トップページ >  > 界面活性剤の種類と働きをわかりやすく説明します

界面活性剤の種類と働きをわかりやすく説明します

界面活性剤の種類


シャンプーに欠かせない成分である界面活性剤にはいくつかの種類があります。 水に溶けた時に陰イオンに電離する「陰イオン界面活性剤」、 水に溶けた時に陽イオンに電離する「陽イオン界面活性剤」、 さらに水に溶けた時にアルカリ性領域では陰イオン界面活性剤の性質を示し、 酸性領域においては陽イオン界面活性剤の性質を示す「両性界面活性剤」、 水に溶けた時にイオン化しない「非イオン界面活性剤」に分けられます。

そして非イオン界面活性剤はその構造からさらに3つのタイプに分類されます。 「エステル型」は非イオン界面活性剤の中で最も古い歴史があり、 主に食品の乳化剤として使用されています。

「エーテル型」は非イオン界面活性剤の代表的なものであり、 洗浄剤として幅広い用途に使われています。

「エステル・エーテル型」は分子中にエステル結合とエーテル結合の両方を持ち、 主に乳化剤や分散剤として使用されています。 このほか、非イオン界面活性剤には、アミド結合の脂肪酸アルカノールアミドや アルキルポリグルコシドのように刺激が弱く、洗浄力、気泡力ともに優れた界面活性剤もあります。

乳化ってどういうこと?


水や油などのお互いに決して混ざり合わない液体の一方を微粒子することで もう一方に分散して溶かすことでその乳化した状態の液体のことをエマルジョンといいます。 混ざり合ったときの粒子の大きさによって色が変わるのはもちろん、 感触にも大きな違いが生まれます。

身近なものでは化粧品では乳液やクリーム、食品では牛乳やバター、アイスクリームなどが 乳化している状態になります。 化粧品の場合、粒子が細かければ細かいほど粘度がなくなり、浸透感が高く軽いテクスチャになり、 粒子が大きいほうが皮膜感が感じられます。 つまり、粒子が細かいものは化粧水状に近づき、 大きくなるほどクリーム化するのです。 ただ、浸透感が高いのは塗った直後だけで時間が経つと 粘度が薄いため、お肌についているという感覚がなくなってきます。

よく化粧品で「ナノ化」という言葉が使われますが これは粒子をより細かくして乳化された状態のことで お肌への浸透力が高いことを表しています。

乳化の働きを持つ物質を乳化剤といい、界面活性剤の中には乳化作用が強いものもあり、 幅広く利用されています。 ただし、食品に使用できる乳化剤は法律で決められており、 成分表記には界面活性剤ではなく乳化剤と表記されています。

乳化物の作り方


基本的に混ざり合わない性質のものをできるだけ長い時間乳化させておくことは難しく、 現在ではさまざまな乳化の方法によって、その状態を保っています。 一般的に知られている方法としては、機械乳化や電気毛管乳化です。

機械乳化とは液体同士の物理的な対流によって混ぜ合わせることであり、 たとえば、最もわかりやすいものではドレッシングを思い浮かべてみてください。 ドレッシングを作るとき、水と油を容器に入れ、思いっきり振りますが この結果、一時的ではありますが、水と油は混ざり合い、乳化した状態になりますね。 そして、一時的ではなく、長時間乳化した状態を保つために用いられるのが界面活性剤なのです。 界面活性剤が持つ、親水性を利用することで水と油を混ぜ合わせ、 長時間その状態を保つことが可能になります。

安定した乳化物を作るときにはこの"振る"という動作を特別な装置を用いて行います。 代表的なものではホモジナイザーやボルテックスミキサーなどです。 ホモジナイザーは高速で回転する羽根によって撹拌し、中には超音波を用いるものもあります。 また、ボルテックスミキサーは試験管の底部を高速回転して撹拌する装置で、 実験や研究などにも幅広く使われています。

マイクロエマルションとは?


通常、水と油は混ざり合わない物質なのですが、1つの分子中に親水基と疎水基の 両方の性質を持つ、界面活性剤を加えることによって、均一に混ざり合うことができるのです。 油分は界面活性剤に包まれるようにして水中に分散しながら乳濁しており、 これをエマルションと呼んでいます。 たとえば牛乳などがこれにあたります。

そして、水中に分散している分子が非常に小さい場合には液体が透明になり、 この液体をマイクロエマルションと呼んでいるのです。 一般的には液滴粒子径が10nmから100nmの範囲で、熱学力的にみて安定しているので 分散安定性にも優れているので実用性が高いところが大きな魅力です。 マイクロエマルションを作るときには使用する界面活性剤の疎水性と親水性のバランスが 重要であり、より親水性の大きな界面活性剤を用いらなければなりません。

よくスキンケア用品で「マイクロエマルジョンでうるおいが浸透する」と謳っているものを見かけますが、 これは粒子が細かいため、お肌の角質層にも浸透しやすいことを表しています。 マイクロエマルジョン技術で作られた化粧水は、お肌につけたとき、 スッとなじみやすいのが特徴で大変使用感がよいことでも知られています。 さまざまな美容成分をより小さい分子にして配合することで お肌にしっかりと浸透して、高い効果を得ることができるというわけです。

イオン性界面活性剤とは


界面活性剤には水に溶けたときに電離してイオン化するものとしないものがあり、 イオン化するものを「イオン性界面活性剤」と呼んでいます。

界面活性剤は炭化水素鎖などの疎水基と親水基をあわせ持つ分子のことで、 水に溶けた時のイオン性によって、「陰イオン界面活性剤」と「陽イオン界面活性剤」に分けられます。

「陰イオン界面活性剤」は水に溶けたとき、親水基の部分が陰イオンに電離する性質を持ち、 かなり古くから使用されており、石鹸も陰イオン界面活性剤に含まれます。 界面活性剤の中では最も古い歴史を持っており、現在では合成洗剤に使われることが多いようです。

一方、「陽イオン界面活性剤」は水に溶けたとき、親水基の部分が陽イオンに電離する性質を持ち、 石鹸と逆のイオンなので「逆性石けん」とも言われます。 こちらは、柔軟性や帯電防止性があることから、洗浄剤としてよりも 柔軟剤やリンスなどに使用されることが多いということです。

さらに陰も陽も両方の性質を持つ「両性界面活性剤」があり、 アルカリ性領域では陰イオン界面活性剤の性質を、酸性領域では陽イオン界面活性剤の性質を示します。 洗浄性や起泡性を高めるための補助的な役割として利用されています。

非イオン(ノニオン)界面活性剤とは


非イオン界面活性剤とは、水に溶けてもイオンに電離しない界面活性剤のことであり、 水の硬度や電解質の影響を受けにくい特徴があります。

使いやすさと浸透性、乳化性、洗浄性などに優れ、すべての界面活性剤と併用できるので、 近年は使用量が大変増えてきました。

「ノニオン界面活性剤」とも呼ばれており、非イオン界面活性剤は構造によって3つのタイプに分けられます。 まず「エステル型」は、最も古い歴史を持つもので、食品の乳化剤や特に化粧品分野で 幅広く利用されています。

「エーテル型」は、主に酸化エチレンを付加重合して作成されており、 洗浄剤のほか、さまざまな用途で使われています。 そして「エステル・エーテル型」は脂肪酸や多価アルコール脂肪酸エステルに酸化エチレンを付加したものです。 エステル型とエーテル型の両方の性質を兼ね備えています。

これらのほか、親油基と親水基がアミド結合した脂肪酸アルカノールアミドも 非イオン界面活性剤であり、泡安定剤として利用されることが多いようです。

また、アルキルポリグルコシドも刺激が少ないことから近年は シャンプーに多く配合されています。

陰イオン(アニオン)界面活性剤とは


陰イオン界面活性剤は、水に溶けたとき、親水基がマイナスイオンに電離するものです。 石けんをはじめとする洗浄剤であり、古い歴史があります。

現在、合成洗剤やシャンプーなどに幅広く利用されており、 界面活性剤の1/3以上を占めています。

「アニオン界面活性剤」とも呼ばれるもので、マイナスイオンを帯びているため、 ホコリや皮脂、フケなどのプラスイオンを帯びた物質を吸着するという性質があります。 すすぐときにプラスイオンを帯びた物質を道連れにしながら 流れてくれるのでシャンプーに適した成分なのです。

ですから、陰イオン界面活性剤は洗い流すための界面活性剤といえるのです。 また、同じ陰イオン界面活性剤の中でも陰イオンの強さや分子の大きさ、酸性、 アルカリ性などの違いによって性質も変わってきます。

イオン化が少なく、分子が大きく、弱酸性のものはお肌に優しく、 反対にイオン化の程度が大きく、分子量が小さく、アルカリ性のものは 洗浄力が強くお肌への刺激も大きくなります。

代表的なものでは、ラウリル硫酸、ラウレス硫酸Na、オレフィンスルホン酸Naなどがあり、 ココイルメチルタウリンNaやココイルグルタミン酸Naなどのアミノ酸系も 陰イオン界面活性剤の仲間に入ります。

陽イオン(カチオン)界面活性剤とは


陽イオン界面活性剤は、水に溶けたとき、親水基がプラスイオンに電離するものです。 「カチオン界面活性剤」とも呼ばれていますが、石けんなどの陰イオン界面活性剤とは 逆の構造をもっていることから「逆性石けん」と呼ばれることもあるようです。

マイナスイオンの物質に吸着して、柔軟性や静電気防止、さらに殺菌性なども発揮します。 そのため、柔軟仕上げ剤やリンス、消毒剤などに多く利用されています。 つまり、シャンプーには陰イオン界面活性剤が使用され、リンスやトリートメントには 陽イオン界面活性剤が主成分となっているのです。

ただし、陰イオン界面活性剤との混合によって効力が低下するので 石けん系のシャンプーの後に使用する場合には、十分洗い流す必要があります。 陽イオン界面活性剤は、表皮や髪のタンパク質であるケラチンとの結合力が強いのですが その分、刺激性や毒性があるのです。

リンスやトリートメントで髪がしっとりするのはこの陽イオン界面活性剤のお陰なのですが、 危険性も高いというわけです。
特に一度の使用で劇的な変化がみられるリンスやトリートメントは注意が必要かもしれません。

両性界面活性剤とは


陰イオン、陽イオンのほかにプラス(陽)とマイナス(陰)、両方の性質を持つ「両性界面活性剤」があります。 まわりがアルカリ性領域なら陰イオン界面活性剤の性質、酸性領域なら陽イオン界面活性剤の性質を示します。 洗い流すマイナスの性質の時は洗浄力を発揮して、 吸着するプラスの性質の時には殺菌力を発揮します。

本来なら両方の性質はお互いに打消し合うものなのですが、 両性界面活性剤は、両方の性質を兼ね備えており、洗い流しながら コンディショニング効果も発揮するという大変便利な成分です。 陰イオン界面活性剤の刺激を緩和する作用もあるので、補助的な役割として 配合されることが多いようです。

さらに洗浄性や泡立ちを向上させるという働きも持ち合わせています。 たとえば、一種類の界面活性剤だけでは泡立ちが悪いときに 両性界面活性剤をプラスすることで起泡性を高めることもできます。

よく利用される両性界面活性剤には、最も簡単な構造の「ベタイン型」、 最も刺激が少ない「イミダソリン型」、大豆油などの天然由来の「レシチン型」などがあります。 成分表では、○○ベタイン、ココアンホ○○、ラウリミノジ○○などの名称で表記されています。

仕組みを理解したところで、さっそく商品選びに入っていきましょう。おすすめの商品をご紹介しています。↓