イソステアリン酸ポリグリセリル-2の基本情報・配合目的・安全性

イソステアリン酸ポリグリセリル-2

化粧品表示名 イソステアリン酸ポリグリセリル-2
医薬部外品表示名 モノイソステアリン酸ポリグリセリル
部外品表示簡略名 イソステアリン酸ポリグリセリル
INCI名 Polyglyceryl-2 Isostearate
配合目的 乳化 など

1. 基本情報

1.1. 定義

以下の化学式で表されるイソステアリン酸のカルボキシ基(-COOH)ジグリセリンのヒドロキシ基(-OH)を脱水縮合(∗1)したモノエステル(∗2)であり、多価アルコールエステル型のポリグリセリン脂肪酸エステルに分類される非イオン性界面活性剤(ノニオン性界面活性剤)です[1]

∗1 脱水縮合とは、分子と分子から水(H2O)が離脱することにより分子と分子が結合する反応のことをいいます。脂肪酸とアルコールのエステルにおいては、脂肪酸(R-COOH)のカルボキシ基(-COOH)の「OH」とアルコール(R-OH)のヒドロキシ基(-OH)の「H」が分離し、これらが結合して水分子(H2O)として離脱する一方で、残ったカルボキシ基の「CO」とヒドロキシ基の「O」が結合してエステル結合(-COO-)が形成されます。

∗2 モノエステルとは分子内に1基のエステル結合をもつエステルであり、通常はギリシャ語で「1」を意味する「モノ(mono)」が省略され「エステル結合」や「エステル」とだけ記載されます。2基のエステル結合の場合はギリシャ語で「2」を意味する「ジ(di)」をつけてジエステルと記載されます。

イソステアリン酸ポリグリセリル-2

1.2. 物性・性状

イソステアリン酸ポリグリセリル-2の性状は(∗3)(∗4)

∗3 比重とは固体や液体においては密度を意味し、標準密度1より大きければ水に沈み(水より重い)、1より小さければ水に浮くことを意味します。

∗4 屈折とは光の速度が変化して進行方向が変わる現象のことで、屈折率は「空気中の光の伝播速度/物質中の光の伝播速度」で表されます。光の伝播速度は物質により異なり、また同一の物質でも波長により異なるため屈折率も異なりますが、化粧品において重要なのは空気の屈折率を1とした場合の屈折率差が高い界面ほど反射率が大きいということであり、平滑性をもつ表面であれば光沢が高く、ツヤがでます(屈折率の例としては1.33、エタノールは1.36、パラフィンは1.48)。

状態 微黄色-黄色の液体
比重(20℃) 0.987
屈折率(25℃) 1.470
溶解性 エタノールに可溶、水に不溶

このように報告されています[2a][3a][4][5]

また、一般に化粧品に使用されているモノイソステアリン酸ポリグリセリルの物性としては、

種類 グリセリン重合数 HLB(∗5)
イソステアリン酸ポリグリセリル-2 2 親油性
イソステアリン酸ポリグリセリル-4 4
イソステアリン酸ポリグリセリル-10 10 親水性

∗5 詳しくは後述しますが、HLB(Hydrophilic-Lipophilic Balance:親水親油バランス)は、界面活性剤の水と油への親和性の程度を表す指標であり、HLB値は0から20までの値を取り、0に近いほど親油性が高く20に近いほど親水性が高くなります。同じ付加モル数であっても実際のHLB値は原料会社によって異なるため、ここではグリセリン付加モル数による親油・親水性の傾向のみを記載しています。

これらの種類があり、親水性であるグリセリンの重合数が多いほど親水性が大きくなるため[6]、原料や製品の特性に合わせて最適なグリセリン重合数のモノイソステアリン酸ポリグリセリルが使用されています。

2. 化粧品としての配合目的

化粧品に配合される場合は、

  • 親油性乳化

主にこれらの目的で、メイクアップ製品、化粧下地製品、日焼け止め製品、スキンケア製品、ボディケア製品、ハンドケア製品、クレンジング製品、洗顔料、頭皮ケア製品、ヘアスタイリング製品、アウトバストリートメント製品など様々な製品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. 親油性乳化

親油性乳化に関しては、まず前提知識として乳化、エマルションおよびHLBについて解説します。

乳化とは、互いに溶け合わない2種の液体の一方が微細な液滴(乳化粒子)となり他方の液体中に均一に分散されることをいいます[7][8]

そして、油と水のように互いに溶け合わない2種の液体の一方が微細な液滴(乳化粒子)として他の液体中に分散している乳化物をエマルション(emulsion)といい[9]、基本的なエマルションとして、以下の図のように、

エマルションの基本構造

水を外部相とし、その中に油が微細粒子状に分散しているO/W型(Oil in Water type:水中油滴型)と、それとは逆に油を外部相とし、その中に水が微細粒子状に分散しているW/O型(Water in Oil type:油中水滴型)があります[10]

身近にあるO/W型エマルションとしては、牛乳、生クリーム、マヨネーズなどがあり、一方でW/O型エマルションとしてはバター、マーガリンなどがあります。

次に、界面活性剤のように分子内に水になじむ部分と油になじむ部分を併せもつ両親媒性分子は、どちらかといえば水になじみやすいものとどちらかといえば油になじみやすいものがあり、このわずかな親和性の違いが界面活性剤の挙動を劇的に変えることが知られています[11][12a]

このような背景から、界面活性剤の水と油へのなじみやすさの程度を示す指標としてHLB(hydrophile-lipophile-balance:親水性-親油性バランス)が提案・提唱されており、以下の図のように、

界面活性剤のHLB値とその作用、水への分散・溶解の挙動

HLB「7」を基準とし、「7」以上でどちらかといえば親水性を、「7」以下でどちらかといえば親油性を示すことが予想され、またHLB8-18の界面活性剤はO/W型エマルションを、HLB3.5-6の界面活性剤はW/O型エマルションを形成することが知られていることから、界面活性剤型乳化剤の作用を知る上で有用であると考えられています[12b]

イソステアリン酸ポリグリセリル-2の乳化の特徴は、

乳化の種類 HLB
W/O型乳化 5.1[3b], 5.5[2b]

このように報告されており、エモリエント性をもつ親油性乳化剤としてメイクアップ製品、化粧下地製品、日焼け止め製品、スキンケア製品、ボディケア製品、ハンドケア製品、クレンジング製品、洗顔料、頭皮ケア製品、ヘアスタイリング製品、アウトバストリートメント製品など様々な製品に汎用されています。

3. 混合原料としての配合目的

イソステアリン酸ポリグリセリル-2は混合原料が開発されており、イソステアリン酸ポリグリセリル-2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 ニコムルス WO-NS
構成成分 ポリリシノレイン酸ポリグリセリル-6イソステアリン酸ポリグリセリル-2ジステアルジモニウムヘクトライト
特徴 有機変性ヘクトライトを含む複合W/O乳化剤

4. 配合製品数および配合量範囲

実際の配合製品数および配合量に関しては、海外の2014-2015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(∗6)

∗6 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)を指し、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。

イソステアリン酸ポリグリセリル-2の配合製品数と配合量の比較調査結果(2014-2015年)

5. 安全性評価

イソステアリン酸ポリグリセリル-2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:ほとんどなし-わずか
  • 眼刺激性:詳細不明
  • 皮膚感作性(アレルギー性):ほとんどなし(データなし)

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[13]によると、

  • [ヒト試験] 30名の被検者に7%イソステアリン酸ポリグリセリル-2水溶液を対象に24時間閉塞パッチ試験を実施し、パッチ除去後に皮膚刺激性を評価したところ、この試験物質はわずかな皮膚刺激剤に分類された(Globecrown Services Ltd,1997)
  • [動物試験] 3匹のウサギに100%イソステアリン酸ポリグリセリル-2(0.5mL)を半閉塞パッチ適用し、パッチ除去後にPII(Primary Irritation Index:皮膚一次刺激性指数)0-4のスケールで評価したところ、PIIは0.8であり、この試験物質は最小限の皮膚刺激であった(Globecrown Services Ltd,1997)

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非刺激-わずかな皮膚刺激が報告されているため、一般に皮膚刺激性は非刺激-わずかな皮膚刺激を引き起こす可能性があると考えられます。

5.2. 眼刺激性

試験結果や安全性データがみあたらないため、現時点ではデータ不足により詳細不明です。

5.3. 皮膚感作性(アレルギー性)

医薬部外品原料規格2021に収載されており、20年以上の使用実績がある中で重大な皮膚感作の報告がみあたらないため、化粧品配合量および通常使用下において、一般に皮膚感作性(アレルギー性)はほとんどないと考えられますが、詳細な安全性試験データがみあたらず、データ不足のため詳細は不明です。

6. 参考文献

  1. 日本化粧品工業連合会(2013)「イソステアリン酸ポリグリセリル-2」日本化粧品成分表示名称事典 第3版,186.
  2. ab日光ケミカルズ株式会社(2021)「ポリグリセリン脂肪酸エステル」製品カタログ,27-28.
  3. ab株式会社成和化成(2022)「Ayacol」製品リスト,27-28.
  4. 日清オイリオグループ株式会社(2018)「高極性油剤」化粧品原料製品カタログ,2.
  5. 高級アルコール工業株式会社(2021)「エステル」製品リスト,8-9.
  6. 日光ケミカルズ株式会社(2006)「ポリグリセリン脂肪酸エステル」新化粧品原料ハンドブックⅠ,235-236.
  7. 薬科学大辞典編集委員会(2013)「乳化」薬科学大辞典 第5版,1150.
  8. 鈴木 敏幸(2003)「乳化」化粧品事典,638-639.
  9. 鈴木 敏幸(2003)「エマルション」化粧品事典,356.
  10. 田村 健夫・廣田 博(2001)「乳化作用」香粧品科学 理論と実際 第4版,270-273.
  11. 鈴木 敏幸(2003)「親水性-親油性バランス」化粧品事典,531.
  12. ab野々村 美宗(2015)「親水性・親油性バランス」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,35-39.
  13. W.F. Bergfeld, et al(2016)「Safety Assessment of Polyglyceryl Fatty Acid Esters as Used in Cosmetics(∗7)」, 2022年12月18日アクセス.
    ∗7 PCPCのアカウントをもっていない場合はCIRをクリックし、表示されたページ中のアルファベットをどれかひとつクリックすれば、あとはアカウントなしでも上記レポートをクリックしてダウンロードが可能になります。

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