洗浄機構に関わる流体力の検討-界面活性剤水溶液及びO/W型エマルションのレオロジー挙動-

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洗浄における汚れの除去機構を考える場合,洗液中の界面活性剤や洗浄補助剤による化学的作用とともに,外部から被洗物に与えられる物理的作用も非常に重要な要因を占めている.本研究は,物理的作用の一つである洗浄液の持つ流体力に着目したもので,界面活性剤水溶液を中心に,汚れ除去を効果的に行うためのより有効な流体力の作用を解明することを目的とした.特に今回は,水および各種界面活性剤水溶液といった洗浄前の溶液とともに,今回は特に汚れを含んだ洗浄後の溶液(O/Wエマルション)を対象として研究を進めた.試料として,昨年に引き続き,ノニオン系界面活性剤ポリオキシエチレンラウリルエーテル(AE)を用い,エチレンオキサイドのモル数が10(AE10)と23(AE23)の2種類を対象とし,それぞれ0.5w%の水溶液を調製した.汚れモデルとなる油性物質にはオレイン酸(OA)を用い,0.5w%AE水溶液に対して0.5w%,1.0w%,2.0w%の割合で添加した3種類のエマルション(o/w型)を調製した.エマルションの調製にはHomoMixerを用い,回転数1000-4000rpmで30秒ミキシングした.測定装置として,E型デジタル粘度計にコーンロータを装着して粘度,せん断速度,せん断応力を測定し,光学顕微鏡にデジタルカメラ,モニタを接続してエマルションの状態を観察し,さらに画像をコンピュータに取り込み,画像解析ソフトで油滴の面積,円相当径,面積率,個数などを算出し,分子量や親水基の大小がおよぼす影響を明らかにした.得られた結果は以下の通りである.1.調製したすべてのエマルションともせん断速度の増加とともにせん断応力が上昇し,直線関係が認められたことから,ニュートン流体の性質を有することが確認できた.2.界面活性剤水溶液の粘度は,測定温度20℃,30℃,40℃ともAE23がAE10より高く,分子量が大きいほど粘度の高い傾向が認められた.3.一方,エマルションの粘度は,HomoMixerの回転数1000rpm,2000rpm,3000rpm,4000rpmともAE10がAE23より高く,界面活性剤水溶液とは逆の結果を示した.これは,重量濃度で調製した今回のエマルションの場合,同一体積中に含まれる活性剤分子の数を比較すると,AE23より分子量の小さいAE10の方が多いと考えられ,乳化剤の多い分オイルドロップの粒子径も小さくなり,粘度も増加したと解釈できる.これに関しては,モル濃度で調製して分子数を統一するなどの検討が今後必要になると判断された.