界面活性剤がタオルに及ぼす影響The influence that surfactants gives to a towel高田結菜  沼冴香帶包もも寒川袖月OBIKANE Momo   SANGAWA Yuzuki   TAKATA Yuina   NUMA Saeka
1.受自
柔軟剤を使用して洗濯を行うと、タオルの柔軟性は向上するものの、吸水性は低下することが分かっている。そこで、柔軟剤の量や洗濯回数、洗濯方法を変えて実験を行い、柔軟剤がタオルに及ぼす影響について調べた。その結果、柔軟剤で洗い続けるのではなく、柔軟剤と洗剤を交互に使用し洗濯することで吸水性の低下を防げることが分かった。
2.先行研究について
界面活性剤は、陽イオン界面活性剤・陰イオン界面活性剤・非イオン界面活性剤などさまざまな分類に分かれ、それぞれ親油基と親水基を持っている。繊維の表面は水にぬれると負の電荷を帯びる。柔軟剤を加えると、そこに含まれる陽イオン界面活性剤の親水基が繊維の表面に吸着し、親油基を#02K H外側にして繊維の表面にきれいに並んだ状態になる。*1柔軟剤に含まれる柔軟成分は、繊維の表面に油膜を形成し、繊維どうし水分子の滑りをよくすることで柔らかな風合いを得ることができる。しかし、油性表面となった繊維は疎水性となり、布の吸水性を下げる要因となる。*2
3.研究目的
先行研究から、柔軟剤を使用すると柔軟剤に含まれる陽イオン界面活性剤が原因となり、タオルの柔軟性は向上するものの、吸水性は低下することが分かった。そこで、タオルの柔軟性を高くするという柔軟剤の効果は保ちつつ、少しでも吸水性の低下を防ぐ洗濯方法を見つけることを目的とする。
4.矢険方法
全自動洗濯機(Panasonic NA-F50B11)を使用し(水の量32L)、本来柔軟剤を入れるタイミングで、柔軟剤を投入し、洗濯を行った。全自動乾燥機（TOSHIBA　ED-45C(W)）に約1時間かけ、タオルを乾燥させた。タオルは綿100%のもの(大きさ84 cm×30 cm　質量約81 g)を使用した。市販のタオルは柔軟剤の加工が施されているため、それらが実験に影響を及ぼさないように洗濯洗剤のみで40分間洗い、乾燥機で55分間乾かす前処理を行った。タオルは下記の( i )～(iv)の方法で判定する。 ( i )吸水性沈降法(JIS)*3　と吸い上げ実験の2つの方法で評価した。スタンド沈降法は、1.0×1.0cmの試験片を5枚採取し、水を入れた水槽に浮かべた後、試験片が湿潤して水中に沈降し始めるまでの時間を測定する。沈降するまでの時間が短いほど、吸水性が優れていることを示す。吸い上げ実験は、タオルの縦機維・横繊維にあわせて5cm×30cmでタオルを切る。図１のように食紅で色を付けた水にタオルの先端を付け、３分間で吸い上げた距離を測る。吸い上げた距離が長いほど吸水性が優れていることを示す。吸い上げの実験の様子区1
( ï ) 弾力性
長辺方向に6つ折りし、さらに短辺方向に半分に折ったタオル(図2)の中心に1 kgのおもりをのせて、元の厚さからどれだけ沈むかを測定する。１枚のタオルにつき各４方向の値を計測し、平均をとる。沈んだ距離が長いほど、弾力性に優れていることを示す。
( iii ) 剛軟性
カンチレバー法(JIS)*4 を用いて、測定した。45°の斜面をもつ水平台の上に試料片を置き、屈折しないように静かに滑らせる。試料片の先端の中央部分が斜面に接するまで押し出し、押し出された長さを求めた。(図3)押し出した距離が短いほど、剛軟性に優れていることを示す。 (iv)最大摩擦力タオルを巻きつけた木片を乗せて引っ張り、タオル同士の最大摩擦力を力センサーで計測した。１つのタオルにつき４方向で計測した。（図4）最大摩擦力が小さいほど、タオルが滑らかであることを示す。 ①順日②泣日③パイルに対して直交④パイルに対して直交最大摩擦力の実験の様子以下のように条件を変えて実験した。なお、すべての洗濯に洗濯用洗剤(25mL)を使用した。また、実験の条件ごとに新品のタオルに前処理を行ったものを使用した。
実験①
柔軟剤の量を変えて比較をする。柔軟剤の量を5 mL,10 mL ,15 mLと変え、上記の4つの観点で比較を行った。メーカーが推奨している柔軟剤の量は、水の量32 Lに対し10 mLである。実験験②同じ条件で洗濯を繰り返し、洗濯回数によるタオルへの影響を調べる。実験材は柔軟剤（10 mL）を使用した。美験③以下のように条件を変えて比較する。柔軟剤（10 mL）を使用した。
以降は、柔軟剤を3回続けて使用し洗濯したものをA、2回目に柔軟剤を用いず洗剤のみで洗濯したものをBと表記する。
5.結果
•英験(1) ( i ) 吸水性沈降法による5回分の測定結果を表に示した（表1)。柔軟剤の量が多いほど、沈降し始めるまでの時間が長くなった。このことから、柔軟剤の量を増やしていくにつれて吸水性が悪くなったことが分かった。
吸い上げの実験による3回分の測定結果を表に示した（表2)。柔軟剤の量が多いほど、吸い上げる高さが高くなった。このことから、柔軟剤の量を増やしていくにつれて吸水性が悪くなったことが分かった。
柔軟剤の量に対する、３分間での吸い上げの距離の関係
( ii )  弾力性
弾力性の実験による3回分の測定結果を表に示した（表3)。また、実験結果の平均を取りグラフで表した(グラフ1)。柔軟剤の量が多いほど、沈んだ距離が大きくなった。このことから、柔軟剤の量を増やしていくにつれてタオルが柔らかくなったことが分かった。
柔軟剤の量に対する、沈んだ距離の関係(iii)   剛軟性剛軟性の実験による3回分の測定結果を表に示した（表4)。また、実験結果の平均を取りグラフで表した(グラフ2)。柔軟剤の量が多いほど、タオルが斜面に接するまでに押し出した長さが短くなった。このことから、柔軟剤の量を増やしていくにつれてタオルが柔らかくなったことが分かった。 [cm]  3

(iv)
最大摩擦力の実験によるタオル3枚分の測定結果を表に示した（表5)。なお、表の値は1つのタオルにつき3回測定し平均を取った値を示している。また、実験結果の平均を取りグラフで表した（グラフ3)。柔軟剤の量が多いほど、摩擦力は小さくなる傾向が見られた。このことから、柔軟剤の量を増やしていくにつれてタオルが滑らかになったことが分かった。
④パイルに対して直交〔N〕 ◎実験①の結果まとめ柔軟剤を増やしていくと吸水性は悪くなったが、弾力性、剛軟性、最大摩擦力の観点では良くなった。
・実験②
( i ) 吸水性沈降法による5回分の測定結果を表に示した（表6)。洗濯回数を重ねると、沈降し始めるまでの時間が長くなった。このことから、洗濯回数を増やしていくにつれて吸水性が悪くなったことが分かった。３回目の洗濯で、吸水性が２回目よりも良くなった理由については良く分からないが、洗濯回数の増加によってタオル横維自体に何らかの変化が出たのではないかと考えている。
吸い上げの実験による3回分の測定結果を表に示した（表7)。洗濯回数を重ねると、タオルが水をまったく吸い上げなくなった。このことから、洗濯回数を増やしていくにつれて吸水性が悪くなったことが分かった。
洗濯回数に対する、3分間での吸い上げの距離の関係
( ï )  弾力性
弾力性の実験による３回分の測定結果を表に示した（表8)。また、実験結果の平均を取りグラフで表した（グラフ4)。洗濯回数を重ねると、沈んだ距離が小さくなった。
( iii )剛軟性の実験による3回分の測定結果を表に示した（表9)。また、実験結果の平均を取りグラフで表した(グラフ5)。洗濯回数を重ねると、押し出された長さが短くなった。このことから、タオルがやわらかくなったと考えられる。
表9洗濯回数に対する、押し出された長さの関係
(iv)   最大摩擦力
最大摩擦力の実験によるタオル３枚分の測定結果を表に示した（表10）。なお、表の値は１つのタオルにつき3回測定し平均を取った値を示している。また、実験結果の平均を取りグラフで表した（グラフ6)。洗濯回数を重ねると、摩擦力は小さくなった。このことから、タオルがやわらかくなったと考えられる。
④パイルに対して直交[N]表10　洗濯回数に対する、最大摩擦力の関係◎実験②の結果まとめ洗濯回数を増やすことで吸水性は悪くなるが、弾力性、剛軟性、最大摩擦力のどの観点も良くなる傾向が見られた。
・芙験③
( i )  吸水性沈降法による５回分の測定結果を表にした（表11）。洗剤処理を途中で施すと沈降し始めるまでの時間が短くなった。このことから、洗剤処理を途中で行うことで吸水性が良くなったことが分かった。
表11　洗濯方法に対する、沈降し始めるまでの時間の関係吸い上げの実験による3回分の測定結果を表に示した（表12）。洗剤処理を途中で施すと吸い上げる高さが0.00 cmから1.0 cm以上吸い上げるようになった。このことから、洗剤処理を途中で行うことで吸水性が良くなったことが分かった。
表12
( ï )  弾力性
弾力性の実験による３回分の測定結果を表に示した（表13）。また、実験結果の平均を取りグラフで表した(グラフ7)。洗剤処理を途中で行うことで弾力性が良くなったものと悪くなったものがあった。このことから、一貫した傾向は見られなかった。

(iii)　剛軟性
剛軟性の実験による3回分の測定結果を表に示した（表14）。また、実験結果の平均を取りグラフで表した(グラフ8)。柔軟剤を続けて使用すると押し出された長さが少し短くなった。このことから、洗剤処理を途中で行うことでタオルが柔らかくなった。
表14　洗濯方法に対する、押し出された長さの関係
(iv)
最大摩擦力の実験によるタオル３枚分の測定結果を表に示した（表15)。なお、表の値は１つのタオルにつき3回測定し平均を取った値を示している。また、実験結果の平均を取りグラフで表した（グラフ9)。洗剤処理を途中で行うことで最大摩擦力が良くなったものと悪くなったものがあった。このことから、一貫した傾向は見られなかった。
(N) ◎実験③の結果　まとめ洗剤処理を挟むことによって吸水性のみが良くなり、その他の観点ではあまり変化がなかった。
5.考察・結論
実験①より、吸水性と柔軟性は相反するものであり、柔軟剤を用いて吸水性と弾力性・摩擦の両方を保つのは難しいのではないかと考えられる。実験②・③の結果から、洗濯回数を重ねるたびにタオルの表面に界面活性剤が残り、洗剤処理を行うことでタオルに付着した界面活性剤を減らせるということがわかった。吸水性の低下を防ぐためには、柔軟剤を使用する場合と使用しない場合で交互に洗濯すべきである。
6.今後の保育
今回の実験では綿100％のタオルを使用したので、他の素材のタオルを用いて実験する。
7.参考文献
*1  花王株式会社HP  柔軟仕上げ剤の成分と働きは？   https://www.kao.com/jp/ *2 矢中睦美.各種柔軟剂処理による布の剛軟性、摩擦特性、表面粗さ、吸水性、吸湿性および風合いの変化の比較.文化学園大学紀要服装学・造形学研究. 2012 *3　日本工業規格　繊維製品の吸水性試験方法　https://kikakurui.com/l/L1907-2010-01.html *4 日本工業規格一般不織布試験方法 https://kikakurui.com/l/L1913-2010-01.html