泡が多いほど洗浄力は強くなるのでしょうか？もう広告に騙されないでください！

ローションを購入する際に、通常どのような要素を考慮しますか?多くの洗濯洗剤の広告では、洗濯効果が非常に優れていることを説明するために、商品を宣伝する際に泡立ちの特徴を強調しています。

しかし、泡の量は衣類の洗い上がりと本当に関係があるのでしょうか?私たちが掃除に使う洗濯洗剤や食器用洗剤には、どのような物質が含まれているのでしょうか?

長すぎて読めない

1. 石鹸が主な洗浄製品であった時代には、泡は洗浄力の重要な尺度でした。

2. 洗剤の強さを泡の量で判断するのは客観的ではありません。

3. 泡が多すぎたり、泡が長く残ったりすると、さまざまな器具を洗うのに適しません。

4.「泡」以外にも、無機塩添加物、有機添加物、蛍光増白剤、酵素製剤にも注意する必要があります。内容は高くないが、過小評価すべきではない。

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洗剤の「アップグレード」

何千年も前、人々はムクロジ、茶種子粕、トリカブトの種子、ヒエなどの天然物を使って衣類を洗う方法を知っていました。しかし、これらの天然産物の供給源は限られているため、大量に生産することはできません。

石鹸は17世紀の終わりに登場しました。湿潤、乳化、発泡、可溶化、懸濁などの特性があり、優れた洗浄効果を発揮します。しかし、当時の石鹸は硬水（溶解度の高いカルシウムとマグネシウムの化合物を多く含む水）では使用できませんでした。硬水中のカルシウムイオンとマグネシウムイオンにより、石鹸の洗浄力が失われ、また布地にカルシウム石鹸とマグネシウム石鹸が形成され、布地が黄色や灰色に変色するからです。

第二次世界大戦後、石油産業は洗剤の原料や中間体を供給し、合成洗剤の急速な発展を促進しました。

合成洗剤は、合成界面活性剤と補助成分を混合して作られた洗浄機能を持つ複合製品です。溶けやすく、使用の時間と労力を節約でき、洗浄力が強く、使用量も少ないため、徐々に石鹸に取って代わっています。

なぜ洗剤で汚れが落とせるのでしょうか？

これは洗剤成分に含まれる有効成分（主に界面活性剤）の分子構造に関係しています。

液体が他の物質と接触すると、液体の表面分子に作用する力は内部分子に作用する力とは異なります。

たとえば、液体と空気が接触すると、液体内の分子は周囲の分子に均一に引き付けられます。しかし、液体の表面層の分子にとっては、分子の上にある空気の引力は小さいので、液体内部の分子の表面層の分子に対する引力は、空気の引力よりも大きくなります。

液体の内部と表面の分子にかかるさまざまな重力の図。著者からの画像

一般的に、表面層の分子は液相の内部に引き寄せられ、液相の内部に移動する傾向があります。そのため、液体の表面は内側に収縮し、球形（草の葉の上の露のような）になる傾向があります。

草の葉の上の露、著者提供の画像

液体の表面に沿った単位長さに垂直に作用するこの収縮力を表面張力と呼びます。液体の表面張力が存在すると、液体が濡れ、浸透、乳化、除染などの機能を発揮することが難しくなり、効果的な洗浄を行うことができません。

このため、液体の表面張力を低下させるために、液体に物質が添加されることがよくあります。この物質は界面活性剤です。

界面活性剤が水に溶けると、分子の親水性部分は水中に留まる傾向があり、疎水性部分は水分子の包囲から逃れて水面上に浮上する傾向があります。

各界面活性剤分子にはこの傾向があるため、必然的に多くの界面活性剤分子が表面に分布することになり、水溶液の表面張力が大幅に低下します。

界面活性剤には多くの種類があり、その用途は極めて広範囲にわたります。洗剤、発泡剤、乳化剤、分散剤、可溶化剤などとしてよく使用されます。また、殺菌、腐食抑制、防錆、布地柔軟化、帯電防止にも使用できます。

泡が多いほど能力が強くなる？

泡は液体の中に空気が拡散する現象です。撹拌などの作用により、洗剤溶液内に空気が入り込み、洗剤の活性分子またはイオンが空気と溶液の界面に方向性を持って吸着されます。親水性基は水分子に囲まれており、界面に薄い膜、つまり泡を形成します。

泡の表面に吸着された方向性のある洗剤分子が一定の濃度に達すると、泡の壁は簡単には破れず、融合しない固体膜を形成します。気泡の相対密度は水の相対密度よりも小さいため、気泡は液面まで上昇し、液面上の活性分子の層を吸着します。

そのため、液面から脱出した気泡壁では、活性物質分子の二層の疎水基が空気に面していることになります。

泡形成の模式図、画像は著者提供

伝統的に、石鹸が主な洗浄製品であった時代には、泡は洗浄力を測る重要な指標でした。泡は汚れ、特に固形の汚れ粒子に対して選択的な吸着効果があり、洗浄に役立ちます。

例えば、泡による固体吸着の原理を利用して、車の表面の塗装を傷つけずに車の表面の汚れ粒子を効果的に拭き取る泡除染法があります。そのため、合成洗剤を配合する際には、泡増強剤や泡安定剤を添加して配合の泡の大きさを調整することが検討されることが多いです。

しかし、泡立ち力や泡安定力で洗剤の有効性を評価するのは客観的ではありません。泡が多すぎたり、泡が長時間消えなかったりすると、さまざまな器具を洗うのに適しません。

特に洗濯機では泡立ちの多い洗剤の使用は好ましくなく、泡抑制剤を添加する必要があります。そのため、泡立ちの少ない洗剤の中には、環境汚染を軽減または最小限に抑えるのに効果的なものもあります。

合成洗剤には、界面活性剤のほかに、一定の配合に従って有機・無機の洗浄補助成分が添加されています。含有量は多くありませんが、その効果は過小評価できません。

1. 無機塩添加剤は汚れの懸濁能力を向上させ、汚れが布地に付着するのを防ぎます。

2. 有機添加剤は硬水中の金属イオンを除去できます。

3. 蛍光増白剤は光学的な増白と色補正のみを目的としており、漂白剤の代わりにはなりません。

4. 酵素製剤は色を保護し、粒子状の汚れを取り除き、白さを維持し、布地を柔らかくします。

界面活性剤や酵素剤など、洗濯用洗剤の主成分は外箱に記載されています。著者からの画像

現代の洗剤の登場により、泡は徐々に本来の意味を失ってきていることがわかります。しかし、消費者の中には、洗剤に泡立ちの良さを期待する人もいます。これは主に心理的な効果であり、泡によって洗剤の存在を感じるからです。

これは、濃い洗剤は濃度が高く、薄い洗剤は濃度が低いという誤解に似ています。

しかし、実際には、洗浄とすすぎは非常に複雑な工程であり、泡と洗剤の洗浄力の関係は明確なものではありません。

著者: 陸文生、中国科学院化学研究所

参考文献

[1] 唐毓敏編著「合成洗剤とその応用」2006年5月、中国繊維出版社。

[2] 陳宗奇、王光新、徐桂英（編）、コロイドおよび界面化学、2001年8月、高等教育出版社。

[3] GB/T 5327-2008、界面活性剤の用語。

[4] 江龍編著、コロイド化学入門、2002年1月、サイエンスプレス。

[5] 劉雲、「洗剤：原理、原材料、プロセスおよび配合」、1998年9月、化学産業出版社。

[6] 華張喜、徐青編著、洗剤酵素応用ハンドブック、1999年7月、中国軽工業出版社。

[7] GB/T 13174-2008 衣料用洗剤の洗浄力及び洗濯サイクル性能の測定。

この記事は、中国科学普及協会が作成し、陸文生（中国科学院化学研究所）が執筆し、中国科学院コンピュータネットワーク情報センターが監修しました。

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