Analysis and scientific verification of of infomation about natural cleaning

• Project/Area Number: 17H01953
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Clothing life/Dwelling life
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 大矢 勝 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (70169077)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000); Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2018: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2017: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: アルカリ洗浄 / 酸洗浄 / 界面活性 / 消費者情報 / クエン酸 / ビール / 天然界面活性物質 / 確率密度関数法 / 人間生活環境 / 分析科学 / 洗浄 / 米のとぎ汁 / 水垢 / 炭酸カルシウム / 確率密度関数 / 米ぬか / アルコール飲料 / アルキルベンゼン / 画像解析

Outline of Annual Research Achievements

令和元年度は、クエン酸によるカルシウム系汚れの洗浄に関する消費者情報の実験的検証とビールを活用するナチュラルクリーニングに関する消費者情報の分析と実験的検証に関する研究成果を論文として発表するとともに、鉄さび汚れに対する酸型洗浄剤による洗浄性、米のとぎ汁やゆで汁等の洗浄性、および確率密度関数法による洗浄力解析に関する実験研究を行い、学会年会等で発表した。
クエン酸に関する論文では、クエン酸とカルシウム塩がどのように反応するのかを検証し、まずはカルシウム塩が溶解した後、炭酸塩として再び沈殿しはじめ、その後12時間程度経過するとクエン酸イオンと炭酸イオンが交換する形で反応が進むことを明らかにした。また一般の消費者情報の中では再沈澱に関する記述が少ないことが分かった。ビールによる洗浄に関する論文では、実験研究でアルコールとタンパク質の相互作用で洗浄力が得られることが分かったが、消費者情報ではビタミンを原因とするものが多く問題点が明らかになった。
実験研究では洗浄実験用の均一な酸化鉄汚染試料の調製法の確立したほか、米のとぎ汁に含まれる界面活性がサポニンによることを明らかにした。また、確率密度関数法によりタンパク質の洗浄挙動を明らかにする手法を確立することができた。また、消費者情報学的な視点から、酸・塩基による洗浄において、一般の消費者レベルで流通している誤情報を訂正するための、新たな説明ロジックの原案を作成した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

クエン酸などの有機酸による水垢汚れや鉄さび汚れの除去、および天然界面活性物質による油汚れの除去に着目して、その洗浄メカニズムを明らかにするとともに、関連する消費者情報の検証を行った。その結果、クエン酸とカルシウム塩がどのように反応するのかについて、まずはカルシウム塩が溶解した後、炭酸塩として再び沈殿しはじめ、その後12時間程度経過するとクエン酸イオンと炭酸イオンが交換する形で反応が進むことを実験的に明らかにするとともに、論文としてまとめて発表した。アルコール飲料（特にビール）による洗浄に関する研究を行い、アルコールとタンパク質の相互作用で洗浄力が得られることを実験的に明らかにするとともに論文としてまとめて発表した。また消費者情報学的観点からビール洗浄におけるビタミン説の問題や、クエン酸による洗浄時のカルシウムとの反応に関する注意喚起が少ない問題などを明らかにできた。
その他、洗浄メカニズム解析に有用な解析手法として確率密度関数法に着目し、その手法の確立を目指して研究を進めてきたが、論文にまとめる段階まで辿り着いた。

Strategy for Future Research Activity

各種ナチュラルクリーニングの中で以下の4つの視点からの研究をまとめて論文発表を目指す。
(1) 米のとぎ汁・麺類や野菜等のゆで汁による油汚れの洗浄：米のとぎ汁・麺類や野菜等のゆで汁の洗浄力に関する研究を完成し、論文としてまとめる。現時点ではサポニンが深く関与する可能性が見い出されている。
(2) 鉄さび汚れの洗浄試験に関する研究：各種有機酸による酸化鉄（Ⅲ）の洗浄性に関する論文としてまとめる。特に、シュウ酸やリン酸等の問題点を有する物質の代替品になり得る有機酸を探索する。
(3) 酸・塩基による洗浄に関する消費者情報学的な研究：「酸性汚れをアルカリで中和して除去」「アルカリ性汚れを酸で中和して除去」という説が洗浄分野で広く扱われているが、化学的にみれば誤情報と判断できる。しかし、その誤情報を修正するロジックが確立されていなかった。その部分を論文としてまとめることにチャレンジする。
(4) 確率密度関数法による洗浄力解析法を適用した応用的研究：確率密度関数法による洗浄解析は非常にナチュラルクリーニングの洗浄機構を明らかにするうえで非常に有効である。その基礎固めとしてタンパク質汚れや他の汚れの洗浄挙動を確率密度関数法により明らかにする研究を論文としてまとめる。

Research Products

• [Journal Article] Analysis of Consumer Information on the Natural Cleaning using Beer for a Cleaner and the Experimental Verification (2020)
  • Author(s): 坂本 ゆか、大熊 俊稀、大矢 勝
  • Journal Title: J. Jpn. Res. Assoc. Text. End-Uses Volume: 61 Issue: 1 Pages: 38-45
  • DOI: 10.11419/senshoshi.61.1_38
  • ISSN: 0037-2072, 1884-6599
• [Journal Article] 洗剤の基礎 (2020)
  • Author(s): 大矢 勝
  • Journal Title: 洗濯の科学 Volume: 65(1) Pages: 8-15
• [Journal Article] Experimental Verification of Consumer Information on Calcium Stain Removal with Citric Acid (2019)
  • Author(s): 駒津 順子、田母神 礼美、大矢 勝
  • Journal Title: J. Home Econ. Jpn. Volume: 70 Issue: 10 Pages: 643-652
  • DOI: 10.11428/jhej.70.643
  • ISSN: 0913-5227, 1882-0352
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Relation between mechanism of soil removal from fabrics and a parameter derived from probability density functional method for washing force analysis (2018)
  • Author(s): Masaru Oya
  • Journal Title: Textile Research Journal Volume: 88 Pages: 0-0
  • DOI: 10.1177/0040517518790978
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transition of Information on Risk of Detergents in China from the 1950s to the 2000s (2018)
  • Author(s): 武藤 祐子、小林 政司、大矢 勝
  • Journal Title: J. Jpn. Res. Assoc. Text. End-Uses Volume: 59 Issue: 2 Pages: 123-130
  • DOI: 10.11419/senshoshi.59.2_123
  • NAID: 130006400710
  • ISSN: 0037-2072, 1884-6599
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Analysis of Cleaning Process for Several Kinds of Soil by Probability Density Functional Method (2018)
  • Author(s): Akihiro Fujimoto, Terumasa Tanaka and Masaru Oya
  • Journal Title: J. Oleo Sci. Volume: 66 Issue: 10 Pages: 1109-1120
  • DOI: 10.5650/jos.ess17043
  • NAID: 130006110008
  • ISSN: 1345-8957, 1347-3352
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Detergency of Oily Soil in Dilute Emulsion System of Surfactant / Higher Alcohol / Water (2017)
  • Author(s): 藤本 明弘、大矢 勝
  • Journal Title: J. Jpn. Res. Assoc. Text. End-Uses Volume: 58 Issue: 8 Pages: 678-685
  • DOI: 10.11419/senshoshi.58.8_678
  • NAID: 130006003815
  • ISSN: 0037-2072, 1884-6599
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ビールを用いたナチュラルクリーニングに関する消費者情報の検証 (2019)
  • Author(s): 坂本ゆか, 大熊俊稀, 大矢勝
  • Organizer: 家政学会年次大会
• [Presentation] クエン酸を用いた水垢除去に関する消費者情報の検証 (2019)
  • Author(s): 駒津順子, 田母神礼美, 大矢勝
  • Organizer: 家政学会年次大会
• [Presentation] Identification of synergistic effect, additive effect, or offsetting effect between different washing condition parameters using probability density functional method (2019)
  • Author(s): Masaru Oya
  • Organizer: 11th World Surfactant Congress and Business Convention, CESIO 2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 米のとぎ汁の界面活性と洗浄力 (2019)
  • Author(s): 坂本ゆか, 大矢勝
  • Organizer: 繊維製品消費科学会年次大会
• [Presentation] 確率密度関数法による洗浄解析の速度論的意味付け (2019)
  • Author(s): 宮本かれん, 大矢勝
  • Organizer: 繊維製品消費科学会年次大会
• [Presentation] Experimental Verification of Consumer Information on Calcium Stain Removal with Citric Acid (2019)
  • Author(s): Junko Komatsu, Remi Tamogami, Masaru Oya
  • Organizer: Comfort and Smart Textile International Symposium 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Analysis of the Effect of Enzyme and Oxygen Bleach on the Cleanability of Protein Soils by Using Probability Density Functional Method (2019)
  • Author(s): Naoaki Fujimura, Masaru Oya
  • Organizer: Comfort and Smart Textile International Symposium 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Kinetics Meaning of Cleaning Analysis with Probability Density Functional Method (2019)
  • Author(s): Karen Miyamoto, Masaru Oya
  • Organizer: Comfort and Smart Textile International Symposium 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Evaluation of Consumer Information on Natural Cleaning Using Natural Surfactants (2019)
  • Author(s): Yuka Sakamoto, Toshiki Okuma, Masaru Oya
  • Organizer: Comfort and Smart Textile International Symposium 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ナチュラルクリーニングの分類体系と情報学的及び実験的検証 (2019)
  • Author(s): 大矢勝, 駒津順子, 坂本ゆか, 築澤徹, 中村竜也
  • Organizer: 第51回 洗浄に関するシンポジウム
• [Presentation] 確率密度関数法による洗浄における相乗作用の判定 (2019)
  • Author(s): 谷口庸介, 大矢勝
  • Organizer: 第51回 洗浄に関するシンポジウム
• [Presentation] 金属汚れの酸型洗浄剤の開発 (2019)
  • Author(s): 築澤徹, 大矢勝
  • Organizer: 室内環境学会学術大会
• [Presentation] ナチュラルクリーニングの洗浄性－天然界面活性物質に着目－ (2019)
  • Author(s): 中村竜也, 大矢勝
  • Organizer: 室内環境学会学術大会
• [Presentation] 確率密度関数法によるタンパク質洗浄における酵素処理効果の分析 (2018)
  • Author(s): 大矢勝
  • Organizer: 日本家政学会年次大会
• [Presentation] Cleaning Liquid of Dilute Emulsion Systemcontaining Fatty Alcohol for Removing Non-Polar Oil from Fabrics (2018)
  • Author(s): Masaki Tanaka, Masaru Oya
  • Organizer: The Fiber Society’s Spring 2018 Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] New Method for Estimating Synergic Effect or Offsetting Effect in Removal Process of Soils and Dyes from Fabrics (2018)
  • Author(s): Yosuke Taniguchi, Masaru Oya
  • Organizer: The Fiber Society’s Spring 2018 Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 確率密度関数法における洗浄力の加算則の可能性 (2018)
  • Author(s): 谷口庸介, 大矢勝
  • Organizer: 繊維製品消費科学会年次大会
• [Presentation] 無極性油汚れの新規洗浄性評価方法の開発 (2018)
  • Author(s): 田中将貴, 大矢勝
  • Organizer: 繊維製品消費科学会年次大会
• [Presentation] 油脂・石けん・金属石けんの混合汚れの分析法 (2018)
  • Author(s): 飯田絵里沙, 大矢勝
  • Organizer: 繊維製品消費科学会年次大会
• [Presentation] 油性汚れに対するアルコール飲料洗浄の有効性の検証 (2018)
  • Author(s): 大熊俊稀, 大矢勝
  • Organizer: 繊維製品消費科学会年次大会
• [Presentation] 高級アルコール系希薄エマルションシステムによる油性汚れの洗浄性 (2018)
  • Author(s): 大矢勝
  • Organizer: 繊維製品消費科学会年次大会
• [Presentation] 無極性汚れの洗浄試験に適してトレーサーの探索 (2018)
  • Author(s): 田中将貴, 大矢勝
  • Organizer: 第50回洗浄に関するシンポジウム記念大会
• [Presentation] 確率密度関数法による洗浄における相乗作用の判定 (2018)
  • Author(s): 谷口庸介, 大矢勝
  • Organizer: 第50回洗浄に関するシンポジウム記念大会
• [Presentation] ナチュラルクリーニングの洗浄性に関する研究 (2018)
  • Author(s): 大熊俊稀, 大矢勝
  • Organizer: 第50回洗浄に関するシンポジウム記念大会
• [Presentation] バスルームに付着する汚れの分析 (2018)
  • Author(s): 飯田恵里沙, 野間真二郎, 松本唯, 大矢勝
  • Organizer: 第50回洗浄に関するシンポジウム記念大会
• [Presentation] 浴室汚れの分析と類型化 (2018)
  • Author(s): 飯田恵里沙, 松本唯, 野間真二郎, 大矢勝
  • Organizer: 第57回日本油化学会年会
• [Presentation] Ca系水垢汚れの酸洗浄における除去性低下要因 (2018)
  • Author(s): 田母神礼美, 大矢勝
  • Organizer: 室内環境学会学術大会
• [Presentation] 確率密度関数法による洗浄力の加算則の検証 (2017)
  • Author(s): 大矢勝, 藤本明弘
  • Organizer: 第49回 洗浄に関するシンポジウム
• [Presentation] 確率密度関数法による汚れ除去メカニズムの解析 (2017)
  • Author(s): 藤本明弘, 大矢勝
  • Organizer: 第49回 洗浄に関するシンポジウム
• [Presentation] 酸型洗浄剤による金属よごれの除去メカニズム (2017)
  • Author(s): 田母神礼美, 大矢勝
  • Organizer: 第49回 洗浄に関するシンポジウム
• [Presentation] バッチ式すすぎ過程におけるマイクロバブル水による界面活性剤の除去効果 (2017)
  • Author(s): 恒川弥子, 藤本明弘, 大矢勝
  • Organizer: 第49回 洗浄に関するシンポジウム
• [Presentation] Additive Law of Removal Efficiency in Detergency Analysis with Provability Density (2017)
  • Author(s): Masaru Oya, Akihiro Fujimoto
  • Organizer: The Asian Conference on Oleo Science 2017
• [Presentation] The Effect of the Physicochemical Foam Characteristics on the Foam Feeling (2017)
  • Author(s): Shiori Arima, Masaru Oya
  • Organizer: The Asian Conference on Oleo Science 2017
• [Presentation] Analysis of Oily Soil Removal Mechanism of Fatty Alcohol Based Emulsion Systems (2017)
  • Author(s): Noriyuki Hanawa, Akihiro Fujimoto, Masaru Oya
  • Organizer: The Asian Conference on Oleo Science 2017
• [Presentation] Characterization of Commercial Laundry Detergent by Probability Density Function Method (2017)
  • Author(s): Akihiro Fujimoto, Masaru Oya
  • Organizer: The Asian Conference on Oleo Science 2017
• [Presentation] Analysis of Removal Effect and the Mechanism of several kinds of Soils from Fabric Substrate using Probability Density Function Method (2017)
  • Author(s): Masaru Oya, Akihiro Fujimoto
  • Organizer: 14th Asian Textile Conference
• [Presentation] Detergency of six kinds of soils with commercial laundry detergent by probability density function method (2017)
  • Author(s): Akihiro Fujimoto, Masaru Oya
  • Organizer: 14th Asian Textile Conference
• [Presentation] 確率密度関数法による油性汚れの除去メカニズムの判別 (2017)
  • Author(s): 大矢勝, 藤本明弘
  • Organizer: 繊維製品消費科学会年次大会
• [Presentation] 確率密度関数法による市販洗剤の性能分類 (2017)
  • Author(s): 藤本明弘, 大矢勝
  • Organizer: 繊維製品消費科学会年次大会
• [Presentation] 無機系シミの除去用薬液調製のための最適化手法 (2017)
  • Author(s): 田母神礼美, 大矢勝
  • Organizer: 繊維製品消費科学会年次大会
• [Presentation] ファインバブルの洗浄利用等に関する消費者情報の分析 (2017)
  • Author(s): 恒川弥子, 大矢勝
  • Organizer: 繊維製品消費科学会年次大会
• [Presentation] ナチュラルクリーニング素材としての米糠の洗浄力と実用性の評価 (2017)
  • Author(s): 大熊俊稀, 大矢勝
  • Organizer: 繊維製品消費科学会年次大会
• [Presentation] A new method for analyzing soil removal process as a transition in the distribution of soil adhesion force (2017)
  • Author(s): Masaru Oya, Akihiro Fujimoto
  • Organizer: International Detergency Conference