ステアルトリモニウムクロリドの基本情報・配合目的・安全性

ステアルトリモニウムクロリド

化粧品表示名 ステアルトリモニウムクロリド
医薬部外品表示名 塩化ステアリルトリメチルアンモニウム
部外品表示簡略名 ステアルトリモニウムクロリド
INCI名 Steartrimonium Chloride
配合目的 帯電防止ヘアコンディショニング

1. 基本情報

1.1. 定義

以下の化学式で表されるアルキルアンモニウム塩であり、第四級アンモニウム塩のモノアルキル型に分類される陽イオン性界面活性剤(カチオン性界面活性剤)です[1]

ステアルトリモニウムクロリド

1.2. 性状

ステアルトリモニウムクロリドの性状は、

状態 無色-淡黄色の液体または白色-淡黄色のペースト

このように報告されています[2a][3a][4]

2. 化粧品としての配合目的

化粧品に配合される場合は、

  • 帯電防止効果
  • 柔軟性付与によるヘアコンディショニング作用

主にこれらの目的で、コンディショナー製品、トリートメント製品、アウトバストリートメント製品、プレスタイリング製品、カラートリートメント製品などに汎用されています。

以下は、化粧品として配合される目的に対する根拠です。

2.1. 帯電防止効果

帯電防止効果に関しては、まず前提知識として帯電防止について解説します。

以下の図をみてもらうとわかりやすいと思いますが、

毛髪状態の違い

パーマやブリーチ処理、紫外線などによってダメージを受けた毛髪やシャンプーをすすいだ毛髪は負(-:マイナス)に帯電し、キューティクルの鱗片が開いていますが、帯電防止成分は正(+:プラス)の電荷をもつことから負に帯電した毛髪に吸着し、キューティクル表面に溜まった負(-:マイナス)の電荷を中和することにより隣接するキューティクル同士の静電反発を低減する(静電気の発生を抑制する)ことが知られています[5a][6][7]

そして、その結果としてキューティクルが平に寝るようになり、きしみやキューティクルの摩擦抵抗が抑えられ、シャンプー後の毛髪の滑り性が改善するとともにもつれや絡まりを防ぐことが知られています[5b]

ステアルトリモニウムクロリドはモノアルキル型四級アンモニウム塩であり、毛髪の表面に吸着し静電気を抑制してパサつきを抑え、良好な櫛通り性を付与することから[2b][3b]、主にコンディショナー製品、トリートメント製品、アウトバストリートメント製品、プレスタイリング製品、カラートリートメント製品などに汎用されています。

一般にステアルトリモニウムクロリドはイソプロパノールまたはエタノールに溶かし込んだものが使用されるため、ステアルトリモニウムクロリドが配合されている場合は、成分表示名に水とエタノールまたはイソプロパノールが一緒に記載されている可能性が考えられます。

2.2. 柔軟性付与によるヘアコンディショニング作用

柔軟性付与によるヘアコンディショニング作用に関しては、まず前提知識として毛髪の構造と毛髪のダメージと柔軟性の関係について解説します。

毛髪の構造については、以下の毛髪構造図をみてもらうとわかりやすいと思いますが、

毛髪の構造

キューティクル(毛小皮)とよばれる5-10層で重なり合った平らかつうろこ状の構造からなる厚い保護外膜が表面を覆い、キューティクル内部は紡錘状細胞から成り繊維体質の大部分を占めるコルテックス(毛皮質)およびメデュラ(毛髄質)とよばれる多孔質部分で構成されています[8a]

また、細胞膜複合体(CMC:Cell Membrane Complex)がこの3つの構造を接着・結合しており、毛髪内部の水分保持や成分の浸透・拡散の主要通路としての役割を担っています[8b]

これら毛髪構造の中でキューティクルは、摩擦、引っ張り、曲げ、日光への曝露などの影響による物理的かつ化学的劣化に耐性をもち、その配列が見た目の美しさや感触特性となります[9]

一方で、日光曝露におけるキューティクルの柔軟性劣化の進行は穏やかではあるものの(∗1)、UVBの曝露は比較的少ない照射量でキューティクルにダメージを与えることが明らかにされており、長時間の日光(紫外線)曝露においては、以下の図をみてもらうとわかるように、

∗1 UVAは比較的影響が少ないのに対してUVBは比較的少ない照射量でキューティクルにダメージを与えますが、日光曝露によるキューティクルの柔軟性劣化は比較的穏やかに進行します。これは日光の分光分布におけるUVBの割合が低いことによると考えられています。

毛髪状態の違い

ダメージの増大によりキューティクルのめくれ上がりにつながり、この結果として毛髪を曲げたり引っ張ったりするといった物理的な変形に対するキューティクルの抵抗性が減少することが知られています[10a]

そして、さらに日光の曝露が続いたり、曲げたり引っ張ったりなど物理的な力が加わると、下層のキューティクルも剥がれていき、比較的柔軟性のある最下層のキューティクル(エンドキューティクル)の柔軟性が低下し、毛髪のしなやかさが失われていきます[10b]

このような背景から、ダメージを受けた毛髪の柔軟性を向上させることは、毛髪のダメージやしなやかさのリカバリーにおいて重要なアプローチのひとつであると考えられています。

ステアルトリモニウムクロリドはモノアルキル型四級アンモニウム塩であり、柔軟な髪に仕上げることから[2c][3c]、主にコンディショナー製品、トリートメント製品、アウトバストリートメント製品、プレスタイリング製品、カラートリートメント製品などに汎用されています。

3. 混合原料としての配合目的

ステアルトリモニウムクロリドは混合原料が開発されており、ステアルトリモニウムクロリドと以下の成分が併用されている場合は、混合原料として配合されている可能性が考えられます。

原料名 NIKKOL NET-SG-60C
構成成分 ステアルトリモニウムクロリドPGグリセリンジメチコンシクロメチコン
特徴 高重合シリコーン、環状シリコーンを主成分とするリンス・トリートメント用コンディショニング剤
原料名 DN-R コンク VP
構成成分 セタノール水添パーム油BGオリーブ油コカミドMEAステアルトリモニウムクロリドイソプロパノール
特徴 毛髪にツヤ、うるおい、柔軟性を付与する効果を有し、様々な油剤を乳化するコンディショニング・トリートメント用基剤
原料名 EMACOL NW-760
構成成分 シクロペンタシロキサンジメチコンジメチコノールアモジメチコンステアルトリモニウムクロリド
特徴 毛髪にすべり、まとまり、ツヤ、保湿感、柔らかさ、しなやかさを付与するヘアケア用シリコーンエマルション
原料名 EMACOL OT-100
構成成分 セタノールプロパンジオールステアルトリモニウムクロリド安息香酸アルキル(C12-15)ジアルキル(C12-18)ジモニウムクロリド
特徴 柔らかさ、滑らかさ、浸透感に優れるアウトバストリートメント用基剤
原料名 EMACOL CD-4960
構成成分 セテアリルアルコールステアルトリモニウムクロリドミリスチン酸イソプロピルイソプロパノールステアラミドプロピルジメチルアミンカプリル酸グリセリル
特徴 塩基性染料の染色性を向上する濃染ヘアカラートリートメント基剤
原料名 EMACOL HD-7385
構成成分 セタノールステアルトリモニウムクロリドパルミチン酸エチルヘキシル
特徴 耐塩性に優れ、すすぎ時のぬめり感が持続し、しっとり感、ソフト感のある毛髪に仕上げるヘアカラー用基剤

4. 配合製品数および配合量範囲

塩化ステアリルトリメチルアンモニウムは、医薬部外品(薬用化粧品)への配合において配合上限があり、配合範囲は以下になります。

種類 配合量
薬用石けん・シャンプー・リンス等、除毛剤 5.0
育毛剤 3.0
その他の薬用化粧品、腋臭防止剤、忌避剤 1.0
薬用口唇類 配合不可
薬用歯みがき類 配合不可
浴用剤 配合不可
染毛剤 上限なし
パーマネント・ウェーブ用剤 上限なし

実際の配合製品数および配合量に関しては、海外の2009-2010年の調査結果になりますが、以下のように報告されています。

ステアルトリモニウムクロリドの配合製品数と配合量の比較調査結果(2009-2010年)

5. 安全性評価

ステアルトリモニウムクロリドの現時点での安全性は、

  • 外原規2021規格の基準を満たした成分が収載される医薬部外品原料規格2021に収載
  • 20年以上の使用実績
  • 皮膚刺激性:濃度4.48%以下においてほとんどなし-中程度(詳細は解説を参照のこと)
  • 眼刺激性:濃度0.75%以下においてほとんどなし-軽度
  • 皮膚感作性(アレルギー性):ほとんどなし

このような結果となっており、化粧品配合量および通常使用下において、一般に安全性に問題のない成分であると考えられます。

以下は、この結論にいたった根拠です。

5.1. 皮膚刺激性

Cosmetic Ingredient Reviewの安全性データ[11a]によると、

  • [動物試験] 4匹のウサギの剃毛した皮膚に79.2%ステアルトリモニウムクロリドを、3匹には3分間、残りの1匹には1時間半閉塞パッチ適用し、パッチ除去後に皮膚刺激性を評価したところ、1時間適用したウサギは22日まで中程度の紅斑がみられたが、3分間適用した群では皮膚反応はみられなかった。これらの結果からこの試験物質は1時間の曝露では皮膚刺激剤であり、3分間の曝露では皮膚刺激剤ではないと結論付けられた(Scientific Committee on Cosmetic Products,2006)
  • [動物試験] 3匹のウサギの剃毛した皮膚に0.448%および4.48%ステアルトリモニウムクロリド溶液を4時間半閉塞パッチ適用し、パッチ除去後に皮膚刺激性を評価したところ、濃度4.48%では72時間まで中程度の紅斑および軽度の浮腫がみられ、濃度0.448%では1匹に48時間まで軽度の紅斑がみられたが浮腫はみられなかった。これらの結果からこの試験物質は濃度4.48%で軽度の皮膚刺激剤であり、0.448%で皮膚刺激剤ではないと結論付けられた(Scientific Committee on Cosmetic Products,2006)

このように試験データをみるかぎり濃度79.2%であっても3分間ほどの皮膚塗布であれば皮膚刺激なしと報告されており、また4時間半の皮膚塗布において濃度4.48%では中程度、濃度0.448%では軽度の皮膚刺激が報告されていることから、一般に皮膚刺激性は非刺激-中程度の皮膚刺激を引き起こす可能性があると考えられます。

ただし、医薬部外品においてリンスなど洗い流すことが想定される製品では濃度5%までの配合上限が、皮膚に塗布接触することが想定される製品では濃度1%までの配合上限が定められており、またステアルトリモニウムクロリドは濃度4%以下および現在の使用法で安全に使用できると報告されていることから[11b]、ステアルトリモニウムクロリドは安全に使用できると考えられます。

5.2. 眼刺激性

Cosmetic Ingredient Reviewの安全性データ[11c]によると、

  • [in vitro試験]  畜牛の眼球から摘出した角膜を用いて、角膜表面に0.75%ステアルトリモニウムクロリドを含むヘアコンディショニング製剤を処理した後、角膜の濁度ならびに透過性の変化量を定量的に測定したところ(BCOP法)、この試験製剤は軽度の眼刺激剤があると予測された(Anonymous,2007)
  • [動物試験] 3匹のウサギの眼に0.448%ステアルトリモニウムクロリド水溶液0.1mLを点眼し、眼刺激性を評価したところ、角膜混濁および虹彩はみられなかったが、結膜炎は7日目までみられた。腫れは48時間までみられ、2匹は72時間まで続いた。すべての眼刺激反応は14日目までにすべて消失した。これらの結果から0.448%この試験製剤は一過性の結膜刺激を誘発すると結論付けられた(OS Kwon et al,2004)

このように報告されており、試験データをみるかぎり濃度0.75%以下において軽度の眼刺激が報告されているため、一般に眼刺激性は濃度0.75%以下において軽度の眼刺激を引き起こす可能性があると考えられます。

5.3. 皮膚感作性(アレルギー性)

Cosmetic Ingredient Reviewの安全性データ[11d]によると、

  • [動物試験] 20匹のモルモットにステアルトリモニウムクロリドを対象に皮膚感作性試験(Buehler法)を実施した。誘導期間において4%ステアルトリモニウムクロリド溶液を15日にわたって6時間閉塞パッチ適用し、2週間の休息期間を設けた後に1%ステアルトリモニウムクロリド溶液を用いて未処理部位にチャレンジパッチを適用したところ、チャレンジ期間において臨床的に有意な皮膚反応はみられず、この試験物質は皮膚感作剤ではないと結論付けられた(Scientific Committee on Cosmetic Products,2006)
  • [動物試験] 10匹のモルモットにステアルトリモニウムクロリドを対象にMaximization皮膚感作性試験を実施したところ、この試験物質は皮膚感作剤ではないと結論付けられた(Scientific Committee on Cosmetic Products,2006)

このように報告されており、試験データをみるかぎり共通して皮膚感作なしと報告されているため、一般に皮膚感作性はほとんどないと考えられます。

6. 参考文献

  1. 日本化粧品工業連合会(2013)「ステアルトリモニウムクロリド」日本化粧品成分表示名称事典 第3版,570.
  2. abc日光ケミカルズ株式会社(2021)「アルキルアンモニウム塩」製品カタログ,55-56.
  3. abc花王株式会社(2020)「コータミンシリーズ」花王の香粧品・医薬品原料,3-4.
  4. ab日油株式会社(2019)「カチオン性界面活性剤」化粧品用・医薬品用製品カタログ,41-42.
  5. abデール・H・ジョンソン(2011)「コンディショニング剤」ヘアケアサイエンス入門,81-99.
  6. 佐藤 直紀(2006)「シャンプー・リンスの機能と最新の技術」機能性化粧品の開発Ⅱ,109-122.
  7. 田村 健夫・廣田 博(2001)「ヘアリンスの主剤とその作用」香粧品科学 理論と実際 第4版,456-460.
  8. abクラーレンス・R・ロビンス(2006)「毛形態学的構造および高次構造」毛髪の科学,1-68.
  9. デール・H・ジョンソン(2011)「毛髪のコンディショニング」ヘアケアサイエンス入門,77-122.
  10. ab新條 善太郎, 他(1994)「キューティクルの柔軟性に与える紫外線の影響」日本化粧品技術者会誌(28)(1),66-76. DOI:10.5107/sccj.28.66.
  11. abcdL.C. Becker(2012)「Safety Assessment of Trimoniums as Used in Cosmetics」International Journal of Toxicology(31)(6_suppl),296S-341S. DOI:10.1177/1091581812467378.

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