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漂白剤とは、工業用または家庭用として、布地、繊維、食品から色を取り除く（つまり白くする）（漂白と呼ばれる工程）ため、あるいは洗浄後に消毒するために使用されるあらゆる化学製品の総称です。多くの場合、特に次亜塩素酸ナトリウムの希釈溶液、いわゆる「液体漂白剤」を指します。
多くの漂白剤は広範囲の殺菌作用を持ち、消毒や滅菌に役立ちます。液体漂白剤は、DNAを完全に破壊できる数少ない化合物の1つであり、実験器具の消毒に広く用いられています。漂白剤は、細菌、ウイルス、藻類を制御するためのプールの消毒や、無菌状態が求められる多くの場所で使用されています。また、木材パルプの漂白など、多くの工業プロセスでも使用されています。漂白剤には、カビの除去、雑草の駆除、切り花の寿命を延ばすなど、その他の用途もあります。[ 1 ]
漂白剤は、天然色素などの多くの着色有機化合物と反応して、それらを無色にすることで効果を発揮します。ほとんどの漂白剤は酸化剤（他の分子から電子を奪うことができる化学物質）ですが、中には還元剤（電子を与える物質）もあります。
塩素は強力な酸化剤であり、多くの家庭用漂白剤の有効成分です。純粋な塩素は有毒で腐食性のガスであるため、これらの製品には通常、塩素を放出する次亜塩素酸塩が含まれています。「漂白粉末」とは、通常、次亜塩素酸カルシウムを含む製剤を指します。
塩素を含まない酸化漂白剤は、通常、過酸化水素、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウムなどの過酸化物をベースとしています。これらの漂白剤は、「非塩素系漂白剤」、「酸素系漂白剤」、「色落ちしない漂白剤」などと呼ばれます。 [ 2 ]
還元漂白剤にはニッチな用途があり、例えば二酸化硫黄は、ガス状または亜ジチオン酸ナトリウム[ 3 ]や水素化ホウ素ナトリウムの溶液から羊毛の漂白に使用されます。
漂白剤は、本来の着色顔料以外にも多くの有機物質と反応するため、繊維、布、皮革などの天然素材や、デニムのインディゴ染料など、意図的に施された染料を弱めたり損傷させたりする可能性があります。同様の理由で、漂白剤を摂取したり、蒸気を吸い込んだり、皮膚や目に触れたりすると、身体に害を及ぼし、健康を損なう可能性があります。
最も初期の漂白方法は、布地を漂白場に広げて太陽と水の作用で白くするというものでした。[ 4 ] [ 5 ] 17世紀には、西ヨーロッパで大規模な布地漂白産業があり、アルカリ浴（一般的には苛性ソーダ）と酸性浴（酸っぱい牛乳から得られる乳酸、後には希硫酸など）を交互に使用していました。全工程は最大6か月かかりました。[ 4 ]
塩素系漂白剤は、その工程を数ヶ月から数時間に短縮し、18世紀後半にヨーロッパで発明されました。ドイツ系スウェーデン人の化学者カール・ヴィルヘルム・シェーレは1774年に塩素を発見し[ 4 ]、1785年にはサヴォワの科学者クロード・ベルトレが、塩素が布地の漂白に使えることを認識しました[ 4 ] 。ベルトレはまた、次亜塩素酸ナトリウムを発見し、これが最初の商業用漂白剤となり、パリ近郊のジャヴェル地区で生産されたことから「ジャヴェルの水」を意味するEau de Javelと名付けられました。
スコットランドの化学者で実業家のチャールズ・テナントは、1798年にジャベル水の代替品として次亜塩素酸カルシウム溶液を提案し、1799年に漂白粉末（固体次亜塩素酸カルシウム）の特許を取得した。 [ 4 ] [ 6 ] 1820年頃、フランスの化学者アントワーヌ・ジェルマン・ラバラックは次亜塩素酸塩の消毒および消臭能力を発見し、そのような目的での使用を普及させる上で重要な役割を果たした。[ 7 ]彼の研究は、医療行為、公衆衛生、病院、屠殺場、および動物製品を扱うすべての産業の衛生状態を大幅に改善した。 [ 8 ]
ルイ・ジャック・テナールは1818年に過酸化バリウムと硝酸を反応させて初めて過酸化水素を製造した。[ 9 ]過酸化水素は1882年に初めて漂白剤として使用されたが、1930年以降まで商業的に重要ではなかった。[ 10 ]過ホウ酸ナトリウムは洗濯用漂白剤として20世紀初頭からヨーロッパで使用されており、1980年代に北米で人気になった。[ 11 ]
塩素系漂白剤は、18世紀後半から綿や麻の衣類を白くするために使用されてきました。天然繊維の色や汗、その他の有機残留物の染みを取り除くのに用いられています。現在でも家庭では洗濯や、表面に付着した有機性の染み（カビなど）を除去するために使用されています。
工業用および家庭用漂白剤のほとんどは、大きく3つの種類に分類されます。
塩素系漂白剤は、多くの家庭用漂白剤製品に含まれているほか、病院、公衆衛生、水道水の塩素消毒、工業プロセス向けの特殊製品にも使用されています。塩素系漂白剤のグレードは、有効塩素の含有率で表されることがよくあります。有効塩素100%の漂白剤1グラムは、元素状塩素1グラムと同じ漂白力を持っています。
一般的な塩素系漂白剤には以下のようなものがあります。
過酸化物系漂白剤は、過酸化物という化学基、すなわち単結合（–O–O–）で結ばれた2つの酸素原子によって特徴づけられます。この結合は容易に切断され、非常に反応性の高い酸素種が生成されます。この酸素種が、このタイプの漂白剤の活性成分となります。
このカテゴリーの主な製品は以下のとおりです。
亜ジチオン酸ナトリウム（ハイドロサルファイトナトリウムとも呼ばれる）は、最も重要な還元漂白剤の一つです。白色の結晶性粉末で、弱い硫黄臭があります。亜硫酸水素ナトリウムと亜鉛を反応させることで得られます。
これは、一部の工業用染色工程において、余分な染料、残留酸化物、意図しない顔料を除去したり、木材パルプを漂白したりするために、そのように使用されます。
ジチオン酸ナトリウムとホルムアルデヒドの反応によりロンガライトが生成される。
ネガフィルムの現像処理では、ハロゲン化銀粒子がカプラーと結合しており、現像時に金属銀とカラー画像が生成されます。銀はEDTA鉄(III)溶液中で可溶性になるまで「漂白」され、その後、チオ硫酸ナトリウムまたはチオ硫酸アンモニウム溶液である「定着液」に溶解されます。印画紙の現像処理も手順は同じですが、EDTAとチオ硫酸塩は「漂白定着液」に混合されます。
反転現像では、最初の現像後に乳剤中に残った銀を、化学漂白剤（最も一般的にはEDTA）を用いて可溶性の銀塩に還元します。次に、通常の定着液で還元された銀を溶解しますが、未露光のハロゲン化銀はそのまま残します。この未露光のハロゲン化銀を光に照射するか、化学処理を施すことで、2回目の現像によってポジ像が得られます。カラーフィルムや発色フィルムでは、銀の量に応じて染料像も生成されます。
写真用漂白剤は、白黒写真においても、ネガやプリント中の銀濃度を下げるために、銀を選択的に還元する目的で使用されます。このような場合、漂白剤の組成は通常、二クロム酸カリウムの酸性溶液です。
欧州連合が規則 EEC 793/93 に基づいて実施した次亜塩素酸ナトリウムに関するリスク評価レポート (RAR) では、この物質は現在の通常の用途すべてにおいて環境に安全であると結論付けられています。[ 27 ]これは、その高い反応性と不安定性によるものです。次亜塩素酸塩は自然の水環境ではほぼ瞬時に消失し、すべての排出シナリオにおいて短時間で 10 −22 μg/L 以下にまで濃度が低下します。さらに、揮発性塩素種は一部の屋内シナリオでは重要となる可能性があるものの、開放環境条件では影響が無視できる程度であることがわかりました。また、土壌における次亜塩素酸塩汚染の役割は無視できる程度であると想定されています。
工業用漂白剤は懸念の種となる可能性がある。例えば、木材パルプの漂白に元素塩素を使用すると、有機塩素化合物やダイオキシンなどの残留性有機汚染物質が生成される。業界団体によると、これらのプロセスで二酸化塩素を使用することで、ダイオキシンの生成は検出限界以下にまで減少したという。[ 28 ]しかし、塩素や毒性の高い塩素化副生成物による呼吸器系へのリスクは依然として存在する。
2008年に実施されたヨーロッパの研究では、いくつかの家庭用洗剤に含まれる次亜塩素酸ナトリウムと有機化学物質（界面活性剤、香料など）が反応して塩素化揮発性有機化合物（VOC）を生成する可能性があることが示されました。[ 29 ]これらの塩素化合物は洗浄作業中に放出され、その中には毒性があり、ヒトの発がん性がある可能性のあるものもあります。この研究では、漂白剤を含む製品の使用中に室内空気中の濃度が大幅に増加すること（クロロホルムの場合は家庭内の基準値より8～52倍、四塩化炭素の場合は1～1170倍）が示されました。塩素化揮発性有機化合物の濃度の増加は、通常の漂白剤で最も低く、「濃厚な液体およびゲル」の形態の製品で最も高くなりました。
室内空気中のいくつかの塩素化VOC（特に四塩化炭素とクロロホルム）の濃度が大幅に増加していることから、漂白剤の使用はこれらの化合物の吸入曝露に関して重要な発生源となる可能性がある。著者らは、これらの洗浄剤の使用が癌のリスクを大幅に増加させる可能性があると示唆しているが、[ 29 ] [ 30 ]この結論は仮説的なものと思われる。
天然有機物の色は、通常、ベータカロテンなどの有機色素に由来します。化学漂白剤は、次の2つの方法のいずれかで作用します。
日光は、同様の結果をもたらすプロセスを通じて漂白剤として作用します。高エネルギーの光子（多くの場合、紫または紫外線領域）は、発色団の結合を破壊し、結果として生じる物質を無色にします。長時間の照射は、多くの場合、大幅な変色を引き起こし、通常は色が白または非常に薄い青色になります。[ 34 ]
天然素材の色は、一般的にベータカロテンなどの有機色素に由来します。塩素系化合物は、色素の発色団を構成する化学結合を切断することで作用します。これにより、分子は発色団を含まない、あるいは可視光を吸収しない発色団を含む別の物質へと変化します。
工業的には、塩素系漂白剤は木材パルプの漂白を含む、非常に幅広い工程で使用されている。
ほとんどの漂白剤が広範囲に効果を発揮するのは、抗生物質のような選択的な阻害作用や毒性作用ではなく、有機化合物に対する一般的な化学反応性によるものです。漂白剤は、すべてのプリオンを含む多くのタンパク質を不可逆的に変性または破壊するため、非常に汎用性の高い消毒剤となります。
低濃度の次亜塩素酸漂白剤は、細菌の壁にある熱ショックタンパク質に干渉することで細菌を攻撃することもわかっています。 [ 35 ] 2013年の家庭衛生と健康に関する報告書によると、[ 36 ]塩素系または過酸化物系の漂白剤を使用すると、低温（摂氏30～40度）でも洗濯物の殺菌効率が大幅に向上し、家庭環境でさまざまな衣類からウイルス、細菌、真菌を除去することが可能になります。[ 37 ]
次亜塩素酸ナトリウム溶液（3～6%、一般的な家庭用漂白剤）は、表面の消毒や飲料水の処理に使用する際に、安全に使用できるよう通常は希釈されます。[ 38 ] [ 39 ]
ビールやワインの醸造前に滑らかな表面を消毒するには、温水に2％の家庭用漂白剤を薄めた溶液が一般的です。
米国政府の規制（21 CFR 178 サブパート C）では、食品加工機器や食品接触面を漂白剤を含む溶液で消毒することが認められています。ただし、溶液は食品に接触する前に十分に排水され、溶液中の有効塩素濃度が 200 ppm を超えないことが条件です（例えば、5.25% 次亜塩素酸ナトリウムを含む一般的な家庭用漂白剤大さじ 1 杯を 1 ガロンの水に溶かした場合など）。
家庭用漂白剤を水で 1:47 に希釈したもの (漂白剤 1 に対して水 47 の割合: 例えば、水 1 カップに漂白剤小さじ 1 杯、または 1 リットルあたり 21 ml、または1ガロンの水に漂白剤 1/3 カップ) は、家庭内の多くの細菌や一部のウイルスに対して効果的です。[ 40 ] Virocidin - Xなどの市販の「科学グレード」消毒液でさえ、通常は次亜塩素酸ナトリウムが唯一の有効成分ですが、界面活性剤(ビーズ化を防ぐため) や香料 (漂白剤の臭いを隠すため) も含まれています。[ 41 ]
消毒作用のメカニズムについては、次亜塩素酸の項を参照してください。
色落ちしない漂白剤は、次亜塩素酸ナトリウムや塩素ではなく、過酸化水素を有効成分（染み抜き用）とする溶液です。[ 43 ]また、色を鮮やかにする化学物質も含まれています。[ 44 ]過酸化水素は殺菌や水処理に使用されますが、洗濯用品に含まれる過酸化水素の濃度は他の用途で使用される濃度よりも低いため、洗濯物の消毒能力は限られています。[ 44 ]
次亜塩素酸系漂白剤と酸を混ぜると、塩素ガスが発生する可能性がある。
塩素は呼吸器を刺激し、粘膜を攻撃し、皮膚を焼く物質です。わずか3.53 ppmでも臭いとして感知でき、1000 ppmでは数回深呼吸しただけで致命的となる可能性があります。米国労働安全衛生局（OSHA）は、塩素への曝露を0.5 ppm（8時間時間加重平均、週38時間）に制限しています。[ 45 ]輸送および取り扱いの安全性の懸念から、水処理では塩素ガスよりも次亜塩素酸ナトリウムの使用が推奨されています。[ 46 ]
酸性洗剤と次亜塩素酸漂白剤を混ぜると、有毒な塩素ガスが発生する可能性があります。次亜塩素酸アニオンと塩素は水中で平衡状態にあり、平衡の位置はpHに依存し、低いpH（酸性）では塩素が優勢になります。[ 47 ]
次亜塩素酸系漂白剤は過酸化水素と激しく反応し、酸素ガスを発生させる可能性がある。
2008年の研究では、いくつかの家庭用洗剤に含まれる次亜塩素酸ナトリウムと有機化学物質（界面活性剤、香料など）が反応して塩素化揮発性有機化合物（VOC）を生成する可能性があることが示されました。[ 48 ]これらの塩素化化合物は洗浄作業中に放出され、その中には毒性があり、ヒトの発がん性がある可能性のあるものもあります。この研究では、漂白剤を含む製品の使用中に室内空気中の濃度が著しく増加すること（クロロホルムは家庭内の基準値より8～52倍、四塩化炭素は1～1170倍）が示されました。塩素化揮発性有機化合物の濃度の増加は、通常の漂白剤で最も低く、「濃い液体とゲル」の形態の製品で最も高くなりました。いくつかの塩素化VOC（特に四塩化炭素とクロロホルム）の室内空気中の濃度に観察された著しい増加は、漂白剤の使用がこれらの化合物の吸入曝露に関して重要な発生源となる可能性があることを示しています。著者らは、これらの洗浄剤を使用すると癌のリスクが大幅に増加する可能性があると示唆した。[ 48 ]
液体漂白剤や粉末漂白剤に含まれる次亜塩素酸塩はアンモニアと反応してモノクロラミン（NH）を含む多くの生成物を生成する。2 Cl)、次にジクロラミン(NHCl )2）そして最後に三塩化窒素（NCl）3 )アミン類尿など) で同様の反応が起こる可能性があります。結果は、温度、濃度、およびそれらの混合方法によって異なります。 [ 49 ] [ 50 ]これらの化合物は目や肺 に非常に刺激を与え、特定の濃度を超えると毒性があります。たとえば、塩素が消毒剤として使用されているプールの空気からの慢性的な曝露は、アトピー性喘息。 [ 51 ] 三塩化窒素も非常に敏感な爆発物です。2007 年 2 月 | pmid = 17295796 | doi = 10.1111/j.1399-3038.2006.00487.x | s2cid = 24606118 }}</ref> 三塩化窒素も非常に敏感な爆発物です。
塩素放出製品は、多くの材料の腐食や着色製品の意図しない漂白を引き起こす可能性もあります。 [ 52 ]塩素系化合物は、金属の腐食や有機材料の劣化を防ぐために、塗布後に洗い流すことができる場合が多いです。[ 52 ]
チオ硫酸ナトリウムは効果的な塩素中和剤です。5 mg/Lの溶液ですすぎ、その後石鹸と水で洗うと、手から塩素臭が除去されます。[ 53 ]
塩素放出製品は重大なリスクをもたらします。2002年には、英国の家庭で液体漂白剤が原因で病院での治療を必要とする事故が約3300件、粉末漂白剤が原因で約160件発生したと推定されています。[ 54 ]
液体漂白剤や漂白粉末溶液などの塩素放出溶液は、特に濃縮された形で使用した場合、皮膚をやけどさせ、目に損傷を与える可能性があります[ 15 ]。しかし、NFPAが認めているように、重量比で40%を超える次亜塩素酸ナトリウムを含む溶液のみが危険な酸化剤とみなされます。40%未満の溶液は、中程度の酸化危険性に分類されます（NFPA 430、2000）。
塩素は呼吸器を刺激し、粘膜を攻撃し、皮膚を焼く物質であり、漂白剤から放出される可能性がある。 [ 45 ]輸送および取り扱いの安全性の懸念から、水処理では塩素ガスよりも次亜塩素酸ナトリウムの使用が好まれる。[ 46 ]
漂白剤の安全性は、含まれる化合物とその濃度によって異なります。[ 55 ]一般的に、漂白剤を摂取すると、食道や胃に損傷を与え、死に至る可能性があります。皮膚や目に触れると、刺激、乾燥、場合によっては火傷を引き起こします。漂白剤の蒸気を吸入すると、上気道に軽度の刺激を与える可能性があります。[ 55 ] 漂白剤を使用する際は、必ず個人用保護具を使用してください。
漂白剤は酢や他の酸と混ぜてはいけません。非常に有毒な塩素ガスが発生し、体内外に重度の火傷を引き起こす可能性があります。[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]同様に、漂白剤をアンモニアと混ぜると、不快で刺激性の強い臭いを持つ爆発性の可能性のある物質である三塩化窒素が生成されます。 [ 56 ] [ 57 ] [ 59 ]漂白剤をイソプロパノールまたはアセトンと混ぜるとクロロホルムが生成され、[ 60 ]過酸化水素と混ぜると、酸素を放出する発熱性で爆発性の可能性のある化学反応が起こります。[ 61 ]
ミラクルミネラルサプリメント（MMS）は、オンライン小売プラットフォームの規制を回避するために「マスターミネラルソリューション」または「二酸化塩素溶液」またはCDSとしても宣伝されており[ 62 ] 、 2006年以来、万能薬として不正に宣伝されている漂白剤溶液です[ 63 ]。主な有効成分は亜塩素酸ナトリウムで、クエン酸で「活性化」されて二酸化塩素が生成されます。健康規制を回避するために、発明者のジム・ハンブル（元サイエントロジスト）は、 MMSを聖餐とみなすジェネシスII健康と癒しの教会を設立しました[ 64 ] [ 65 ] 。