石けんの水分量：苛性ソーダ濃度、水分カット、マスターバッチ

水は鹸化には加わりません。苛性ソーダを溶かして油脂に届くようにし、その大部分は熟成中に石けんから抜けていきます。Kevin Dunnが指摘したように、だから「水分カット」には、差し引く元になる量がありません。苛性ソーダには、ある油脂の組み合わせに対して化学的に正しい量がありますが、水にはないのです。その代わりに水にあるのは、影響です。生地がトレースになる速さ、翌日のローフの硬さ、石けんの熟成にかかる時間、縮む度合いが変わります。このガイドでは、こうした影響、水をどこまで減らせるかという物理的な限界、そしてマスターバッチについて説明します。

一つの水の量、三通りの書き方

作り手は水の量を三通りで書きますが、どれも同じグラム数を表しています。

• 油脂量に対する水分率：油脂1000 gで38%なら、水380 gです。
• 苛性ソーダ濃度：苛性ソーダ水溶液に占める苛性ソーダの割合で、苛性ソーダ ÷（苛性ソーダ＋水）です。33%の水溶液なら、水溶液100 gごとに苛性ソーダ33 gが含まれます。
• 水と苛性ソーダの比：2 : 1なら、苛性ソーダの重さの二倍の水です。

濃度と比はそのまま換算できます。どちらも苛性ソーダだけにかかわる量だからです。r : 1の比は、100 ÷（1 + r）%の濃度です。油脂量に対する割合は、レシピがないと決まりません。油脂が必要とする苛性ソーダの量によって変わるからです。オリーブオイル40%、ココナッツオイル30%、パーム油30%の油脂1000 gをスーパーファット5%で作る場合、計算ツールは水酸化ナトリウム144.1 gを求め、33%の水溶液なら水292.6 gになります。これは油脂の29.3%で、比は2.03 : 1です。計算ツールは、どれを入力しても三つを並べて表示します。

最後の列は、オリーブオイル40%、ココナッツオイル30%、パーム油30%の油脂1000 gをスーパーファット5%で作った場合（水酸化ナトリウム144.1 g）で、当サイトの計算ツールによる値です。

300 g · 3.00 : 1遅い。ソーダアッシュや縮みが出やすい28%257 g · 2.57 : 130%233 g · 2.33 : 133%203 g · 2.03 : 1初期設定。普段使いの標準的な中間35%186 g · 1.86 : 140%150 g · 1.50 : 1水分カット：トレースが早い45%122 g · 1.22 : 150%100 g · 1.00 : 1マスターバッチ。12 °C未満で結晶化以前の初期設定である油脂量の38%の水は、苛性ソーダが油脂の14%となる一般的なレシピでは、濃度約27%の水溶液になります。

濃度で管理するほうがよい理由

油脂量に対する水分率は、レシピによってずれていきます。昔の初期設定だった油脂の38%は、スーパーファットをすべて5%として、オリーブオイルだけの石けんでは25.3%、40/30/30の石けんでは27.5%、ココナッツオイルだけの石けんでは31.4%の苛性ソーダ水溶液になります。ココナッツオイルはオリーブオイルより約35%多くの苛性ソーダを必要とするのに、それが同じ380 gの水に溶けるからです。濃度は苛性ソーダが実際に何に溶けているかを表すので、33%ならどのレシピでもほぼ同じようにふるまいます。

こうした慣習には歴史があります。Dunnは四冊の本を調べました。Ann Bramsonの1972年のレシピは25〜27%、Susan Cavitchの1997年のレシピはほとんどがちょうど27%、Robert McDanielの2000年のレシピは33〜38%、Anne Watsonの2007年版は30〜37%で、平均33%です。Dunnは、計算ツールが持つ「標準の水の量」という考えは、初期の本の26〜27%から来たのではないかとしています。Cavitchのそれより前のNatural Soap Book（1995年）もこの傾向に合います。彼女の石けんは油脂約8 lbに水3 lbで、油脂の約37.5%にあたり、基本の石けんではおよそ26%の水溶液になります。油脂の38%という「フルウォーター」の初期設定は、典型的なレシピでは同じあたりに落ち着き、石けん作りの世界の習慣になっています。当サイトの計算ツールは33%から始めます。

「水分カット」は、ふつう計算ツールの初期設定より何パーセントか少ない水を使うことを意味し、そのためあいまいです。油脂の38%から10%減らすと油脂の34.2%で、これは40/30/30の石けんでは29.6%の水溶液ですが、ほかのレシピではそれぞれ違う値になります。レシピを人に伝えるときは、濃度で示してください。

水が多いとき、少ないときに起こること

最もはっきりした証拠は、DunnがHandcrafted Soapmakers Guildのために行った2008年の研究です。彼は水の量だけを変えて、同じ石けんを三通り、苛性ソーダ濃度50%、33.3%、25%で作りました。パーム油、ココナッツオイル、オリーブオイルの石けんと、四種類の油脂のブレンドです。生地はボトルに入れて振って混ぜ、どの石けんも鹸化を終わらせるために60 °C（140 °F）で四時間保ちました。そして水分、硬さ、遊離アルカリを60日間追跡しました。

トレースと分離

水が少ないほど早くトレースになりました。これはWatsonとFaiolaが石けん作りの経験から報告していることと一致します。水分カットをすると作業時間が短くなるので、凝ったスワールや、トレースを速めることで知られる香料には、水を多めにするのが普通です。最初の一分でとろみがつき、その後分離する生地は、別の現象である偽トレースです。Watsonは、生地が作業温度より冷えて、溶けていた油脂が固まり始めることが原因だとしていて、苛性ソーダ水溶液の濃さが原因ではありません。

水を増やすことには、安全にかかわる限界があります。Dunnの実験条件では、オリーブオイルだけの石けんは33.3%と25%ではトレースにならず、それでも型に入れると分離しました。チョークのような、苛性ソーダ過多の層が底に沈み、鹸化されなかった油脂が上に浮いたのです。オリーブオイルが39%を占める四種類の油脂のブレンドも、25%ではっきりと分離しました。スティックブレンダーを使えば、彼がボトルを振ったときよりも早くオリーブオイルはトレースになりますが、教訓は変わりません。トレースの遅い、オリーブオイルの多いレシピこそ、水が多いと、一部が石けんで一部が苛性ソーダという石けんになりかねないのです。

硬さ、熟成、縮み

水の少ない石けんは、硬く乾いた状態で型から出ました。型出しの時点で、パーム油の石けんの水分は、50%、33.3%、25%でそれぞれ111‰、200‰、273‰（千分率）でした。水の多い二つのパーム油の石けんが、水の少ない石けんの最初の水分まで乾くのに14日と31日かかり、ココナッツオイルの石けんでは25日と46日かかりました。パーム油から得たDunnの目安は、水を一段階減らすごとに熟成が約二週間短くなるというものです。その差は時間とともに縮まります。60日後には三つのパーム油の石けんはどれもとても硬くなっていましたが、水の多いココナッツオイルの石けんはまだはっきりと柔らかく、Dunnの結論は、水の少ない石けんも多い石けんも最終的には同じ硬さに向かうというものでした。水が少ないほど、そこに早く着くのです。

水が抜けることは重さが減ることで、これが、水の多い石けんで作り手が目にする縮みやゆがみです。Dunnの水分の数値から計算すると、最も水の多いパーム油の石けんは60日間で重さの約五分の一を失い、最も水の少ない石けんは約6%を失いました。

24時間後の石けんが硬いことは、Dunnが指摘するように個別型で役立ちます。Faiolaは、なかなか外れないシリコン型から石けんを出す方法として、乳酸ナトリウムや冷凍と並んで、5〜15%の水分カットを挙げています。

ソーダアッシュ、グリセリンリバー、固まらない石けん

ソーダアッシュは、表面の未反応の苛性ソーダが空気中の二酸化炭素と出合うところにでき、Faiolaが挙げるソーダアッシュを減らす方法には、水を5〜10%減らすことが含まれています。グリセリンリバーは、色をつけた石けんに現れる半透明の筋で、石けんが高温になることで生じ、二酸化チタンや酸化物顔料が入っていると最も目立ちます。Soap Queenは、水が多いと起こりやすくなると付け加えています。水の多いバッチは柔らかい期間も長くなります。Dunnの最も水の多いココナッツオイルの石けんは、水の少ない石けんが型出しの時点で持っていた硬さに達するまで52日かかりました。それぞれについてはソーダアッシュ、グリセリンリバー、軟らかい石けんのガイドで詳しく説明し、水によってローフの温まり方やジェル化の仕方がどう変わるかはジェル化のガイドで扱っています。

Dunnの2008年の研究、Watson、Faiola、Soap Queenからまとめたもの。最後の行は、石けんは最終的に同じところに落ち着くというDunnの結論です。

水はどこまで減らせるか

下限を決めるのは、水がどれだけの苛性ソーダを溶かしておけるかです。水酸化ナトリウムは20 °Cで重量比約52%で飽和し、これは水100 gに108 gです（国際化学物質安全性カードでは100 mLあたり109 g）。それより水が少ないと苛性ソーダの一部が溶けず、固体の苛性ソーダを生地に混ぜると、石けんの中に腐食性の粒が残ります。計算ツールは、苛性ソーダを固体で量るときは必ずこれを確認し、苛性ソーダと一緒に入れる水が苛性ソーダの重さを1.08で割った値より少ないと、危険の警告を表示します。40/30/30の石けんの水酸化ナトリウム144.1 gなら、最低限必要な水は133.4 gで、比は約0.93 : 1です。

実際には、下限は重さで1 : 1の50%水溶液で、それでもぎりぎりです。OxyChemのハンドブックは50%の苛性ソーダ水溶液が結晶し始める温度を12 °C（54 °F）とし、Dowのハンドブックは約15 °C（60 °F）としています。50%の水溶液は、暖かい部屋なら問題ありませんが、寒いガレージでは問題になります。

苛性ソーダは1.5倍未満の水には溶けない、と書かれているのを目にするかもしれません。実際には溶けます。1.5 : 1は40%の水溶液で、室温で水が溶かせる量の範囲に十分収まっています。入門書のレシピを水2.5倍（28.6%の水溶液）で組んでいるLetcavageとBuckは、下限を2倍とし、「そうしないと石けんの中に溶けていない苛性ソーダのかたまりが残るおそれがある」（“or you may end up with undissolved pockets of lye in your soap”）としています。どちらの下限も慎重な値です。20 °Cでは、水は自分の重さ以上の苛性ソーダを溶かします。Dunnは50%で問題のない石けんを作り、水の少ない石けんに危険な点は見つからなかったとして、作り手は小さなバッチでその濃度まで試してもよいとしています。ただし、そこまで濃くするとトレースは非常に速くなります。彼が調べたレシピはすべて25〜38%の間にあり、当サイトの計算ツールは40%を超える水溶液を「濃い」、25%未満を「薄い」と表示します。

濃い水溶液は、作るときの温度も高くなります。水酸化ナトリウムが溶けると熱が出て、それを吸収する水が少ないほど、水溶液の温度は高く上がります。苛性ソーダ水溶液の温度の数値は石けん作りと熱のガイドで示しています。実際的な決まりとしては、濃い苛性ソーダ水溶液を作るときは、耐熱容器の中で、かき混ぜながら苛性ソーダを少しずつ加えてください。

マスターバッチ

マスターバッチとは、あらかじめ決まった濃度、多くは50%で溶かしておいた苛性ソーダで、同じ重さの水酸化ナトリウムと精製水で作ります。作りたての水溶液が冷めるのを待つ必要がなく、固体の苛性ソーダの容器を開ける回数もずっと少なくなります。Dunnは、水についての研究の石けんをすべて、一つの50%の作り置きから作りました。

石けん自体は変わりません。計算ツールはこれまでどおりレシピの苛性ソーダと水を求め、それを分けます。量るマスターバッチは苛性ソーダ ÷（濃度 ÷ 100）で、追加する水は、レシピの水から水溶液にすでに含まれる水を引いたものです。40/30/30の石けんを33%の水溶液で作るなら、50%のマスターバッチ288.2 g（水酸化ナトリウム144.1 gと水144.1 gを含む）に、追加の水148.5 gです。「苛性ソーダ」の欄で「苛性ソーダの量り方」をマスターバッチにし、濃度を入力すると、レシピに水溶液と追加の水が表示されます。作り置きの濃度がレシピ自体の濃度より低い場合は、計算ツールがそのことを表示します。追加の水をどれだけ加減しても直せないからです。苛性ソーダと苛性カリの併用では、マスターバッチに水酸化ナトリウムが入り、水酸化カリウムは固体のまま量ります。

冷えすぎた状態で保管した50%のマスターバッチ。結晶の上の液体はもう50%ではないので、温めて完全に溶かし直すまで量ることはできません。

水以外の液体

ミルク、ビール、コーヒー、お茶、ジュースは、水の一部またはすべての代わりに使えます。計算ツールはそれらに含まれる水を数えるので、水分が約88%の牛乳なら、100 gあたり88 gがレシピの水になり、まだ必要な水だけを表示します。牛乳の脂肪も、追加のスーパーファットとして数えます。40/30/30の石けんの水をすべて牛乳332 gに替え、そこに苛性ソーダを溶かすと、実質スーパーファットは5%から約6%に上がります。当サイトのヤギミルク、オーツ麦、はちみつの石けんはこの方法で作り、苛性ソーダでミルクが焦げないよう、ミルクを凍らせてキューブにしています。

液体をいつ入れるかは、どれだけ入れるかと同じくらい重要です。苛性ソーダは一緒に入れた液体にしか溶けないので、トレースまで取っておいた液体があると、苛性ソーダ水溶液はレシピの濃度より濃くなります。40/30/30の石けんの水の半分を、トレースで加えるミルクに替えると、苛性ソーダは水146.3 gに溶けることになり、49.6%の水溶液になります。計算ツールは、高温で濃い溶液になると警告します。液体をすべて後に取っておくと、苛性ソーダがまったく溶けないと警告します。当サイトのバターミルクとはちみつの石けんは、液体の約40%をバターミルクとして意図的に後に取っておくので、苛性ソーダは、レシピ全体で見た27%より濃い水溶液で始まります。Anne-Marie FaiolaのPure Soapmakingも、いくつかのレシピで同じことをしています。液体の合計は油脂の重さの約三分の一のままで、その半分を、温めたミルク、いれたお茶、ピューレとしてライトトレースで加えます。彼女のバターミルクの石けんでは、苛性ソーダは約45%の水溶液になります。彼女が指摘するとおり、これは水分カットではありません。最終的には同じ量の水が入るので、硬い石けんや早い熟成といった水分カットの利点は得られません。

焦げたミルクから泡立つビールまで、それぞれの液体が苛性ソーダと出合ったときにどうふるまうかは、石けんに使う液体のガイドとミルク石けんのガイドで説明しています。

濃度の選び方

まずは33%から始めてください。初心者でも扱えるペースでトレースになり、ほどよい期間で熟成します。デザインに時間が必要なときや、トレースを速めることで知られる香料を使うときは、28〜30%に近づけます。ただし、レシピの大部分がオリーブオイルなら別です。当サイトのオリーブオイル多めのバスティール石けんは逆に35%まで上げて、柔らかい石けんが固まりやすいようにしています。個別型から硬い状態で型出ししたい、ソーダアッシュを減らしたい、熟成期間を短くしたいときは、トレースが速くなることを受け入れて35〜40%に近づけます。どれを選ぶにしても、濃度として書き留め、グラムへの換算は計算ツールに任せてください。