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目次 理論編タイトル
石けんとその製造方法
界面活性剤の作用と洗浄のメカニズム
助剤について
硬水と軟水
石けんカスと酸性石けん
脂肪酸組成と石けんの性質

硬水と軟水

井戸水や水道水などの生活用水は、純粋な水ではなく、いろいろな不純物を含んでいて、それによって洗浄効果に影響する場合もあります。

特に、カルシウムイオン(Ca2+)、マグネシウムイオン(Mg2+)は量的にも多く石けんのはたらきに大きな影響があります。

■ 硬度とは

水の中に含まれるカルシウムとマグネシウムの量を硬度と言います。単位はdH(ドイツ硬度)またはppm(アメリカ硬度)で表します。アメリカ硬度は、水1L中に含まれるカルシウムとマグネシウムの量を、炭酸カルシウム(CaCO)の濃度に換算した重量(mg:ミリグラム)です。ドイツ硬度は、水100mL中の酸化カルシウム(CaO)の重量(mg)に換算したものです。ドイツ硬度とアメリカ硬度の関係は 1dH=17.8ppmで表されます。

硬度の低い水を軟水、高い水を硬水と呼びます。(表参照)日本では、生活用水の80%が、80ppm以下の軟水ですが、地域によっては硬水を生活用水にしているところもあります。

参考:中西ら、「被服整理学」朝倉書店 1990

 
表:水の硬度 日本の生活用水の硬度分布
硬  度 ppm
きわめて軟水 0〜 40
軟   水 40〜80
や や 軟 水 80〜120
や や 硬 水 120〜180
硬   水 180〜300
きわめて硬水 300以上
出典:辻薦著「洗浄と洗剤」
地人書館 1992
「被服整理学」朝倉書店 1990
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■ 金属石けん

石けんとカルシウムイオンは、次のように反応します。(マグネシウムも同様です。)

 2RCOONa + Ca2+ ―→ (RCOO)Ca + 2Na
   石けん(水に溶ける)      カルシウム石けん(水に溶けない)

カルシウム石けんやマグネシウム石けんのような、水に溶けない、脂肪酸の金属塩は、金属石けんと呼ばれています。この反応によって、石けんの洗浄力が落ちるばかりでなく、金属石けんが衣類などに付着して汚れる原因にもなります。

■ 硬水の軟化法

水中の硬度成分(Ca2+、Mg2+)のうち、炭酸水素塩は、煮沸すると

 Ca(HCO  ―→  CaCO↓ + CO +H
 炭酸水素カルシウム   炭酸カルシウム

の反応で沈殿するため、除くことができます。炭酸水素塩として含まれる硬度を一時硬度とよび、煮沸によって除去できない、塩化物や硫酸塩として含まれる硬度を永久硬度と呼びます。

 硬水の軟化法には、上記の煮沸法(一時硬度のみ)の他に、アルカリ法(水酸化ナトリウムまたは炭酸ナトリウムを用いる)、イオン封鎖法(エデト酸塩などの金属イオン封鎖剤を用いる)、イオン交換法(イオン交換樹脂を用いる)などがあります。

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