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消費科学研究所ブログ

化粧品

洗っている最中の髪のすべりの違いを調べる -毛髪表面特性試験<応用編>-

月曜日, 1月 29th, 2018

2017年3月号ブログで紹介した毛髪表面特性試験に関して、今回はそれを応用した試験を紹介します。(2017年3月号ブログはこちら
通常のご依頼では乾燥状態の髪の状態を試験することが一般的ですが、洗っている最中の髪のすべりの違いを測定することも可能です。毛髪は乾燥状態よりも濡れた状態の方がダメージを受けやすいと言われているため、このような条件でデータを取ることは製品評価に有効と考えられます。
 

1.試験方法

測定時に毛髪サンプルが滑らないよう固定したのち、希釈したシャンプー溶液に浸漬する前後の摩擦係数の平均値(MIU)を測定します。
※摩擦係数の平均値(MIU):すべりやすさを表します。この値が低いとすべりやすく、高いとすべりにくくなります。
 
<試験条件>
●試験品:3種類のシャンプー(A、B、C)を用い、水で希釈して1%濃度に調製
●測定条件:2条件(毛元から毛先方向、毛先から毛元方向)
●使用センサー:シリコンセンサー
●毛髪サンプル:2cmの幅に毛髪200本を並べてシート状にしたもの
 

毛髪サンプル(浸漬前)
毛髪サンプル(浸漬前)
毛髪サンプル(浸漬中)
毛髪サンプル(浸漬中)

 
※通常、当研究所では毛髪を1mm間隔に並べた毛髪サンプルを摩擦係数の測定に用いますが、今回は2cmの幅に200本の髪の毛を並べたものを用いています。
 

2.試験結果

今回の測定では以下の結果が得られました。
 
■毛元から毛先方向(MIU)
毛元から毛先方向(MIU)
 
【測定値】毛元から毛先方向(MIU)
 
■毛先から毛元方向(MIU)
毛先から毛元方向(MIU)
 
【測定値】毛先から毛元方向(MIU)
 
3種類のシャンプー(A、B、C)では毛元から毛先方向、毛先から毛元方向共に、Bのシャンプーがもっとも摩擦係数が小さくなることがわかりました。また、毛先から毛元方向に関しては、A、Cのシャンプーの摩擦係数はほぼ同じでしたが、Bのシャンプーではその約半分くらいとかなり小さくなっていました。
実際は洗髪中の製品の濃度や毛髪の太さなど様々な要因が関係するため、この測定方法のみで評価ができるわけではありませんが、評価のひとつとしてご利用ください。
 
今回の試験にご興味をもたれた開発、企画ご担当者さま、気軽にご相談ください。
 

関連キーワード:毛髪物性試験 > 毛髪表面特性測定試験
 


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髪のすべりやすさ、なめらかさを測定し、ヘアケア製剤の開発をサポート

水曜日, 3月 29th, 2017

消費科学研究所では、さまざまな毛髪試験を実施し、ヘアケア製剤の性能を評価しています。(①2015年10月ブログ2016年10月ブログ2017年1月ブログ参照)
今回は、それらの試験の中から、測定機を使用した「毛髪表面特性試験」について紹介します。
 

1.毛髪表面特性試験とは?

毛髪の「摩擦係数の平均値(MIU):すべりやすさ」と「摩擦係数の変動(MMD):なめらかさ・ざらつき」を測定する試験です。
コンディショナーやトリートメントなどのヘアケア製剤で処理した毛髪や、ダメージを受けた毛髪について試験を行うことで、その違いをわかりやすくデータ化(見える化)します。たとえば、洗浄のみを行った毛髪と、洗浄後にリンス~トリートメントを行った毛髪の2種類を測定すると、洗浄のみの毛髪の方がすべりにくいことが数値化されます。
 

2.試験方法

毛髪のキューティクル方向をそろえて、スライドグラス上に1㎜間隔で並べて測定用サンプルを作ります。試験機に測定用サンプルをセットし、毛元から毛先の方向に向けてセンサーをすべらせて「摩擦係数」を測定します。
ちなみに毛髪以外にも、ファンデーションを塗る時のすべりやすさを評価するのに、この試験機を使用することもあります。
 
写真①:試験機器
試験機器
 
写真②:測定用サンプル
測定用サンプル
※毛髪サンプルの作製~測定は、室温20℃、相対湿度65%の環境下で行います。
 
測定時に用いるセンサーは2種類あり、試験対象の状態や用途によって使い分けます。ピアノワイヤーセンサーはシリコンセンサーと比べてサンプル表面の凹凸を捉えやすいため、詳細な表面の凹凸データを得たい場合はピアノワイヤーセンサーを使用し、それよりも指で触れたときの感触に近いデータを取りたい場合はシリコンセンサーを使用します。
 
写真③:シリコンセンサー
シリコンセンサー
ピアノワイヤーセンサーと比べてすべりにくい素材のため、MIU(すべりやすさ)が高く出やすい。
 
写真④:ピアノワイヤーセンサー
ピアノワイヤーセンサー
シリコンセンサーと比べてキューティクルの凹凸を捉えやすいため、MMD(なめらかさ・ざらつき)が高く出やすい。
 
試験の様子

 

3.試験結果と評価方法

●試験結果:測定値のみかた
毛髪表面特性試験は、試験品表面にセンサーをすべらせ、摩擦係数を測定します。そのうち、すべらせ始めと終わりを除いた部分の摩擦係数の平均値をMIU、摩擦係数の変動をMMDとして算出します。
 
説明イラスト(アニメーション)
 
・摩擦係数の平均値(MIU)
  =すべりやすさを表します。この値が低とすべりやすく、高いとすべりにくくなります。
・摩擦係数の変動(MMD)
  =なめらかさを表します。この値が低いとなめらか、高いとざらつきます。
 
●評価(例)
○リンス・コンディショナー処理なし…MIU:0.338 、MMD:0.0024
○リンス・コンディショナー処理あり…MIU:0.300 、MMD:0.0020
   結果の数値は説明用です。実測値ではありません。
 
⇒「リンス、コンディショナーをした方がすべりやすく、
  なめらかになる」と評価できます。

 

4.シャンプーやコンディショナーなど、ヘアケア製剤の開発に

毛髪の試験では、主にサンプルを比較して行う試験方法が一般的で、毛髪曲げ特性試験(曲げ剛性、曲げヒステリシスの幅)や毛髪引張特性試験(破断加重、延伸率)も、同様に比較試験を行います。サンプルが複数あれば、1つずつ順次測定して結果を比較します。
ヘアケア製剤の開発時、複数の試作品から絞り込みを行う際などに、さまざまな角度から毛髪を評価できる比較試験が大いに役に立ちます。
毛髪表面特性は、風合いを構成する物性のうちの一つです。より細かな毛髪表面の状態を観察したい場合は、SEMによる表面観察も併せて実施することをおすすめします。
 

 

○ご依頼時の注意点
・試験に用いる毛束は弊社でも手配できますので、試験品のみお送りいただいても実施可能です。(処理した毛髪のみ、または毛束と試験品をお送りいただいても実施可能です。)
・送付時は、毛髪を折り曲げない、つぶさないようにしてお送りください。
・コンディショナーなどの試験品はこぼれないように、また、容器が破損しないようにしてお送りください。

 


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髪の引張強さ・伸びを測定し、ヘアケア製剤を比較評価

金曜日, 1月 27th, 2017

消費科学研究所では、さまざまな毛髪試験を実施し、ヘアケア製品の性能を評価しています。(①2015年10月ブログおよび②2016年10月ブログ参照)
今回は、それらの試験の中から、測定機を使用した「毛髪引張試験」について紹介します。
 

1.毛髪引張試験とは

毛髪を引っ張った際の「引張強さ」および「伸び」を測定する試験です。毛髪物性に影響を与えやすいパーマ剤、シャンプー、コンディショナーなどのヘアケア製品で処理した毛髪についてこの試験を行い、引張強さ、伸びを測定、数値化して比較します。
 

2.試験方法

毛髪1本を試験機にセットして一定速度で破断する(切れる)まで引っ張ります。そのときにかかる力と伸びを測定します。
通常、毛髪の試験は、未処理毛と試験品処理毛を比べるなど、複数の毛髪サンプルを比較して試験を行うことが多く、この毛髪引張試験もヘアケア製品1点だけでなく、比較対象として未処理の毛髪や、複数のヘアケア製品を用いて処理した毛髪を用いて試験を行います。また、毛髪が破断するまで引っ張るだけではなく、一定の長さに繰り返し引っ張った時の力を測定することもあります。
 

 

 

3.試験結果と評価方法

●試験アニメーション

 
●結果データの解説

 
・力(縦軸):毛髪を引っ張ったときの力を表します。
・変位量(横軸):毛髪を引っ張った時の長さの変化を表します。
・降伏点:引っ張る際、この値を超えない範囲であれば、ほぼもとの長さに戻りますが、この範囲を超えて引っ張ると、もとの長さに戻らなくなります。ちなみに、健常な毛髪を頭から引き抜く際、大体これと同じくらいの力がかかっています。
・引張強さ:毛髪を引っ張り、破断するまでのうち最大の力。損傷を受けている毛髪は、健常な毛髪と比較して低くなります。
・破断点:毛髪を引っ張り、破断したときの力とその変位量を表します。
 

4.シャンプー、ヘアトリートメントなど、ヘアケア製剤の開発に

たとえば、パーマ剤を使用した毛髪は一般的に引っ張りに対して弱くなる傾向があります。そこで、複数のパーマ剤で処理した毛髪について比較を行い、より毛髪への影響が少ない製品の開発にお役立ていただけます。
また、あらかじめ脱色した毛髪(毛束)や、繰り返し洗浄してパサつかせた毛髪(毛束)を作って試験に用い、ヘアケア製剤の性能を精査することもできます。
 
消費科学研究所では、今回紹介した毛髪引張試験をはじめ毛髪表面の摩擦や毛髪の曲げ剛性を測定する機器、キューティクルを観察することができるSEM(電子顕微鏡)などを用いて、さまざまな見地から毛髪試験を実施しています。
ぜひお気軽にご相談ください。
 

 

○ご依頼時の注意点
・試験に用いる毛束は弊社でも手配できますので、試験品のみお送りいただいても実施可能です。(処理した毛髪のみ、または毛束と試験品をお送りいただいても実施可能です。)
・送付時は、毛髪を折り曲げない、つぶさないようにしてお送りください。
・コンディショナーなどの試験品はこぼれないように、また、容器が破損しないようにしてお送りください。

 


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「毛髪曲げ特性試験」で髪のハリやコシを“見える化”

木曜日, 10月 6th, 2016

 
消費科学研究所では、さまざまな毛髪試験を実施し、ヘアケア製品の性能を評価しています。(2015年10月ブログ参照
今回は、それらの試験の中から、専用の測定機を使用した「毛髪曲げ特性試験」について紹介します。
 

 

1.毛髪曲げ特性試験とは

約毛髪サンプルを曲げた際の「曲げ剛(つよ)さ」および「回復性」について測定する試験です。
シャンプーやコンディショナーなどのヘアケア製品で処理した毛髪や、ダメージを受けた毛髪について試験を行うことで、その違いをわかりやすくデータ化(見える化)します。たとえば、ハリ、コシのないダメージヘアを測定すると、曲げ剛さが低く、回復性に乏しいということが数値化されます。
 

2.試験方法

毛髪の方向をそろえてシート状に並べ、両端(毛根側、毛先側)を固定して一定速度でアーチ状(最大曲率 2.5cm-1)にカーブさせます。このときのカーブの大きさと、カーブさせる際に必要な力を計測して曲げ剛さ、回復性を算出します。
 
①測定前の準備:試験に使用する毛髪を選別する
試験に使用する毛髪
 
試験に使用しない毛髪
 
②選別した毛髪を処理し、毛髪サンプルを作成する
毛髪サンプル作製
 
試験品で処理
 
③毛髪サンプルの測定:測定機に毛髪サンプルをセットして測定する
シート状にした毛髪の両端(毛根側と毛先側)をつかんで、いずれか片方の端を一定速度でカーブさせる
※毛髪サンプルの作成~測定は、室温20℃、相対湿度65%の環境下で行う
曲げ試験機
 

3. 試験結果と評価方法

●曲げのアニメーション
曲げのアニメーション
試験結果は、グラフに表記されます。
グラフのヨコ軸は、シート状の毛髪を曲げた時のカーブの大きさ(曲率)。タテ軸は、曲げるのに必要な力を表します。
 
グラフの右半分はシート状の毛髪を右にカーブさせたときの結果を表し、タテ軸(力)もヨコ軸(曲率)もプラス側にいくほど値が高くなります。反対に、グラフの左半分はシート状の毛髪を左にカーブさせたときの結果を表し、タテ軸(力)もヨコ軸(曲率)もマイナス側にいくほど値が高くなります。
 
●測定グラフ
グラフ
 
B値(ピンク色の→部分):この値が大きいほど曲がりにくいことを表します。左右にカーブさせたときの往路の力(タテ軸)が高くなる(角度が急になる)ほど、カーブさせる(曲げる)のに力が必要となり、曲げ剛いということです。
 
2HB(オレンジ色の⇔幅):この値が小さいほど回復性が高いことを表します。つまり、左右にカーブさせたときの往復の力の差が小さいということは、曲げたときとほぼ同じ力で元に戻るということです。
 

4. シャンプーやコンディショナーなど、ヘアケア製剤の開発に

毛髪の試験では、主にサンプルを比較して行う試験方法が一般的で、毛髪表面特性試験(摩擦係数)や毛髪引張特性試験(破断加重、延伸率)も、同様に比較試験を行います。「毛髪サンプル作製」のようにサンプルが3種類あれば、1つずつ順次測定して、結果を比較します。未処理時と処理A、処理Bそれぞれの毛髪の状態を数値化して比べることができます。
シャンプーやコンディショナーを使用することで毛髪のハリやコシの風合いがどれくらい変化するかを把握し、より良いヘアケア製品の処方開発にお役立ていただけます。
毛髪曲げ特性は、風合いを構成する物性のうちの一つです。より多角的に検証するには表面特性や引張特性、SEMによる表面観察など、他の毛髪試験と併せて実施されることをおすすめいたします。

 

○ご依頼時の注意点
・試験に用いる毛束は弊社でも手配できますので、試験品のみお送りいただいても実施可能です。(処理した毛髪のみ、または毛束と試験品をお送りいただいても実施可能です。)
・送付時は、毛髪を折り曲げない、つぶさないようにしてお送りください。
・コンディショナーなどの試験品はこぼれないように、また、容器が破損しないようにしてお送りください。

 


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さまざまな毛髪試験でヘアケア製品の性能を評価。

木曜日, 10月 22nd, 2015

髪が乾燥し、傷みやすい冬が近づいてきました。
消費科学研究所では、傷みやパサつきなどが生じた毛髪の状態を確認する設備が整っています。さらに、それらを用いて各種商品試験を承り、ヘアケア製品等を開発するお手伝いをしています。
 

 

1. 毛髪の構造

 
毛髪は外側の「キューティクル(毛小皮)」、中間層の「コルテックス(毛皮質)」、中心部の「メデュラ(毛髄質)」の3層で構成されています。
 

 
 

2. ヘアケア製品の毛髪への影響を数値で評価。

 
各種ヘアケア製品について、消費科学研究所では次の試験を実施しています。

 

①  引張強度(破断荷重、延伸率)を測定する「毛髪引張特性試験」

        (例)髪へのダメージが少ないヘアカラー剤やパーマ剤の開発に

 

②  曲げに対する硬さや回復性を評価する「毛髪曲げ特性試験」

        (例)髪のコシやハリを評価し、シャンプーやコンディショナーの開発に

 

③  髪のすべりやすさなどについて測定する「毛髪表面特性試験」

        (例)髪をなめらかに、指通りをよくするトリートメント剤などの開発に

 

*各試験のより詳細な情報は、当ブログ後半の「5.毛髪試験の詳細情報」で紹介していますので、ご覧ください。

 
 

3. 髪の表面・断面をミクロン単位で撮影。
 

健康な髪の表面はうろこ状に重なったキューティクルで覆われていますが、ダメージを受けた髪はキューティクルがめくれたり剥がれたりします。

このような毛髪表面の状態を「走査電子顕微鏡」を用いて観察、撮影します。

 

④毛髪の断面や表面の状態を撮影し、観察する「毛髪表面撮影」

        (例)ヘアトリートメント剤やヘアエステなどの効果を画像で確認

*当試験のより詳細な情報は、当ブログ後半の「6.毛髪表面撮影の詳細情報」で紹介していますので、ご覧ください。

 
 

4. 試験を組み合わせ、総合的な評価も可能。

 

消費科学研究所では、衣食住に関するさまざまな製品について、その性能や苦情の原因を究明する試験を行っています。

今回紹介したヘアケア製品についても、各種毛髪試験を組み合わせて依頼者のご希望に沿った評価試験を提案します。

機器を用いた従来品などとの比較のほかに、各種処理を行った毛髪の測定や、アンケートによる使用感の調査も行います。

貴社のより良い製品の開発をバックアップします。ぜひ、お気軽にご相談ください。

 
 

5. 毛髪試験の詳細情報

 
試験項目 ①毛髪引張特性試験
内容 毛髪の破断加重、延伸率を測定
装置 AGS-X(島津製作所社製)
評価に適した毛髪サンプル ブリーチやカール剤などを使用した毛髪
解説 毛髪の引っ張りに対する強度は毛髪内部のコルテックスが関係しているといわれており、ブリーチを行う、パーマをあてる、熱を加えるなどした毛髪は強度が低下する傾向があります

 

 
試験項目 ②毛髪曲げ特性試験
内容 毛髪の曲げ硬さ(曲げ剛性)、回復性を測定
装置 KES-FB2(カトーテック社製)
評価に適した毛髪サンプル シャンプーやトリートメント剤などを使用した毛髪
試験に適した製品 硬い髪や柔らかい髪向けのシャンプー、コンディショナー、トリートメント剤
解説 毛髪のハリやコシ感を評価する際の要因のひとつとして試験を行います。

 

 
試験項目 ③毛髪表面特性試験
内容 毛髪表面の摩擦係数を測定
装置 KES-SE(カトーテック社製)
評価に適した毛髪サンプル トリートメント剤、ヘアクリームを使用した毛髪
試験に適した製品 トリートメント剤、ヘアオイル、ヘアクリーム
解説 毛髪表面の滑りにくさ(摩擦)やざらつきを測定します。
くし通り、指通りを評価する際の要因のひとつとして試験を行っています。

 


 
 

6. 毛髪表面撮影の詳細情報

 

 
試験項目 ④毛髪表面撮影
内容 毛髪表面などの撮影
装置 JSM-6390(日本電子社製)
評価に適した毛髪サンプル トリートメント剤などを使用した毛髪
試験に適した製品 リンス、トリートメント剤、コンディショナー、ヘアオイル
解説 毛髪表面のキューティクルや破断面の状態を撮影します。

 


 
 
 

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