こんにちは。風船使いたけむぅ～です。

以前のブログ（バルーンアート用の風船の正しい保管方法と作品を長持ちさせるコツ）に記載した内容の続編みたいなかんじですが、”口で膨らませた風船はしぼむのが早い”という話をたまに聞くのでそれについて調べてみました。

＜参考：https://chemeng.web.fc2.com/ice/pche08.html＞

目次

• ○  口で膨らませると萎みやすくなる理由
• ・２つの膨らませ方の違い
• ・”ガス透過係数”というものが関係しているらしい
• ・結論
• ○  補足事項について
• ・分子が大きいからといって萎むのが遅いわけではない
• ・もちろん気圧や劣化も関係してくる
• ・実験結果は参考ＵＲＬを参照してね
• ○  おわりに

口で膨らませると萎みやすくなる理由

私たちが風船を膨らませるとき、主にポンプを使って膨らませるか口でふいてふくらませるのか、そのどちらかで膨らませると思います。なぜ、口で膨らませると萎みやすくなるんでしょうか？

２つの膨らませ方の違い

二つの膨らませ方の違いは主に、
（１）気体の成分（２）湿度（３）温度　と大まかに言えばこんな感じです。

空気とは違い私たちの吐く息には”二酸化炭素”が多く含まれていますが、
この（１）気体の成分の違いがしぼむ速度に大きな影響を与えているようです。

”ガス透過係数”というものが関係しているらしい

そもそもでいくと、気圧の高い低いにかかわらず気体というのはほっといても”膜”の間を通り抜けたがるようなのです。”膜透過”というらしいです。そして、その”通り抜けやすさ”を数値化したものを”ガス透過係数”というらしいです。

主要なガスの天然ゴムのガス透過係数は次の通りです。

・水素 1.4
・ヘリウム 1.0
・酸素 0.8
・窒素 0.3
・二酸化炭素 5.1

そして、係数が大きい数字であればあるほど空気が抜けやすいそう。
例えば、二酸化炭素は酸素に対して5倍以上速くしぼむという事です。

結論

通常の空気の割合は、窒素78%、酸素21％、その他1％でできています。
しかし、私たちの吐く息は、窒素80%、酸素16%、二酸化炭素4％でできているそう。

つまり、
”めちゃくちゃしぼみやすい二酸化炭素がさっさと抜けてしまうから萎むのが早い”
ということが予想できるというわけです。

反対に窒素ガス１００％でふくらませば風船が長持ちするとも言えます。

補足事項について

ここまでの話にいくつか補足していきたいと思います。

分子が大きいからといって萎むのが遅いわけではない

風船の細かな隙間から気体が漏れていくという話を聞くと、分子が大きいほうが抜けにくいような気がしますよね。しかし、実際のところはそう単純でも無いようです。

二酸化炭素はのガス透過係数は５．１
それにに対して、ヘリウムのガス透過係数は１．０となります。
つまり、ヘリウムよりも二酸化炭素の方が５倍抜けるのが早いという事です。
どうやら、二酸化炭素はゴムに溶けやすい性質を持っているらしいのです。

昔、”分子の大きい二酸化炭素ボンベで風船を膨らませると長持ちする”という誤った情報が流れたことがありますが、それは噂に過ぎなかったという事がこれでわかります。

ちなみに、吐息の成分の4%にしか満たないので口で膨らませた風船がヘリウムより早くしぼむということではありませんので誤解のないようにお願いいたします(笑)

もちろん気圧や劣化も関係してくる

ガス浸透圧だけで全てが説明できるかと言えばそうではありません。空気のガス浸透圧係数は０．３なので、殆ど抜けないのかと思ったらそうではなく、やはり気圧によって押し出されて少しずつ抜けていくということもあるようです。
また、みなさんご存知の通り、太陽に晒したり外に置いておけば劣化して早くしぼんできますよね。風船は色んな要因が複雑に重なってしぼんでしまうという事です。前回はわかりやすく一律に空気を使った時だけの話をさせていただきました。

実験結果は参考ＵＲＬを参照してね

ということで色々とご説明させていただきましたが、ここに書いてある内容は基本的に冒頭の参考ＵＲＬを自分なりに解釈したものをわかりやすく説明しただけです。実際にそれぞれの気体を入れた風船がどういう風になったかなどは、参考ＵＲＬにアクセスしてご覧くださいませ♪

おわりに

ということでいかがでしたでしょうか。今回は少し難しい話をしてみました♪

色々と表現が難しいところがあるので、もしちょっとここの文面はおかしいんじゃないの？とか、ここは間違ってると思うよ？というご指摘があれば都度修正してまいりますのでご連絡いただければ幸いです。

ただ、実際口で膨らませるほうが早くしぼむのは体感上事実なので、もし”少しでも風船が長くもってほしい”という方はぜひポンプで膨らませてください。誰かに貰う時も、ポンプで膨らませた風船のほうが長持ちしますよ（屋外だとあんまり関係ないかもですが）。よかったら参考にしてくださいね。