(57)【要約】【課題】皮膚への製剤の適用による皮膚温の変化の強弱を、実際に製剤を皮膚に擦り込む状況に近いモデル系を用いて、簡便かつ低コストに評価できる、製剤の熱特性評価装置を提供する。【解決手段】評価対象となる製剤が評価者の手指により塗布される被塗布面１１ａと、被塗布面１１ａにおいて予め設定されている温度測定スポット１１１の温度を計測する温度計１７と、指ｆの位置を測定する距離計と、を備える製剤の熱特性評価装置を用い、これにより手指の少なくとも一部が温度測定スポット１１１上にあるときを判定して、このタイミングを外して温度計１７により測定された温度を記録する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象となる製剤が主に評価者の手指により塗布される被塗布面と、
前記被塗布面を皮膚温に相当する平衡温度に保持する恒温装置と
前記被塗布面において予め設定されている測定領域の温度を計測する温度計と、
前記手指の位置を測定する距離計と、を備える製剤の熱特性評価装置。
【請求項２】
前記距離計は赤外ＬＥＤ距離計である、請求項１に記載の製剤の熱特性評価装置。
【請求項３】
前記温度計は放射温度計である、請求項１または２に記載の製剤の熱特性評価装置。
【請求項４】
前記製剤は化粧剤である、請求項１から３のいずれか一項に記載の製剤の熱特性評価装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の熱特性評価装置を用いて、前記測定領域と前記手指との相対的位置を判定し、これにより前記手指の少なくとも一部が前記測定領域上にあるときを判定して、このタイミングを外して前記被塗布面の温度を記録する、製剤の熱特性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製剤の塗布時の熱的特性の評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製剤、例えば化粧品を肌に塗布する際に感じられる冷涼感は、主として製剤に含まれる水やアルコール等の揮発による塗布面の温度低下によって生じる感覚である（非特許文献１、参照）。例えばスキンケア製品の塗布時における、このような冷涼感は、剤のみずみずしさやさっぱりとした使用感を演出し、製品の品目によってはその質感を高めることが経験的に知られている。
製剤に関する研究の分野において、製剤の使用感と物理作用の関係を比較し、その使用感の発現機構を明らかにすることにより、逆に製剤の物理作用の計測値からその使用感を予測することがなされている。
【０００３】
例えば非特許文献２には、特許文献１に記載の測定装置を使って測定された製剤のタック性と、同じ製剤の使用時のべたつきの評価スコアとがよく相関することが記載されている。
化粧品塗布時の冷涼感とその物理作用の関係についても、例えば前出の非特許文献１に記載されているように、製剤の肌への塗布の過程をモデル化した測定系を用いて、冷涼感（清涼感）の異なる数種類の製剤の塗布表面に対する温度低下の作用の強さの傾向と、それら製剤の使用時の官能評価（清涼感）との間の関係性が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−４９０２１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】石窪  章，野田  章，"化粧品基剤塗布時の熱的特性と清涼感への影響", 粧技誌, 42，289-296（2008）
【非特許文献２】金井宏行,長田みゆき，土屋竜太，感性品質と製剤物性の関連モデルの構築（１）, 第１１回日本感性工学会春季大会, 2016.3.26-27
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば非特許文献１では化粧品をアルミ板に塗布する際のアルミ板に生じる温度低下を計測する方式であり、化粧品製品間の相対的な熱的作用の強弱について客観的かつ簡便に序列づける優れた方法であるが、皮膚上における実際の製剤の塗布の状況を再現するものではなかった。例えば同様な装置構成を用いて、製剤を皮膚に擦り込む状況に近づけるために、皮膚表面に凹凸を似せた人工皮革などをアルミ板上に貼付するなどして、剤の適用による皮膚温度低下の挙動を模式的に調べようとすれば、人工皮革の熱伝導性の問題により、十分な測定感度を得ることが困難になる。
また、製剤の熱的作用について計測する他の方法としては、実際に化粧品を肌に適用し、この際の皮膚温の変化を例えばサーモカメラなどを用いて直接計測する方法が考えられる。しかし、実際の皮膚温度が個人ごとに異なるうえに、塗布する製剤の熱的な特性以外にも種々の要因により皮膚温は変動する。すなわち現象を確認するには最も直接的ではあるが、多数の製剤について、製剤ごとの熱的作用の強弱における差異のみを客観的に序列づける目的には、必ずしも効率的ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は鋭意検討の結果、評価対象となる製剤が評価者の手指により塗布される被塗布面と、前記被塗布面を皮膚温に相当する平衡温度（例えば３２乃至３５℃）に保持する恒温装置と、前記被塗布面において予め設定されている測定領域の温度を計測する放射温度計と、前記手指の位置を測定する距離計と、を備える製剤の熱特性評価装置を用いることにより、多数の製剤について、製剤の使用時に近い塗布動作のもとで、簡便に、製剤ごとの熱的作用の強弱における差異を、客観的に序列づけられることを見出し、本発明を完成させたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の熱特性評価装置及び熱特性評価方法は、温度に係る製剤の使用感を評価するにあたり、評価対象の製剤の温度を適正に計測できる熱特性評価装置及び熱特性評価方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態の製剤の熱特性評価装置を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した制御部を説明するための機能ブロック図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、いずれも本発明の本実施形態の指の位置の検出を説明するための模式図である。
【図４】図３に示す距離計及び温度計の測定の結果を示すグラフである。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の温度と官能評価との関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。また、本実施形態の図面は、本実施形態の技術思想を説明するものであり、その具体的な構成や、形状及びサイズ比等を限定するものではない。
【００１１】
［概要］
先ず、本発明の一実施形態の概要を説明する。
本実施形態の被塗布面は、該評価装置に備えられた部材の面である。
被塗布面は、人工的に皮膚の表面を模擬した人工皮膚や人工皮革、模擬皮膚カバー、さらには樹脂を材料にする人工的に形成された合成皮革等の部材が特に好ましい。しかし、評価の目的によってはよりモデル化した被塗布面として、ガラス、金属等の表面を用いることもできる。人の皮膚に似た性状を有する人工皮革としては、サプラーレ（登録商標：出光テクノファイン製）が例示される。また、被塗布面は、一回の塗布ごとに交換される所謂使い捨てのものであってもよい。このような本実施形態の構成によれば、製剤が塗布される被塗布面の状態の相違をなくし、製剤の物理作用を適正に評価することができる。
【００１２】
本実施形態の製剤の熱特性評価装置は、被塗布面の一部の温度を計測する。本実施形態では、温度が計測される領域を予め設定しておき、その領域の温度を計測する。
【００１３】
ここでいう製剤は、主として、化粧剤が想定される。化粧剤には、皮膚の状態を良好にするために使用される基礎化粧品、皮膚の色味や質感を変化させるメイク剤やファンデーション、さらには皮膚を洗浄する洗顔料や化粧落としが含まれる。また、本実施形態でいう製剤は、頭皮を好ましい状態にするためのヘアトニック、あるいは制汗・消臭剤、さらにはいわゆる塗り薬のような外用剤や医薬部外品等を含むものとする。
【００１４】
図１は、本実施形態の製剤の熱特性評価装置１を説明するための模式図である。本実施形態では、製剤を化粧剤とした例を説明する。
本実施形態の剤の熱特性評価装置１は、図１に示すように、被塗布体１１を有している。被塗布体１１は、評価対象となる化粧剤が評価者の指ｆにより塗布される被塗布面１１ａを備えている。被塗布面１１ａには予め設定されている測定領域である温度測定スポット１１１（図３）が設けられ、熱特性評価装置１は温度測定スポット１１１の温度を計測する温度計１７を備えている。
【００１５】
さらに、製剤の熱特性評価装置１は、被塗布面１１ａに化粧剤を塗布しながら評価者が塗布する指の位置情報を取得する距離計を備えている。制御部９は、温度計１７により計測された温度に係る温度情報と、距離計により計測された指位置の情報とを対応付けて記録する。
ここで、「情報の対応付け」について説明する。本実施形態の温度情報の計測に係る温度計からの計測データの送出と、位置情報の計測に係る位置データの送出とはその送出のタイミングにずれが生じる場合がある。例えば、前記距離計が赤外ＬＥＤ距離計であって、距離計測からデータ送出までに例えば２４ｍｓを要するものであり、一方、前記温度計が一般的な赤外線放射温度計であって、温度計測からデータ送出まで３０ｍｓである場合には、距離に係るデータと温度に係るデータとが常に６ｍｓの時間差をもってデータ送出ユニットに入力されることになる。この例のような６ｍｓのタイミングの差異は、塗布面上における指の動作速度に対して、下記に示すデータ処理のうえでは無視できない時間差となる。従って、予め制御部９においてこのタイミングを調整して適正に２つの計測値を対応付けて記録するか、または各計測値がデータ送出ユニットに入力された時間との対応づけから、後で各情報間の対応付けを行うことが必要になる。
【００１６】
なお、図１に示す被塗布体１１は、ステージ１２上に設けられていて、ステージ１２は温度コントローラ１０上に設けられている。温度コントローラ１０は、例えばペルチェプレートが熱伝導性シート等を介して圧接された金属等により構成されるボックスである。ステージ１２、及び/または被塗布面１１ａは、製剤の塗布前には、温度コントローラ１０により外気に対して平衡温度を保っている。すなわち温度コントローラ１０部分は圧接されたペルチェプレートにより、被塗布面よりも高い温度を保っている。すなわち、ステージ１２、及び/または被塗布面１１ａは外気に曝されており、外気への放熱により該温度コントローラ１０よりも低い温度で平衡を保っている。この際、該温度コントローラ１０の温度を調整する（ステージ及びその結合部の材質や構造により、例えば４０℃等）ことにより、ステージ１２、または被塗布面１１ａを皮膚の温度に近い３２乃至３５℃に平衡させることができる。この際、もちろん外気の温度と循環状態は該塗布面の平衡温度とその安定性に影響を与えるため、適切に制御されることが好ましい。本実施形態は、被塗布体１１を備える構成に限定されるものでなく、ステージ１２の上面が被塗布面として使用されるものであってもよい。
【００１７】
また、本実施形態の製剤の熱特性評価装置１は、上記構成を実現するため、温度計１７を放射温度計とした。放射温度計は、測定対象の塗布面より放射される赤外線等の強度を測定する温度計である。すなわち放射温度計によれば、塗布面の温度を非接触で測定することができる。
【００１８】
距離計１９は、指ｆにＬＥＤ光ｒ１を照射する投光部１９ａと、この投光部１９ａによって照射されたＬＥＤ光ｒ１の反射光ｒ２を受光する受光部１９ｂと、を有する距離計である。距離計１９は、指ｆが温度測定スポット１１１上にないタイミングを判定するために、指ｆまでの距離を測定する。
【００１９】
図１に示すように、温度計１７は、温度測定スポット１１１の温度を上方から測定し、その測定温度を電圧または電流信号Ｓt1として出力する。距離計１９によって測定された指ｆとの相対的な距離は、電圧または電流信号Ｓd1として出力される。電圧または電流信号Ｓt1及び電圧または電流信号Ｓd1は、データ送出ユニット３０に送出された後、各々電圧信号Ｓt2及び電圧信号Ｓd2として制御部９に入力する。
【００２０】
図２は、制御部９の構成を説明するための機能ブロック図である。制御部９は、電圧信号Ｓt2及び電圧信号Ｓd2を入力するためのインターフェースである情報入力部６１、温度・指位置記録部９３を備えている。電圧信号Ｓt1、電圧信号Ｓd1は、情報入力部６１に入力する。このとき、温度・指位置記録部９３は、指ｆの位置と温度測定スポット１１１における温度計測値、すなわち電圧信号Ｓd2とＳt2とを対応付けて記録するが、予め前記の各計測値におけるデータ送出タイミングを調整して、各計測値間で適切に対応付けたうえで記録してもよいし、各計測値におけるデータ送出（入力）時間とのあいだに対応付けて記録しておき、後で改めて各計測値間で適切に対応付けを行ってもよい。
【００２１】
なお、電圧信号Ｓd2から指ｆと温度測定スポット１１１との相対的な距離（以下「相対距離」とも記す）を求めることは、例えば、距離計１９から出力される電圧信号Ｓd2と相対距離とを予め対応付けるテーブル、あるいは電圧信号Ｓd2を変数として相対距離を算出する演算式を用意しておき、これを用いればよい。
このような温度・指位置記録部９３は、小型のマイコン等であってもよいし、PCであってもよい。
【００２２】
表示部７は、温度情報と感触評価情報とを時系列に表示する構成であり、本実施形態では、温度・指位置記録部９３に記録された温度情報及び指位置の情報を時系列に表示している。表示部７は、液晶等のディスプレイ画面及び、ディスプレイ画面にテキストや図画を表示させるハードウェア及びソフトウェアにより構成されるドライバを含んでいる。
【００２３】
図３（ａ）から図３（ｄ）及び図４は、本実施形態の製剤の熱特性評価装置１の動作を説明するための図である。図３（ａ）から図３（ｄ）は、指ｆの位置の検出を説明するための模式図である。図４は、図３に示す距離計１９及び温度計１７の測定の結果を示すグラフである。図４の縦軸は指ｆの位置（指ｆが被塗布面１１ａの中心にあるときの、距離計の光路上の指ｆの側面位置を基準にした指ｆの位置（ｍｍ：距離計に近づく方向を正にとっている））または温度計１７の測定温度（℃）を示す。図４において、温度測定スポット１１１の中心は塗布面１１ａの中心よりも距離計寄りの、距離計の光路上に設定されている。横軸は計測開始からの経過時間を示す。図４中に示す曲線Ｄは距離計１９の測定結果を示し、図４中に示す曲線Ｔは温度計１７の測定結果を示している。
【００２４】
図３（ａ）から図３（ｄ）は、指ｆが図中の左側から温度測定スポット１１１上を通り、右側に移動する過程を示している。距離計１９は、例えば、指ｆに向けてＬＥＤ光を照射し、指ｆにおいて反射されたＬＥＤ光の受光角度により指ｆまでの距離を計測する三角測量方式のＬＥＤ光距離計であってもよい。図３（ａ）から図３（ｄ）に示す例では、測定された距離は図３（ａ）において最も近くなり、図３（ｄ）において最も遠くなる。また、本実施形態では、距離の計測と並行して温度計１７が温度測定スポット１１１の温度を測定する。
図４に示した測定例の場合、指ｆの温度の方が被塗布面１１ａの表面温度よりも高いため、温度測定スポット１１１で計測される温度は、指ｆにより遮られる塗布面領域が大きいほど温度測定領域内の平均値として高い値となる。図３（ａ）から図３（ｄ）に示す例では、温度測定スポット１１１の温度は図３（ｂ）において最も高くなり、図３（ｃ）及び（ｄ）において最も低くなる。
【００２５】
図３に示す例では、直径５０ｍｍの銅板のステージ１２の上にサプラーレ（登録商標）を貼付して被塗布面１１ａとし、前記のように被塗布面１１ａの距離計１９の光路上にある一部を温度測定スポット１１１として行った。放射温度計である温度計１７は、常に被塗布面１１ａの温度測定スポット１１１の部分の温度をステージ１２の上方より測定する。温度測定スポット１１１の直径は約１２ｍｍであり、温度測定スポット１１１の中心は、前記のように、被塗布面１１ａの中心よりもやや距離計１９に近い位置に設定されている。
【００２６】
評価者は、温度測定スポット１１１に紫外線防御効果を有するサンスクリーン剤を滴下し、指ｆにより被塗布面１１ａに塗布動作（往復動作）を行う。図４に示す例では、計測は、サンスクリーン剤Ｘ、サンスクリーン剤Ｙの二種類について行われている。サンスクリーン剤Ｘは油剤を主体として配合されたＷ／Ｏエマルション製剤であり、サンスクリーン剤Ｙは水の含有量の多いＯ／Ｗ製剤である。
【００２７】
評価者は、指ｆの例えば第一関節よりも先の部分により化粧剤を被塗布面１１ａに塗布する。具体的には、指ｆの表面を被塗布面１１ａに接触させながら距離計の光軸の方向に繰り返し移動させる往復動作を行ってサンスクリーン剤Ｘまたはサンスクリーン剤Ｙを塗布している。
【００２８】
図４では、曲線Ｄ及び曲線Ｔ上に図３（ａ）から図３（ｄ）に示す指ｆの位置を示している。図中のＰａは指ｆが図３（ａ）に示す位置にあることを示し、図中のＰbは指ｆが図３（ｂ）に示す位置にあることを示している。また、Ｐc1、Ｐc2は指ｆが図３（ｃ）に示す位置にあることを示し、Ｐdは指ｆが図３（ｄ）に示す位置にあることを示している。
曲線Ｄによれば、距離計１９の計測距離から指ｆの位置を検出することが可能である。本実施形態では、指ｆが温度測定スポット１１１上にないタイミングでの温度測定スポット１１１の温度を被塗布面１１ａの温度とする。すなわち、曲線Ｔ及び曲線Ｄを計測し、Ｐｃ乃至Ｐdに指位置のあるタイミングにおいて測定された温度を被塗布面１１ａの温度とする。
【００２９】
図５（ａ）、図５（ｂ）は、Ｐｃ乃至Ｐdの指位置において測定された被塗布面１１ａの温度にその塗布する指先に感じられた冷涼感の継続時間を併せ示した図である。図５（ａ）はサンスクリーン剤Ｘを使って行った計測の結果を示し、図５（ｂ）はサンスクリーン剤Ｙを使って行った計測の結果を示している。図５（ａ）、図５（ｂ）中の両矢線で示す「冷涼感」は、評価者が冷涼感を感じた時間範囲を表している。
図５（ａ）、図５（ｂ）によれば、サンスクリーン剤Ｘ、Ｙのいずれであっても、温度測定スポット１１１の温度は、塗布開始直後に塗布面上の温度の平衡が崩れて最も低下し、その後再び温度の平衡の回復により次第に上昇することが分かる。また、温度の低下の程度は、Ｏ／Ｗエマルション製剤であるサンスクリーン剤Ｙの方がＷ／Ｏエマルション製剤であるＸよりも大きいことが分かる。さらに、図５（ａ）、図５（ｂ）によれば、サンスクリーン剤Ｘの方が短時間のうちに温度が塗布前の温度まで上昇し、サンスクリーン剤Ｙの方が冷涼感が長く続くことが分かる。このような傾向は、Ｗ／Ｏエマルション製剤であるＸとＯ／Ｗエマルション製剤であるサンスクリーン剤Ｙとの特性と一致している。
【００３０】
なお、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、サンスクリーン剤Ｘ、Ｙは、温度が等しい場合であっても評価者が受けとる冷涼感が異なっている。このような点から、サンスクリーン剤Ｘ、Ｙが評価者に与える冷涼感は、評価者が感じる温度のみによって生じるものではなく、手指周りの温度の変化の仕方等、他の要素にも依存するものと考えられる。
【００３１】
以上説明したように、本発明は、評価対象となる製剤が評価者の手指により塗布される被塗布面と、前記被塗布面を皮膚温に相当する平衡温度（例えば３２乃至３５℃）に保持する恒温装置と、前記被塗布面において予め設定されている測定領域の温度を計測する放射温度計とを備える製剤の熱特性評価装置であり、これを用いることにより、多数の製剤について、製剤の使用時に近い塗布動作のもとで、簡便に、製剤ごとの熱的作用の強弱における差異を、客観的に序列づけられるものである。製剤の熱特性について、同様な計測は、例えば、上記の構成における距離計を用いずに、サーモカメラを用いて塗布面上の温度分布の全体像の変化を塗布過程に沿って記録することにより行うことはできる。しかし、その場合は測定データが膨大になるうえに、そのデータの中から指の位置を推定し、指のいない塗布面の温度を採用するための解析作業を伴うことになる。この作業には、サンプル数が多くなればかなりの手間を要する。また、サーモカメラのような機材は、特に測定温度の精度を高めようとすれば極めてコストが高くなる。これに対して放射温度計は、サーモカメラの各ピクセルに対応する測定面上の測定領域よりも、測定スポットが大きくなるため、温度測定の精度も高めやすい利点がある。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・熱特性評価装置
７・・・表示部
９・・・制御部
１０・・・温度コントローラ
１１・・・被塗布体
１１ａ・・・被塗布面
１２・・・ステージ
１７・・・温度計
１９・・・距離計
１９ａ・・・投光部
１９ｂ・・・受光部
３０・・・データ送出ユニット
６１・・・情報入力部
９３・・・指位置記録部
１１１・・・温度測定スポット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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