消毒用アルコールの至適濃度はなぜ「76.9～81.4vol％」と幅があるのか。

　2022年5月現在、「消毒」はもう日常生活で欠かせなくなった。
　一時期、次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸水も出回ったが、やはり一般的な消毒は「消毒用エタノール」が確実だ。
　標記の問いだが、結論から言うと、これまでの数々の実験データや論文報告、経験などに基づくものとされており、明確な根拠を見つけることができなかった。

消毒用エタノールの至適濃度範囲

　日本薬局方で定義されている濃度が「76.9～81.4vol％」（15℃）で、それに準拠したものが主に「消毒用エタノール」と呼ばれていている。
　しかし、殺菌効果の至適濃度範囲に国際的な定義はなく、
　　・米国薬局方：68.5%～71.5vol%
　　・WHOガイドライン：60～80vol%
など、世界的な基準はバラバラ。
　濃度の測定法が「蒸留法」や「ガスクロマトグラフィー法」など異なっていることも一要因だと思う。
　それらを反映してか、「消毒剤マニュアル第5版（健栄製薬）」では、

エタノールの殺菌力の最適濃度は大体 50～80％の間が適当とされている。

と記載されていたり、「医療現場における手指衛生のCDCガイドライン」では

アルコールの抗菌作用は、60～95％が最も有効である。

という旨の記載だったりする（ここでは殺菌と抗菌の違いはあるが）。

　これらの情報をまとめると、だいたい60～90％くらいの濃度範囲内であれば、消毒用として使えるようだが・・・。
　もっと明確な根拠が欲しい。
　分子レベルで考えてみよう！

エタノール溶液の安定性「エタノールクラスター」

　エタノール溶液は、エタノールと水が会合し、「エタノールクラスター」というものを形成しているらしい（下図参照）。
　このクラスター、分子組成比でエタノール：水＝１：１となるときに最も安定化するようで、その濃度の時の殺菌力が最大となるようだ。
　分子量でみると、エタノールは46.07、水は18.02なので、分子組成比１：１だと重量換算で71.88w/w%になる。
　要は、この濃度で殺菌力が最大となると考えればいい。

　この考えで行けば、前述した60～90％という解釈もあながち外れてはなさそうだ。

　しかし、一言で「濃度」と言っても重量パーセント「w/w%」と容積パーセント「v/v%」がある。

重量パーセント（w/w%）と容積パーセント（v/v%）

　重量パーセントは日常生活の中に普及しており、医療従事者でなくとも馴染みのある表記方法。単に「%」と書かれていたり、「Wt%」と表記されることもある。
　これに対して、容積パーセントは各専門分野で用いられることが多い。「Vol%」と表記される事も多い。

　算出方法はそれぞれ文字通り、w/w%は重量（mgなど）を重量（mgなど）で除して、v/v%は容積（mLなど）を容積（mLなど）で除して算出する。
　※重量容積パーセント「w/v%」というもあり、重量（mgなど）を容積（mLなど）で除したもの。これも専門分野でしかほとんど使われない。

　重要なのは、v/v%は温度や比重などに影響を受けて値が変動すること。
　w/w%はその影響を受けない。
　なので、日本薬局方の消毒用エタノールの製法（下図）や、酒税法のアルコール度数測定は温度が「15℃」と定められている。

　

エタノール水溶液「62.9w/v％」は消毒用エタノールの濃度範囲か？

医療用の消エタはv/v%だが、amazon等で売られているものはw/v％が多い。why??

製品名の数字は、酒類などでも使われる「アルコール度数」としての表示で、容量基準でのアルコール濃度（vol%）を表しています。一方、成分表示は重量％（wt%）での表示が義務付けられている（食品としては）ため、重量基準でのアルコール（エタノール）濃度を表しています。

消防法上でも重量％表記。

吉田製薬MR情報。
塩化ベンザルコニウムをエタノール（消エタ濃度）に溶かした製品（ベルコムローション®︎）は、ベンザルコニウムの濃度もエタノールの濃度も表示義務がないとのこと。
しかし製品のボトルには「0.2w/v%ベンザルコニウム塩化物エタノール擦式製剤」と表記はしてある。

医療用アルコールも元々はw/v%表記だったようだが、アルコールは比重が水よりも小さいため、20年ほど前からvol％記載になったらしい。
↓
比重が小さいとvol%表記が望ましい？
アルコールの規制対象も学ばねば！

【参考資料・サイトなど】
・消防法上、消毒用アルコールの濃度が60％以上（重量％）の製品が危険物に該当
・消防法（危険物該当性）
・エタノールクラスター
・エタノール濃度と菌・virus効果の分かりやすい図
・エタノール濃度を考える際の論文一覧
・ケンエー海外論文pickup
・菌種別のエタノール効果論文いくつか
・各種消毒薬の特性（ヨシダ製薬）と参考文献
・アルコールの殺菌機構
・日本の酒税法ではアルコール度数は温度が15度の時の体積濃度を測るとされている
・殺菌や滅菌の研究結果等で用いられる指標「LR」とは？
・エタノールと水を混ぜたときに体積が小さくなるわけhttps://www.kagakudojin.co.jp/special/qanda/index06.html
・学位論文？「水とエタノールの混合における体積の減少」
・比重とは