石けんの脂肪酸手作り石けんの作り方

石けんについて

石けんの歴史石けんの製造方法各製造方法による特徴総脂肪物質 (TFM)市販のよい石鹸の選び方（旧 ひよこノート）

^※1脂肪酸に^※2アルカリを加えて化学反応させてできた^※3界面活性剤のことです。

• ※1 脂肪酸…油脂。ラウリン酸・ステアリン酸などの飽和脂肪酸やオレイン酸・リノール酸などの不飽和脂肪酸のこと。
• ※2 アルカリ…水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）や水酸化カリュウム（苛性カリ）
• ※3 界面活性剤…油と水を混ぜ合わせる働きのある物質（マヨネーズなどに利用されている乳化剤も同じ働きをしている）

脂肪酸 + 水酸化ナトリウム ＝ 脂肪酸ナトリュウム（固形石鹸）
脂肪酸 + 水酸化カリュウム ＝ 脂肪酸カリュウム（液体石鹸）
脂肪酸ナトリウムや脂肪酸カリウム以外の、界面活性剤は^※4合成界面活性剤です。

• ※4 合成界面活性剤…石油や天然素材（アミノ酸、タンパク質、コラーゲン）から化学的に作られた界面活性剤のこと。
  種類は非常に多く、2000～3000あるといわれている。
  脂肪酸ナトリウムや脂肪酸カリウムは２４時間で水と二酸化炭素になって簡単に分解する。
  それに対して、合成界面活性剤はほとんど分解しない。あるいは、分解に時間がかかる。
  本来なら皮膚に浸透しない物質まで吸収されるようになってしまう。

石鹸は動物性脂肪または植物油と苛性ソーダとの組み合わせです。
石鹸は水に溶けると、表面から汚れをはく離させます。
古くから石鹸は洗浄のためや皮膚のただれを治したり、髪を染めたりまた、膏薬や皮膚軟膏として用いられてきました。
しかし、現代では一般に洗浄剤や香料として使用します。

石鹸の正確な起源は不明ですが、ローマの出典によれば少なくとも紀元前600年に遡り、当時、フェニキア人が山羊の獣脂と木灰から石鹸を調合していました。
石鹸はまた、イギリスの古代の住人であるケルト人によっても作られていました。
石鹸は主に薬剤としてローマ帝国全域で広く使用されました。
洗剤としての石鹸への言及は、紀元2世紀まで現れません。
石鹸は、8世紀までにはフランス、イタリアおよびスペインで普及していましたが、ヨーロッパの残りの地域では、はるか後の17世紀まで滅多に使用されませんでした。

石鹸製造は12世紀の終わりごろにイギリスで始まりました。
石鹸製造者は生産するすべての石鹸に重い税金を払わなければなりませんでした。
収税吏は就業時間後の違法な石鹸製造を取り締まるために毎晩、石鹸製造鍋の蓋に鍵をかけました。
税金が高いため、石鹸は贅沢品であり、1853年に税金が廃止されるまで、イギリスでは一般的には使用されませんでした。
19世紀には石鹸はヨーロッパ全土で手頃な価格で普及しました。

初期の石鹸製造者は単に木灰と動物性脂肪の溶液を沸騰させていました。
泡状の物質は深鍋の上部に生じました。
それは、冷やすと固まって石鹸になりました。
1790年ごろ、フランスの石鹸製造者ニコラス・ルブラン（Nicolas Leblanc）は、一般的な食卓塩（塩化ナトリウム）から苛性ソーダ（水酸化ナトリウム）を抽出する方法を開発し、石鹸の木灰成分から切り替えました。
フランスの化学者ユージン-ミッシェル・シュブルール（Eugene-Michel Chevreul）は1823年に（英語で鹸化と呼ばれる）石鹸形成プロセスを具体的な化学用語で表しました。

鹸化において、化学的に中性である動物性脂肪は、脂肪酸に分割され、これがアルカリ炭酸塩と反応して石鹸を形成し、副産物としてグリセリンを残します。
石鹸は、19世紀末までには工業プロセスで製造されていましたが、アメリカ西部の開拓者などの田舎地域の人々は、家で石鹸を作り続けました。

石けんの製造には小規模生産者や石鹸愛好家が作るバッチプロセス法、また大規模な工業生産の連続法などがあります。
日本で販売されている大半の石けんは、輸入された連続法の石けん素地（ソープヌードル、ソープチップ）に保湿剤や香料などを混ぜて製品にします。

ヨーロッパでは石鹸の歴史は古く、伝統的な製法のアレッポ石鹸やキャスティール石鹸、マルセイユ石鹸など、欧米ではバッチプロセスが人気が高い。

○ バッチプロセス（Batch processes）

出来上がった石けんに保湿成分であるグリセリンが残るのはコールドプロセスとセミボイルドプロセス（炊き込み法）です。
これらの製法は簡単な方法なので、小さな規模の石鹸職人や石鹸愛好家によって、手作りの装飾的な石鹸が作られます。
ほとんどの石鹸メーカーはコールドプロセス法を好んで続けています。
バッチプロセスはシンプルな製法なので世界中の小規模石鹸工場で採用されています。

コールドプロセス製法では余分な水酸化物や多くの未反応の脂肪が含まれないように、鹸化チャートを使用してアルカリと油脂との比率を計算して正確な測定が必要です。
それはホットプロセスにも使用されるべきですが、フルボイルドホットプロセスには必要はありません。

歴史的に灰汁は雨水と灰から作られました。
石けん製造業者はそれに卵が浮くと灰汁液の準備ができたとみなしていました。
この手製の灰汁作りは予測不可能なもので、結局1800年代初期にイギリスの化学者サー・ハンフリー・デービー（Sir Humphry Davy）によって水酸化ナトリウムの発見につながりました。

• コールドプロセス（Cold process）（冷製法）
  

  油脂にアルカリを加え、塩析をしないで仕上げる。鹸化反応をほぼ室内で行います。
  
  「コールドプロセス」の手作り石鹸は工業的に作られた石鹸とは異なり、油分を残します。それは石鹸にアルカリ成分を残さないためです。
  この余分な油脂はオーバーファット＝過脂肪とよびます。
  過脂肪の石鹸はそうでないものより肌にとっては優しい物になりまが、多すぎると肌は「脂っぽい」と感じます。
  そして、グリセリンは保湿剤として残ります。 しかし、グリセリンは水分を引き寄せるため「ドロドロ」とした状態になり石鹸を柔らかくします。

  作り方手順 Open / Close

  1. コールドプロセス石鹸メーカーは、まず、油の仕様書でそれぞれの脂肪の鹸化値を調べます。
     仕様書には各油脂についての、正確な鹸化値を含む試験所の試験結果が記載されています。
     特定の油脂の鹸化値は、季節や試験品の種類によって異なります。
     この値は、石鹸を形成するために油脂と反応する水酸化ナトリウムの正確な量を計算するために使用されます。
     鹸化値は水酸化カリウム（液体石けん用）の数値なので、同等の水酸化ナトリウム（固形石けん用）の数値に換算しなければなりません。
     過剰な未反応のアルカリがあると非常に高いpHをもたらし、肌を刺激し炎症を起こさせることがあります。アルカリが不足すると石けんは脂っぽくなります。
     ほとんどの石鹸メーカーは、自己の油バッチと試験所の平均値の間の、鹸化値の未知の偏差を考慮して、アルカリ液を2-5%少なくしたレシピを作ります。
     
     
  2. アルカリ（苛性ソーダ）を精製水に溶解します。
     次に、油脂が室温で固体の場合、これを加熱して溶融します。
     油脂が液化し、アルカリが完全に水に溶けたら、これらを一緒にします。
     アルカリと油脂の2つの層（水と油）が乳化するまで、混ぜ合わせます。
     乳化は「トレース」によって、石けんが増粘したことは見て判断できます。
     多くのアマチュアの製作者はこのプロセスをスピードアップするためにブレンダーを使用します。
     トレースにはさまざまなレベルがあります。
     添加剤は、トレースにどのように影響するかに応じて、ライトトレース、ミディアムトレース、またはヘビートレースの段階で添加することができます。
     エッセンシャルオイルとフレグランスオイルは最初の油脂の中に添加することができます。
     植物、ハーブ、オートミールなどの固体添加物は通常、混合物が増粘し始めたライトトレースの段階で添加します。
     また、エモリエント効果のあるホホバオイルやシアバターなどもトレースの状態で追加します。それらは鹸化プロセスが十分に進められるとアルカリ液の影響を受けることはありません。
     
     
  3. 次に型に注ぎタオルや毛布で保温し、12-48時間鹸化をします。（ミルク石けんまたは、糖を追加したものは例外です）
     糖の存在は反応速度を速め、熱の生産を増やすので、そのような保温は必要はありません。
     この間、石鹸が「ジェル相」を経ることは正常です。このジェル相では、不透明な石鹸が数時間いくらか透明になり、その後再び不透明になります。
     
     
  4. 保温のあとの石けんは固まっているので型から取り出し、切り分けます。
     鹸化は本質的には完了しているので、この時点で石けんを使用しても安全です。しかし、コールドプロセス石けんは一般的に2-6週間、乾燥棚の上で熟成、硬化させます。
     この熟成期間中に残留した微量のアルカリを鹸化し、余分な水分は蒸発します。
     （この石鹸は12-48時間後に使用しても安全ですが、数週間おかないと良質のピークにはならない）
     
     
  5. 熟成期間中では石けんの外側の層の一部が空気の二酸化炭素と反応して炭酸ナトリウムとなり、薄いホコリのようなものをつくります。
     風や低温に晒されている場合、この反応は強くでます。

• セミボイルド または、ホットプロセス（Semiboiled or Hot process）（釜炊き/炊き込み法）
  

  油脂にアルカリを加えて加熱をし、塩析をしないで仕上げる。鹸化反応は沸点近くで行われます。
  
  この製法にはいくつかの方法があります。最も一般的なものはDHP（ダブルボイラープロセス）とCPHP（クロックポット ホットプロセス）です。

  • ⅰ.ダブルボイラープロセス（DHP…Double Boiler Hot Process）
  • ⅱ.クロックポットホットプロセス（CPHP…Crock Pot Hot Process）
  
  

  反応速度を上げるために加熱して、鹸化反応を促進し生産します。
  コールドプロセス石けんとは対照的にホットプロセスでは油脂を完全に鹸化してから型に注ぎます。
  「ホットプロセス」もグリセリンが残りますが、高温で行うので、石鹸を型に入れる前に釜のなかで鹸化が終わります。

  水酸化物と油脂を沸点の少し下の80-100度で鹸化が完了するまで一緒に加熱および混合します。
  現代の化学機器になる以前には石けん製造者はテイスティング（水酸化物の鋭い独特の味が、鹸化された後はなくなります）または、目視で判断していました。
  経験豊かな目には、ゲル段階と完全な鹸化がいつ生じたかわかります。
  初心者は、研究と講習によってこの情報を見つけることができます。
  しかし容易さのために石けんをティスティング（舐めて確かめる）することは、鹸化が不十分だと腐食性の高いナトリウムと水酸化カリウムがあり推奨しません。
  
  ホホバオイルやシアバターなどのエモリエント効果のあるオイルは最初の油が鹸化し、できた石鹸中で反応を起こしていない状態になった後に添加されることもあります。

  
  

• フルボイルドプロセス（Fully boiled process,kettle method）（釜炊き/塩析法）
  

  油脂にアルカリを加え加熱をして塩析し、何度も沸騰させて鹸化反応させグリセリンを回収します。
  
  フルボイルドホットプロセスの利点は、鹸化に必要な正確なアルカリ量が分からなくても良い事です。
  この方法は、水酸化アルカリの純度が信頼できなかった頃に始まりました。
  この方法では、木灰やカリ堆積物などの、天然に発見されるアルカリを使用することもできるからです。

  フルボイルドホットプロセスでは、油脂とアルカリの混合物は実際に沸騰させます（100度以上）
  鹸化が生じたあと、塩化ナトリウムを添加することによって溶液から「ニートソープ」を沈殿させ、余分な液体を排出させます。
  この余分な液体は、脂肪中の不純物と有色化合物の多くを一緒に運び去り、より純度が高く白い石鹸を残すとともに、すべてのグリセリンを除去します。
  次に、熱くて柔らかい石けんをポンプで型に注入します。
  消費された水酸化物溶液は、グリセリンの回収のために処理されます。

  
  

○ 工業生産

• 釜炊き法（塩析）（The Kettle Process）
  

  油脂にアルカリを加え加熱をして塩析し、何度も沸騰させて鹸化反応させてグリセリンを回収します。

  作り方手順 Open / Close

  1. 沸騰
     油脂とアルカリは数千ポンドも入るスチール製のタンク内で溶かされます。
     釜内の蒸気コイルは材料を熱して沸騰させます。
     沸騰後、油脂はアルカリと反応してドロドロとした塊になり、石けん成分とグリセリンになります。
     
  2. 塩析
     石けん成分とグリセリンを分離しないといけません。
     混合物は塩で処理され上部に石けん成分、底にはグリセリンが沈殿します。
     グリセリンは釜の底部から取り除かれます。
     
  3. 強力な変化
     油脂の少量の未鹸化物を除去するために、強力な苛性ソーダ溶液が釜に添加されます。
     工程におけるこの処理は「強力な変化」と呼ばれています。
     再び沸騰させると、油脂は最後には石鹸になります。
     更に塩析を施してもよいし、メーカーは次の工程に進んでもよい。
     
  4. ピッチング
     次のステップは「ピッチング」と呼ばれています。
     釜内の石鹸は追加された水で再び沸騰させます。
     石鹸成分は最終的に二層に分離します。
     約70%の石鹸と30%の水に分かれ、上層部は「ニートソープ」と呼ばれます。
     下層部は「甘水」といい、成分中の汚れや塩や不純物が含まれています。
     ニートソープは上層部から取り出されます。
     石鹸はその後、冷却されます。
     仕上げの処理は連続プロセスと同じです。

• 中和法（連続プロセス / 連続法 Continuous processe）
  

  油脂を脂肪酸とグリセリンに分離し、脂肪酸にアルカリを加えて塩析しないで作る。

  作り方手順 Open / Close

  1. 分解
     連続プロセスの最初のステップでは、天然の脂肪を脂肪酸とグリセリンに分解します。
     使用する装置は、バレルの直径を有する垂直のステンレス鋼製カラムで、加水分解器と呼ばれます。
     高さが80フィート（24 m）ほどあることがあります。
     カラムに取り付けられたポンプとメーターは、プロセスの正確な測定と制御を可能にします。
     溶融した脂肪はカラムの一方の端にポンプで注入され、他方の端では高温（266°F [130℃]）高圧の水が注入されます。
     これによって、脂肪は2つの成分に分解されます。
     脂肪と水がさらに注入されるのに応じて、脂肪酸とグリセリンはポンプで連続的に排出されます。
     次いで、脂肪酸は精製のために蒸留されます。
  2. 混合
     次に精製脂肪酸は正確な量のアルカリと混合されて石鹸を形成します。
     研磨剤や芳香剤などの他の成分も混合されます。
     この熱い液状の石鹸は、次に空気を取り込むためにホイップすることができます。
     
  3. 冷却および仕上げ
     この石鹸は、型に注ぎ、大きなスラブに硬化させることができます。
     特別な冷凍装置で冷却することもできます。
     スラブはバ―サイズの小片に切断され、刻印されて包装されます。
     分割から仕上げまでの連続プロセス全体は、数時間で完了できます。
  4. ミリング
     ほとんどの化粧石鹸は、ミリング（粉砕・混練）と呼ばれる追加処理を受けます。
     ミリングを受けたバーは、受けていない石鹸より泡立ちが良く、より細かい均一性を有します。
     冷却された石鹸は、これを押しつぶして混練する数組の重いローラー（ミル）を通って供給されます。
     香料は、この時に最もうまく取り込むことができます。
     香料の揮発性オイルは、冷たい混合物中では蒸発しないからです。
     石鹸は、ミルから出た後、スムーズシリンダーに圧入され、押し出されます。
     押し出された石鹸は、バーサイズに切断され、刻印されて包装されます。

• 副産物
  

  グリセリンは、石鹸製造の非常に有用な副産物です。
  これは、ハンドローション、薬品、およびダイナマイトなどの爆発物の主成分であるニトログリセリンを製造するために使用されます。

• エステル鹸化法
  

  油脂にメチルアルコールを反応させ、エステル交換によって脂肪酸メチルエステルをつくり、これをアルカリで鹸化する。

	※1中和法 / 大、中規模	鹸化塩析法 / 中、小規模	ホットプロセス製法（焚き込み法） / 小規模、家庭向き	コールドプロセス製法（冷製法 ）/ 小規模、家庭向き
長所	短時間で大量生産できる	純度が高い	グリセリンや不鹸化物が残る	グリセリンや不鹸化物が残る
短所	グリセリンや※2不鹸化物がなく、鹸化塩析法より変質しやすい	グリセリンや不鹸化物がほとんどない	加熱による油脂の劣化が早く、変質しやすい	※5溶けくずれしやすい
使用感	さっぱり	さっぱり	しっとり	しっとり
製造期間	4～5時間	10日前後	5日前後	1～2ヶ月
製品	市販の石けんの大半	市販の無添加石けん	液体石けん・廃油石鹸	手作り石鹸
備考	保湿効果を謳っているものは※3石鹸素地にグリセリンや香料を足している	※4塩析を繰り返すことで石けん成分が95％以上の純石鹸ができる。しかし、純度が高いほどグリセリンなどの保湿成分はなくなる	水酸化カリウム（苛性カリ）で作る石鹸は液状になり塩析ができません。液体石鹸はこの方法で作ることが多い	市販品にはない高級オイルを使うことができる。また肌の潤いや保護効果を高めるために※6オーバーファットに作ることができる

• ※1 中和法 ……… 油脂から脂肪酸とグリセリンを分離し、取り出した脂肪酸にアルカリ（水酸化ナトリウム=苛性ソーダ）を加えて石けんにする。副産物のグリセリンは化粧品や薬品などに使用する。
• ※2 不鹸化物 …… ビタミンやステロールといった身体に有用なもの。
• ※3 石鹸素地 …… 脂肪酸にアルカリを加えて製造した石けんの素。※1参照。殆どはマレーシアや中国などの海外から輸入されている。

• ※4 塩析 ………… 石けん成分に塩水を加え、グリセリンや不鹸化物を分離して取り除くこと。塩析を何度も繰り返して行うと純石けんになる。
• ※5 溶けくずれしやすい … グリセリンはお肌にとって有用な成分ですが、水分を引き寄せるため溶け崩れしやすい。
• ※6 オーバーファット …… 手作り石けんの最大の特徴。油脂を全部石けんにしないで10％前後残して石けんにします。そのため、石けんを使用した時に肌に油分が残り、潤いが保たれる。

総脂肪物質 TFM(Total fatty matter)

TFM（総脂肪物質）は、石けんの品質を記述する最も重要な特性の一つであり、商取引において常に指定されています。

TFMは、鉱酸（通常は塩酸）で分解した後にサンプルから分離することができる脂肪物質の総量（大部分は脂肪酸）として定義されます。

石けんの中に最も一般的に存在する脂肪酸は、オレイン酸、ステアリン酸およびパルミチン酸であり、純粋な乾燥したオレイン酸ナトリウムはTFM 92.8%ですが、中小規模の工場でソープタブレットを製造するために現在ますます使用されている最高品質のソープヌードルは、一般にTFM最低78%、水分最大14%の仕様で売買されています。

しかし、完成品の市販石けん、とりわけ洗たく石けんには、水分のほかに、コストを下げたり、特別な属性を与えたりするために使用される充填剤や、エモリエント、防腐剤などが含まれているため、TFMは50%ほどの低さであることもあります。
また、ふつう乾燥粉末である充填剤は、石けんをいっそう堅く、肌に対していっそう荒くし、水中で「どろどろ」にさせる傾向も強いため、低TFMは一般に堅さと低品質に結びつきます。

昔のヨーロッパおよび現在のいくつかの国では、TFM最低75%の石けんはGrade 1、最低65%はGrade 2、60%未満はgrade 3と呼ばれましたが、現在60%超76%未満はgrade1です。

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