【研究室コラム】アメリカのドライクリーニング
アメリカのドライクリーニング溶剤の変遷
1800年代、アメリカで最初のドライクリーニングは、ガソリン、灯油、ベンゼン、テレビン油、石油などの可燃性溶剤を使用して、衣類を桶(おけ)で洗い、干して乾かしていました。
1900年代には、ドライクリーニング専用の機械を使用し始めました。しかし、可燃性の石油溶剤の使用により、多くの火災や爆発が発生し、より安全な代替品を見つける必要性がありました。
1924年、ウィリアム・ジョセフ・ストッダード氏らが従来のガソリンよりも安全なストッダードソルベント(日本の石油系溶剤に該当、引火点38℃以上)を開発し、採用されました。
さらに、四塩化炭素、トリクロロエチレン、トリクロロトリフルオロエタン、パークロロエチレン(パーク)など、不燃性の塩素化溶剤が導入され、試されました。
1940年代から、アメリカおよびヨーロッパ諸国の両方で、パークは最も多く使用されるドライクリーニング溶剤になりました。
不燃性の塩素化溶剤
しかし、1990年代には、パークによる土壌汚染、地下水汚染が社会問題化し、世界的に厳しい法規制が施行されました。
パークの法規制に準拠するため、ドライクリーニング機はパークの放出を最小限に抑える技術を開発してきました。第1世代は、洗浄された衣類を手動で洗濯機から乾燥機に移していました。以降、さまざまな汚染防止装置が開発され、第5世代の機械は密閉式で、冷蔵コンデンサーや活性炭吸収装置などのパーク放出を削減する装置が装備されています。消費されるパークの量は、洗浄衣類1kgあたり300~500g (第1世代) から、10g未満 (第5世代) まで削減されました。
2017年現在、アメリカには約20,600軒のドライクリーニング店があり、業界では約16万人の労働者が雇用されています。全国的に、ドライクリーニング店の60~65%がパークを主な溶剤として使用しており、残りのほとんどは高引火点炭化水素を使用しています。
アメリカで使用されているその他の溶剤は、ジブトキシメタン(ソルボンK4)、シロキサン(グリーンアース)、液体二酸化炭素、グリコールエーテル、水(業務用ウェットクリーニング)などがあります。
アメリカのドライクリーニング溶剤の変化
アメリカにおけるパークのより安全な代替品の推進
パークは、呼吸器および皮膚刺激物質、神経毒性物質、肝臓および腎臓毒性物質です。またパークは、大気、土壌、地下水を汚染することがあります。
EU諸国では、ドライクリーニング業者の健康と安全は管理措置の実施によって保証されると考えており、ドライクリーニングにおけるパークの使用を禁止していません。しかし、アメリカ環境保護庁(EPA)は2024年にドライクリーニングへの使用は10年かけて段階的に廃止すると最終決定しています。
アメリカの一部の州や市では、すでにパークからの移行を奨励または義務付けています。
アメリカの州・市のパーク代替への対応
カリフォルニア州 | パークドライクリーニング店に、PWC(プロフェッショナルウェットクリーニング)や液化二酸化炭素などの、無毒でスモッグを発生させない技術への移行のために1万ドルの助成金を提供 |
マサチューセッツ州 | パークからの移行のために最大1万ドルの助成金を提供 |
ミネアポリス市 | パークの使用を禁止し、2018年1月にアメリカ国内初のパークフリー都市を達成 |
フィラデルフィア市 | 住宅ビルでのパークドライクリーニング業務の段階的廃止を拡大し、病院、デイケア、学校、診療所、コミュニティセンター、レクリエーションエリアにも適用 |
ニューヨーク市 | 他の措置の中でも、公衆の「知る権利」法を通じて、すべてのドライクリーニング店に使用している化学物質の種類を掲示することを義務付 |
アメリカのパーク代替ドライクリーニング溶剤
n-プロピルブロマイド
n -プロピルブロマイドは、成層圏オゾン層を破壊しないことから、より安全な代替品として販売されました。しかし、この臭素化炭化水素は、吸入すると人間に非常に有毒であり、強力な刺激物および神経毒です。n -プロピルブロマイドは、人間に対する発がん性物質であることも予想されています。日本では使用中止になりました。
CH3-CH2-CH2-Br (n-プロピルブロマイド)
揮発性メチルシロキサン
揮発性メチルシロキサン(デカメチルシクロペンタシロキサン)は環状のシリコーン油で、無色無臭の液体です。アメリカの州および連邦の大気質規制では揮発性有機化合物(VOC)とは見なされていません。
ニューヨーク州環境保全局(NYSDEC)が審査した2014年版安全データシート(SDS)には、「この製品は、IARC(国際がん研究機関)、ACGIH(米国産業衛生専門家会議)、NTP(米国国家毒性プログラム)、OSHA(アメリカの労働安全衛生庁)では発がん性物質とはみなされていません」と記載されています。日本ではほとんど使用されていません。
(デカメチルシクロペンタシロキサン)
グリコールエーテル
グリコールエーテルには、ジプロピレングリコールtert-ブチルエーテル(DPTB)、ジプロピレングリコールn-ブチルエーテル(DPNB)、プロピレングリコールt-ブチルエーテル(PGtBE)など、いくつかの製剤があります。これらは、揮発性が低く、引火点が高い有機生分解性溶剤です。ブランド名には、Rynex®やSolvair®などがあります。日本では採用されていません。
(ジプロピレングリコールtert-ブチルエーテル)
ジブトキシメタン
ジブトキシメタンは、Kreussler GmbH (クライスラー社)によって Solvon K4 TMとして販売されており、System K4 TMと呼ばれる比較的新しいドライクリーニング工程の一部です。Solvon K4 TM は、ジブトキシメタンを主成分としています。ジブトキシメタンは pH 4 から 14 の間で安定していると報告されていますが、ドライクリーニング機内で酸と熱の存在下で加水分解され、ホルムアルデヒドを生成する可能性があります。日本では採用されていません。
(ジブトキシメタン)
高引火点炭化水素
石油系溶剤の高引火点炭化水素は、脂肪族炭化水素から構成されており、比較的高い可燃性(引火点 140~150°F=60~65℃)と揮発性を持っています。
これらの溶剤の例としては、エクソンモービルの DF-2000 TMやシェブロンフィリップスの EcoSolv ®などがあります。これらは合成炭化水素に分類され、成分は不純物の少ないイソパラフィンです。これらの溶剤の主な構造として 11~15 個の炭素が含まれており、ベンゼンやその他の有害な芳香族炭化水素は検出されないことが確認されています。日本では採用されていません。
高引火点炭化水素(ウンデカン)
液体二酸化炭素
この技術は、二酸化炭素と特殊な洗剤を高圧(700psi=101.5hPa)で組み合わせたもので、無毒、不燃性、非腐食性、環境的に安全であると考えられています。しかし、特殊な洗剤とメンテナンスの継続的なコストに加えて、初期投資コストが高いため、ほとんどのドライクリーニング店にとってこの技術は導入できるものではありません。日本では実用化されていません。
LCO2 (液化炭酸ガス)
プロフェッショナルウェットクリーニング(PWC)
PWCでは、複数の洗浄プログラムを備えたコンピューター制御の洗濯機で、水と洗剤を使用して洗浄されます。高度なPWCマシンでは、洗浄する衣類の種類に応じて洗浄ドラムに追加の製品が追加されます。これらの製品は、乾燥中に繊維を保護し、染料のにじみを防ぎます。その後、洗浄された衣類は、湿度センサーを備えた特殊な乾燥機に入れられ、布地が過度に乾燥して縮まないようにします。溶剤ベースのドライクリーニングとは対照的に、PWCは有害な有機溶剤廃棄物を生成しません。
日本では従来型のウエットクリーニング(水と専用の洗剤を使って、ドライクリーニングでは落としにくい水溶性の汚れを落とす方法)として採用されています。
今後のドライクリーニング
米国の地方および州の政策は、ドライクリーニング業者をパークからより安全な代替品に移行させる上で大きな役割を果たしてきましたが、パークより安全で持続可能な代替品を特定することは簡単ではありませんでした。
しかし、最近のPWCの改良により、この技術は有害な溶剤を使用せず、有害な廃棄物を生成しないため、パークの真の代替品になる可能性があります。クリーニング業界の持続可能性と労働者および近隣コミュニティの健康を確保するため、アメリカではパークから代替溶剤及びPWCへのシフトが求められています。
アメリカの主要なドライクリーニング溶剤(2015、DLI他)
製品名 | パーク | ハイドロカーボン | グリーンアース | ソルボン K4 |
化学名 | パークロロエチレン | イソアルカン(C11-C15) | デカメチルシクロペンタシロキサン | ジブトキシメタン |
化学式 | C2Cl4 | C11H24~ C15H32 | C10H30O5Si5 | C9H20O2 |
密 度 | 1.62 g/ml | 0.77 g/ml | 0.96 g/ml | 0.83 g/ml |
引火点 | ― | 62℃ | 77.7℃ | 62℃ |
沸 点 | 121℃ | 180-196℃ | 210℃ | 180.5℃ |
KB値 | 90 | 25-30 | 13 | 75 |
割 合 | 65% | 25% | ― | ― |
DLI:Dry Cleaning and Laundry Institute International
参考資料 Front. 公衆衛生、環境保健とエクスポーム 第9巻 – 2021年「パークロロエチレンとドライクリーニング:業界はより安全な代替品に移行すべき時が来ている」
以上
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