紫外線・日焼け

紫外線から肌を守る日焼け止めの原理〜紫外線吸収剤・紫外線散乱剤〜

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日焼け止めは紫外線から肌を守ってくれるもので、特に夏場などは使用しないとすぐに日焼けをし、それの積み重ねがシミシワたるみなどの肌老化を引き起こします。

しかし、その紫外線から肌を守ってくれる日焼け止め自体が、肌荒れを引き起こしてしまうことケースが多くあります。

肌を構成する成分や皮脂などとは違う成分のものを塗っているので、少なからず影響があるのは当然と言えるでしょう。

しかし、肌の影響度から考えますと塗らないよりも塗ったほうが相対的に肌には良いので、そのような影響がある方は低刺激タイプとされる紫外線吸収剤の使われていない、ノンケミカルを使用したり、吸収剤の少ない成分のものを一日に数回塗り直すなど、肌への負担を軽減する工夫をするのです。

そこで、本日は、この日焼け止めはどのような成分で構成され、どのような原理で紫外線から肌を守っているのかについて、あれこれまとめていきたいと思います。

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紫外線吸収剤と紫外線散乱剤についてのあれこれ

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日焼け止めの紫外線遮断の原理

紫外線は、私達人間が視認できない紫色よりも短い波長の光で、その種類は3種類あり、UVAUVBUVCがありますが、地表に届くのはUVAUVBの2種類です。

そして、UVAの特徴は、波長が長いことから肌の真皮層にまで影響を与え、真皮層の線維芽細胞を萎縮させ、線維芽細胞自体を老化させます

線維芽細胞とは、コラーゲン、エラスチンなどの線維状タンパク質とヒアルロン酸などの基質など、肌の弾力の基となる成分を生み出す源です。

さらに、コラーゲンやエラスチンなどもその紫外線の影響で変質し、それらがシワ・たるみの原因となるのです。

一方、UVBは、地表に届く割合は全体の10%程と少ないのですが、UV-Aよりも600〜1000倍ものエネルギーを持ち、肌の表皮に強く影響し、肌に日焼けをもたらします。

というのも、この紫外線を受けると、肌表皮の基底層のメラノサイトが活性化し、メラニン生成を促し、肌の防御機能として、これが日焼けとなって、紫外線がケラチノサイトの核(DNA)や真皮層への透過を防ぐ、人間に備わる自己防衛反応が働くのです。

紫外線による光老化は肌老化の80%を占めると言われるほど、肌に深刻なダメージを蓄積させていくものなので、紫外線対策はとても重要なのです。

そして、この日焼け止めを構成する成分は大きく二種類あり、それは紫外線散乱剤紫外線吸収剤です。

ちなみに、日焼け止めに書かれるPAやSPFについてですが、PAProtection Grade of UVA)はUVAをSPFSun Protection Factor)はUVBを防ぐものです。

UVBはエネルギーが高いため、紫外線吸収剤が多く使われています

また、その持続時間が長くなるほど、当然、その量も多くなるため、肌への負担も大きいです。

そして、紫外線散乱剤は紫外線を散乱・反射させることにより、紫外線吸収剤は紫外線を化学成分との化学反応により熱などに変換させることにより、肌への透過を防いでいます。

それでは、紫外線散乱剤紫外線吸収剤について、詳しく見ていきましょう。

紫外線散乱剤

紫外線散乱剤とは、その名の通り、紫外線を散乱・反射させ、肌への透過を防ぎます

紫外線吸収剤とは違い、有機化合物を含まない無機化合物のノンケミカルで、肌への影響が小さいと言われています。

主な構成成分は、酸化チタン・酸化亜鉛・酸化セリウム・酸化鉄などがありますが、より粒子が小さいものの方がその効果が高いので、酸化チタン酸化亜鉛が一般的に使用されており、これらは白色の粉末で、皮脂を吸収しやすく、それが白浮きの原因となります。

確かに、紫外線散乱剤は白浮きが気になるものが多いですよね。

それを防ぐために、ナノ化されたものがありますが、ナノ化したことにより、肌表面から侵入できるようになり、それが肌内部に蓄積することによる影響が危惧されています。

また、酸化チタンなどは、光触媒としても利用されているように、酸化チタンが紫外線を受けると、その影響でエネルギー・反応性の高い、不安定な状態となり、他の物質を還元させる能力を持つようになります。

しかし、電気的に中性であったものが相手を還元させるとで電子の欠けた状態となり、これにより相手を酸化させる能力をも持ちます(正孔)。

また、酸化チタンは水との親和性に富み、水を酸化させ、これが活性酸素を生みます。

活性酸素の酸化作用が肌に与える悪影響はご存知のとおりです。

しかし、日焼け止めに含まれるこれらの現象が具体的に悪さをしているかどうかは現状クエスチョンマークですし、そもそも、この紫外線吸収作用こそが、この紫外線散乱剤の効果の一つであり、それと高い屈折率がもたらす散乱効果により、紫外線の肌への透過を防いでいるのです。

これが紫外線散乱剤の効果の原理です。

紫外線散乱剤の含まれる日焼け止めの特性についてですが、酸化チタン、酸化亜鉛それぞれUVA・UVBを遮断するのに効果的な粒子の大きさが存在するため、そのバランスを調整し、幅広い波長帯の光を遮断するのに適しています。

しかし、表面がツルツルしているため吸着性が低く、剥がれやすいので、ムラができやすいので、こまめな塗り直しが必要です。

紫外線吸収剤

紫外線吸収剤は、それに含まれる有機化合物が紫外線を吸収し、熱などのエネルギーへと変換されることにより、肌への透過を防いでいます

この原理は、上で書いたことと同様に、紫外線を受けるとその影響で高いエネルギー状態となり、その分を熱として放出することにより、安定状態に戻るを繰り返し、紫外線を防いでいます。

その為、この化学反応の進行により構造が壊れ、肌表面の成分はだんだんと薄まっていきます。

また、どの波長の光を吸収しやすいかどうかは、物質によって様々です。

紫外線吸収剤の主な成分は以下です。

・メトキシケイヒ酸オクチル

・ジメトキシベンジリデンジオキソイミダゾリジンプロピオン酸オクチル

・ジエチルアミノヒドロキシベンゾイル安息香酸ヘキシル

・t-ブチルメトキシジベンゾイルメタン

・オクチルトリアゾン

・パラメトキシケイ皮酸2-エチルヘキシルなど

UVA・UVBどちらも防げるように、各社が上の成分をバランス良く配合し、日焼け止めは作られています。

次に、紫外線吸収剤が含まれる日焼け止めの特性ですが、紫外線散乱剤の成分とは違い密着性・透明性に富み、白浮きしづらく、汗などでも流れにくいです。

しかし、それが仇となり、落とすのに苦労するので、それがどうしても肌への負担となってしまいます。

そのことと肌表面での化学反応から、肌トラブルを引き起こしやすいのですね。

その為、低PA・SPFのものを一日に1〜2回塗り直すのが、肌への負担軽減と紫外線対策としても有効になります。

まとめ

というわけで、日焼け止めの紫外線遮断の簡単なメカニズムについてでした。

肌とは違う成分のものを塗ってるわけですから、肌へ多少影響があるのは当然ですが、なぜそのようなものが肌トラブルを引き起こすのか。

それは、肌表面のバリア機能が破綻しているからかもしれません。

低刺激タイプのもでも肌が過剰に反応してしまう人は、まずは自分の肌の防御機能が正常に働いているのかどうか、一度生活習慣を見直し、それらがしっかりと働くようにしましょう。

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それでは最後まで読んで頂きありがとうございました。

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