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粘土がなくては製品の半数以上は作れない

よく知られているように、化粧品にも粘土が使われています。

「ミネラルファンデーション」とか「泥パック」という商品がありますので、そうした一部の化粧品のことを指していると思われるかもしれませんが、実はそれだけではありません。

資生堂リサーチセンターによると、「化粧品産業では、粘土鉱物がなくては製品の半数以上は作ることができないと言っても過言ではない」とのこと(秦英夫『機能性素材としての粘土鉱物』)。

 

例えば、化粧水で水分を補充した肌には、水分が逃げないようにその上から保湿力の高い乳液やクリームを塗るのが一般的ですが、乳液やクリームのしっとりとして濃厚な使用感は、粘土を混ぜることで得られます。

製品に粘り気を出したいときに粘土が使われるわけですね。

同様の目的で、ネイルエナメルにも粘土が使われています。

 

また、固形ファンデーション(手軽に持ち運べるコンパクトタイプのファンデーション)を作る際には、粘土を混ぜることで成型がしやすくなり、落下の衝撃にも強くなるという利点があります。

 

そのほか、口紅やネイルエナメルでパール光沢を出すのに粘土が使われたり、ファンデーションに不足しがちな保湿力を粘土とグリセリンでカバーしたり、といった使用例もあります。

皮脂や余分な角質を取り除く泥パックも、主成分は粘土ですね。

 

化粧品業界で粘土がこのように重宝されるのは、粘土鉱物が持つ特徴的な性質のためです。

ここでは化粧品によく利用されている2種類の粘土鉱物、スメクタイトとマイカ(雲母粘土鉱物)について、詳しく見てみたいと思います。

ゲル化と吸着力が特徴のスメクタイト

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スメクタイトは、海底に集積した火山灰や噴石(岩石名としては凝灰岩)を起源とする粘土鉱物です。

海底下深くに埋没することで高い圧力と地熱の影響を受け、少なくとも100万年以上、長いものだと2億年ほどの長い時間をかけてゆっくりと形成されます。

 

スメクタイトの一番の特徴は、水を吸って膨らみ、ゲル化すること。

ゲル化とは、サラサラの液体が、ゼリー状のプルプルした状態になることです。

 

水を吸って膨らむ性質を「膨潤性」と言いますが、スメクタイトは膨潤性を持つ粘土鉱物のグループ名で、細かい鉱物名で言うと、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイトなどがあります。

この中で化粧品に使われているのは、主にモンモリロナイト。

でもスメクタイトの名前の方がよく知られているので、ここではスメクタイトとして話を進めます。

 

さて、スメクタイトが膨潤性を持つのは、粘土鉱物に特有のシート状の構造の中に、たくさんの水分子を取り込むことができるからです。

 

スメクタイトは各シートの間にナトリウムイオンやカルシウムイオン、それから水分子を持っているのですが、乾燥した状態では、スメクタイトの中に含まれる水分子は大して多くありません。

しかし、十分な量の水に接するとシート間にたくさんの水分子を取り込み、元の体積の数倍から10倍程度にまで膨れ上がるのです。

 

ただしこれには少しだけ条件があって、劇的に体積が増加するのは、シート間にナトリウムイオンを含むスメクタイトに限られます。

ナトリウムイオンはカルシウムイオンよりも電気的な力が弱く、シート同士を引き付けておくための十分な力がないために、シート間にほぼ無限に水分子を取り込んで膨潤してしまうと言うわけです。

 

カルシウムイオンを含むタイプのスメクタイトでも膨潤は起こりますが、カルシウムイオンがシート同士をしっかりと引き付けるために水分子の入る量は限られていて、途中で体積の膨張は止まります。

ですので、「数倍の体積になった」などの大きな変化は起こりません。

水を吸ってゲル化するにはシート同士がバラバラになる必要があるので、ナトリウムを含むスメクタイトの方が、ゲル化には向いていると言えます。

 

化粧品の乳液やクリームは、スメクタイトのゲル化の性質を利用することで、しっとりとした濃厚な使用感が出るように工夫されています。

乳液は水分が多いので使い心地が軽く、クリームの方がより重めの感触になりますが、いずれも粘土鉱物のスメクタイトが使い心地を決める要因なのです。

 

また、ネイルエナメル(マニキュア)に粘り気を出すのにもスメクタイトのゲル化の性質が利用されていますが、こちらは水に混ぜているのではなく、トルエンやベンゼンなどの有機溶媒に混ぜています。

スメクタイトは水分子だけでなく様々な有機分子をもシート間に取り込むことができ、膨潤・ゲル化することができるのです。

 

それから、スメクタイトにはゲル化以外にもう一つ、「吸着力が高い」という性質もあります。

 

シート間に水分子や有機分子を取り込んでしまうスメクタイト。

これは、見方を変えれば、スメクタイトは自分自身に様々なものを吸着して、取り除いてしまうということです。

 

この性質を利用している典型的な化粧品が、美顔用の泥パック(クレイマスク)です。

泥パックにはいろんな商品があって、使われている粘土も様々ですが、やはり代表格はスメクタイトを主成分とする製品。

皮脂や余分な角質など、肌の老廃物をスメクタイトが吸着し、除去してくれます。

 

なお、膨潤・ゲル化の性質はナトリウムイオンを含むスメクタイトの方が優れていますが、吸着力に優れているのはカルシウムイオンを含むスメクタイトの方です。

少し細かい話になってしまいましたが、シート間にどちらのイオンが入っているかで、同じスメクタイトでも利用する場面が異なってくるわけですね。

 

それから、もう一つ補足です。

スメクタイトと同じ意味で「ベントナイト」と言う名前が使われることもありますが、こちらは粘土鉱物の名前ではなく、スメクタイトを主成分とする岩石の名前です。

スメクタイトの他に、石英やクリストバライト、長石、方解石などの鉱物が含まれています。

平らな板状構造が特徴のマイカ

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マイカもスメクタイトと同じく、複数の粘土鉱物をひとまとめにしたグループ名です。

化粧品業界ではマイカという呼び名がすっかり定着していますが、日本語名は「雲母粘土鉱物」。

白雲母や金雲母といった鉱物と同様の結晶構造を持ちながら、なおかつ粘土鉱物と同じく非常に細粒であることから、雲母粘土鉱物(マイカ)と呼ばれています。

細かい鉱物名としては、磁器の原料として利用されるセリサイト(天草陶石の主成分の一つ)が、マイカの代表例です。

 

このグループの特徴は、シート間にカリウムイオンを含んでいることと、水分子を「取り込まない」こと。

この2つのうち、化粧品にとって重要なのは後者の方です。

 

シート間に水分子を取り込まないということは、つまり、膨潤しないということですね。

先ほどのスメクタイトとは真逆の特徴。

 

シート間が固定されているので、マイカの結晶はとても平らな板状構造をしています。

この性質は、陶磁器の原料や紙の塗工剤として使われるカオリナイトと共通していて、マイカもカオリナイトも、化粧品業界では固形ファンデーションを固めるために使用されます。

ファンデーションの成分に板状の粘土鉱物を配合することで、圧力をかけた際に固まりやすくなり、落下等の衝撃にも強いしっかりとした製品になるのです。

手軽に持ち運べるコンパクトタイプの固形ファンデーションが誕生したのは、マイカやカオリナイトのおかげなのですね。

 

また、マイカを改良した「雲母チタン」と呼ばれる人工の粘土鉱物は、口紅やネイルエナメルなどのポイントメーキャップにおいて、パール光沢を出すのに使われています。

平らで滑らかなマイカの表面に、光をよく反射する酸化チタンをくっつけることで、真珠のような独特の光沢(パール光沢)を持つ粉末を作ることができるのです。

 

なお、雲母チタンに限らず、化粧品に使われるマイカは人工的に合成されたものが主流です。

天然のマイカには鉄などの不純物が微量に含まれているため、肌に塗布した際、皮脂で濡れるとくすんでしまうという難点があるのです。

 

一方、合成のマイカは不純物を含まないために無色透明。

皮脂に濡れても白色を維持できるため、ファンデーションなどの性能を損なうことがありません。

参考文献

西浜脩二『化粧品における粘土鉱物の役割 雲母チタンを用いた機能性メーキャップ』粘土科学44,143-149(2005).

秦英夫『機能性素材としての粘土鉱物』J. Jpn. Soc. Colour Mater. 85,113–116(2012).

ボディクレイ『「ねんど」ってなに?

化粧品成分オンライン『マイカとは…成分効果と毒性を解説

株式会社ホージュン『ベントナイトとは?

鬼形正伸『粘土基礎講座I ベントナイトの特性とその応用