ドライクリーニング

第一次世界大戦後、ドライクリーニング業者は塩素系溶剤を使用し始めた。これらの溶剤は石油系溶剤よりも引火性がはるかに低く、洗浄力も向上していた。初期の溶剤は四塩化炭素とトリクロロエチレン（TCE）であった。四塩化炭素は1890年代初頭にドイツで染み抜き剤として初めて使用され、その後1920年代までにドライクリーニングにも使用されるようになった。TCEは1930年に導入されたが、酢酸染料と相性が悪いという欠点があった。^{[ 10 ]}

1930 年、ダウ ケミカルの化学者シルビア ストエッサー、ジョン グレーベ、J. ローレンス アモスは、業界関係者からの要請を受けて、ドライ クリーニングで可燃性の炭化水素溶剤の代わりにパークロロエチレンを使用することを提案した。研究とテストのために研究所に洗濯機が購入され、そのゴム部品はすべて有機溶剤に耐性のあるネオプレンに交換された。 ^{[ 11 ]}パークロロエチレンのドライ クリーニングでの使用は、早くも 1933 年には採用され、当時パークロロエチレンは「理想的なドライ クリーニング溶剤」と見なされ始めていた。同年、パークロロエチレンとトリクロロエチレン専用のドライ クリーニング マシンが開発された。^{[ 12 ]} 1930 年代半ばまでに、ドライ クリーニング業界はパークロロエチレンを主溶剤として採用し始めた。パークロロエチレンは優れた洗浄力があり、不燃性で、ほとんどの衣類と相性が良い。パークロロエチレンは安定しているため、蒸留によって容易にリサイクルできる。^{[ 13 ]}

ドライクリーニング機はいくつかの世代に分類されます: ^{[ 7 ] [ 14 ] [ 15 ]}

• 第一世代の機械は2つの独立したユニットで構成されており、1960年代後半まで使用されていました。一方のユニットは洗濯専用、もう一方は乾燥専用で、ドライクリーニングされた衣類は作業員が手作業で乾燥ユニットまで運んでいました。この時代の機械は「排気式」と呼ばれ、乾燥時の排気は現代の多くの回転式乾燥機の排気と同様に大気中に放出されていました。これは環境汚染の一因となり、再利用可能な溶剤の多くが大気中に放出されてしまいました。
• 第2世代の洗濯機は、洗濯機能と乾燥機能を兼ね備え、蒸気は依然として外部に排出される。このような洗濯機は今でも「ドライ・トゥ・ドライ」と呼ばれている。
• 第三世代の機械（1970年代後半から1980年代初頭）には、蒸気排出量を削減し、溶剤を回収する機構が組み込まれていた。
• 第4世代の機械には、機械内部の空気から溶剤蒸気を回収する内部蒸気リサイクル機能が搭載されており、使用済み溶剤を浄化するためのカーボンフィルターが備えられている場合が多かった。これらの機械はほぼ完全に密閉回路式であった。密閉型機械では、乾燥工程中に抽出された溶剤は回収され、蒸留によって精製されるため、次の洗濯物の洗浄に再利用したり、安全に廃棄したりすることができる。最新の密閉型機械のほとんどには、PCEの検出可能な痕跡がすべて除去されたことを自動的に感知するコンピューター制御の乾燥センサーも組み込まれている。このシステムにより、サイクル終了時に放出されるPCEの蒸気はごく少量に抑えられる。
• 第5世代の装置には、空気中の高濃度溶剤を検知するための特殊センサーが追加されました。この世代の装置には、チャンバー内の溶剤濃度が空気中の300ppm以下に低下しない限り蓋が開かないように、蓋に自動ロック機構が備わっています。

顧客の視点から見ると、ドライクリーニング店は「工場」か「ドロップショップ」のどちらかです。前者は店内でクリーニングを行い、後者は顧客から衣類を受け取り、大きな工場に送り、クリーニング済みの衣類を顧客が受け取れるように店に戻します。後者の方式は、クリーニング工程で発生する火災や危険なガスのリスクを最小限に抑えます。古いドライクリーニングの方式としては、顧客自身が操作する「コイン式」機械がありました。コイン式機械は主に北米で見られ、20世紀後半に衰退しました。^{[ 13 ]}

パークロロエチレン（C ₂ Cl ₄ ; PCE または perc、テトラクロロエチレン）はドライクリーニングの主溶剤であり、1930 年代から使用されています。PCE は最も一般的な溶剤であり、洗浄性能の標準です。KB 値が90の非常に効果的な洗浄溶剤であり^{[ 17 ]}、熱的に安定で、不燃性で、リサイクル可能で、毒性が非常に低く、心地よい香りがあります。PCE は沸点 (121 °C) での蒸留 によってリサイクルされます。関連するドライクリーニング溶剤である四塩化炭素とは異なり、パークロロエチレンはオゾン層破壊物質ではありません。^{[ 18 ]}パークロロエチレンは、特に高温で色落ち/色あせを引き起こす可能性があります。場合によっては、一部の衣類の特殊なトリム、ボタン、ビーズを損傷する可能性があります。一般的な水溶性の汚れよりも油性の汚れに優れています。ドライクリーニングされた衣類に臭いを残しません。パークロロエチレンで稼働するドライクリーニング機は「パーコマシン」と呼ばれます。^{[ 19 ]}

高濃度のパークロロエチレンを吸入すると、麻薬作用や幻覚作用が生じるため、パークロロエチレンは軽度の神経毒とみなされ、これらの作用は曝露を中止すれば完全に回復します。パークロロエチレンの毒性は中程度から低度であり、ドライクリーニングや脱脂に広く使用されているにもかかわらず、人体への傷害の報告はまれです。^{[ 20 ]}パークロロエチレンは、国際がん研究機関（IARC）によって「ヒトに対しておそらく発がん性がある」（グループ2A、赤身肉^{[ 21 ]}や熱い飲み物^{[ 22 ]}と同じ分類）に分類されています。長期的にヒトに対して発がん性があるという疑いがありますが、評価対象となったドライクリーニング業者のほとんどが、既知の発がん物質である喫煙や飲酒の習慣があり、職場で他の多くの化学物質に曝露されていたため、証拠は限られています。^{[ 23 ]} 2011 年に発表された研究では、9,000 人以上を対象に、長年パークロロエチレンに曝露されたドライクリーニング業者と、パークロロエチレンに曝露されていない洗濯業者を対照群として、がん発生率を調査したが、両グループ間でがん発生率に差は見られなかった。以前はパークロロエチレンが原因と疑われていた食道がん、子宮頸がん、肝臓がん、腎臓がん、膀胱がんの発生率に有意な増加は見られなかった。^{[ 24 ]}一般的なドライクリーニング業者におけるパークロロエチレンへの曝露は、リスクを引き起こすのに必要なレベルをはるかに下回っていると考えられている。^{[ 25 ]}

炭化水素混合物のKB値は27～45です。^{[ 13 ]}炭化水素は、初期の頃（19世紀）からドライクリーニングに使用されてきました。初期の炭化水素溶剤は灯油と、 65%以上の_C10以上の炭化水素の混合物である、比較的低い引火点38 ℃（100 °F）の、より引火性の低いストッダード溶剤（「ホワイトスピリット」とも呼ばれる）でした。^{[ 26 ]}引火点が60 ℃（140 °F）を超える高引火性炭化水素は、従来の炭化水素溶剤よりも安全であると考えられています。^{[ 16 ] : 18～19}例としては、エクソンモービルのDF-2000やシェブロンフィリップスのEcoSolv、PureDryなどがあります。これらの石油系溶剤は、PCEよりも攻撃性は低いですが、効果も劣ります。炭化水素は可燃性であるが、適切に使用すれば火災や爆発のリスクを最小限に抑えることができる。消火システムが必要となる場合もある。炭化水素は揮発性有機化合物（VOC）汚染物質とみなされている。^{[ 16 ]： 18-19}    

「PureDry」は、2000年にNiran Technologies社がPCEの代替品として販売した溶剤混合物です。95%のC9-C12イソパラフィン系炭化水素を含み_、残り_はヒドロフルオロエーテルとパーフルオロイソブチルエーテル（ PFASの一種）でした。^{[ 27 ] [ 28 ]}

デカメチルシクロペンタシロキサン（C ₁₀ H ₃₀ Si ₅ O ₅、通称「シロキサン」または「液体シリコーン」、商標名：シロキサン D5）^{[ 16 ] : 25 は}、1990 年代後半に GreenEarth Cleaning によって最初に普及しました。^{[ 29 ]} PCE よりも高価（化学薬品と機械の面）で、ドライクリーニング業者が使用するにはGreenEarth のライセンスが必要です。 ^{[ 16 ]}他のドライクリーニング溶剤と比較すると、油やグリースを溶かす能力が不十分です。すべてのドライクリーニング溶剤の中で最も低い KB 値（13）を持っています。^{[ 17 ]} PCE よりも攻撃性が低く、よりデリケートな衣類のクリーニングに使用できます。^{[ 16 ] : 25}デカメチルシクロペンタシロキサン用のドライクリーニング機は、PCE、炭化水素、およびその他の溶剤用の他のほとんどのドライクリーニングシステムとは異なり、広範囲のろ過によって溶剤をリサイクルします。

環境に優しく、環境中で速やかに分解される製品として販売されているが、残留性、生物蓄積性、毒性があるため、欧州連合では規制されている。^{[ 30 ]}自然界では分解されず、水生生物に対して非常に毒性が強く、パークロロエチレンよりも高い生物蓄積性を持つ。^{[ 16 ] : 26}環境への影響のため、2026年6月以降、欧州連合ではドライクリーニングでの使用が禁止される。^{[ 31 ]}

PCEに代わる代替案を模索する試みが何十年にもわたり行われてきたが、これまでのところ、それらは普及には至っていない。

• グリコールエーテル類（「プロピレングリコールエーテル類」とも呼ばれる）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）などを含む有機溶剤の一種で、1990年代にPCEの代替品として導入されました。これらの溶剤混合物は可燃性ですが、火災危険性に関しては高引火性炭化水素と同程度と考えられています。残留性や環境への影響は比較的穏やかです。^{[ 16 ]： 23-24}
• _ジブトキシメタン（C9H20O2 _；ホルムアルデヒドジブチルアセタール、別名「ブチラール」または「アセタール」、商標名「SolvonK4」）[ ^{16 ] ： 21は}_、水性および油性の汚れを除去する双極性溶剤である。^{[ 32 ] [ 16 ]}この溶剤は洗浄用途では比較的新しいため、健康および環境への影響に関する具体的な研究は比較的少ない。^{[ 16 ]： 21-22}

• 臭素系溶剤（ n-プロピルブロミド、Fabrisolv、DrySolvなど）は、 PCEよりもKB値が高い溶剤です（ n-プロピルブロミドのKB値は129で、PCEのKB値は90です）。^{[ 33 ]}これにより洗浄速度は速くなりますが、正しく使用しないと合成ビーズやスパンコールを損傷する可能性があります。n-プロピルブロミドで使用された機械は、PCE機械を改造したものでした。^{[ 34 ]}改造されたPCE機械には、nPBと互換性のない部品が含まれていることが多く、漏洩や作業員のnPBへの曝露増加につながりました。^{[ 35 ]}

健康面では、nPBに関連するリスクとして、神経の永久的な麻痺などが報告されている。^{[ 36 ]}環境面では、米国環境保護庁（EPA）の承認を受けている。高価な溶剤の一つではあるが、洗浄が速く、低温で済み、乾燥時間が短いという利点がある。2016年、マサチューセッツ州は、健康や環境への影響に対する懸念が高まったため、この溶剤を「高危険物質」に指定した。^{[ 37 ]}

• 液体または超臨界CO2_は代替溶剤として提案されていますが、一部の汚れを除去する点ではパークロロエチレンや炭化水素に劣ります。^{[ 38 ] [ 16 ]}界面活性剤の添加によりCO2の有効性が向上します。^{[ 39 ]} _CO2を使用する機械は高価で、 PCEマシンよりも最大9万ドルも高いため、小規模事業者にとっては導入が困難です。これらの機械を使用するクリーニング業者の中には、よりひどく汚れた繊維のために従来の機械を現場に置いておくところもありますが、植物由来の酵素が同等の効果があり、より環境に優しいと考える人もいます。_{二酸化炭素}はほぼ完全に無毒です（ただし、高濃度では窒息の危険性があります）。 ^{[ 16 ]} CO2ドライクリーニングプロセスでは、衣類を詰めた密閉チャンバーに、貯蔵容器からの気体二酸化炭素を約200 ～300psi （14～21バール）の圧力まで充填します。この工程は、洗浄室への熱衝撃を避けるための予防措置として開始されます。次に、液体二酸化炭素が、油圧式または電動式のポンプ（好ましくは二重ピストン式）によって、別の貯蔵容器から洗浄室に送り込まれます。ポンプは、液体二酸化炭素の圧力を約900 ～ 1,500 psi (62 ～ 103 bar)まで上昇させます。別のサブクーラーは、ポンプの早期劣化につながる可能性のあるキャビテーションを防ぐために、二酸化炭素の温度を沸点より2 ～ 3 °C (3.6 ～ 5.4 °F)下げます。 ^{[ 40 ]}       

コンシューマー・レポートはCO₂_を「従来の方法より優れている」と評価した^{が、ドライクリーニング・ランドリー協会は2007年の報告書で「洗浄能力がかなり低い」とコメントした。 [ 41 ]} CO₂_は全体的に穏やかな溶剤であるため、汚れを積極的に攻撃する能力が低い。CO₂の欠点の1つは_、電気伝導率が低いことである。メカニズムのセクションで述べたように、ドライクリーニングは化学的特性と機械的特性の両方を利用して汚れを除去する。溶剤が布地の表面と相互作用すると、摩擦によって汚れが移動する。同時に、摩擦によって電荷も蓄積される。布地は非常に電気伝導性が低いが、通常、この静電気の蓄積は溶剤によって放散される。この放電は液体二酸化炭素では起こらず、布地の表面に蓄積された電荷が汚れを表面に引き戻し、洗浄効率を低下させる。超臨界二酸化炭素の溶解性と伝導性の低さを補うために、研究は添加剤に焦点を当ててきた。溶解度を高めるために、 2-プロパノールは液体二酸化炭素の洗浄効果を高めることが示されており、これは溶媒の極性化合物を溶解する能力を高めるためです。 ^{[ 42 ]}

• トリクロロエチレン（TCE）は、化学的に関連する PCE や 1,1,1-トリクロロエタンよりも攻撃性が高い（KB 値: 129）^{[ 17 ]}。ドライクリーニングの主溶剤としてはもはや使用されていないが、現在でもドライクリーニング業者によって染み抜き剤として使用されている。優れた脱脂特性を持つため、過去には工業用作業服/オーバーオールのクリーニングによく使用されていた。酢酸染料を溶解する傾向がある。^{[ 10 ] [ 5 ]}トリクロロエチレンは 1930 年に導入されたが、1950 年代には主に PCE に置き換えられた。^{[ 10 ]} TCE の最も一般的な健康被害は麻酔作用である。TCE は弱い発がん性物質ではあるが、ヒト発がん性物質である（国際がん研究機関および米国環境保護庁によってそのように分類されている）。^{[ 43 ]}
• 四塩化炭素（CCl ₄）は、かつては最初の塩素系溶剤として、可燃性の高い炭化水素溶剤の不燃性の代替品としてドライクリーニングに広く使用され、1950年代まで使用されていました。ドライクリーニングで使用される多くの溶剤の中で最も強力な溶剤の1つでした（KB値：136）^{[ 17 ]}。湿気の存在下で加水分解して酸性化合物を生成し、ドライクリーニングで使用される機械を腐食させる傾向がありました。高い肝毒性が発見された後、その使用は中止されました。^{[ 10 ] [ 5 ]}
• 1,1,1-トリクロロエタン（メチルクロロホルム、クロロテン）もドライクリーニングに使用されていたが、オゾン層への有害な影響のため使用が禁止された。
• CFC-113（フロン-113、バルクリーン、アークローン）はクロロフルオロカーボンの一種で、オゾン層破壊物質であるため現在使用が禁止されている。KB値は30である。^{[ 17 ]} 1961年にデュポン社によってドライクリーニングに導入された。^{[ 44 ]} 1986年には、米国のドライクリーニング施設489軒（ドライクリーニング施設21,787軒の約2.2%）がCFC-113を主溶剤として使用していた。^{[ 45 ]}

国際GINETEX洗濯マークは、ドライクリーニング用の円です。円の中に「P」の文字が入っている場合はパークロロエチレン溶剤、または「F」の文字が入っている場合は可燃性溶剤（ドイツ語：Feuergefährliches Schwerbenzin）を示します。円の下に横棒がある場合は、穏やかなクリーニング方法のみが推奨されます。斜線が引かれた空の円は、その衣類はドライクリーニングすべきではないことを示します。^{[ 46 ]}

• 
  プロの清掃シンボル
• 
  ドライクリーニング可（パークロロエチレン（PCE）のみ）
• 
  PCEによる優しい洗浄
• 
  PCEによる非常に優しい洗浄
• 
  ドライクリーニング可、炭化水素系溶剤（HCS）のみ使用可
• 
  炭化水素系溶剤を用いた穏やかな洗浄
• 
  炭化水素系溶剤を用いた非常に穏やかな洗浄
• 
  ドライクリーニング不可