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近赤外分光法(NIR)によるデオドラントの品質管理

AN-NIR-146

2025-12

ja

pH、密度、粘度、アルミニウム含量の測定を数秒で行うことができます。

近赤外分光法(NIRS)を用いることで、デオドラントの粘度、pH、密度、アルミニウム含量など、複数の品質パラメータを同時に測定することができます。

デオドラントのようなパーソナルケア製品は、製造中および製品完成後に、さまざまな時間のかかる分析手法を用いて品質管理試験がされています。

本アプリケーションノートでは、デオドラント中の粘度、pH、密度、アルミニウム含量などの品質パラメータを、サンプルの前処理を行うことなく近赤外分光法(NIRS)で同時に測定できる方法を示します。NIRS は迅速で化学薬品を使用せず、非常に使いやすい技術です。また、近赤外分光法(NIRS)は、製造工程中のアットライン測定や、品質管理用のラボでのオフライン測定のいずれにも利用可能です。

図 1. 透過反射用容器および大型リフレクターを備えた OMNIS NIR Analyzer Solid

60 個のデオドラントサンプルを OMNIS NIR Analyzer Solid(図1)で測定しました。すべての測定は透過反射モード(1000–2250 nm)で、ギャップサイズ 1 mm の大型リフレクターおよび透過反射用容器を使用して行いました。

アルミニウム含量の参照値は滴定法(AN-T-228)で、pH 値は pH メーターで、粘度および密度はそれぞれ粘度計および密度計で測定しました。

すべてのデータ取得および予測モデルの作成には、OMNIS ソフトウェアを使用しました。

表 1. 装置、部品 およびソフトウェアの概要
名称 部品番号
OMNIS NIR Analyzer solid 2.1071.0010
大型リフレクター OMNIS NIR、1 mm 6.07402.940
透明反射容器 OMNIS NIR、60 mm 6.07402.260
OMNIS スタンドアローンライセンス 6.06003.010
Quant Development ソフトウェアライセンス 6.06008.002

 

得られたデオドラントサンプルの NIR スペクトル(図2)を用いて、pH、粘度、密度、アルミニウム含量の予測モデルを作成しました。予測モデルの品質は、NIR 予測値と参照値との非常に高い相関を示す相関図を用いて評価しました。各種の評価指標(FOM)は、日常分析における予測の期待精度を示しています(図3–6)。

図 2. OMNIS NIR Analyzer Solid で分析したさまざまなデオドラントサンプルの NIR スペクトル

アルミニウム含量の測定結果

図 3. OMNIS NIR Analyzer Solid を用いたデオドラント中のアルミニウム含量予測に関する相関図および各種評価指標(FOM)です. キャリブレーションデータセットは青色、外部検証データセットは緑色で示しています. デオドラント中のアルミニウム測定の参照法として滴定法を用いました.

決定係数

R2

校正の標準誤差

SEC [ % ]

交差検証の標準誤差

SECV  [ % ]

標準予測誤差

SEP [ % ]

0.908 0.12 0.16 0.14

密度の測定結果

図 4. OMNIS NIR Analyzer Solid を用いたデオドラント中の密度予測に関する相関図および各種評価指標(FOM)です. キャリブレーションデータセットは青色、外部検証データセットは緑色で示しています. デオドラントの密度の参照法として密度計を使用しました。

決定係数

R2

校正の標準誤差

SEC [ g/mL ]

交差検証の標準誤差

SECV  [ g/mL ]

標準予測誤差

SEP [ g/mL ]

0.979 0.0017 0.0020
0.0023

粘度の測定結果

図 5. OMNIS NIR Analyzer Solid を用いたデオドラント中の粘度予測に関する相関図および各種評価指標(FOM)です. キャリブレーションデータセットは青色、外部検証データセットは緑色で示しています. デオドラントの粘度の参照値は粘度計で測定しました。

決定係数

R2

校正の標準誤差

SEC  [ cP ]

交差検証の標準誤差

SECV [ cP ]

標準予測誤差

SEP [ cP ]

0.941 147.05 176.05 133.74

pHの測定結果

図 6. OMNIS NIR Analyzer Solid を用いたデオドラントの pH 値予測に関する相関図および各種評価指標(FOM)です. キャリブレーションデータセットは青色、外部検証データセットは緑色で示しています. デオドラントの pH 測定の参照法として pH メーターを使用しました。

決定係数

R2

校正の標準誤差

SEC

交差検証の標準誤差

SECV

標準予測誤差

SEP

0.832 0.13 0.18 0.10

このアプリケーションノートでは、デオドラント中のアルミニウム含量、pH、粘度、密度の分析に近赤外分光法(NIR)を使用することの実現可能性を示しています。NIRS を用いれば、測定は数秒で完了し、化学薬品も必要ありません。この手法は従来の方法に比べて簡便で非常に迅速であり、製造工程の複数のステップでのアットライン測定や、最終製品の品質管理にも利用可能で、メーカーの時間とコストを節約することができます。

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メトロームジャパン株式会社

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東京流通センター アネックス9階

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