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【発明の名称】 化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法及び評価装置並びに解析方法及び解析システム
【発明者】 【氏名】塩見 祐子

【氏名】北原 紅実

【氏名】鈴木 祐介

【氏名】大隈 信隆
【要約】 【課題】専門パネラーの官能評価により行われている化粧品や化粧品原料の機能性、使用性、仕上がり感などの品質評価において、専門パネラーの評価結果と相関関係を有する結果が高精度且つ再現性よく得られ、官能評価の代替手段として実際に利用することができる化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法及び評価装置並びに解析方法及び解析システムを提供することにある。

【解決手段】化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して電気信号に変換するＡＥセンサと、該ＡＥセンサにより検出された電気信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段により増幅された電気信号のうち特定の周波数帯域を抽出するフィルタ手段と、該フィルタ手段により抽出された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を解析する解析手段とからなることを特徴とする官能評価代替評価装置とする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 化粧品又は化粧品原料の特性を評価する化粧品又は化粧品原料の評価方法において、ＡＥを検出して電気信号に変換するＡＥセンサを用いて化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出することを特徴とする化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法。
【請求項２】 ＡＥセンサを化粧品又は化粧品原料に対して略垂直方向に移動させながらＡＥを検出することを特徴とする請求項１に記載の化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法。
【請求項３】 ＡＥセンサを化粧品又は化粧品原料に対して略水平方向に移動させながらＡＥを検出することを特徴とする請求項１に記載の化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法。
【請求項４】 化粧品又は化粧品原料の特性を評価する化粧品又は化粧品原料の評価における電気信号の解析方法であって、該電気信号は化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出するＡＥセンサにより得られてなり、該電気信号を波形処理した後に、得られた波形データの特性値を算出することを特徴とする解析方法。
【請求項５】 化粧品又は化粧品原料の特性を評価する化粧品又は化粧品原料の評価における電気信号の解析方法であって、該電気信号は化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出するＡＥセンサから得られてなり、該電気信号を波形処理した後に、解析処理して得られた波形データの特性値を算出することを特徴とする解析方法。
【請求項６】 化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して電気信号に変換するＡＥセンサと、該ＡＥセンサにより検出された電気信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段により増幅された電気信号のうち特定の周波数帯域を抽出するフィルタ手段と、該フィルタ手段により抽出された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を解析する解析手段とからなることを特徴とする化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置。
【請求項７】 化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して電気信号に変換するＡＥセンサと、該ＡＥセンサの駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段と、該ＡＥセンサにより検出された電気信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段により増幅された電気信号のうち特定の周波数帯域を抽出するフィルタ手段と、該フィルタ手段により抽出された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を解析する解析手段とからなることを特徴とする化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置。
【請求項８】 化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して電気信号に変換するＡＥセンサと、該ＡＥセンサにより検出された電気信号を増幅する第一の増幅手段と、該第一の増幅手段により増幅された電気信号のうち特定の周波数帯域を抽出するフィルタ手段と、該フィルタ手段により抽出された電気信号を増幅する第二の増幅手段と、該第二の増幅手段により増幅された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を解析する解析手段とからなることを特徴とする化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置。
【請求項９】 化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して電気信号に変換するＡＥセンサと、該ＡＥセンサの駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段と、該ＡＥセンサにより検出された電気信号を増幅する第一の増幅手段と、該第一の増幅手段により増幅された電気信号のうち特定の周波数帯域を抽出するフィルタ手段と、該フィルタ手段により抽出された電気信号を増幅する第二の増幅手段と、該第二の増幅手段により増幅された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を解析する解析手段とからなることを特徴とする化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置。
【請求項１０】 化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置において用いられる解析システムであって、化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して得られた電気信号を波形処理する波形処理手段と、該波形処理手段により得られた波形データの特性値を算出する算出手段とからなることを特徴とする解析システム。
【請求項１１】 化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置において用いられる解析システムであって、化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して得られた電気信号を波形処理する波形処理手段と、該波形処理手段により得られた波形データに対して、信号抽出処理、ノイズ除去処理、絶対値処理、エンベロープ処理、ＦＦＴ処理、間引き処理のうちから選択される１種以上の解析処理を施す解析処理手段と、該解析処理手段により処理された波形データの特性値を算出する算出手段とからなることを特徴とする解析システム。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法及び評価装置並びに解析方法及び解析システムに係り、その目的は、専門パネラーの官能評価により行われている化粧品や化粧品原料の機能性、使用性、仕上がり感などの化粧品や化粧品原料の特性等の品質評価において、専門パネラーの評価結果と相関関係を有する結果が高精度且つ再現性よく得られ、官能評価の代替手段として実際に利用することができる化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法及び評価装置並びに解析方法及び解析システムを提供することにある。尚、本発明においてＡＥとは、Acoustic emission （弾性波）のことであり、ＡＥセンサとは、Acoustic emission （弾性波）を検出して電気信号に変換する素子のことである。
【０００２】
【従来の技術】「べたつき」や「なめらかさ」などの化粧品や化粧品原料の機能性、使用性、仕上がり感などの特性の評価は、従来から専門パネラーによる官能評価により行われている。しかしながら専門パネラーによる官能評価は、パネラーの個人差、パネラー自身の健康状態、或いは湿度、温度などの環境条件により大きく左右されるために、得られる結果にばらつきが生じるという問題点があった。このために、より信頼性の高い結果を得るために複数の熟練した専門パネラーによる評価が多数回必要とされた。
【０００３】そこで、近年では、化粧品や化粧品原料の機能性、使用性、仕上がり感などの特性の評価において、専門パネラーの官能評価に頼らない化粧品又は化粧品原料の評価方法及び評価装置の開発が盛んに行われている。例えば、化粧品を皮膚や毛髪に塗布した際の「べたつき」を評価する方法として、圧縮試験機により化粧品に荷重を付加したときの接着力を測定して「べたつき」を評価する方法が存在している。しかしながら、この仕上がり感の評価方法では、複数の専門パネラーによる官能評価の結果と相関関係を有する結果が常に得られないという問題点が存在した。これは、前記した「べたつき」の評価方法において測定される数値は、荷重による接着力のみであり、その他の微妙な挙動を測定することはできないからである。つまり、化粧品の使用感、仕上がり感、風合いといった特徴は、人間の繊細で様々な要素が複雑に関与した感覚により判断が行われているからであり、これは単に一つの要素に置き換えられるものではないからである。例えば、前述の「べたつき」という感覚は、「化粧品の粘性による重さ」や「塗布した部分を指で触れたときの接着力」など様々な要素に分解できる感覚である。このような複合的な感覚を数値化して評価するためには、これら複数の要素一つ一つに相関のある特性値が必要とされた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】即ち、本発明の解決課題は、微細な変化を測定することができるとともに、多面的な評価に必要な複数の特性値を取得することができ、このために、専門パネラーによる官能評価の結果と常に相関関係を有する結果が得られる化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法及び評価装置並びに解析方法及び解析システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を解決するためになされたものであって、請求項１に係る発明は、化粧品又は化粧品原料の特性を評価する化粧品又は化粧品原料の評価方法において、ＡＥを検出して電気信号に変換するＡＥセンサを用いて化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出することを特徴とする化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法に関する。請求項２に係る発明は、ＡＥセンサを化粧品又は化粧品原料に対して略垂直方向に移動させながらＡＥを検出することを特徴とする請求項１に記載の化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法に関する。請求項３に係る発明は、ＡＥセンサを化粧品又は化粧品原料に対して略水平方向に移動させながらＡＥを検出することを特徴とする請求項１に記載の化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法に関する。請求項４に係る発明は、化粧品又は化粧品原料の特性を評価する化粧品又は化粧品原料の評価における電気信号の解析方法であって、該電気信号は化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出するＡＥセンサにより得られてなり、該電気信号を波形処理した後に、得られた波形データの特性値を算出することを特徴とする解析方法に関する。請求項５に係る発明は、化粧品又は化粧品原料の特性を評価する化粧品又は化粧品原料の評価における電気信号の解析方法であって、該電気信号は化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出するＡＥセンサから得られてなり、該電気信号を波形処理した後に、解析処理して得られた波形データの特性値を算出することを特徴とする解析方法に関する。
【０００６】請求項６に係る発明は、化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して電気信号に変換するＡＥセンサと、該ＡＥセンサにより検出された電気信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段により増幅された電気信号のうち特定の周波数帯域を抽出するフィルタ手段と、該フィルタ手段により抽出された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を解析する解析手段とからなることを特徴とする化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置に関する。請求項７に係る発明は、化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して電気信号に変換するＡＥセンサと、該ＡＥセンサの駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段と、該ＡＥセンサにより検出された電気信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段により増幅された電気信号のうち特定の周波数帯域を抽出するフィルタ手段と、該フィルタ手段により抽出された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を解析する解析手段とからなることを特徴とする化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置に関する。請求項８に係る発明は、化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して電気信号に変換するＡＥセンサと、該ＡＥセンサにより検出された電気信号を増幅する第一の増幅手段と、該第一の増幅手段により増幅された電気信号のうち特定の周波数帯域を抽出するフィルタ手段と、該フィルタ手段により抽出された電気信号を増幅する第二の増幅手段と、該第二の増幅手段により増幅された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を解析する解析手段とからなることを特徴とする化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置に関する。請求項９に係る発明は、化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して電気信号に変換するＡＥセンサと、該ＡＥセンサの駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段と、該ＡＥセンサにより検出された電気信号を増幅する第一の増幅手段と、該第一の増幅手段により増幅された電気信号のうち特定の周波数帯域を抽出するフィルタ手段と、該フィルタ手段により抽出された電気信号を増幅する第二の増幅手段と、該第二の増幅手段により増幅された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を解析する解析手段とからなることを特徴とする化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置に関する。
【０００７】請求項１０に係る発明は、化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置において用いられる解析システムであって、化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して得られた電気信号を波形処理する波形処理手段と、該波形処理手段により得られた波形データの特性値を算出する算出手段とからなることを特徴とする解析システムに関する。請求項１１に係る発明は、化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置において用いられる解析システムであって、化粧品又は化粧品原料に生じるＡＥを検出して得られた電気信号を波形処理する波形処理手段と、該波形処理手段により得られた波形データに対して、信号抽出処理、ノイズ除去処理、絶対値処理、エンベロープ処理、ＦＦＴ処理、間引き処理のうちから選択される１種以上の解析処理を施す解析処理手段と、該解析処理手段により処理された波形データの特性値を算出する算出手段とからなることを特徴とする解析システムに関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】まず、本発明に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法について説明する。本発明に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法は、ＡＥセンサによって測定したＡＥから化粧品や化粧品原料の機能性、使用性、仕上がり感などの特性を評価することを特徴としている。化粧品又は化粧品原料のＡＥを測定することにより、化粧品又は化粧品原料の評価の過程における微細な変化を捉えることができるために精度の高い測定が可能となる。また、ＡＥを解析することにより得られる単一若しくは複数の特性値により、化粧品や化粧品原料の機能性、使用性、仕上がり感などの特性を多面的に分析できるために、複数の専門パネラーの結果と相関関係を有する結果を常に得ることができる。
【０００９】本発明に係る化粧品や化粧品原料の機能性、使用性、仕上がり感などの特性の官能評価代替評価方法において用いられるＡＥを検出するＡＥセンサとしては、化粧品又は化粧品原料に発生するＡＥを電気信号に変換して検出する圧電素子等の圧力センサを例示することができる。化粧品又は化粧品原料に発生するＡＥを測定する方法は特に限定はされない。その一例を示すと、まず、サンプルとなる化粧品又は化粧品原料を被塗布体の表面に略均一な厚さとなるように塗布する。サンプルとなる化粧品又は化粧品原料を塗布する被塗布体としては、アクリル板等の合成樹脂性の板材の他、皮膚や毛髪、或いは皮膚モデルや毛髪モデルなどを用いることができる。被塗布体として皮膚や皮膚モデル、或いは毛髪や毛髪モデルを用いた場合は、化粧品を皮膚や毛髪に塗布する実際の使用条件と略同一の条件で評価をすることが可能となる。
【００１０】次に、サンプルとなる化粧品又は化粧品原料に物理的な力を加えた際に発生するＡＥをＡＥセンサにより測定する。ＡＥの測定は、ＡＥセンサを直接化粧品又は化粧品原料に接触させて測定することもでき、また、化粧品又は化粧品原料と間接的に接触させた状態で測定することも可能である。ＡＥセンサを直接化粧品又は化粧品原料に接触させてＡＥを測定する方法としては、ＡＥセンサを化粧品又は化粧品原料に直接接触させた状態からＡＥセンサと化粧品又は化粧品原料を垂直方向に引き離す又は接触させたＡＥセンサを被塗布体に対して水平方向に移動させた際に生じるＡＥを測定すればよい。
【００１１】また、ＡＥセンサを化粧品又は化粧品原料と間接的に接触させてＡＥを測定する方法としては、ＡＥセンサを指や櫛などに直接取り付けて測定すると良い。具体的には、ＡＥセンサを取り付けた指或いは櫛などを化粧品又は化粧品原料と接触させる又は接触させた指或いは櫛などを化粧品又は化粧品原料から引き離す、若しくは被塗布体に対して水平方向に移動させた際に生じるＡＥを間接的に測定すればよい。尚、皮膚や毛髪、或いは皮膚モデルや毛髪モデルに塗布した化粧品や化粧品原料を評価する際には、手に持ちやすく操作が簡便な治具と組み合わせて使用することも可能である。このように、ＡＥは、化粧品又は化粧品原料とＡＥセンサを間接的に接触させた状態でも測定することが可能である。このために、ＡＥセンサを指や櫛に取り付けて測定することも可能であり、実際の使用状態に則した測定を簡便に行うことができる。
【００１２】上述した直接的或いは間接的な接触によるいずれの測定においても、ＡＥを測定する際のＡＥセンサの動作は、評価する化粧品や化粧品原料の機能性、使用性、仕上がり感などの特性に応じて任意に設定するとよい。例えば、化粧品の「べたつき」を評価する場合には、化粧品にＡＥセンサを間接或いは直接的に接触させた状態で、ＡＥセンサを化粧品から略垂直方向に引き離す際に生じるＡＥを測定するとよい。また、化粧品の「なめらかさ」などの表面性を評価する場合には、化粧品とＡＥセンサを間接或いは直接的に接触させた状態で、ＡＥセンサを化粧品に対して略水平方向に移動させた際に生じるＡＥを測定するとよい。また、ＡＥを測定する際には、ＡＥセンサの動作を略一定の条件に維持した状態で化粧品又は化粧品原料のＡＥを測定することが好ましい。これは、ＡＥセンサの動作を略一定の条件に維持することにより、測定による誤差を減少することができるからである。この場合、図１に示す圧縮・引張試験機のような駆動手段（４）にＡＥセンサ（１）を取り付けて測定するとよい。
【００１３】以下、具体的なＡＥの測定方法を図面を用いて説明する。まず、化粧品の「べたつき」を測定する場合を例示する。べたつきを測定する場合は、図２や図３に示されるように、被塗布体（３）の表面に塗布した化粧品（２）とＡＥセンサ（１）を接触させた後に、ＡＥセンサ（１）を矢印方向（図では略垂直方向）に移動させた際に発生するＡＥを測定するとよい。尚、図２に示されるように、ＡＥセンサ（１）を指等に取付て化粧品（２）と間接的に接触させてもよく、また、図３に示されるように、ＡＥセンサ（１）を化粧品（２）に直接的に接触させて測定することも可能である。図３のようにＡＥセンサ（１）を化粧品（２）に直接的に接触させて測定する場合は、ＡＥセンサを図１に示す圧縮・引張試験機（４）のような略一定の条件でＡＥセンサを移動することができる装置に取り付けて測定してもよい。尚、図１中、（５）は増幅手段、（６）はフィルタ手段、（７）はコンピュータなどの解析手段であり、（８）はプリンタなどの出力手段である。（９）はディスプレイなどの表示手段であり、（１０）はキーボードなどの入力手段である。
【００１４】次に、化粧品の「なめらかさ」等の表面性を評価する場合について説明する。表面性を評価するには、図４や図５に示されるように、被塗布体（３）の表面に塗布した化粧品（２）とＡＥセンサ（１）を接触させた後に、ＡＥセンサ（１）を矢印方向（図では略水平方向）に移動させた際に発生するＡＥを測定するとよい。尚、図４に示されるように、ＡＥセンサ（１）を指等に取付て化粧品（２）と間接的に接触させてもよく、また、図５に示されるように、ＡＥセンサ（１）を化粧品（２）に直接的に接触させることも可能である。尚、図２乃至図５のいずれの場合においても、化粧品（２）を塗布する被塗布体（３）としては、前述したいずれも用いることができ、評価目的に応じて適宜選択するとよい。
【００１５】この他にも、例えば、毛髪の「まとまり」を評価する場合には、貫通孔が設けられた筒体などにＡＥセンサを取り付けた後に、この貫通孔に毛髪の束を挿通させた際に生じるＡＥを測定するとよい。また、「ごわつき」を評価する場合には、毛髪を曲げたときに生じるＡＥを測定するとよい。また、毛髪の「櫛通り性」を評価する場合には、ＡＥセンサを取り付けた櫛を用いて、毛髪の束を梳いた際に発生するＡＥを測定するとよい。
【００１６】こうして測定されたＡＥは、コンピューター等の解析手段（７）によって容易に扱うことができるように、アナログ信号からデジタル信号への変換が行われる。こうして得られたデジタル信号を処理・解析することにより、化粧品や化粧品原料の機能性、使用性、仕上がり感などの特性を評価することができる。以下、得られたデジタル信号などの電気信号の解析方法について、図面を参照しつつ説明する。図６は解析方法のフローチャート図である。ＡＥを測定して得られた電気信号を処理する場合、まず、波形処理が行われる。具体的には、図７に示すような横軸を時間軸とし、縦軸を電圧値とした波形処理を例示することができる。
【００１７】次に、波形処理して得られた波形データに対して、必要に応じて、以下の解析処理が施される。この解析処理としては、信号抽出処理、ノイズ除去処理、絶対値処理、エンベロープ処理、ＦＦＴ処理（高速フーリエ交換）、間引き処理等を例示することができる。信号抽出処理とは、解析に必要な範囲のデータを抽出する処理であり、例えば、予め定めたレベル以上の信号を検出したときから一定時間のデータを抽出する処理である。ノイズ除去処理とは、有効データの前後のノイズデータを除去する処理であり、予め定めた信号レベル以下の区間のデータを除去する処理である。絶対値処理とは、得られた全データを絶対値とする処理である。エンベロープ処理とは、設定したΔ値に応じてエンベロープ（包絡線）とする処理である。ＦＦＴ処理（高速フーリエ交換）とは、指定された時間軸領域のデータを周波数領域のデータに変換する処理である。間引き処理とは、波形の特徴を損なわないようにデータ量を削減する処理である。これらの処理は必要に応じて行えばよく、また複数組み合わせて行うことも可能である。
【００１８】次に、波形処理により得られた波形データ或いは必要に応じて上記したような解析処理が施された波形データの特性値を算出する。以下、特性値の算出について図面を参照しつつ説明する。図７は波形処理されたＡＥの模式図であり、図８は波形処理されたＡＥを絶対値処理した模式図である。尚、図７及び図８の横軸は時間軸であり、図７の縦軸は電圧値であり、図８の縦軸は電圧値の絶対値である。算出される特性値としては、絶対値処理した全データの中の最大値である最大振幅値（図８のａ）、データがしきい値を下回ってから、一定時間以上しきい値を超えるデータがない場合、次のしきい値が現れるまでを「イベント」とした場合のイベント数、一つ目のイベントの中での、予め設定したしきい値（図８の一点鎖線ｂ）を超えている時間である持続時間（図８のｃ）、一つ目のイベントの中での、しきい値（図７の鎖線ｄ）を超えた回数であるリングダウン数（図７の場合は１２）、全データの２乗和平均であるＲＭＳ値、絶対値処理した全データのピーク面積、絶対値処理した一つ目のイベントの中でのしきい値を超えた時間からピークまでの時間である立ち上がり時間（図８のｅ）、絶対値処理した一つ目のイベントの中でのしきい値を超えた時間からピークまでの勾配である立ち上がり勾配（図８の二点鎖線ｆ）、絶対値処理した一つ目のイベントの中でのサンプリング開始からしきい値を超えるまでの時間である発生時間（先頭）（図８のｇ）、絶対値処理した一つ目のイベントの中でのサンプリング開始からピークまでの時間である発生時間（ピーク）（図８のｈ）、絶対値処理した一つ目のイベントの中でのサンプリング開始からしきい値をきるまでの時間である発生時間（後尾）（図８のｉ）などを例示することができる。
【００１９】最後に得られた特性値の平均値、標準偏差、信頼区間等が算出され、さらに、グラフ化処理（回帰直線、相関係数）等が行われる。このようにして得られた特性値のうちの１種又は２種以上を用いることにより、化粧品又は化粧品原料の特性を評価することができる。
【００２０】本発明に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法において、評価することができる化粧品としては、スタイリング剤、ヘアケア剤、育毛剤等の毛髪用化粧料、乳液、化粧水等の皮膚用化粧料、シャンプー、ボディシャンプー、洗顔料等の洗浄剤など、あらゆる化粧品の機能性、使用性、仕上がり感等を評価することができる。また、前記したような化粧品の原料の評価に用いることもできる。また、本発明に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法において、評価することができる化粧品の特性としては、パウダーのサラサラ感、ネイルエナメルの被膜強度、化粧品を塗布した後の毛髪のごわつきやくしどおり性、化粧品を塗布したときの皮膚や毛髪のなめらかさやべたつきなど、従来では専門パネラーの官能評価に頼ることの多かった特性を評価することができる。
【００２１】次に、本発明に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置について、図面を参照しつつ説明する。まず、本発明の第一実施形態に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置について図面を参照しつつ説明する。図９及び図１０は本発明の第一実施形態に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置を示すブロック図である。本発明の第一実施形態に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置は、ＡＥセンサと、増幅手段と、フィルタ手段と、Ａ／Ｄ変換手段と、解析手段とからなる。ＡＥセンサは、化粧品又は化粧品原料から発生するＡＥを検出してアナログ信号に変換するセンサである。ＡＥセンサを構成する素材としては、圧電素子などの圧力センサが用いられる。
【００２２】増幅手段は、ＡＥセンサにより検出された微弱なアナログ信号を増幅する。フィルタ手段は、増幅手段により増幅されたアナログ信号を周波数弁別する。ＡＥは通常の場合、数１０ＫＨｚ〜数１００ＫＨｚの帯域であるので、これ以外の帯域の周波数信号をカットする。Ａ／Ｄ変換手段は、フィルタ手段により周波数弁別されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００２３】化粧品又は化粧品原料に物理的な力が加えられた際に生じるＡＥは、ＡＥセンサにより検出される。ＡＥセンサにより検出されたＡＥは、増幅手段により増幅され、そしてフィルタ手段により、周波数弁別される。フィルタ手段により、周波数弁別されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号に変換されて、解析手段において、所定の解析処理が施され、得られた解析結果から化粧品や化粧品原料の機能性、使用性、仕上がり感などの特性を評価することができる。
【００２４】具体的な解析手段の構成を図１１に例示する。図１１に示す解析手段においては、ディスプレイなどの表示部、キーボード、マウス等の入力部、プリンター等の出力部、ＨＤ、ＦＤ等の記憶部、及び、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成されている。Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号は、入力インターフェース（図示せず）を介して解析手段に入力される。入力されたデジタル信号は、一旦ＨＤやＲＡＭなどに蓄えられた後に、予めＲＯＭやＨＤに備えられる解析プログラムに基づいて、ＣＰＵにより所定の処理が加えられる。
【００２５】尚、図１０に示すように、フィルタ手段で周波数弁別されたアナログ信号をさらに増幅する第二の増幅手段を用いても構わない。この場合、フィルタ手段と第二の増幅手段とが一つの装置内に収納された装置として、シグナルコンディショナーを例示することができる。
【００２６】次に、本発明の第二実施形態に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置について説明する。図１２及び図１３は本発明の第二実施形態に係る化粧品の官能評価代替評価装置のブロック図である。本発明の第二実施形態に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置は、ＡＥセンサと、駆動手段と、制御手段と、増幅手段と、フィルタ手段と、Ａ／Ｄ変換手段と、解析手段とからなる。本発明の第二実施形態に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置が、第一実施形態に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置と異なる点は、ＡＥセンサは駆動手段に取り付けられ、この駆動手段は制御手段により駆動を制御される点にある。
【００２７】駆動手段は、ＡＥセンサを上下方向又は水平方向に予め定めた速度で予め定めた荷重により自在に駆動することができる。このような駆動手段としては、特に限定されず、圧縮・引張試験機等を例示することができる。制御手段は、駆動手段の駆動を制御し、駆動速度、荷重、駆動方向、移動距離などを自在に制御することができる。例えば、駆動手段として圧縮・引張試験機を用いた場合は、センサがサンプルに接触するまでの速度、接触してからの圧縮速度、センサをサンプルから引き離すときの速度、圧縮荷重、圧縮時間などを制御することができる。
【００２８】さらに、図１３に示すブロック図では、駆動手段からの情報、例えば、付加荷重や試験開始信号を解析手段に伝達する構成としている。これは、解析手段による解析を精度の高いものとすることができるからである。
【００２９】尚、図１３のブロック図に示されるように、フィルタ手段で周波数弁別されたアナログ信号をさらに増幅する第二の増幅手段を用いても構わない。この場合、フィルタ手段と第二の増幅手段とが一つの装置内に収納された装置として、シグナルコンディショナーを例示することができる。
【００３０】第二実施形態に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置においては、予め定められた制御項目に従って駆動手段が駆動することにより、サンプルである化粧品又は化粧品原料のＡＥをＡＥセンサにより検出する。例えば、ＡＥセンサを一定荷重でサンプルである化粧品又は化粧品原料に接触させた後に、ＡＥセンサを一定速度で化粧品又は化粧品原料から引き離す際に発生するＡＥを測定する。検出されたＡＥは、増幅手段により増幅され、フィルタ手段により周波数弁別され、そしてＡ／Ｄ変換手段により、デジタル信号に変換されて、解析手段により所定の解析処理を施される。得られた解析結果から化粧品又は化粧品原料の特性を評価することができる。
【００３１】尚、以上説明した以外の構成は、本発明に係る第一実施形態に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置と同様であり、説明を省略する。
【００３２】次に、上述したようなＡＥを測定する化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価において好適に用いられる、電気信号の解析システムについて説明する。この解析システムは、ＡＥを測定して得られる電気信号を解析して化粧品の評価に必要な特性値を算出するものである。本発明に係る解析システムは、波形処理手段と、解析手段と、算出手段とから構成される。波形処理手段はＡＥを測定して得られたデジタル信号を波形処理し、具体的な波形処理としては、図７の模式図に示されるような、横軸を時間軸とし、縦軸を電圧値とした波形処理を例示することができる。解析手段は、波形処理された波形データに対して解析処理を加える。この解析処理としては、解析に必要な範囲のデータを抽出する信号抽出処理、予め設定したレベル以下の信号を除去するノイズ除去処理、得られたデジタル信号を絶対値処理する絶対値処理、予め設定したΔ値に応じてエンベロープ処理するエンベロープ処理、指定された時間軸領域のデータを周波数領域のデータに変換するＦＦＴ（高速フーリエ交換）処理、波形の特徴を損なわないようにデータ量を削減する間引き処理等を例示することができる。尚、解析処理は必要に応じて行われる。算出手段は、波形処理された波形データの特性値を算出する。算出される特性値としては、絶対値処理した全データの中の最大値である最大振幅値、データがしきい値を下回ってから、一定時間以上しきい値を超えるデータがない場合、次のしきい値が現れるまでをイベントとした場合のイベント数、一つ目のイベントの中での、予め設定したしきい値を超えている時間である持続時間、一つ目のイベントの中での、しきい値を超えた回数であるリングダウン数、全データの２乗和平均であるＲＭＳ値、絶対値処理した全データの面積である面積、絶対値処理した一つ目のイベントの中でのしきい値を超えた時間からピークまでの時間である立ち上がり時間、絶対値処理した一つ目のイベントの中でのしきい値を超えた時間からピークまでの勾配である立ち上がり勾配、絶対値処理した一つ目のイベントの中でのサンプリング開始からしきい値を超えるまでの時間である発生時間（先頭）、絶対値処理した一つ目のイベントの中でのサンプリング開始からピークまでの時間である発生時間（ピーク）、絶対値処理した一つ目のイベントの中でのサンプリング開始からしきい値をきるまでの時間である発生時間（後尾）などを例示することができる。
【００３３】次に、本発明に係る解析システムの動作について説明する。ＡＥセンサにより検出されたＡＥは、Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換されたＡＥは、まず波形処理手段により波形処理が行われる。次に、波形処理が施された波形データに必要に応じて解析手段により解析処理が加えられる。最後に、算出手段により、必要に応じて解析処理が加えられた波形データの特性値を算出する。このようにして得られた特性値、好ましくは複数の特性値から化粧品の機能性、使用性、仕上がり感や化粧品原料の品質、性状、特性等を評価することができる。
【００３４】次に、本発明に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置及び解析システムの具体的な使用方法について説明する。尚、官能評価代替評価装置としては、図１３に示される官能評価代替評価装置を用い、また駆動手段としては、圧縮試験機を用いて、化粧品の「べたつき」を評価する場合を例示して説明する。化粧品の「べたつき」の評価は、化粧品にＡＥセンサを接触させた後に化粧品からＡＥセンサを引き抜く際に発生するＡＥを検出するものとする。本発明に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置を用いて化粧品又は化粧品原料の特性等を評価するには、まず、駆動手段である圧縮試験機の駆動条件を制御手段によって設定する。設定する条件としては、例えば、ＡＥセンサがサンプルに接触するまでの速度、サンプルからＡＥセンサを引き離すときの速度、圧縮時間、圧縮速度、圧縮荷重、ＡＥセンサとサンプルの距離などの必要条件を設定する。
【００３５】次に、駆動手段として圧縮試験機を用いる場合、本試験を行う前に、予備試験を行う。これは、本試験における計測時間とトリガレベル、即ちＡＥ信号の入力開始のタイミングを決定するために行われる。図１４は、予備試験の際の設定事項を入力する画面の一例である。図１４では、サンプリング数、サンプリング速度、自動検出レベル、トリガソース、トリガレベル、トリガ極性、計測時間を入力するように構成されている。サンプリング速度とは、Ａ／Ｄ変換手段においてアナログ信号からデジタル信号に変換する際の時間周期であり、ここでは周波数で設定する。サンプリング数とは、入力するデジタル信号数であり、サンプリング速度とサンプリング数により、後述する計測時間が決定される。自動検出レベルとは、一番高い電圧からこの設定値マイナスした電圧値をトリガレベルとする値である。（圧縮試験機を用いたテストにおいては、荷重が付加されて、サンプルから離れるタイミングを決定する機能である。）トリガソースとは、入力開始のタイミングにどの信号を使用するのかを選択するものであり、ここでは、外部トリガ、即ち、圧縮試験機からの信号を監視するように設定されている。外部トリガを選択すると、信号レベルが一定値を超えた場合、又は下回った場合に入力を開始する。トリガレベルとは、入力を開始するタイミングに使用される信号の強度であり、この値を超えた場合に入力を開始する。尚、トリガレベルはトリガソースとして内部トリガを選択した場合に有効であり、予備試験では設定は不要である。トリガ極性とは、トリガレベルより下回った（−↓）場合、或いは、上回った場合（＋↑）、どちらの場合に測定を開始するのかを定めるものである。尚、トリガソースとして外部トリガを選択した場合は、信号が立ち上がった場合、又は立ち下がった場合に測定を開始する。予備試験においては、トリガソースとして外部トリガ、即ち、圧縮試験機からの信号を感知しており、ここでは、信号が立ち上がった（＋↑）ときからサンプリングを行うように選択されている。各設定値の入力が終了したら、スタートボタンを押して測定を開始する。
【００３６】図１５は、予備試験から得られたチャート図の一例である。上段は圧縮試験機から伝達される荷重信号であり、下段は、測定したＡＥの波形である。上段のように、圧縮試験機の荷重信号の全てが計測時間内に納まるように、計測時間を調整する。計測時間は、サンプリング速度とサンプリング数により調整することができる。また、荷重信号が減少する箇所と自動検出レベルを示す横線Ｊとの交点が本試験の測定開始位置となるので、自動検出レベルの調整を適宜行う。
【００３７】このようにしてトリガレベルと計測時間が定まったら、本試験に移る。図１６は、本試験の際の設定事項を入力する画面の一例である。図１６では、サンプリング数、サンプリング速度、トリガソース、トリガレベル、トリガ極性、計測時間を入力するように構成されている。トリガレベルは予備試験の結果から決定される。また、トリガソースは、内部トリガを選択する。内部トリガを選択した場合は、圧縮試験機からの荷重信号がトリガレベルを越えた場合（＋↑）、又は下回った場合（−↓）にＡＥ信号の入力を開始する。トリガ極性は、トリガレベル以下（−↓）となったときにサンプリングを開始するように選択されている。これは、本試験では、ＡＥセンサを化粧品又は化粧品原料と接触させた後に、センサを引き抜く際に発生するＡＥを測定するからである。
【００３８】必要な設定が終了したら測定を開始する。測定を開始すると、予め設定された制御項目に従って制御手段により制御された駆動手段により、一定の条件下でＡＥセンサによるＡＥの測定がなされる。測定されたＡＥは増幅手段により増幅され、フィルタ手段により周波数弁別された後に、Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号に変換される。次に、波形処理手段により波形処理された後に、必要に応じて解析手段により解析処理がなされる。解析手段による解析処理では、まず解析処理方法の選択がなされる。選択される解析処理方法としては、信号抽出、ノイズ除去、絶対値処理、エンベロープ処理、ＦＦＴ処理、間引き処理である。
【００３９】図１７は解析処理の選択を行う際の設定事項を入力する画面の一例である。左欄（Ａ０，Ｗ１〜Ｗ５）は、解析処理後の各データの格納場所であり、左から二列目の欄において、必要な解析処理が選択される。尚、Ａ０（最上段）には波形処理後、即ち、何も解析処理が行われていない波形データが格納されており、各解析処理はこの波形データを利用して解析がなされる。以下、それぞれの解析処理について説明する。信号抽出処理を行う際には、自動処理と手動処理を選択でき、自動処理を選択する場合は、信号レベルと抽出時間を入力し、この信号レベルを超えた時間から抽出時間において定められた時間の範囲を自動的に抽出する。手動処理を選択した場合は、画面に表示される波形から、マウス等の入力装置により必要な部分を選択して抽出を行う。
【００４０】ノイズ除去処理を行う際には、自動処理と手動処理を選択でき、自動処理を選択する場合は、信号レベルに記入した信号レベル以下となる区間を自動的に除去する。手動処理を選択した場合は、画面に表示される波形から、マウス等の入力装置により必要な部分を選択して抽出を行う。エンベロープ処理を行う際には、自動処理と手動処理を選択でき、手動処理を選択する場合は、包絡線の時定数であるΔｔを入力する。また、自動処理を選択した場合は、予め設定されたΔｔ（例えば、サンプリング周期の１００倍）によりエンベロープ処理が行われる。間引き処理を行う際のには、間引き数の入力を行い、この数値に基づいて算出される。この他の処理、例えば、絶対値処理の場合は、設定事項を入力する必要はない。
【００４１】次に、上記したように必要に応じて解析処理が行われた波形データの特性値の算出が行われる。図１８は特性値の算出を行う際の設定事項を入力する画面の一例である。図１８においては、最大振幅値、持続時間、リングダウン値、ＲＭＳ値、面積、立ち上がり時間、立ち上がり勾配、イベント数、発生時間（先頭）、発生時間（ピーク）、発生時間（後尾）の特性値を算出することができる。まず、必要とされる特性値をどのような解析処理が行われたデータ或いは行われなかったデータから算出するのかを、中央の欄において選択又は入力する。即ち、図１７における左欄に表示されるデータ格納場所の選択が行われる。例えば、最大振幅値は、絶対値処理された全データの中の最大振幅であるので、絶対処理されたデータ（ここではＷ３）を選択する。次に、しきい値とΔｔを入力する。Δｔはイベント数を算出するために用いられる。Δｔを予め定めた値（例えば、サンプリング周期の１００００倍）に自動設定することもできる。設定が終了したら、決定ボタンを押すと結果が左の欄に表示される。
【００４２】最後に得られた特性値の平均値、標準偏差、信頼区間等が算出され、さらに、グラフ化処理（回帰直線、相関係数）等が行われる。このようにして算出された特性値を用いて化粧品又は化粧品原料の特性を評価することが可能となる。
【００４３】
【実施例】以下、実施例を示して本発明を詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。
（実施例；シリコンを用いたべたつき評価試験）図１３に示されるような官能評価代替評価装置を用いて、シリコンのべたつきを評価した。まず、検体であるシリコン１００ｃｓ、シリコン５００ｃｓ、シリコン１０００ｃｓ（いずれも信越化学社製）それぞれ２０μｌを人工皮革の表面に滴下し、φ３０ｍｍの面積に均一に広げた。次に、恒温恒湿室（温度；２３℃、湿度；６０％）内において、ＡＥセンサ（商品名；Ｆ２１７Ｌ２、株式会社昭和電気研究所製）を取り付けた圧縮試験機（テクスチャーアナライザーＴＡ−ＸＴ２ｉ、ＳＭＳ社製）により、３００ｇの荷重を１秒間付加させた後に、ＡＥセンサを引き離す際に発生するＡＥを測定する方法により、それぞれ各１０回測定した。ＡＥの計測は、圧縮試験機からの荷重電圧が０．３５ｖより立ち上がった時から取り込みを開始した。尚、感度は６０ｄＢ（元波形の１０００倍）であった。
【００４４】得られた波形データの一例を図１９〜２１に示す。また、１０回の測定から得られた波形データをノイズカットや部分抽出を行い、特性値を算出した。１０回の平均値を表１〜３に示す。また、各特性値と粘度の関係を示すグラフを図２２〜図２４に示す。
【００４５】
【表１】

【００４６】
【表２】

【００４７】
【表３】

【００４８】表１〜３の結果及び図２２〜２４に示されるように、化粧品のＡＥを測定することにより得られる各特性値は、化粧品の粘度と相関関係を有することが分かる。従って、化粧品の「べたつき」の評価において、従来の官能評価の代替評価方法として好適に用いられることが分かる。しかも、ＡＥから得られる特性値は多数存在し、「べたつき」を多面的に評価することが可能である。
【００４９】
【発明の効果】本発明に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価方法は、化粧品や化粧品原料に生じるＡＥを測定するものであるから、微細な変化を関知することができるために、精度の高い測定を行うことができる。しかも、ＡＥからは複数の特性値を得ることができるために、単一の試験結果を多面的に評価することができ、従来の官能評価の代替方法として、好適に用いることができる。
【００５０】本発明に係る化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置は、ＡＥセンサで測定した微弱なＡＥを増幅してデジタル信号に変換するものであるから、コンピュータ等の解析装置において解析処理することが可能となる。また、制御手段と駆動手段を用いた化粧品又は化粧品原料の官能評価代替評価装置は、略同一の条件で化粧品又は化粧品原料のＡＥを測定することができるために、測定誤差を減少することができるとともに、異なる測定を比較することもできる。
【００５１】本発明に係る解析方法及び解析処理システムは、ＡＥセンサにより測定されたＡＥから、化粧品や化粧品原料の機能性、使用性、仕上がり感などの特性に関する評価に必要な各種特性値を算出することが可能である。
【出願人】 【識別番号】３９００１１４４２
【氏名又は名称】株式会社マンダム
【識別番号】５９３２１４８８８
【氏名又は名称】株式会社昭和電気研究所
【出願日】 平成１２年８月３１日（２０００．８．３１）
【代理人】 【識別番号】１０００８２０７２
【弁理士】
【氏名又は名称】清原 義博
【公開番号】 特開２００２−７１６５２（Ｐ２００２−７１６５２Ａ）
【公開日】 平成１４年３月１２日（２００２．３．１２）
【出願番号】 特願２０００−２６３０５９（Ｐ２０００−２６３０５９）