JPH10500774A - 基質の分類方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 基質（例えば、未知のタイプの皮膚、織物又は硬質表面）を基質、又は基質に適用されている物質（例えば、揮発性化学物質の混合物を含有する試験用配合物）から放出される化学物質を分析することによって特徴付ける。分析は好ましくは揮発性化学物質センサー、望ましくは伝導性ポリマーセンサーの配列を含むセンサーを使用して行われる。このようにして得られた化学的分析データは統計学的、例えば、ユークリッドの距離マッピング又は主要成分分析によって分析され得る。このように表面を特徴付けると、製品（例えば、化粧品及びクリーニング製品）は、基質上において最も効果的な性能を有するように配合することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 基質の分類方法発明の分野 本発明は基質に関し、とりわけ、しかし限定するわけではないが、基質の芳香 の反応との関係で基質を特徴付ける方法に関する。発明の概要 本発明は、基質及び／又は基質を使用した物質から放出される化学物質の性質 を分析することによって基質を特徴付ける方法を提供する。すなわち、本発明は 基質上のヘッドスペースに生じる揮発性化学物質のプロファイル（profile）の 分析を含む。 基質の性質（物理的、化学的及び微生物学的性質を含む）は化学物質、とりわ け揮発性化学物質（元来基質中又はその表面に存在するか、又は基質に適用した 物質中に存在する）との関係における基質の挙動に影響するため、基質の上方の ヘッドスペースに存在する化学物質に影響する。したがって、基質（又は基質に 適用した物質）から放出される化学物質の性質を分析することによって、基質を 特徴付けるのに使用し得る基質の性質に関する情報を得ることが可能である。 本発明は広い範囲の基質（例えば、皮膚、木、毛髪、衣服、カーペット、プラ スチック表面、セラミックタイル、羊毛、織物や、例えば石鹸、洗剤のような芳 香の付いた製品を含む）に使用し得る。 例えば、ヒトの皮膚は、従来的には以下に示す事項を含む、数多くの記述子を 参照して特徴付けられている。 脂性 水分含量（高い／低い） 人種群 日焼けする能力 発疹する感度 微生物数（高い／低い） 皮膚の年齢 毛髪のレベル 表面の形態（粗さ） 損傷／擦傷 健康／不健康（例えば、皮膚炎） このような因子は化学物質に対する皮膚の挙動に影響するため、皮膚はこれら の因子のうち一つ以上を参照することにより特徴付けることが可能であり、また 、いくつかの因子を組み合わせて参照し、複雑な、混合した特徴付けも可能であ る。 本発明の方法によって特定の基質（例えば、脂性肌、セラミックタイル、特定 の洗浄製品など）を特徴付けることによって、基質とともに使用するのに特に適 した所望の最も効果的な性質を有する製品（一般的には芳香剤または芳香剤含有 製品）を決定することが可能である。この方法によって、特定の基質に関し、決 められた環境及び条件の範囲内で最も効果的な成分及び物理的及び化学的性質を 有する製品を開発することが可能である。適した製品を選択することは試行錯誤 によって可能であるが、対象である基質の性能に関する知識を基準にして、また 、従来の配合技術も使用して、ある程度の予測が可能である。例えば、或る化粧 品は特定の肌のタイプに使用するのに適していることが知られている。芳香物質 又は芳香物質含有製品（例えば、皮膚、毛髪、織物洗浄剤、硬質表面（hard sur face）の洗浄製品など）については、一般的に長期間持続する芳香を供すること が望ましい。シャンプーに関しては、一般的に所望の目的は使用中に高度の芳香 の影響を及すことである。悪臭を中和する製品に関しては、所望の目的は効果的 な悪臭のマスキングである。 本発明の方法において配合することができる製品の例は、ファインフレグラン ス、アフターシェイブ、化粧品、消臭剤、石鹸、シャンプー、空気清浄剤、家具 のつやだし、硬質表面の洗浄剤、織物のコンディショナー、洗濯用洗剤、マウス ウオッシュ、歯磨粉、シャワーゲルなどを含むがこれらに限定しない。 本発明を使用して、基質（例えば、皮膚のタイプ）の範囲を特徴付けると、未 知の基質（例えば、未知のタイプの皮膚）を既知のタイプのデータと比較するこ とによって分類することが可能である。次いで、その基質に対する最も適切な処 理のガイドラインを供し得る。 本発明の方法は、これを基質そのものに対して使用して、基質から自然に放出 される化学物質を分析することが可能であり、また、試験用の配合を施した基質 に使用することにより、基質と試験用の配合の相互作用によって影響される基質 及び試験用の配合の両方から放出される化学物質の性質を分析することが可能で ある。例えば、皮膚を試験するには、皮膚のタイプの広い範囲にわたる最大の挙 動の変化を生ずるように選択される揮発性化学物質の混合物を含有する試験用の 配合を使用するのが適当であろう。典型的な試験用配合は、オーデコロンベース 中２乃至５％溶液として以下に示す物質の等量混合物を含有する。 ベンジルアセテート ジメチルベンジルカルボニルアセテート ヒドロキシシトロネロール イソアミルサリチレート リナロール リナリルアセテート メチルイオノン、アルファ イソ フェニルアセトアルデヒドジメチルアセチル ベータピネン スチラリルアセテート 分析は好ましくは揮発性化学物質センサーを使用して行う。適したセンサーの 範囲は公知であり、市販されている。公知のセンサーは典型的には揮発性化学物 質の吸収によって変調した信号を生じるセンサーの配列を含有する。このような 配列において使用するのに適したセンサーは以下のセンサーを含有する。 酸化金属ガスセンサー 触媒ガスセンサー 有機半導性ガスセンサー、とりわけ伝導性ポリマー 固体電解質ガスセンサー 圧電水晶結晶のような、質量感受性装置 光ファイバープローブ 電気化学センサー モスフェット（MOSFET）センサー ラングミュア−ブロドゲット（Langmuir-Blodgett）フィルムセンサー 揮発性化学物質センサーはさらに詳細には“Multielement Arrays for Sensin g Volatile Chemicals”K C Persaud and P Travers著、Intelligent Instrumen ts and Computers、July-Aug 1991、Vol.9(4)の147乃至154頁、及び“Electronic gas and odour detectors that mimic chemoreception in animals”K C Persa ud著、Trends in Analytical Chemistry、1992、Vol.11(2)61乃至67頁に述べら れている。 最近では、伝導性ポリマーの配列を有するセンサー、例えば、アロマスキャン 社（AromaScan plc）の製品のアロマスキャナー（AromaScanner）又はネオトロ ニクス社（Neotronics Ltd）の類似の製品を使用することが好ましい。例えば、 アロマスキャナー装置は半導性ポリマーの配列を含有し（典型的には配列中に２ ０又は３２の要素を有する）、その電気抵抗は、揮発性化学物質の表面における 吸収により迅速かつに可逆的に変化する。要素における抵抗の変化は連続的に測 定され、ソフトウエアを使用したコンピューターシステムによって作成される結 果は、例えば、グラフ、棒グラフまたは他の簡便な形で、揮発性化学物質のマッ プ（又は「識別特徴（fingerprint）」）を作る。コンピューターシステムは多 変量分析、及びスクリーン及び／又はハードコピープレゼンテーションが可能な 、適当な周辺機器を有するデジタルロギング及びプロセス装置であり得、例えば 、適当な周辺機器を有するＩＢＭ ＰＣその他類似のパーソナルコンピューター を含むと都合がよい。 本発明の方法により、マップによって示されたデータ及び作られた臭気のイメ ージは、多変動統計学の技術（例えば、ユークリッドの距離マッピング（Euclid ian distance mapping）及び主要な成分分析のような公知の技術）によって分析 され、比較の目的のためにより扱いやすい形でデータを提供する。これに加えて 、センサーの反応は認識技術（例えば、ニューラルネットワーク（neural netwo rk）及びファジー（fuzzy）論理に基づく）によって、有利に分 析し得、臭気物質の検出のみでなく認識が得られる。 本発明は実施の可能性のある特定の実施態様を多く有し、以下に示すものを含 む。 １）前もって得られている既知の基質の結果を参照し、未知の基質を特徴付ける 。本実施態様の一つの例は、皮膚のタイプを特徴付けるものである。これは、例 えば、商店の化粧品コーナーにおける、消費者へのサービスとして提供すること が考えられる。消費者の皮膚のタイプを分類することによって、消費者は特に自 分の皮膚のタイプ用に設定された化粧品を購入することができる。 ２）基質（例えば、皮膚のタイプ）を特徴付けることによって、基質上に使用す る製品はガス分析センサーを使用して基質上において試験することが可能であり 、基質上において最大の性能を発揮する性質（例えば、所望の香りの特徴を長期 間持続する芳香を供する性質）を有するように配合することも可能である。 ３）悪臭の中和。ガスセンサーシステムは悪臭を認識し、十分に不快なレベルで 認識される場合には悪臭を除去するように設けられる。不快な悪臭のマスキング ／中和における芳香の効力は、測定可能である（例えば、脱臭芳香剤又はフレー バー活性の測定）。これはインビボの感覚パネルを補充し及び／又はこれに置換 して使用できる。このことは、例えば、The Proceedings of the Scientific Se ction of the Toilet Goods Association（No18、31頁乃至37頁）中のWhitehouse and Carterに記載されている。とりわけ、このアプローチは、その配合が例え ば、ステロイド及び脂質の微生物による分解によって生じる悪臭を減少させるこ とを意図している芳香剤／脱臭剤の配合を最も効果的にするために使用され得る 。２）に示したように、所望の快さ（例えば、快いフローラルノート）における 芳香の性質もまた効果的にすることができる。しかし、ヒトの腋窩の場合のよう に、「基質」は変化し（例えば、熱、発汗量、微生物数など）、例えば、脱臭剤 の１２時間の性能のような、製品のライフサイクルにおける適当な点においてデ ータを集めることが重要である。 ４）芳香の伝達。芳香の伝達の効率（例えば、芳香が非常に低いレベルで空気中 に存在する、固形の表面洗浄剤からのような）はモニターし得る。ガスセン サーは非常に低いレベルの揮発性化学物質を検出することが可能であると考えら れ、従来のヘッドスペースのガスクロマトグラフィーが検出限界である場合に非 常に貴重であることを立証し得ると思われる。 本発明の方法は芳香を後の放出のために澱粉のマトリックスに適用するように して芳香の伝達システムの効率をモニターするのに使用することもまた可能であ る。本発明の方法は、例えば、脱臭剤において、使用者が汗を流し始めるまで、 澱粉マトリックスに芳香が閉じ込められるようにして使用する。水分と接触する と、芳香は澱粉マトリックスから放出される。ガスセンサーはかかる場合に連続 して芳香の放出をモニターするのに使用し得る。 ５）皮膚、毛髪及び衣服における客観性。熟練したパネルを使用した嗅覚評価は 高度に主観的なものであり、とりわけ、評価される臭気がいき値付近であること がしばしばである領域において極めて主観的である。ガスセンサーは、客観性の 具体的評価を提供することが可能であり、芳香のパネルと平行して用いられ得る 。一旦明確なプロファイルが確立されると、例えば、皮膚、毛髪、衣服での客観 的且つ迅速な評価をパネルなしに実施することが可能である。 ６）皮膚からの臭気の評価。本発明の方法による皮膚の特徴付けによって、芳香 によって皮膚を特徴付ける方法を開発することが可能である。 本発明を添付の図面を参照しつつ以下の実施例においてさらに詳細に説明する 。添付の図面は次のとおりである。 図１は、伝導性ポリマーセンサー配列を使用した手からの揮発性物質によって 得られた抵抗（％ｄＲ／Ｒ）対時間（秒）のグラフである。 図２乃至７は、テリータオル（terry towelling）の種々の試験用小片につい て伝導性ポリマーセンサー配列から得た一連の臭気のプロファイルを示すもので ある。 図８は図２乃至７に示したデータを要約したグラフであり、ユークリッドの距 離マッピングによって得られたグラフである。 図９及び１０は図２乃至７と同じ形式の臭気プロファイルレポートであり、芳 香性の固形の表面洗浄剤を使用して洗浄し、それぞれ１５分及び４５分空気乾燥 させたセラミックタイルから得られた結果である。 図１１は図９乃至１０の結果を比較した図であり、「臭気のイメージ」の差異 を示したものである。 図１２はコロンの芳香で処理した一連の物質から得られたセンサーのデータを ２次元的に表現した図である。実施例１ 実施例は約２５０ｍｍ四方のテリータオルの小片について実施した。 未処理のテリータオルの小片及び種々の芳香を付与した洗濯製品又は付与して いない洗濯製品で洗浄した小片を全てアロマスキャン社製の装置を使用して分析 した。ここにおける検出装置は２０の伝導性ポリマーセンサーの配列を有し、供 給者の指示に従って従来の方法で使用した。 テリータオルの試験用の小片（適当であれば、洗浄及び乾燥後）を各々プラス チックの袋に入れた。袋を閉じ、瀘過した空気で満たし、少なくとも３０分間平 衡状態にした。次に空気を袋から除去し、センサーに供給した。 各センサーからの抵抗出力は時間と共に変化し、このような生のデータ（テリ ータオルの試験用小片の一つではなく手からの）を図１に示した。プロットした 線は各々、配列中の２０のセンサーの一つの抵抗の時間に対する変化に相当する 。センサーは、経時的にセンサーの出力を連続的にモニターすることがわかる。 より扱いやすい形式でデータを提供するために、センサーに接続したコンピュ ーターを、一定の時間の間隔に関する情報を提供し、対応する結果を与えるため にオペレーター又はコンピューターによって選択されたレポートの形式でデータ を供するようにプログラムした。このようなレポートは例えば、約１５分ごとの ように所望の時間の間隔で、経時的な臭気のプロファイルの変化に関する情報を 提供することができる。 テリータオルの未処理の試験用小片の結果に関するこの種の臭気のプロファイ ルレポートを図２に、各々のセンサーの抵抗のデータを数値及びグラフで示す。 図２において、データは、上部に示されている試験開始後の時間（５３．７８ 乃至１０９．２７秒）について与えられ、臭気強度、臭気パターン及び標準偏差 （ＳＤ）のデータを表に示した。「臭気パターン」は臭気に対する標準化された センサーの反応によって形成される。「強度」は各センサーの抵抗の基準値に対 する抵抗の変化の百分率である（％ｄＲ／Ｒ）。強度及びパターンデータは、そ れぞれ図２ａ及び図２ｂにおいてグラフとしても示す。 図３乃至７は図２と同じ形式の臭気プロファイルレポートであり、種々の異な る芳香を有する洗濯用製品ＡＡ、ＣＣ、ＤＤ及びＥＥ、及び芳香を含まない洗濯 用製品（ＦＦ）で洗浄したテリータオルの小片について、レポートに記載された 時間でのデータを供する。 取り扱い及び比較を容易にするために、このデータをユークリッドの距離マッ ピングの技術によって統計学的に分析し、各点が一つのサンプルから得られた結 果を示す、一連の点から一つの２次元グラフを作成した。得られたグラフを図８ に示す。芳香を含む洗濯用製品ＣＣ、ＤＤ及びＥＥ及び芳香を含まない製品ＦＦ で洗浄したサンプルの点は明確な点の集団を形成するが、芳香ＡＡを使用したサ ンプル及び未洗浄サンプル（ｒｅｆとマークする）の点は離れて位置している。 このように、各サンプルは、サンプルの特徴を表すのに使用し得る、特徴的で、 識別可能な結果を生じる。実施例２ 一対の類似した７.５×７.５ｃｍのセラミックタイルを芳香剤入りの固形の表 面用洗剤（Fabuloso，Lavender）で同様に処理し、実施例１に記載したのと類似 した一連の実験をさらに実施した。処理した後、二枚のタイルをそれぞれ１５分 又は４５分間、周囲雰囲気にさらした。次に二枚のタイルをそれぞれ瀘過した空 気で満たしたガラスのジャー（jars）に配置し、密封し１時間平衡状態にさせた 。次に第一のジャーからヘッドスペースの空気を取り出し、分析のためにアロマ スキャン装置に供給した。得られた臭気プロファイルレポート（１５分間暴露後 ）を図９に示す。測定した最大強度（％ｄＲ／Ｒ）はほぼ０.８であった。 さらに、第二のジャーの臭気プロファイルレポート（４５分間暴露後）を同様 にして得た。これを図１０に示す。測定した最大強度は約０.４５であり、１５ 分後に測定した値の約半分であった。 図１１は１５分後及び４５分後の比較である。強度の変化のみでなく、経時的 な臭気パターンの変化も示されている。実施例３ 皮膚及び毛髪のような生理学的基質で同様の実験を行った。皮膚の特徴付けの 実験において、同一の人種内で数名の被験者を選び、前腕の内側の特定の部分の 皮膚を水で洗浄し、その部位に芳香剤を使用及び使用せずにその皮膚を評価した 。この場合、しばしば「臭気の引き剥がし（stripping）」といわれる動的方法 （平衡させない）を使用して行った。 収集容器を被験者の前腕内部に取り付け、気密にした。収集容器を構成する物 質は揮発性物質に対し不活性かつ不浸透性の物質であればどのような物質でもい い。好ましい物質にはガラス、ＰＴＦＥ及びポリアミドが含まれる。サンプリン グする際に十分に密閉することが重要である。閉め方が弱いと、不安定な信号に よって容易に検出される。必要であれば、密閉状態をよくするためにガスケット を使用し得る。瀘過し、湿度を調節した空気を設定した皮膚の部位に通過させ、 アロマスキャン３２−センサー機器（アロマスキャン社製）に導入した。機器は 前記の実施例で使用したものと概して類似しており（２０でなく３２のセンサー を有する点を除き）、接続したコンピューターシステムを有する。３つのサイク ル、すなわち、２つのサンプリングサイクル及び洗浄サイクルを含む、厳密なプ ロトコールが用いられた。ここで「サイクル」とは参照の空気、サンプルの空気 、参照の空気のバルブの配列をいう。第２のサンプリングサイクルの間に生成し たセンサー反応のデータを分析のために蓄積した。各被験者から同一の時間の単 位を使用することが重要である。時間の長さはサイクルの最後での数値の読みの 安定性を考慮して選択され、経験に基づいて決定された。これらの実験において 時間の長さは３０秒であったが、この時間の長さだけが重要なのではない。 試験は、芳香（試験面積あたり５０μｌの２％コロンの形で）を使用し又は使 用せずに各被験者について行われた。コロンに使用した芳香剤の配合は以下の通 りである。 ％ ベンジルアセテート ４０．００ ハイドロキシシトロネラル ５．００ イオノン アルファ １０．００ リナロール ２５．００ リナリルアセテート １６．００ リオジノール ４．００ １００．００ これをコロンベースに対し２％溶液として使用した。 コロンを使用した場合、コロンを使用した３０分後にセンサー機器によって感 知を行った。 機器による感知と並んで、熟練した香料専門家チームの技術を使用して同時に （又は繰り返し）実験を行った。機器による評価の終了時（又は選択した方法に したがって２５分後）、最初の腕と同様な方法で、被験者の他方の腕を準備した 。次に、２つのコロンを使用した後、各々５分又は３０分後、両腕を評価し、比 較した。 この実験のデータは、例えば、非線形マッピング、主要成分分析及びニューラ ルネットワークのような種々の方法を使用して分析することが可能である。図１ ２は概して図８と似た２次元のマップを示したものである。図１２の２次元のマ ップはJ W Sammonによって開発されたアルゴリズム（IEEE Transactions on Com puters，Vol.C.18(5)401頁乃至4091頁に記載されている）をベースとした非線形 マッピングを使用して得られた。マップ上の記号は各々、非験者の一つの結果に 対応する。図１２は、被験者群の感覚評価の結果を要約するものであり、被験者 の臭気の記載を有する。二つの主要なまとまりが認められるのが明らかである。 一つは、３０分後に芳香がほとんど残っていない皮膚の被験者のグループ（点線 の左下）、及びはっきりと認識できる芳香が維持された皮膚の被験者のグループ である。第二のグループにおいて、認識される特徴的な標識はウッディ（木の香 り）、フローラル（花の香り）、フルーティ（果物の香り）及びジャスミンであ り、これらがさらに区分されるサブグループも形成し得る可能性も示さ れている。 次に、皮膚のタイプが未知の被験者を同様な方法で試験することが可能であり 、既知の標準的な皮膚のタイプの結果と比較することにより、未知の皮膚のタイ プを分類分け及び特徴付けることが可能である。この段階は消費者のためのサー ビスとして実施し得る。例えば、美容サロン、化粧品店又は化粧品部門等の、適 切に訓練されているが専門家ではない人達によって、この目的のために特に供給 した装置を使用して実施され得る。結果は比較的早く（約１５分以内）得ること が可能であるため、消費者は「待っている間」の皮膚の分類サービスを受けるこ とが可能である。 消費者の皮膚のタイプを知ることによって、次に消費者は（直後又はその後の 機会に）その皮膚のタイプにとりわけ適するように設定された化粧品又は芳香製 品を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリス、ブライアン・ジェイムス 英国、ケント・シーティー２・９エルゼッ ド、カンタベリー、タイラー・ヒル、フリ ート・レーン、ウィンドリーブズ （番地 なし) (72)発明者 ペイン、イアン・マイケル 英国、ケント・ティーエヌ24・０アールワ イ、アシュフォード、ウィレスボロ、ハン ター・ロード ５、フォー・ウェルズ（番 地なし) (72)発明者 オリバー、ジェニファー・ヴァレリー 英国、ケント・ティーエヌ27・９ディーア ール、アシュフォード、エジャートン、ロ ッキー・マウント （番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．基質及び／又は基質に施した物質から放出される化学物質の性質を分析する ことによって基質を特徴付ける方法。 ２．基質が皮膚、木、毛髪、衣服、カーペット、プラスチック表面、セラミック タイル、羊毛、織物、及び石鹸、洗剤のような芳香の付いた製品を含むことを特 徴とする、請求項１の方法。 ３．さらに、決定された基質の特徴を考慮して、特定の基質に対して使用する製 品の配合を行うことを特徴とする、請求項１乃至２の方法。 ４．製品が、ファインフレグランス、アフターシェイブ、化粧品、消臭剤、石鹸 、シャンプー、空気清浄剤、家具のつやだし、硬質表面の洗浄剤、織物のコンデ ィショナー、洗濯用洗剤、マウスウオッシュ、歯磨粉、シャワーゲルを含む、請 求項３の方法。 ５．選択された芳香又は選択された化粧品成分を製品に組み込むことにより、製 品の性能を最大にし、基質上において所望の快さを達成するように製品を配合す ることを特徴とする請求項４の方法。 ６．体に脱臭製品を施した後に、ヒトの体臭を測定することを特徴とする、請求 項１乃至５のいずれか一請求項の方法。 ７．未知のタイプの基質を、本発明の方法によって得た特徴付ける情報と、既知 の基質の範囲において予め得られた情報とを比較することによって分類すること を特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一請求項の方法。 ８．試験用の配合物を分析の前に基質に適用することを特徴とする、請求項１乃 至７のいずれか一請求項の方法。 ９．試験用の配合物が揮発性化学物質の混合物を含有することを特徴とする、請 求項８の方法。 10．化学物質を揮発性化学物質センサーを使用して分析することを特徴とする請 求項１乃至９のいずれか一請求項の方法。 11．センサーが伝導性ポリマーセンサーの配列を含むことを特徴とする、請求項 １０の方法。 12．化学分析データを統計学的に分析することを特徴とする、請求項１乃至１１ のいずれか一請求項の方法。