広義の洗浄とは、被洗浄物から不要な成分を取り除き、目的を達成することです。通常の意味での洗浄とは、キャリアの表面から汚れを取り除くプロセスを指します。洗浄において、汚れとキャリアとの間の相互作用は、いくつかの化学物質（例えば、洗剤など）の作用によって弱められるか、または排除されるため、汚れとキャリアの組み合わせが汚れと洗剤の組み合わせに変化し、最後に汚れがキャリアから分離されます。洗浄対象物や除去する汚れは多岐にわたるため、洗浄は非常に複雑な工程であり、洗浄の基本的な工程は次のような簡単な関係で表すことができます。

キャリー・・・汚れ＋洗剤＝キャリア＋汚れ・洗剤

通常、洗浄プロセスは 2 つの段階に分けることができます。まず、洗剤の作用により、汚れが担体から分離されます。第二に、剥がれた汚れが媒体中に分散して浮遊します。洗浄プロセスは可逆的なプロセスであり、媒体に分散して浮遊している汚れは、媒体から被洗浄物に再沈殿することもあります。したがって、優れた洗剤は、キャリアから汚れを取り除く能力に加えて、汚れを分散させて懸濁し、汚れの再付着を防ぐ能力を備えている必要があります.

(1)汚れの種類

同じ商品でも使用環境により、汚れの種類や成分、量が異なります。油体汚れは主に一部の動植物油や鉱物油（原油、燃料油、コールタールなど）、固形汚れは主にすす、灰、さび、カーボンブラックなどです。汗、皮脂、血液などの人体の汚れがある。果物のしみ、食用油のしみ、調味料のしみ、でんぷんなどの食品の汚れ。口紅、マニキュアなどの化粧品の汚れ。すす、ほこり、泥などの大気からの汚れ;その他、インク、茶、コーティングなど様々な種類があります。

さまざまな種類の汚れは、通常、固形汚れ、液体汚れ、特殊汚れの 3 つの主なカテゴリに分類できます。

 

①固形汚れ

一般的な固形汚れには、灰、泥、土、錆、カーボン ブラックの粒子が含まれます。これらの粒子のほとんどは表面に電荷を持っています。それらのほとんどは負に帯電しており、繊維製品に簡単に吸着できます。固形の汚れは一般的に水に溶けにくいのですが、洗剤液で分散・懸濁することができます。質点が小さい固形の汚れは、除去するのがより困難です。

②液体汚れ

液体の汚れは、植物油や動物油、脂肪酸、脂肪族アルコール、鉱物油、およびそれらの酸化物など、ほとんどが油溶性です。その中でも、動植物油、脂肪酸、アルカリケン化が起こり、脂肪族アルコール、鉱物油はアルカリケン化せず、アルコール、エーテル、炭化水素系有機溶剤に可溶で、洗剤水溶液の乳化分散が可能です。油溶性の液体汚れは、一般的に繊維物との吸着力が強く、繊維にしっかりと吸着します。

③特殊汚れ

特殊な汚れには、タンパク質、でんぷん、血液、汗、皮脂、尿、果汁、茶汁などの人間の分泌物が含まれます。このタイプの汚れのほとんどは、繊維製品に化学的かつ強力に吸着されます。そのため、洗いにくい。

さまざまな種類の汚れが単独で見つかることはめったにありませんが、多くの場合、混合してオブジェクトに吸着します。汚れは外部からの影響で酸化、分解、腐敗し、新しい汚れを生み出すことがあります。

（2）汚れの付着

オブジェクトと汚れの間に何らかの相互作用があるため、衣服、手などが汚れる可能性があります。汚れはさまざまな方法で物体に付着しますが、物理的および化学的な付着にすぎません。

①すす、ちり、泥、砂、炭などの衣類への付着は物理的な付着です。一般的に言えば、この汚れの付着により、汚れた物体との間の役割は比較的弱く、汚れの除去も比較的簡単です。さまざまな力によると、汚れの物理的付着は、機械的付着と静電付着に分けることができます。

A: 機械的接着

このタイプの付着は、主に固形の汚れ (ほこり、泥、砂など) の付着を指します。機械的付着は、汚れの付着の弱い形態の 1 つであり、ほとんど純粋に機械的な手段で取り除くことができますが、汚れが小さい場合 (<0.1um) は、取り除くのがより困難になります。

B：静電吸着

静電付着は主に、反対に帯電した物体に対する帯電した汚れ粒子の作用として現れます。ほとんどの繊維状物体は水中で負に帯電しており、石灰の種類などの特定の正に帯電した汚れによって簡単に付着する可能性があります。水溶液中のカーボン ブラック粒子などの一部の汚れは、負に帯電していますが、水中の正イオン (例: 、Ca2+、Mg2+など）。

静電作用は単純な機械的作用よりも強く、汚れの除去は比較的困難です。

②薬品付着

化学的付着とは、化学結合または水素結合を介して物体に作用する汚れの現象を指します。たとえば、極性の固体汚れ、タンパク質、錆、その他の繊維アイテムへの付着、繊維にはカルボキシル基、ヒドロキシル基、アミド基などの基が含まれており、これらの基と油汚れの脂肪酸、脂肪族アルコールは水素結合を形成しやすいです。化学的な力は一般に強いため、汚れは物体によりしっかりと結合します。この種の汚れは、通常の方法では取り除くことが難しく、特別な方法で処理する必要があります。

汚れの付着度合いは、汚れ自体の性質と付着物の性質に関係しています。一般的に粒子は繊維状のものに付着しやすい。固い汚れのキメが細かいほど、付着力が強くなります。綿やガラスなど親水性のものに付着した極性の汚れは、極性のない汚れよりも強く付着します。非極性の汚れは、極性の脂肪、ほこり、粘土などの極性の汚れよりも強く付着し、除去や清掃が容易ではありません。

(3) 汚れ落とし機構

洗浄の目的は汚れを落とすことです。一定温度の媒体（主に水）中。洗剤のさまざまな物理的および化学的効果を使用して、特定の機械的力（手でこする、洗濯機の攪拌、水の影響など）の作用下で、汚れや洗浄された物体の影響を弱めたり排除したりして、汚れや洗浄された物体を除染の目的から。

①液体汚れ除去の仕組み

A：ぬれ

液体汚れは主に油性です。油染みはほとんどの繊維製品を濡らし、多かれ少なかれ繊維材料の表面に油膜として広がります。洗浄動作の最初のステップは、洗浄液による表面の湿潤です。説明のために、繊維の表面は滑らかな固体表面と考えることができます。

B：油分剥離～カールのメカニズム

洗浄動作の 2 番目のステップは、油とグリースの除去です。液体の汚れの除去は、一種のコイリングによって行われます。液状の汚れは、もともと油膜が広がって表面に存在していましたが、洗浄液が固体表面（繊維表面）を優先的に濡らし、段階的にオイルビーズに丸まっていきました。洗浄液に置き換えられ、最終的に特定の外力の下で表面を離れました。

② 固形汚れ除去の仕組み

液体の汚れの除去は、主に洗浄液による汚れの担体の優先的な湿潤によるものですが、固体の汚れの除去メカニズムは異なり、洗浄プロセスは主に洗浄による汚れの塊とその担体表面の湿潤に関するものです。解決。固体の汚れとそのキャリア表面への界面活性剤の吸着により、汚れと表面の間の相互作用が減少し、表面の汚れの塊の接着強度が低下するため、汚れの塊は表面から容易に除去されますキャリア。

さらに、固体汚れおよびその担体の表面への界面活性剤、特にイオン性界面活性剤の吸着は、固体汚れおよびその担体の表面の表面電位を増加させる可能性があり、これは、泥。固体または一般に繊維状の表面は、通常、水性媒体中で負に帯電しているため、汚れの塊または固体表面に拡散二重電子層を形成する可能性があります。均一な電荷の反発により、水中の汚れ粒子の固体表面への付着が弱まります。陰イオン界面活性剤を添加すると、汚れ粒子と固体表面の負の表面電位を同時に高めることができるため、それらの間の反発力がより高まり、粒子の付着力がより低下し、汚れがより除去されやすくなります。 .

非イオン性界面活性剤は、一般に帯電した固体表面に吸着され、界面電位を大幅に変化させることはありませんが、吸着された非イオン性界面活性剤は、表面に一定の厚さの吸着層を形成する傾向があり、汚れの再付着を防ぐのに役立ちます。

カチオン性界面活性剤の場合、それらの吸着により、汚れの塊とそのキャリア表面の負の表面電位が低下または排除されます。これにより、汚れと表面の間の反発力が低下し、汚れの除去につながりません。さらに、カチオン性界面活性剤は、固体表面に吸着した後、固体表面を疎水性にする傾向があり、したがって表面の湿潤、したがって洗浄を助長しない。

③特殊汚れの除去

たんぱく質、でんぷん、人分泌物、果汁、茶汁などの汚れは、通常の界面活性剤では落としにくく、特殊な処理が必要です。

クリーム、卵、血液、牛乳、皮膚排泄物などのタンパク質の汚れは、繊維上で凝固して変性し、より強力に接着する傾向があります。タンパク質の汚れは、プロテアーゼを使用して除去できます。プロテアーゼ酵素は、汚れ中のタンパク質を水溶性アミノ酸またはオリゴペプチドに分解します。

でんぷんのしみは、主に肉汁、接着剤などの食品から発生します。アミラーゼは、でんぷんのしみの加水分解に触媒作用を持ち、でんぷんを糖に分解します。

リパーゼは、皮脂や食用油など、通常の方法では取り除くことが難しいトリグリセリドの分解を触媒し、可溶性グリセロールと脂肪酸に分解します。

フルーツジュース、お茶のジュース、インク、口紅などの色のついた汚れは、洗濯を繰り返しても完全に落とすのが難しい場合があります。これらの汚れは、漂白剤などの酸化剤または還元剤との酸化還元反応によって除去できます。これにより、発色基または発色補助基の構造が破壊され、より小さな水溶性成分に分解されます。

（4）ドライクリーニングの汚れ落としのメカニズム

上記は、実際には洗浄の媒体としての水です。実際、衣類の種類や構造が異なるため、水洗いを使用する衣類の中には、便利ではないか、きれいに洗いにくいものもあれば、洗濯後に変形したり、色あせたりするものもあります。たとえば、ほとんどの天然繊維は水を吸収し、膨らみやすく、乾くと縮みやすいので、洗濯すると変形します。ウール製品を洗うことによってもしばしば縮み現象が現れます。水洗いをしたウール製品の中には、毛玉や色の変化が起こりやすいものもあります。シルクの中には、洗濯後に手触りが悪くなり、光沢が失われるものがあります。これらの衣類の場合、除染にはドライクリーニングを使用することがよくあります。いわゆるドライクリーニングとは、一般に有機溶剤、特に非極性溶剤での洗浄方法を指します。

ドライクリーニングは、水洗いよりも優しい洗い方です。ドライクリーニングは機械的な作用が少ないため、衣類の傷みやシワ、変形が少なく、ドライクリーニング剤は水と違い伸縮がほとんどありません。技術が適切に処理されている限り、衣類は歪み、色あせ、および耐用年数の延長なしにドライクリーニングできます.

ドライクリーニングの汚れには、大きく分けて3種類あります。

①油溶性汚れ 油溶性汚れには、ドライクリーニング溶剤に溶ける液状または脂状のあらゆる油脂類が含まれます。

②水溶性の汚れ 水溶性の汚れは、水溶液には溶けるがドライクリーニング剤には溶けず、水の状態で衣類に吸着し、無機塩類、でんぷん、タンパク質などの粒状固体が析出した後、水分が蒸発する。

③油不溶性汚れ 油不溶性汚れは、カーボンブラック、各種金属のケイ酸塩、酸化物など、水にも溶けず、ドライクリーニングの溶剤にも溶けません。

さまざまな種類の汚れの性質が異なるため、ドライクリーニング工程での汚れの除去方法もさまざまです。動植物油、鉱物油、グリースなどの油溶性の汚れは、有機溶剤に溶けやすく、ドライクリーニングで簡単に落とすことができます。オイルやグリースに対するドライクリーニング溶剤の優れた溶解性は、基本的に分子間のファン デル ウォールズ力によるものです。

無機塩類、糖分、タンパク質、汗などの水溶性の汚れを落とすには、ドライクリーニング剤に適量の水を加えないと衣類に付着した水溶性の汚れが落ちにくくなります。ただし、ドライクリーニング剤は水が溶けにくいので、水量を増やすには界面活性剤も加える必要があります。ドライクリーニング剤に水分が含まれていると、汚れや衣服の表面が水和し、界面活性剤の極性基と相互作用しやすくなり、表面に界面活性剤が吸着しやすくなります。また、界面活性剤がミセルを形成すると、水溶性の汚れや水をミセルに可溶化することができます。界面活性剤は、ドライクリーニング溶剤の含水率を高めるだけでなく、汚れの再付着を防ぎ、除染効果を高める役割も果たします。

水溶性の汚れを落とすには少量の水の存在が必要ですが、水の量が多すぎると衣服によってはゆがみやシワの原因となるため、ドライクリーニング剤の水の量は適度にする必要があります。

水溶性でも油溶性でもない汚れ、灰、泥、土、カーボン ブラックなどの固体粒子は、一般に静電気力または油との組み合わせによって衣類に付着します。ドライ クリーニングでは、溶剤の流れ、衝撃により静電気力で汚れを吸着し、ドライ クリーニング剤が油を溶かすことができるため、油と汚れが結合して衣類に付着した固体粒子が乾いた状態で落ちます。・洗浄剤、ドライ洗浄剤に少量の水と界面活性剤を加えることで、固形の汚れ粒子を安定に懸濁・分散させ、衣類への再付着を防ぎます。

（5）洗浄作用に影響を与える要因

界面での界面活性剤の指向性吸着と表面 (界面) 張力の低下は、液体または固体の汚れの除去における主な要因です。ただし、洗浄プロセスは複雑であり、同じ洗剤タイプであっても、洗浄効果は他の多くの要因の影響を受けます。これらの要因には、洗剤の濃度、温度、汚れの性質、繊維の種類、生地の構造が含まれます。

①界面活性剤濃度

溶液中の界面活性剤のミセルは、洗浄プロセスで重要な役割を果たします。濃度が臨界ミセル濃度（CMC）に達すると、洗浄効果が急激に高まります。したがって、溶剤中の洗剤の濃度は、良好な洗浄効果を得るために CMC 値よりも高くする必要があります。ただし、界面活性剤の濃度が CMC 値よりも高い場合、洗浄効果の増加は明らかではなく、界面活性剤の濃度を過度に増加させる必要はありません。

可溶化により油分を除去する場合、濃度が CMC を超える場合でも、界面活性剤の濃度が高いほど可溶化効果が高くなります。このとき、洗剤は局所集中的に使用することをお勧めします。たとえば、衣服の袖口や襟に汚れが多い場合、洗濯中に洗剤を層状に塗布して、油に対する界面活性剤の可溶化効果を高めることができます。

②温度は除染作用に非常に重要な影響を与えます。一般に、温度を上げると汚れが落ちやすくなりますが、温度が高すぎるとデメリットが生じる場合もあります。

温度が上がると汚れが拡散しやすくなり、固体グリースは融点以上の温度で乳化しやすくなり、温度が上がると繊維が膨潤し、汚れが落ちやすくなります。しかし、コンパクトな生地の場合、繊維が膨張するにつれて繊維間のマイクロギャップが減少し、汚れの除去に悪影響を及ぼします。

温度変化は、界面活性剤の溶解度、CMC 値、およびミセル サイズにも影響を与えるため、洗浄効果に影響を与えます。長い炭素鎖を持つ界面活性剤の溶解度は低温では低く、場合によっては溶解度が CMC 値よりも低くなるため、洗浄温度を適切に上げる必要があります。CMC 値とミセル サイズに対する温度の影響は、イオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤で異なります。イオン性界面活性剤の場合、温度の上昇は一般に CMC 値を増加させ、ミセル サイズを減少させます。これは、洗浄液中の界面活性剤の濃度を増加させる必要があることを意味します。非イオン性界面活性剤の場合、温度が上昇するとCMC値が減少し、ミセル体積が大幅に増加するため、適切な温度上昇が非イオン性界面活性剤がその界面活性効果を発揮するのに役立つことは明らかです.ただし、温度は曇り点を超えてはなりません。

つまり、最適な洗浄温度は、洗剤の配合と洗浄対象物によって異なります。洗剤の中には、室温で優れた洗浄効果を持つものもあれば、水洗いと熱洗いでは洗浄力が大きく異なるものもあります。

③泡

泡立ち力と洗浄効果を混同するのが通例であり、泡立ち力の高い洗剤は洗浄効果が高いと考えられています。調査によると、洗浄効果と泡の量との間に直接的な関係はないことが示されています。例えば、泡立ちの少ない洗剤での洗濯は、泡立ちの高い洗剤での洗濯と同じくらい効果的です。

泡は洗い物とは直接関係ありませんが、食器を手洗いするときなど、汚れを落とすのに役立つ場合があります。カーペットをこすり洗いするとき、泡はほこりやその他の固形の汚れの粒子も取り除くことができます。カーペットの汚れはほこりの大部分を占めるため、カーペット洗浄剤には一定の発泡能力が必要です.

シャンプーは泡立ちも重要で、洗髪時や入浴時に発生するキメ細かな泡が髪に潤いと心地よさをもたらします。

④繊維の種類と繊維物性

汚れの付着と除去に影響を与える繊維の化学構造に加えて、繊維の外観と糸と生地の組織​​が汚れの除去のしやすさに影響を与えます。

ウール繊維のうろこや綿繊維の湾曲した平たいリボンは、滑らかな繊維よりも汚れがたまりやすいです。たとえば、セルロース フィルム (ビスコース フィルム) に付着したカーボン ブラックは簡単に除去できますが、綿布に付着したカーボン ブラックは洗い流すのが困難です。また、ポリエステルなどの短繊維生地は長繊維生地に比べて油汚れがたまりやすく、短繊維生地の油汚れは長繊維生地の油汚れより落ちにくいという例もあります。

繊維間の隙間が小さいため、しっかりと撚られた糸とタイトな生地は、汚れの侵入に抵抗できますが、同じように洗浄液が内部の汚れを排除するのを防ぐこともできるため、タイトな生地は汚れに抵抗し始めますが、一度汚れると洗い物も大変です。

⑤水の硬度

水中の Ca2+、Mg2+ およびその他の金属イオンの濃度は、特に陰イオン界面活性剤が Ca2+ および Mg2+ イオンに遭遇し、溶解度が低く洗浄力を低下させるカルシウムおよびマグネシウム塩を形成する場合に、洗浄効果に大きな影響を与えます。硬水では、界面活性剤の濃度が高くても、洗浄力は蒸留よりもはるかに劣ります。界面活性剤が最高の洗浄効果を発揮するためには、水中の Ca2+ イオンの濃度を 1 x 10-6 mol/L (CaCO3 ～ 0.1 mg/L) 以下に下げる必要があります。これには、洗剤にさまざまな柔軟剤を追加する必要があります。