秋晴れは洗濯日和3

水と油を結びつけるもの

私たちは汚れを落とすために水を使う。古代の洗濯は、水で揉み洗
いしたり、岩に叩きつけるなどして汚れを落とした。つまり水は汚
れに対してすぐれた溶剤の働きをなすものなのだ。この水による洗
浄をさらに効果的にするために生まれたのが洗剤である。

先にローマ時代に石鹸があったと書いた。しかし石鹸の発祥そのも
のはさらに古代へとさかのぼる。石鹸に関する最古の記録は、紀元
前3000年～2500年頃のメソポタミアにあった。シュメール人の楔形
文字で書かれたタブレット(粘土板)には、油と炭酸カリウムで作る
石鹸のことが記されている。

彼らはこの炭酸カリウムをナツメヤシ、マツカサ、カシワ、ブナな
どの植物の灰から得ていた。ただ当時の石鹸は皮膚病の薬であって
洗濯そのものには灰汁(あく)が用いられていた。その意味で灰汁は
最古の洗剤といえよう。この灰汁は私たちの祖父母時代あたりまで
は確実に使われた、長い歴史を持つ洗剤なのだ。灰汁とはまさに文
字通り植物を焼いた後の灰を水につけ込んだ汁である。

話をもう一度水の話に戻そう。水は常温で液体である。他の物質に
比べて水は分子量が小さいのに常温で液体となるという不思議な性
質を持つ。例えば、炭酸ガスは水の３倍弱の分子量なのに常温では
気体である。ではなぜ水は分子量が小さいのに常温で液体なのか。
その理由が｢極性｣と呼ばれる性質である。水分子間ではマイナスの
酸素とプラスの水素が強く引き合っている。これを極性というのだ
が、この極性が水を常温で液体に保っている力なのである。

そしてその力は、水に溶媒としての幅広い性質与える。水にイオン
となる物質を入れると、例えば食塩のようにマイナスの塩素とプラ
スのナトリウムになって水に溶ける。これが、水がものを溶かす溶
媒としてもつ性質のひとつを示すものである。

水と油を混ぜると分離してしまう。これは、それぞれの持つ性質が
違うためにお互いに結びつかず、境界面を作って分かれてしまうか
らだ。この境界面を｢界面｣と呼ぶ。極性が生む水の表面張力によっ
て生まれる空気と水の境界面もまた界面である。

実はこの界面と呼ばれる部分が、洗剤の化学の重要なポイントとな
るのだ。ものの洗浄というのは、いかに水の中に汚れを溶け込みや
すくさせるかにつきる。例えば汚れの主成分のひとつである油分が
界面を作って水と離反しあうなら、その界面同士を結びつけるもの
があれば界面は壊れ、油分が水の中に溶け出す。こうした働きをす
る分子が｢界面活性剤｣であり、石鹸を含めた洗剤は界面活性剤の力
を利用した洗浄剤なのである。

この界面活性剤の分子は、マッチ棒のようなかたちをしている。マ
ッチの頭にあたる部分が水と結合しやすい性質を持ち、棒に当たる
部分が油と親しみやすい性質を持つ。それぞれを｢親水基｣｢親油基｣
と呼ぶ。実はシャボン玉というのは界面活性剤分子の親水基の部分
が向き合わせになってびっしりと並んで水の膜を維持している姿な
のだ。球になるのは表面張力のためである。

作り始めのシャボン玉は黒膜の400倍近い厚さがある。が、玉の上
部から液の自重で界面活性剤に挟まれている部分が薄くなる。そし
て最後に黒膜が生じる。この時点では界面活性剤が挟み込んで保持
している水の層がほとんどなくなってしまい、シャボン玉の膜自体
が光の波長より薄くなってしまうために、反射光が得られなくなっ
て黒膜になる。この時、黒膜の厚さは、ほとんど界面活性剤の分子
２個分の厚さしかなくなる。そして維持する水の層が失われたとき
シャボン玉はパチンと割れてしまうのだ。水が失われれば表面張力
そのものを失うからである。

シャボン玉が壊れる理由を探りながら、洗剤というものが界面活性
剤の性質を利用した汚れの洗浄剤であるということを大まかに見て
きた。では次に、洗剤にまつわるエピソードをご紹介していこう。

[4]へ続く