テーブルによると、水中乳化剤としての使用に適した界面活性剤のHLB値は3.5〜6であり、水中乳化剤の乳化剤が8から18の間に落ちます。

hlb値の決定（省略）。

07乳化と可溶化

エマルジョンは、1つの混乱しやすい液体が微粒子（液滴または液晶）の形で別の液体に分散されると形成されるシステムです。界面活性剤の一種である乳化剤は、界面エネルギーを減らすことにより、この熱力学的に不安定なシステムを安定化するために不可欠です。エマルジョンの液滴形式で存在する位相は分散位相（または内部相）と呼ばれ、連続層を形成する位相は分散培地（または外部相）と呼ばれます。

emulsifiers乳化剤とエマルジョン

一般的なエマルジョンは、1つの相が水または水溶液として、もう1つはオイルやワックスなどの有機物質として構成されていることがよくあります。分散に応じて、エマルジョンは、油が水に分散されている油（w/o）、または水が油に分散される水（O/W）に分散する油（w/o）に分類できます。さらに、w/o/wまたはo/w/oのような複雑なエマルジョンが存在する可能性があります。乳化剤は、界面張力を下げ、一分子膜を形成することにより、エマルジョンを安定化します。乳化剤は、界面に吸着または蓄積して界面張力を下げ、液滴に電荷を与え、静電反発を生成するか、粒子の周りに高粘度保護膜を形成する必要があります。したがって、乳化剤として使用される物質は、界面活性剤を提供できる両親媒性基を持っている必要があります。

emal乳剤調製の方法と安定性に影響する要因

エマルジョンを調製するための2つの主要な方法があります。機械的方法は、液体を別の液体の小さな粒子に分散させますが、2番目の方法では、分子形に液体を別の形に溶解し、適切に凝集させます。エマルジョンの安定性とは、相分離につながる粒子凝集に抵抗する能力を指します。エマルジョンは、より高い自由エネルギーを備えた熱力学的に不安定なシステムであるため、その安定性は平衡に到達するのに必要な時間、つまり液体がエマルジョンから分離するのにかかる時間を反映しています。脂肪アルコール、脂肪酸、脂肪酸アミンが界面膜に存在する場合、極性有機分子が吸着層に複合体を形成し、界面膜を補強するため、膜の強度が大幅に増加します。

2つ以上の界面活性剤で構成される乳化剤は、混合乳化剤と呼ばれます。水油界面に吸着する混合乳化剤、および分子相互作用は、界面張力を大幅に低下させる複合体を形成し、吸着剤の量を増加させ、密度の高い界面膜を形成することができます。

電気荷電液滴は、特にエマルジョンの安定性に影響します。安定したエマルジョンでは、液滴は通常、電荷を運びます。イオン乳化剤を使用すると、イオン界面活性剤の疎水性端が油相に組み込まれますが、親水性端は水相に残り、液滴に電荷を与えます。液滴間の電荷が反発を引き起こし、合体を防ぐように、安定性が向上します。したがって、液滴に吸着される乳化剤イオンの濃度が大きいほど、電荷が大きくなり、エマルジョンの安定性が高くなります。

分散培地の粘度も乳化安定性に影響します。一般に、粘度媒体が高いほど、液滴のブラウン運動を妨げ、衝突の可能性が遅くなるため、安定性が向上します。エマルジョンに溶解する高分子量の物質は、中程度の粘度と安定性を増加させる可能性があります。さらに、高分子量物質は堅牢な界面膜を形成し、エマルジョンをさらに安定させることができます。場合によっては、固体粉末を追加すると、エマルジョンを同様に安定させることができます。固体粒子が水で完全に濡れており、油で濡れることができる場合、それらは水油界面で保持されます。固体粉末は、吸着された界面活性剤のように、界面でクラスター化するときにフィルムを強化することにより、エマルジョンを安定させます。

界面活性剤は、溶液中にミセルが形成された後、不溶性またはわずかに水に溶けやすい有機化合物の溶解度を大幅に向上させることができます。現時点では、ソリューションは明確に見え、この機能は可溶化と呼ばれます。可溶化を促進できる界面活性剤は溶解剤と呼ばれ、溶解している有機化合物は溶解物質と呼ばれます。

08フォーム

泡は洗浄プロセスにおいて重要な役割を果たします。フォームとは、液体または固体に分散したガスの分散系を指し、泡プラスチック、フォームガラス、フォームコンクリートなど、液体フォームまたは固体フォームとして知られる分散媒体としての分散相、液体または固体が分散された液体または固体を指します。

（1）泡の形成

フォームという用語は、液体フィルムで区切られた気泡のコレクションを指します。ガス（分散相）と液体（分散培地）との間にかなりの密度の違いがあり、液体の粘度が低いため、ガス気泡はすぐに表面に上昇します。フォーム層には、大量のガスを液体に組み込むことが含まれます。その後、泡は急速に表面に戻り、最小限の液体フィルムで区切られた気泡の骨材を作成します。フォームには2つの特徴的な形態学的特性があります。第一に、気泡の交差点での薄い液体膜が薄くなり、最終的には泡の破裂につながるため、ガスの泡は多面体の形状を想定していることがよくあります。第二に、純粋な液体は安定した泡を形成できません。フォームを作成するには、少なくとも2つのコンポーネントが存在する必要があります。界面活性剤溶液は、発泡容量が他の特性にリンクされている典型的なフォーム形成システムです。優れた発泡能力を持つ界面活性剤は、発泡剤と呼ばれます。発泡剤は優れた発泡能力を示しますが、生成する泡は長く続かない可能性があります。つまり、安定性は保証されていません。泡の安定性を改善するために、安定性を高める物質を追加することができます。これらは安定剤と呼ばれ、ラウリルジエタノールアミンやドデシルジメチルアミンの酸化物を含む一般的な安定剤があります。

（2）フォームの安定性

フォームは熱力学的に不安定なシステムです。その自然な進行は破裂につながり、したがって、液体全体の表面積を減らし、自由エネルギーを減少させます。デフォアミングプロセスには、破裂が発生するまでガスを分離する液体膜の徐々に薄くなることが含まれます。泡の安定性の程度は、主に液体排水率と液体膜の強度の影響を受けます。影響力のある要因は次のとおりです。

①表面張力：エネルギーの観点から、下面の張力はフォームの形成を支持しますが、フォームの安定性を保証しません。低い表面の張力は、圧力差が小さく、液体排水が遅くなり、液体膜の肥厚をもたらすことを示します。どちらも安定性を好みます。

②表面粘度：発泡安定性の重要な要因は、表面粘度によって測定された表面吸着フィルムの堅牢性によって主に決定される液体膜の強度です。実験結果は、表面粘度が高い溶液が吸着膜の分子相互作用の強化により、膜強度を大幅に増加させるため、長期にわたる泡を生成することを示しています。

solution溶液の粘度：液体自体の粘度が高いほど、膜からの液体の排水が遅くなり、破裂が発生する前に液体フィルムの寿命を延長し、泡の安定性を高めます。

surface表面張力「修復」作用：膜に吸着された界面活性剤は、フィルム表面の膨張または収縮に対抗する可能性があります。これは修理アクションと呼ばれます。界面活性剤が液体膜に吸着し、表面積を拡大すると、表面での界面活性剤濃度が低下し、表面張力が増加します。逆に、収縮は表面での界面活性剤の濃度の増加につながり、その後表面張力を減らします。

cus液膜を介したガス拡散：毛細血管圧のため、泡が小さく、泡が大きくなると比較して内部圧力が高くなる傾向があり、小さな泡からのガスの拡散につながり、小さな泡が収縮し、最終的には泡の崩壊をもたらします。界面活性剤の一貫した塗布は、均一で細かく分布した泡を生成し、排除を阻害します。界面活性剤が液体フィルムにしっかりと詰め込まれているため、ガス拡散が妨げられ、フォームの安定性が向上します。

surface表面電荷の効果：フォーム液体フィルムが同じ電荷を運ぶ場合、2つの表面が互いに反発し、フィルムが薄くなったり壊れたりするのを防ぎます。イオン界面活性剤は、この安定化効果を提供できます。要約すると、液体フィルムの強度は、発泡安定性を決定する重要な要因です。発泡剤および安定剤として作用する界面活性剤は、界面分子相互作用に大きな影響を与え、表面フィルム自体の強度を高め、隣接膜から液体を流れるのを防ぎ、泡の安定性をより達成可能にするため、拡散剤および安定剤として作用する表面吸収分子を密接に詰めなければなりません。

（3）泡の破壊

泡破壊の基本原則は、泡を生成する条件を変化させたり、フォームの安定化因子を排除したり、物理的および化学的な排除方法を排除したりすることです。物理的な排除は、泡状溶液の化学組成を維持しながら、外乱、温度、または圧力の変化などの条件を変え、超音波治療、すべての効果的なフォームを排除するためのすべての効果的な方法を維持します。化学脱浸漬とは、発泡剤と相互作用する特定の物質の添加を指し、フォーム内の液体フィルムの強度を低下させ、フォームの安定性を低下させ、デフォミングを達成することを指します。そのような物質は脱型と呼ばれ、そのほとんどは界面活性剤です。デフォーマーは通常、表面張力を減らす顕著な能力を持ち、構成分子間のより弱い相互作用により、表面に容易に吸着することができ、したがって、ゆるく配置された分子構造を作成します。デフォマーのタイプはさまざまですが、一般に、分岐アルコール、脂肪酸、脂肪酸エステル、ポリアミド、リン酸塩、および一般的に優れた脱装置として使用されるシリコンオイルを備えた非イオン性界面活性剤です。

（4）フォームとクリーニング

泡の量は、洗浄の有効性と直接相関しません。フォームが多いほど、より良い掃除を意味するものではありません。たとえば、非イオン性界面活性剤は、石鹸よりも発泡体が少ない場合がありますが、優れた洗浄能力がある場合があります。ただし、特定の条件では、泡は汚れの除去を支援できます。たとえば、洗濯皿の泡はグリースを運ぶのに役立ちますが、カーペットを掃除すると泡が汚れや固体汚染物質を除去できます。さらに、泡は洗剤の有効性を示すことができます。過度の脂肪グリースはしばしば泡の形成を阻害し、泡の不足または既存のフォームの減少を引き起こし、低い洗剤の有効性を示します。さらに、泡は、すすい水の泡レベルが洗剤濃度が低くなるとしばしば減少するため、すすぎの清潔さの指標として機能します。

09洗浄プロセス

大まかに言えば、洗浄は、特定の目的を達成するためにクリーニングされているオブジェクトから不要なコンポーネントを削除するプロセスです。一般的な用語では、洗浄とは、キャリアの表面からの汚れの除去を指します。洗浄中、特定の化学物質（洗剤など）は、汚れとキャリアの間の相互作用を弱めたり排除したりして作用し、汚れとキャリアの間の結合を汚れと洗剤の間の結合に変換し、分離を可能にします。洗浄するオブジェクトと除去が必要な汚れは大きく異なる可能性があることを考えると、洗浄は複雑なプロセスであり、次の関係に簡素化できます。

キャリア•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。

1.汚れは、洗剤の行動の下でキャリアから分離されています。

2。分離された汚れは分散し、媒体に吊り下げられています。洗浄プロセスは可逆的です。つまり、分散または吊り下げられた汚れは、洗浄されたアイテムに潜在的に再定住する可能性があります。したがって、効果的な洗剤は、キャリアから汚れを剥離する能力を必要とするだけでなく、汚れを分散させて懸濁し、それが再定住しないようにする必要があります。

（1）汚れの種類

単一のアイテムでさえ、使用状況に応じて、さまざまなタイプ、構成、および量の汚れを蓄積できます。油性の汚れは、主にさまざまな動物や植物の油、ミネラルオイル（原油、燃料油、コールタールなど）で構成されています。固体の汚れには、すす、ほこり、錆、炭素黒などの粒子状物質が含まれます。衣服の汚れに関しては、汗、皮脂、血などの人間の分泌物に由来する可能性があります。果物や油の汚れや調味料などの食物関連の汚れ。口紅やマニキュアなどの化粧品からの残留物。煙、ほこり、土壌などの大気汚染物質。インク、お茶、塗料などの追加の汚れ。この種類の汚れは、一般に、固体、液体、特別なタイプに分類できます。

①固体の汚れ：一般的な例には、すす、泥、ほこりの粒子が含まれます。そのほとんどは、繊維状の材料に簡単に付着する電荷（しばしば負の帯電）がある傾向があります。固体の汚れは一般に水の溶解性が低くなりますが、洗剤に分散して吊り下げることができます。 0.1μmより小さい粒子は、除去するのが特に困難です。

ut液体の汚れ：これには、動物油、脂肪酸、脂肪アルコール、ミネラル油、および酸化物を含む、油溶性の油性物質が含まれます。動物および植物油と脂肪酸はアルカリと反応して石鹸を形成することができますが、脂肪アルコールとミネラルオイルは採用を受けませんが、アルコール、エーテル、および有機炭化水素によって溶解することができ、洗剤溶液によって乳化および分散することができます。液体の油性汚れは、通常、強い相互作用のために繊維状の材料にしっかりと付着しています。

③特別な汚れ：このカテゴリは、汗や尿などのタンパク質、澱粉、血液、および果物や茶ジュースなどの人間の分泌物で構成されています。これらの材料は、多くの場合、化学的相互作用を介して繊維にしっかりと結合し、洗い流すのが難しくなります。さまざまなタイプの汚れが独立して存在することはめったにありません。むしろ、それらは混ざり合い、表面に集合的に接着します。多くの場合、外部の影響の下では、汚れは酸化、分解、または腐敗する可能性があり、新しい形の汚れを生成する可能性があります。

（2）汚れの接着

オブジェクトと汚れの間の特定の相互作用のために、汚れは衣服や肌のような材料にしがみついています。汚れと物体の間の接着力は、物理的または化学的接着のいずれかに起因する可能性があります。

showal身体的接着：すす、ほこり、泥などの汚れの接着には、主に弱い身体的相互作用が含まれます。一般的に、これらのタイプの汚れは、主に機械的または静電的な力から生じる弱い接着のために比較的簡単に除去できます。

A：機械的接着**：​​これは通常、0.1μm未満の小さな粒子をきれいにするのが非常に困難ですが、機械的な手段を順守するほこりや砂のような固体の汚れを指します。

B：静電接着**：​​これには、反対に帯電した材料と相互作用する帯電した汚れ粒子が含まれます。一般的に、繊維状材料は負の電荷を運び、特定の塩のような積極的に帯電した支持者を引き付けることができます。一部の負に帯電した粒子は、溶液中の陽イオンによって形成されたイオンブリッジを介して、これらの繊維にまだ蓄積する可能性があります。

②化学的接着：これは、化学結合を介して物体を遵守する汚れを指します。たとえば、極性の固体汚れや錆のような材料は、繊維状材料に存在するカルボキシル、ヒドロキシル、またはアミン基などの官能基で形成された化学結合により、しっかりと付着する傾向があります。これらの結合はより強力な相互作用を生み出し、そのような汚れを除去することをより困難にします。効果的に掃除するには、特別な治療が必要になる場合があります。汚れの接着の程度は、汚れ自体の特性と、それが順守する表面の特性の両方に依存します。

（3）汚れ除去のメカニズム

洗濯の目的は、汚れを排除することです。これには、洗剤の多様な物理的および化学的作用を利用して、機械的な力（手動のスクラビング、洗浄機の動揺、または水の衝撃など）の助けを借りて、汚れと洗浄されたアイテムの間の接着を弱めたり排除したりし、最終的には汚れの分離につながります。

libid液体の汚れ除去のメカニズム

A：湿気：ほとんどの液体の汚れは油性であり、さまざまな繊維状のアイテムを濡らす傾向があり、表面の上に油っぽいフィルムを形成します。洗浄の最初のステップは、表面の濡れを引き起こす洗剤の作用です。
B：オイル除去のためのロールアップメカニズム：液体の汚れ除去の2番目のステップは、ロールアッププロセスを通じて行われます。表面上のフィルムとして広がる液体の汚れは、洗浄液の繊維表面の優先的な湿潤により、最終的に洗浄液に置き換えられるため、徐々に滴に徐々に転がります。

lovicしっかりと汚れ除去のメカニズム

液体の汚れとは異なり、固体汚れの除去は、汚れ粒子とキャリア材料の表面の両方を濡らす洗浄液の能力に依存しています。固体汚れとキャリアの表面に界面活性剤を吸着すると、相互作用力が低下し、それによって汚れ粒子の接着強度が低下し、除去が容易になります。さらに、界面活性剤、特にイオン界面活性剤は、固体汚れと表面材料の電位を増加させ、さらなる除去を促進することができます。

非イオン性界面活性剤は、一般的に帯電した固体表面に吸着する傾向があり、重要な吸着層を形成する可能性があり、汚れの再定住が減少します。しかし、カチオン性界面活性剤は、汚れとキャリア表面の電位を減らす可能性があり、それが反発の減少と汚れの除去を妨げます。

③特別な汚れの除去

典型的な洗剤は、タンパク質、澱粉、血液、および身体分泌物からの頑固な汚れに苦しむ可能性があります。プロテアーゼのような酵素は、タンパク質を可溶性アミノ酸またはペプチドに分解することにより、タンパク質の汚れを効果的に除去できます。同様に、澱粉はアミラーゼによって糖に分解できます。リパーゼは、従来の手段で除去するのが難しいことが多いトリアシルグリセロールの不純物を分解するのに役立ちます。フルーツジュース、茶、またはインクからの汚れは、酸化剤または還元剤を必要とする場合があります。これは、色を生成するグループと反応して、それらをより水溶性の断片に分解します。

（4）ドライクリーニングのメカニズム

前述のポイントは、主に水で洗うことに関係しています。ただし、布地の多様性により、一部の材料は水洗浄によく反応しない可能性があり、変形、色のフェージングなどにつながります。多くの天然繊維は濡れて縮小しやすいと拡大し、望ましくない構造変化につながります。したがって、通常、有機溶媒を使用するドライクリーニングは、これらの織物に好まれることがよくあります。

ドライクリーニングは、衣服に損傷を与える可能性のある機械的作用を最小限に抑えるため、濡れた洗浄と比較して穏やかです。ドライクリーニングで効果的な汚れを除去するために、汚れは3つの主要なタイプに分類されます。

oil油溶性汚れ：これには、オイルと脂肪が含まれ、ドライクリーニング溶媒に容易に溶解します。

②水溶性汚れ：このタイプは水に溶けることができますが、無機塩、澱粉、タンパク質を含むドライクリーニング溶媒には溶けません。これは、水が蒸発すると結晶化する可能性があります。

oil油溶や水溶性でもない汚れ：これには、どちらの培地にも溶解しないカーボンブラックや金属製のケイ酸塩などの物質が含まれます。

各ダートタイプには、ドライクリーニング中に効果的な除去のために異なる戦略が必要です。油溶性汚れは、非極性溶媒への優れた溶解度のため、有機溶媒を使用して方法論的に除去されます。水溶性染色の場合、効果的な汚れを除去するためには水が重要であるため、ドライクリーニング剤には適切な水が存在する必要があります。残念ながら、水はドライクリーニング剤への溶解度が最小限であるため、界面活性剤が水を統合するのに役立つことがよくあります。

界面活性剤は、洗浄剤の水能力を高め、ミセル内の水溶性不純物の可溶化を確保するのに役立ちます。さらに、界面活性剤は、洗浄後に汚れが新しい堆積物を形成するのを防ぎ、洗浄効果を高めることができます。これらの不純物を除去するためには水をわずかに加えることが不可欠ですが、過剰な量は布地の歪みにつながる可能性があるため、ドライクリーニングソリューションでバランスの取れた水分含有量が必要です。

（5）洗浄作用に影響を与える要因

界面上の界面活性剤の吸着と界面張力の結果として生じる吸着は、液体または固体の汚れを除去するために重要です。ただし、洗浄は本質的に複雑であり、同様の洗剤タイプにわたる多くの要因の影響を受けます。これらの要因には、洗剤濃度、温度、汚れの特性、繊維の種類、布地構造が含まれます。

sur界面活性剤の濃度：界面活性剤によって形成されたミセルは、洗浄において極めて重要な役割を果たします。洗浄効率は、濃度が臨界ミセル濃度（CMC）を上回ると劇的に増加します。したがって、効果的な洗浄のためにCMCよりも高い濃度で洗剤を使用する必要があります。ただし、CMCを超える洗剤濃度は収益が減少し、過剰濃度が不要になります。

②温度の影響：温度は、洗浄効果に大きな影響を与えます。一般的に、より高い温度が汚れの除去を促進します。ただし、過度の熱には悪影響が及ぶ可能性があります。温度を上げると、汚れの分散が役立つ傾向があり、油性の汚れがより容易に乳化する可能性もあります。しかし、しっかりと織り込まれた生地では、温度が上昇すると、繊維が膨らむことで、除去効率を不注意に低下させる可能性があります。

温度の変動は、界面活性剤の溶解度、CMC、ミセル数にも影響し、清掃効率に影響します。多くの長鎖界面活性剤では、温度が低いと溶解度が低下し、場合によっては独自のCMCを下回ります。したがって、最適な機能には適切な温暖化が必要になる場合があります。イオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤では、CMCとミセルへの温度の影響は異なります。温度を上げると、通常、イオン界面活性剤のCMCが上昇するため、濃度調整が必要です。

foam：発泡能力と洗浄の有効性を結びつける一般的な誤解があります。より多くの泡は優れた洗浄とは等しくありません。経験的証拠は、低燃焼洗剤が等しく効果的である可能性があることを示唆しています。ただし、泡は、泡などの特定の用途での汚れの除去を支援する可能性があります。泡は、グリースを置き換えたり、カーペットの洗浄で汚れを持ち上げたりするのに役立ちます。さらに、泡の存在は、洗剤が機能しているかどうかを示すことができます。過剰なグリースは泡の形成を阻害する可能性がありますが、泡を減らすと界面活性剤濃度が低下することを意味します。

fiber繊維の種類と繊維特性：化学構造を超えて、繊維の外観と組織は汚れの接着と除去の困難に影響します。羊毛や綿のような粗いまたは平らな構造を持つ繊維は、滑らかな繊維よりも容易に汚れを閉じ込める傾向があります。密接に織られた生地は、最初は汚れの蓄積に抵抗する可能性がありますが、閉じ込められた汚れへのアクセスが制限されているため、効果的な洗浄を妨げる可能性があります。

水の硬度：Ca²⁺、mg²⁺、およびその他の金属イオンの濃度は、特に洗浄界面活性剤の洗浄結果に大きく影響します。適切な界面活性剤濃度があっても硬水では、蒸留水と比較して洗浄の有効性が不足しています。最適な界面活性剤性能のためには、Ca²⁺の濃度を1×10 µmol/L（0.1 mg/L未満のCaco₃）未満に最小限に抑える必要があり、多くの場合、界面活性剤製剤内に水化剤を含める必要があります。