ワックス
典型的なワックスエステルであるセチルパルミテート
模様付きの金属ローラーの間に蜜蝋を挟んで作られた、市販のハニカム基礎

ワックスは、親油性の固体 で、常温付近で展性のある多様な有機化合物です。高級アルカンや脂質などを含み、通常、融点は40℃（104℉）以上で、低粘度の液体となります。ワックスは水には溶けませんが、ヘキサン、ベンゼン、クロロホルムなどの非極性有機溶媒には溶けます。様々な種類の天然ワックスが植物や動物によって生成され、石油中にも存在します。

化学

20世紀前半のセロリンブランドの床・家具用ワックス。オブジェ博物館コレクションより。

ワックスは、長鎖脂肪族アルキル鎖からなる有機化合物ですが、芳香族化合物が含まれる場合もあります。天然ワックスは不飽和結合を含み、脂肪酸、第一級および第二級アルコール、ケトン、アルデヒド、脂肪酸エステルなどの様々な官能基を含みます。合成ワックスは、官能基を持たない長鎖脂肪族炭化水素（アルカンまたはパラフィン）の同族列で構成されることが多いです。[ 1 ]

植物と動物のワックス

ワックスは植物と動物の両方によって合成されます。動物由来のワックスは、典型的には様々な脂肪酸とカルボン酸アルコールから誘導されるワックスエステルで構成されています。植物由来のワックスでは、エステルよりも非エステル化炭化水素の特徴的な混合物が優勢である場合があります。 [ 2 ]ワックスの組成は種だけでなく、生物の地理的位置によっても異なります。

動物ワックス

最もよく知られている動物性ワックスは蜜蝋で、ミツバチの巣を作る際に使われますが、他の昆虫もワックスを分泌します。蜜蝋の主成分はミリシルパルミテートで、トリアコンタノールとパルミチン酸のエステルです。融点は62～65℃（144～149℉）です。マッコウクジラの頭脂には、スペルマセチが大量に含まれています。その主成分の一つはセチルパルミテートで、これも脂肪酸と脂肪族アルコールのエステルです。ラノリンは羊毛から得られるワックスで、ステロールのエステルで構成されています。[ 1 ]

植物ワックス

植物は、蒸発、濡れ性、水分補給を制御する方法として、クチクラの内部および表面にワックスを分泌します。 [ 3 ]植物のエピクチクラワックスは、アルカン、アルキルエステル、脂肪酸、第一および第二アルコール、ジオール、ケトン、アルデヒドを含む、置換された長鎖脂肪族炭化水素の混合物です。 [ 2 ]商業的な観点から、最も重要な植物ワックスは、ブラジルのヤシCopernicia pruniferaから得られる硬いワックスであるカルナバワックスです。エステルのミリシルセロト酸を含み、菓子やその他の食品のコーティング、車や家具の磨き剤、フロスのコーティング、サーフボードワックスなど、多くの用途があります。その他のより特殊な植物ワックスには、ホホバ油、キャンデリラワックス、ウリキュリーワックスがあります。

改良された植物および動物ワックス

植物や動物由来のワックスや油は選択的な化学修飾を受けることで、未修飾の出発物質よりも望ましい特性を持つワックスを生産することができます。[ 4 ]このアプローチは、オレフィンメタセシスや酵素反応などのグリーンケミストリーのアプローチに依存しており、植物油などの安価な出発物質からワックスを生産するために使用できます。[ 5 ] [ 6 ]

石油由来ワックス

多くの天然ワックスにはエステルが含まれていますが、パラフィンワックスは炭化水素であり、通常は同族鎖長のアルカンの混合物です。これらの物質は石油のかなりの部分を占めています。これらは真空蒸留によって精製されます。パラフィンワックスは、飽和 n- および iso-アルカン、ナフテン、およびアルキルおよびナフテン置換芳香族化合物の混合物です。典型的なアルカンパラフィンワックスの化学組成は、ヘントリアコンタン(C 31 H 64 )などの一般式 C n H 2 n +2の炭化水素で構成されます。分岐の程度は特性に重要な影響を及ぼします。マイクロクリスタリンワックスは、イソパラフィン (分岐) 炭化水素とナフテン炭化水素の比率が高い、生産量の少ない石油ベースのワックスです。

パラフィンワックスは年間数百万トン生産されています。食品（チューインガムやチーズの包装材など）、キャンドル、化粧品、ノンスティック加工や防水加工、艶出し剤などに使用されています。

モンタンワックス

モンタンワックスは、石炭と褐炭から抽出される化石ワックスです。[ 7 ]飽和脂肪酸とアルコールの高濃度を反映して非常に硬く、濃い茶色で臭いがしますが、精製・漂白することで商業的に有用な製品にすることができます。

1995年時点では、年間約2億キログラムのポリエチレンワックスが消費されていました。[ 3 ]

ポリエチレンワックスは、次の 3 つの方法のいずれかで製造されます。

  1. エチレンの直接重合（共単量体を含む可能性がある）
  2. 高分子量ポリエチレン樹脂の熱劣化。
  3. 高分子量樹脂製造からの低分子量画分の回収。

製造技術によって、製品の特性は若干異なります。低分子量ポリエチレンワックスの主な特性は、粘度、密度、融点です。

ポリエチレン樹脂ストリームからの分解または回収によって生成されるポリエチレンワックスには、使用中に揮発して火災の危険性を防ぐために除去しなければならない非常に低分子量の物質が含まれています。この方法で製造されたポリエチレンワックスは、通常、低分子量の成分が除去され、引火点が 500 °F (260 °C) を超えるものになります。多くのポリエチレン樹脂工場では、低ポリマーワックス (LPW) と呼ばれる低分子量のストリームが生成されます。LPW は精製されていないため、揮発性オリゴマー、腐食性触媒が含まれ、その他の異物や水が含まれている場合もあります。LPW を精製してポリエチレンワックスを生成するには、オリゴマーと有害な触媒を除去する必要があります。LPW を適切に精製してポリエチレンワックスを生成することは、FDA やその他の規制認証を必要とする用途で使用する場合に特に重要です。

用途

ワックスは主に工業的に、複雑な配合物の成分として消費されており、コーティング剤として使用されることが多い。ポリエチレンワックスとポリプロピレンワックスの主な用途は、プラスチックの着色剤の配合である。ワックスは塗料にマット効果（つまり、光沢のない仕上がり）と耐摩耗性を付与する。ポリエチレンワックスは、摩擦を低減するために分散液の形でインクに配合される。離型剤として使用され、家具の滑り剤としても使用され、耐腐食性も付与する。[ 3 ]

古代

蝋は、人形、人形[ 8 ] 、[ 9 ]の蝋人形などを作るのに使えます。ルーヴル美術館の古代エジプト美術部門には、人間や動物、神の像、疑似ミイラ（E 21）のほか、蝋人形の型（N 1557）、犬が人を食い尽くす様子を描いた呪術の像（E 27079）、蝋で覆われ筆記用石板として使われた「カイエ・ド・パプヌーション」として知られる蝋板（E 10498） （MND 552）など が展示されています。

キャンドル

ワックスキャンドル

パラフィンワックスや蜜蝋などのワックスや、獣脂などの硬い油脂は、照明や装飾用のキャンドルの製造に使用されます。キャンドル製造に使用される燃料には、大豆ワックスもあります。大豆ワックスは、大豆油を水素化処理して作られます。

木製品

ワックスは木製品の仕上げやコーティングに使用されます。[ 10 ]蜜蝋は、木材同士が接触する引き出しのスライドの潤滑剤としてよく使用されます。

その他の用途

ワックスコーティングにより、このマニラ麻は防水性があります。
ラバランプは、電球によって下から溶けた蝋を含んだ珍しいアイテムです。蝋は装飾的な溶けた塊となって上下に揺れ動きます。

中世では、重要な文書を閉じるために封蝋が用いられました。ワックスタブレットは筆記面として使用されました。中世には、4種類のワックス（ラグサン、モンテネグロ、ビザンチン、ブルガリア）、スペイン、ポーランド、リガ産の「一般的な」ワックス、未精製ワックス、そして着色ワックス（赤、白、緑）という様々な種類のワックスが存在しました。[ 11 ] [ 12 ]ワックスは、ワックスペーパーの製造に使用され、紙やカードにワックスを浸透させてコーティングすることで防水加工や防汚加工を施したり、表面特性を改質したりします。また、靴墨、木材磨き剤、自動車用磨き剤、鋳型製造時の離型剤、多くのチーズのコーティング剤、皮革や布地の防水加工にも使用されます。ワックスは古代から、金、銀、その他の素材 のロストワックス鋳造において、一時的な取り外し可能な型として使用されてきました。

色鮮やかな色素のワックスは、エンカウスティック画の媒体として使用され、今日ではクレヨン、チャイナマーカー、色鉛筆の製造に使用されています。タイプライターで打った文書の複写に使用されていたカーボン紙は、ワックス（通常はモンタンワックス）に懸濁したカーボンブラックでコーティングされていましたが、コピー機やコンピュータープリンターに取って代わられました。別の文脈では、口紅やマスカラはさまざまな脂肪とワックスを顔料で着色した混合物であり、蜜蝋とラノリンはどちらも他の化粧品に使用されています。スキーワックスはスキーやスノーボードに使用されます。また、サーフィンやスケートボードのスポーツ[ 13 ]では、パフォーマンスを向上させるためにワックスがよく使用されます。

一部のワックスは食品に安全とみなされており、木製のまな板や食品に触れるその他の物品のコーティングに使用されています。ルーマニア、ウクライナ、ポーランド、リトアニア、チェコ共和国では、蜜蝋または着色合成ワックスがイースターエッグのデコレーションに使用されています。パラフィンワックスは、チョコレートコーティングされたお菓子の製造に使用されています。

ワックスは、シミュレーションの補助として使用されるワックス弾や、ワックス彫刻にも使用されます。

具体的な例

動物ワックス

植物性ワックス

ミネラルワックス

石油ワックス

参照

参考文献

  1. ^ a b Wilhelm Riemenschneider1とHermann M. Bolt (2005). 「有機エステル」. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002/14356007.a09_565.pub2 .
  2. ^ a b EA Baker (1982) 植物上クチクラワックスの化学と形態学. 『植物クチクラ』. DF Cutler, KL Alvin, CE Price編. アカデミック・プレス. ISBN 0-12-199920-3
  3. ^ a b c Uwe Wolfmeier、Hans Schmidt 氏、Franz-Leo Heinrichs、Georg Michalczyk、Wolfgang Payer、Wolfram Dietsche、Klaus Boehlke、Gerd Hohner、Josef Wildgruber ウルマン工業化学百科事典の「ワックス」、Wiley-VCH、ワインハイム、2002。doi : 10.1002/14356007.a28_103。
  4. ^ Floros, Michael C.; Raghunanan, Latchmi; Narine, Suresh S. (2016-11-01). 「バイオベースワックスの特性評価のためのツールボックス」. European Journal of Lipid Science and Technology . 119 (6) 1600360: n/a. doi : 10.1002/ejlt.201600360 . ISSN 1438-9312 . 
  5. ^ Schrodi, Yann; Ung, Thay; Vargas, Angel; Mkrtumyan, Garik; Lee, Choon Woo; Champagne, Timothy M.; Pederson, Richard L.; Hong, Soon Hyeok (2008-08-01). 「再生可能原料のエテノリシスのためのルテニウムオレフィンメタセシス触媒」. CLEAN – Soil, Air, Water . 36 (8): 669– 673. Bibcode : 2008CSAW...36..669S . doi : 10.1002/clen.200800088 . ISSN 1863-0669 . 
  6. ^ Petersson, Anna EV; Gustafsson, Linda M.; Nordblad, Mathias; Börjesson, Pål; Mattiasson, Bo; Adlercreutz, Patrick (2005-11-17). 「無溶媒・高効率酵素合成によるワックスエステルの木材コーティングへの応用可能性」グリーンケミストリー7 ( 12): 837. doi : 10.1039/b510815b . ISSN 1463-9270 . 2019年12月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年12月6日閲覧。 
  7. ^イヴァノフスキー、レオ（1952）ワックスの化学と技術。
  8. ^ペトロネラ・デュノワ（匿名、1676年頃）のために作られた人形の家のための小さな蝋人形のような人形、アムステルダム国立美術館所蔵、BK-14656： [1]
  9. ^マルセイユ : Mucem、Ph.1944.129.61。
  10. ^ 「Minwax® ペースト仕上げワックス | 特殊製品」 Minwax.com、2012年1月31日。2012年11月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年12月15日閲覧。
  11. ^『合理的な生活術：ルネッサンスにおけるルース・アンド・クラレンス・ケネディ会議』1982年、187ページ、歴史研究第50号、アリスター・キャメロン・クロムビー、ナンシー・G・シライシ、スミス大学歴史学部、1987年。
  12. ^コスマン、マドレーヌ・ペルナー、ジョーンズ、リンダ・ゲイル (2008). 『中世世界の生活ハンドブック』第2巻. Facts On File, Infobase Publishing. p. 202. ISBN 978-0-8160-4887-8. LCCN  2007000887 . OCLC  77830539 . OL  11359718M .
  13. ^ Russell (2021年7月28日). 「スケートボードワックスの作り方：自宅でできるDIYガイド」 www.blackspell.co.uk . 2021年9月22日閲覧。
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