ポリビニルアルコールの基本情報・配合目的・安全性

ポリビニルアルコール

化粧品表示名称 ポリビニルアルコール
医薬部外品表示名称 ポリビニルアルコール
化粧品国際的表示名称(INCI名) Polyvinyl Alcohol
慣用名称 PVA
配合目的 皮膜形成乳化安定化 など

1. 基本情報

1.1. 定義

ポリ酢酸ビニルの加水分解物であり、以下の化学式で表されるビニルアルコールの重合体(∗1)かつビニル系水溶性高分子です(∗2)[1a][2]

∗1 重合体とは、複数の単量体(モノマー:monomer)が繰り返し結合し、鎖状や網状にまとまって機能する多量体(ポリマー:polymer)のことを指します。

∗2 構造上はビニルアルコールはの重合体ですが、ビニルアルコールは実在しないため、実際はポリ酢酸ビニルを加水分解して製造します。

ポリビニルアルコール

1.2. 化粧品以外の主な用途

ポリビニルアルコールの化粧品以外の主な用途としては、

分野 用途
日用品 接着剤・糊剤として事務用液状のり(PVAのり)、合成洗濯のり、切手の裏のりなどに[3][4]、また使い捨てコンタクトレンズの素材などに用いられています[5]
医薬品 完全鹼化物が結合、接着目的の医薬品添加剤として経口剤、外用剤に、部分鹼化物が安定・安定化、可溶・可溶化、基剤、結合、コーティング、糖衣、粘着・粘着増強、粘稠・粘稠化、溶解補助目的の医薬品添加剤として経口剤、外用剤、眼科用剤、歯科外用および口中用剤、耳鼻科用剤などに用いられています[6]

これらの用途が報告されています。

2. 化粧品としての配合目的

化粧品に配合される場合は、

  • 皮膜形成
  • 乳化安定化

主にこれらの目的で、メイクアップ化粧品、化粧下地製品、シート&マスク製品、スキンケア化粧品、ボディ&ハンドケア製品、まつ毛美容液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. 皮膜形成

皮膜形成に関しては、ポリビニルアルコールは水に溶けて乾燥すると適度な強度と柔軟性を有する皮膜を形成するため、パック製品、メイクアップ化粧品などに使用されています[1b][7][8]

2.2. 乳化安定化

乳化安定化に関しては、ポリビニルアルコールはポリ酢酸ビニルを加水分解することによって得られますが、構造中に親水性のヒドロキシ基(-OH)と疎水性の残存アセチル基(-COCH3をもつため界面活性剤的な乳化能を示すことから、製品の乳化安定や乳化補助目的でスキンケア化粧品、ボディケア製品、ハンドケア製品、メイクアップ化粧品などに使用されています[9][10]

3. 配合製品数および配合量範囲

配合製品数および配合量に関しては、海外の2014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(∗3)

∗3 以下表におけるリーブオン製品は、付けっ放し製品(スキンケア製品やメイクアップ製品など)を表しており、またリンスオフ製品は、洗い流し製品(シャンプー、ヘアコンディショナー、ボディソープ、洗顔料、クレンジングなど)を指します。

ポリビニルアルコールの配合製品数と配合量の調査結果(2014年)

4. 安全性評価

ポリビニルアルコールの現時点での安全性は、

  • 薬添規2018規格の基準を満たした成分が収載される医薬品添加物規格2018に収載
  • 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
  • 40年以上の使用実績
  • 皮膚刺激性:ほとんどなし
  • 眼刺激性:ほとんどなし
  • 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、一般的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。

4.1. 皮膚刺激性および皮膚感作性(アレルギー性)

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

  • [ヒト試験] 12人の被検者に13%ポリビニルアルコールを含む製剤を対象に21日間累積刺激性試験を実施し、累積皮膚刺激性を評価したところ、全21回の累積刺激スコアは最大756のうち10であり、この試験物質は軽度の皮膚刺激剤に分類された(Hill Top Research Inc,1984)
  • [ヒト試験] 100人の被検者に13%ポリビニルアルコールを含むピールオフフェイシャルマスクを対象にHRIPT(皮膚刺激&感作試験)を実施したところ、誘導期間において3人の被検者でほとんど知覚できない最小の紅斑が観察されたが、チャレンジ期間においては皮膚反応は観察されなかった(Cosmetic Toiletry and Fragrance Association,1976)
  • [ヒト試験] 54人の被検者(54人のうち21人は一過性の発赤またはざ瘡を有していた)に13%ポリビニルアルコールを含むピールオフフェイシャルマスクを対象にHRIPT(皮膚刺激&感作試験)を実施したところ、4例を除くすべての所見は臨床的に重要ではなかった。誘導期間において1人の被検者は最初の3回の適用後に紅斑を生じたが、これはマスク除去中に引っ張られた結果と考えられ、第2の被検者は7回目と10回目の適用時に一時的な紅斑が生じた。第3の被検者は4回目および5回目の適用後にわずかなかゆみと収れん作用を感じ、マスク使用に慣れていないと考えられた。第4の被検者は7回目の適用で両頬で多少の乾燥および紅斑が生じた(Cosmetic Toiletry and Fragrance Association,1977)
  • [ヒト試験] 104人の被検者に5%ポリビニルアルコールを対象にHRIPT(皮膚刺激&感作試験)を実施したところ、誘導期間およびチャレンジ期間の両方でいずれの被検者においても皮膚刺激およびアレルギー性接触感作を誘発しなかった(TKL Research,1991)
  • [ヒト試験] 52人の被検者に13%ポリビニルアルコールを含むフェイシャルマスクを対象に4週間使用試験(顔の半分に試験物質を塗布し反対側は対照マスクを週3回、合計12回適用)を実施した。使用の1,2および4週間後に皮膚反応を評価したところ、4人の被検者がそれぞれ1つの反応を示した。これら4つのうち2つはほとんど知覚できない反応で、3つ目はほとんど知覚できない乾燥であり、4つ目は軽度の刺激であった。これらの反応は試験製品による誘発とは考えられなかった(Industrial Bio-Test Lab Inc,1975)

このように記載されており、試験データをみるかぎり共通してほぼ皮膚刺激および皮膚感作なしと報告されているため、一般に皮膚刺激性および皮膚感作性はほとんどないと考えられます。

4.2. 眼刺激性

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

  • [ヒト試験] 16人のドライアイ症候群に罹患していた被検者に4つの市販製剤を用いて試験した。1つは1.4%ポリビニルアルコールと0.5%クロロブタノールを含有し、残りは2つの対照製剤として1.4%ポリビニルアルコールを含む生理食塩水と1.4%ポリビニルアルコールに0.5%クロロブタノールを含む生理食塩水であった。6日ごとに被検者の両目の結膜嚢に試験溶液50μLを適用した。ポリビニルアルコールを含む市販製剤は1,3および5日目に、対照のポリビニルアルコール溶液は2,4および6日目に点眼され、点眼後に反応が記録された。16人のうち9人が対照のクロロブタノールとポリビニルアルコールを含む製剤で刺激および発赤を報告し、またこれらの9人は同時にクロロブタノールとポリビニルアルコールを含む市販製剤でも同一の反応を報告した。いずれの被検者もポリビニルアルコールのみを含む対照製剤では反応を報告しなかった(Fassihi & Naidoo,1989)
  • [動物試験] 6匹のウサギの結膜嚢に未希釈のポリビニルアルコールを単回注入し、注入後に眼をすすぎ、Draize法に基づいて眼刺激性を評価したところ、この試験物質は非刺激剤であった。また別の試験で6匹のウサギの眼に13%ポリビニルアルコールを含むピールオフマスクを適用したところ、同様に眼刺激剤ではなかった(Cosmetic Toiletry and Fragrance Association,1980)

このように記載されており、試験データをみるかぎり共通して眼刺激なしと報告されているため、一般に眼刺激性はほとんどないと考えられます。

5. 参考文献

  1. ab日本化粧品工業連合会(2013)「ポリビニルアルコール」日本化粧品成分表示名称事典 第3版,926.
  2. 大木 道則, 他(1989)「ポリビニルアルコール」化学大辞典,2249.
  3. 化学製品PL相談センター(2006)「接着剤」化学はじめて物語,20-21.
  4. 製品評価技術基盤機構 化学物質管理センター(2019)「のり(糊)のいろいろ」身の回りの製品に含まれる化学物質シリーズ 家庭用接着剤,13.
  5. 佐野 研二(2012)「進化するコンタクトレンズ材料」化学と教育(60)(2),78-79. DOI:10.20665/kakyoshi.60.2_78.
  6. 日本医薬品添加剤協会(2021)「ポリビニルアルコール」医薬品添加物事典2021,604-605.
  7. 田中 宗男・熊谷 重則(1990)「美を演出する高分子(化粧品)」高分子(39)(11),802-805. DOI:10.1295/kobunshi.39.802.
  8. 柿沢 英美(2010)「美しいまつ毛を創る! : マスカラ製品の化学」化学と教育(58)(8),374-375. DOI:10.20665/kakyoshi.58.8_374.
  9. 朝田 和孝, 他(2013)「ポリビニルアルコールを保護コロイドとして用いたアクリルエマルジョン粘着剤」日本接着学会誌(49)(12),454-462. DOI:10.11618/adhesion.49.454.
  10. 日光ケミカルズ株式会社(2016)「合成水溶性高分子」パーソナルケアハンドブックⅠ,121-127.
  11. abB. Nair(1998)「Final Report On the Safety Assessment of Polyvinyl Alcohol」International Journal of Toxicology(17)(5_suppl),67-92. DOI:10.1177/109158189801700505.

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