拥有W/P结构的粉体制剂的开发及应用

含水粉体，是粉将大量水封装内包的一种产品，由我公司首先开发，首先为了掌握纳米粉体亲水，疏水的平衡点，使用气体吸附方法探索粉的表面状态。结果发现一种功能性粉体，因分形结构而具备超强憎水能力及因残留的羟基所具备亲水能力，从中找到最佳平衡点，开发了使用这种粉体内包大量水分的新技术，并使用NM日测定水的运动性确认内包水的稳定性。

本产品虽然是粉状，但因其内包了大量水分，涂抹时由粉状变成液体状带来不可思议的水润和清凉的舒适使用感的同时，粉体由于携带了大量水分更易在肌肤上延展：形成均匀有光泽的化妆膜，是一款触感与功能兼备的制剂。

1　目的

化妆品的基本价值，体现在“舒适的使用感和优异的触感”及“有效的功能(功效，效果)”。为了发挥这些价值，如图1表示，必须开发和应用水，油，粉3种成分的整体性结构及功能性原料。

从化妆品制剂的结构来说，目前已经开发的有O/W(水包油)，W/O(油包水)，P/O(油包粉)等结构。但是，粉制剂与水调配后，因湿润导致凝结不能维持形态。因此，W/P(粉包油)结构的新型粉制剂的开发未能实现。

本次开发的W/P制剂(以下称为含水粉体)，具有“干燥的粉体瞬间液化”的动态结构变化特征。通过涂抹时的结构变化所释放出的水分，起到功能性的作用，水润柔滑，易延展，在肌肤上形成均平滑的化妆膜。

本研究着重于作为结构主轴的粉体表面的憎水性和亲水性，自然现象中莲花的叶子能使水滴滚落，通过使用类似莲花叶子的分形表面，开发了被有效控制的超强憎水性及亲水，性的功能性原料，通过这个研究，能稳定地内包大量水分，完成了划时代的W/P结构的粉体。这个技术的实现，颠覆了以往形成的概念，拥有全新使用法和使用感的含水粉体更显示了功能性效果。

2　理论

内包水的体系如一般的W/O制剂，如图2表示，水油界面的界面活性剂的内相和外相中一方的溶解力强构成亲水性疏水性的平衡从而形成结构。但是，W/P制剂的外相是空气，必须控制面向界面的粉体。

考虑到粉体和水的相互作用。粉体若具有亲水性则产生吸引水的能力，提高憎水性则产生将水弹开的能力，因此，若能适当地提高粉体的憎水性，可以设想内包大量水的W/P制剂技术能够实现。

在自然现象中可以观察到莲花的叶子能使水滴滚落。分形表面如图3所示，在物体上形成形状相似的表面，我们了解到莲花叶子的表面上亲水部和疏水部形成分形结构。由于莲花叶面上形成了这样的分形结构，与水滴的接触面小，能使水滴滚落。根据下列Wenzel的提案公式1计算，分形表面与水滴的接触角度会影响分形度。

3　方法

使用改质的平均一次粒子径7nm的二氧化硅微粒子在表面形状不同的表面处理剂上，观察其憎水性及亲水性。(表1)

1、粉体的憎水性，亲水性评价

为了评价粉体A，B，C的憎水性，使用既定装置和方法对粉体A，B，C进行前处理后，使用各种气体吸附仪测定各粉体的单分子吸附量。从中计算出粉体表面的分形度，按100kgf/cm2压粉后的粉体A，B，C I-滴水滴(2.5μL)，测定接触角。

为了评价粉体A，B，C的亲水性，使用既定装置和方法进行前处理后，使用Grignard试剂测定各粉体的Grignard试剂反应量。从中计算出粉体表面的羟基残留量。并且，在105℃的恒温槽里干燥3个小时后根据其重量变化测定其水分吸附量。

2、含水粉体的状态评价

将各种粉体5％分别和95％水混合搅拌制作成含水粉体，观察其状态。并使用Wet-SEM装置在高湿度，低真空状态下观察含水粉体的形态。

用17O标记过的水制作的各种混合物在NMR测定装置中测定频率变化时的氧原子的运动性。

3、使用含水粉体制作的彩妆产品的有效性评价

为了评价含水粉体制作的彩妆产品，使用普通粉体混合物压粉后的眼影及用含水粉体制作的眼影涂抹，用光学显微镜装置观察其形成的化妆膜的状态。

4　结果及观察

1、粉体的憎水性和亲水性

将做过憎水处理的粉体B，C的分形度与未处理的粉体A比较，很明显地形成了比较高的分形表面(表2)。实际上，粉体B，C的表面确实显示了超强的憎水能力，也显示了粉体表面的分层度与憎水性的关系。

此外，从各粉体的表面羟基未改质率看，显示超强憎水性的粉体B，C达到30％以上，同时也具备了亲水性(图4)。实际上，各粉体的吸附水分量与羟基的量同比例增加，显示了粉体表面的羟基残留量与亲水性的关系，显示超强憎水性的粉体B，C也确实具备了吸附水的能力。

因此，我们研发了根据分形表面控制憎水性，根据残留羟基控制亲水性，2者取得平衡的粉体B，C。

2、粉体的憎水，亲水平衡与含水粉体的状态

各粉体5％分别与水95％的混合物的状态如图5所示，粉体B虽然一部分被粉化，但是湿润后并不能完全将水内包。粉体C则将近于自身重量20倍的水分完全内包成粉状，因此，我们了解到使用最佳的憎水，亲水平衡控制后的功能性原料，能够制作成含水粉体。

此外，使用可以在高湿度，低真空状态下观察的Wet-SEM观察粉体状态，观察到表面被粉体覆盖的结构。若变化成减压状态，这个结构会收缩，膨胀，同时也观察到粉体中确实内包了水分，并能稳定地保持粉体状态(图6)。

各粉体混合物状态下的水的运动性测定，通过170标记的方法测定(图7)，没有完全内包的粉体A，B的水混合物的运动性基本没有变化，处于自由状态。

另外，内包水的粉体C的含水粉体，水的运动性低，也证明了内包水的稳定。虽然没有数据，但经过一段时间的观察比较含水粉体内包的水和没有内包的水，可以确认内包的水处于稳定状态。

3、使用含水粉体制作的彩妆产品的有效性

使用含水粉体制作的眼影，体验到以前从未有过的水润感，涂抹后形成的化妆膜，因含有水分，粉体均匀地延展，而且着色剂的显色，珠光剂的光泽都有更优质的效果。

5　总结

本研究，通过开发了根据分层表面控制憎水性，根据残留羟基控制亲水性，2者取得最佳平衡的粉体，创造了稳定内包大量水分的划时代的粉体化技术。

该项技术取得了以下成果：

干燥的粉体发生结构变化转化为乳液般的液体，实现了以前从未有过的粉体制剂

含水粉体，载有的大量水分被有效活用，实现了比以前更优异的使用感和化妆效果

如上所述，含水粉体，涂抹于肌肤时的摩擦使粉状外观转化为液体带来的使用性上的惊喜，及从外观上完全预想不到的舒适水润感和清凉感，在肌肤上柔滑延展，形成协调均一的化妆膜显示了功能性效果，是具有全新价值的新技术。