示し、また非イオン性界面活性剤との組み合わせにおいて種々の油に対する乳化作用をもつといった特徴を有しています[6f]。
4. 化粧品としての配合目的
化粧品に配合される場合は、
- 洗浄作用
- 起泡補助・泡密度増強
- 親水性乳化
- 乳化安定化
- なめらかさおよびツヤ向上によるヘアコンディショニング作用
これらのいずれかまたは複数の目的で様々な製品に汎用されています。
詳細は各陰イオン性界面活性剤のレポートページを参照してください。
5. 安全性
陰イオン性界面活性剤の安全性については、その変遷をたどりながら現在までの安全性について解説していきます。
1910年代以前は洗浄剤といえばセッケンでしたが、1930年代からはアルキル硫酸塩が合成洗剤として幅広く利用されはじめ、その溶解性（低いクラフト点）や機能性（低いcmc、高い可溶化力）の高さから、1950年代には頭髪洗浄剤ついで身体洗浄剤として利用されるようになり、その後これらの高機能合成界面活性剤が台所洗剤にも使われはじめました[2b][21a]。
このように合成界面活性剤の機能性が消費者に受け入れられ普及していきましたが、1970年代に「主婦湿疹（手湿疹）」とよばれる手荒れが頻出したことにより低刺激性台所洗剤のニーズが高まるとともに、国内の化粧品市場が1960年代から急速に拡大し、化粧品の品質や安全性が十分ではない中で同じく1970年代に安全性への配慮不足で化粧品によるアレルギー反応や色素沈着が社会問題になったことなどから、界面活性剤の安全性に関する社会的関心が高まっていきました[21b][22]。
このような背景の中で、1972年にアレルギー性がなく低刺激性および弱酸性のマイルドなアミノ酸系界面活性剤としてアシルグルタミン酸塩が上市されると、それ以降は様々な低刺激性アミノ酸系界面活性剤が開発され、1980年代以後マイルド洗浄剤はゆるぎない市場領域を確立するに至り、アミノ酸以外にもアシルメチルタウリン塩や糖系非イオン性界面活性剤のアルキルグリコシドなど現在までに多種多彩な低刺激性洗浄剤が開発・汎用されています[21c]。
また、単一で皮膚に対して刺激性を示す界面活性剤においても、一般に他の陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤などと組み合わせることにより洗浄剤の刺激性を低下させる技術が汎用されていることから、現在においては洗浄製品における陰イオン性界面活性剤の安全性は格段に高まっていると考えられます。
さらに、2010年以降においては皮膚科学の進歩による皮膚角質層の機能保全の重要性が認知されてきたことを背景に、例えば肌の脂質における選択洗浄性（バリア機能に必要な脂質は洗浄せず酸化した脂質だけを洗浄する性質）など皮膚や毛髪をいかに保持または改善するかといった観点からの機能性を特徴とする洗浄原料の開発が進展する方向性も推測されます。
6. 参考文献
- ⌃小出 倫正（2003）「陰イオン性界面活性剤」化粧品事典,335.
- ⌃ab加藤 好夫（1954）「界面活性剤の進歩」岐阜薬科大学紀要(4),4-30. hdl:1076/00006576.
- ⌃abc田村 隆光（1999）「洗浄における界面活性剤の利用技術」日本化粧品技術者会誌(33)(2),99-108. DOI:10.5107/sccj.33.2_99.
- ⌃藤原 正美（2001）「界面科学と界面活性剤のあゆみ」オレオサイエンス(1)(4),403-411. DOI:10.5650/oleoscience.1.403.
- ⌃ab井出 袈裟市, 他（1990）「セッケン」新版 脂肪酸化学 第2版,106-129.
- ⌃abcdef日光ケミカルズ株式会社（2006）「アニオン性界面活性剤各論」新化粧品原料ハンドブックⅡ,174-197.
- ⌃藤井 徹也（1995）「石けんの科学」洗う -その文化と石けん・洗剤,31-39.
- ⌃田村 健夫・廣田 博（2001）「石けん」香粧品科学 理論と実際 第4版,336-348.
- ⌃ab野々村 美宗（2015）「アニオン界面活性剤」化粧品 医薬部外品 医薬品のための界面化学 -基礎から応用まで,43-48.
- ⌃田村 健夫・廣田 博（2001）「アニオン界面活性剤」香粧品科学 理論と実際 第4版,134-136.
- ⌃abc橋本 悟（2009）「アニオン界面活性剤」界面と界面活性剤 改訂第2版,42-47.
- ⌃伊藤 知男・林 静男（1969）「シャンプー」油化学(18)(Supplement),26-35. DOI:10.5650/jos1956.18.Supplement_26.
- ⌃abcd竹原 将博（1985）「アミノ酸系界面活性剤」油化学(34)(11),964-972. DOI:10.5650/jos1956.34.964.
- ⌃ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社（2021）「α-オレフィンスルホン酸塩」製品カタログ.
- ⌃石井 睦雄, 他（1969）「N-アシルN-アルキル-β-アラニン塩の化粧品への応用」日本化粧品技術者連合会会報(5),73-80. DOI:10.5107/sccj1963.5.73.
- ⌃坂本 一民（1995）「アミノ酸系界面活性剤」油化学(44)(4),256-265. DOI:10.5650/jos1956.44.256.
- ⌃ab新井 裕之, 他（2008）「ラウロイルアスパラギン酸ナトリウムの機能と特長」Fragrance Journal(36)(8),43-48.
- ⌃ab飛田 和彦, 他（2005）「洗顔料・身体洗浄料に適したアシルグリシン塩の開発」Fragrance Journal(33)(6),88-94.
- ⌃塩尻 栄二, 他（1996）「アシルグリシンの特性とその応用」日本化粧品技術者会誌(30)(4),410-418. DOI:10.5107/sccj.30.410.
- ⌃ab宮澤 清, 他（1990）「頭皮・頭髪用洗浄剤 (シャンプー) としてのN-アシル-N-メチルタウリン (AMT) の開発と工業化」油化学(39)(11),925-930. DOI:10.5650/jos1956.39.11_925.
- ⌃abc坂本 一民（2008）「界面活性剤開発の進歩」Fragrance Journal(36)(5),114-116.
- ⌃野々村 美宗（2015）「化粧の歴史と製剤」化粧品 医薬部外品 医薬品のための界面化学 -基礎から応用まで,9-16.
陰イオン性界面活性剤一覧
| 医薬部外品表示名 |
N-ステアロイル-N-メチルタウリンナトリウム |
| 配合目的 |
親水性乳化、電解質を含むO/Wエマルションにおける粘度低下防止 |
| 化学式 |
 |
| レポート |
→ 基本情報・配合目的・安全性ページ |
| 化粧品表示名 |
ココイル加水分解ケラチンK |
| 配合目的 |
洗浄作用、なめらかさおよびツヤ向上によるヘアコンディショニング作用、ハリ・コシ増強による毛髪補修作用 |
| 化学式 |
|
| レポート |
→ 基本情報・配合目的・安全性ページ |
| 化粧品表示名 |
ココイル加水分解コラーゲンK |
| 配合目的 |
洗浄作用、なめらかさおよびツヤ向上によるヘアコンディショニング作用 など |
| 化学式 |
|
| レポート |
→ 基本情報・配合目的・安全性ページ |
| 医薬部外品表示名 |
ヤシ油脂肪酸加水分解ケラチンカリウム液 |
| 配合目的 |
洗浄作用、なめらかさおよびツヤ向上によるヘアコンディショニング作用、ハリ・コシ増強による毛髪補修作用 |
| 化学式 |
|
| レポート |
→ 基本情報・配合目的・安全性ページ |
| 医薬部外品表示名 |
ヤシ油脂肪酸加水分解コラーゲンカリウム |
| 配合目的 |
洗浄作用、なめらかさおよびツヤ向上によるヘアコンディショニング作用 など |
| 化学式 |
|
| レポート |
→ 基本情報・配合目的・安全性ページ |
| 医薬部外品表示名 |
ヤシ油脂肪酸加水分解コラーゲンカリウム液 |
| 配合目的 |
洗浄作用、なめらかさおよびツヤ向上によるヘアコンディショニング作用 など |
| 化学式 |
|
| レポート |
→ 基本情報・配合目的・安全性ページ |
| 医薬部外品表示名 |
ラウロイル加水分解シルクナトリウム液 |
| 配合目的 |
洗浄作用、なめらかさおよびツヤ向上によるヘアコンディショニング作用 |
| 化学式 |
|
| レポート |
→ 基本情報・配合目的・安全性ページ |
