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パラフィンワックス（または石油ワックス）は、石油、石炭、または油頁岩から得られる柔らかい無色の固体で、20～40個の炭素原子を含む炭化水素分子の混合物から構成されています。室温では固体で、約37 ℃（99 °F）以上で溶け始め、[ 2 ]沸点は370 ℃（698 °F）以上です。[ 2 ]パラフィンワックスの一般的な用途には、潤滑剤、電気絶縁、ろうそくなどがあります。[ 3 ]染色されたパラフィンワックスはクレヨンにすることができます。
着色も香料も入っていないパラフィンキャンドルは無臭で青みがかった白色です。パラフィンワックスは1830年にドイツのカール・ライヒェンバッハによって初めて作られ、獣脂キャンドルよりもきれいに安定して燃え、製造コストも安かったため、キャンドル製造技術の大きな進歩となりました。[ 4 ]
化学では、パラフィンはアルカンと同義語として使用され、一般式 C n H 2 n +2で表される炭化水素を指します。この名前は、ラテン語のparum (「ごくわずか」) + affinis (「親和性がない」または「反応性がない」という意味) に由来し、パラフィンの非反応性を表しています。[ 5 ]
パラフィンワックスは、主に白色で無臭、無味のワックス状固体として存在し、典型的な融点は約46 ～ 68 °C (115 ～ 154 °F)であり、[ 6 ]密度は約 900 kg/m 3です。[ 7 ]水には溶けませんが、エーテル、ベンゼン、および特定のエステルには溶けます。パラフィンはほとんどの一般的な化学試薬の影響を受けませんが、燃えやすいです。[ 8 ]燃焼熱は 42 MJ/kg です。[ 9 ]
パラフィンワックスは優れた電気絶縁体であり、抵抗率は 10 13～ 10 17オームメートルです。[ 10 ]これは、一部のプラスチック(特にPTFE )を除くほぼすべての他の材料よりも優れています。効果的な中性子減速材であり、1932 年のジェームズ チャドウィックの中性子識別実験で使用されました。 [ 11 ] [ 12 ]
パラフィンワックスは、比熱容量が 2.14～2.9 J⋅g −1 ⋅K −1 (ジュール毎グラム毎ケルビン)、融解熱が200～220 J⋅g −1であることから、熱を蓄えるのに優れた材料です。[ 13 ] 1970 年代初頭の有人月探査ミッションでは、格納式ラジエーターと組み合わせたパラフィンワックス相変化冷却が月面探査車の電子機器の冷却に使用されました。 [ 14 ]ワックスは溶けると大きく膨張するため、産業用、家庭用、特に自動車用のワックスエレメントサーモスタットに使用されています。 [ 15 ] [ 16 ]
純粋なパラフィンワックスを部分的に開いたガラス容器で引火点近くまで加熱し、その後急速に冷却すると、沸騰液圧に達した結果、蒸気が自然発火する可能性がある。[ 17 ]
パラフィンワックスは、1830年にドイツの化学者カール・ライヒェンバッハが石油中に自然に存在するワックス状物質を効率的に分離・精製する方法を開発しようとした際に初めて作られました。パラフィンは、きれいに燃焼し、蜜蝋や獣脂などの他のろうそく燃料よりも製造コストが安かったため、ろうそく製造業界における大きな進歩となりました。パラフィンワックスは当初、融点が低いという問題がありましたが、ステアリン酸を添加することで改善されました。20世紀初頭には、石油産業と食肉加工産業の成長により、パラフィンとステアリン酸が副産物として生成されるようになったため、パラフィンワックスの生産が急増しました。[ 4 ]
パラフィンの原料はスラックワックスであり、これは油とワックスの混合物で、潤滑油の精製過程で生じる副産物である。
パラフィンワックスを作る最初のステップは、スラックワックスから油分を取り除くこと（脱油または脱ロウ）です。油分は結晶化によって分離されます。最も一般的な方法は、スラックワックスを加熱し、ケトンなどの1つ以上の溶剤と混合し、冷却することです。冷却すると、ワックスが溶液から結晶化し、油分だけが残ります。この混合物をろ過して、固体（ワックスと溶剤）と液体（油分と溶剤）の2つの流れにします。溶剤を蒸留によって回収した後、得られた製品は「製品ワックス」（または「プレスワックス」）と「フットオイル」と呼ばれます。ワックス中の油分の割合が低いほど、精製度が高いとみなされます（半精製と完全精製）。[ 18 ]製品ワックスは、色や臭いを取り除くためにさらに加工される場合があります。ワックスは最終的にブレンドされ、融点や浸透性などの特定の望ましい特性が与えられます。パラフィンワックスは、液体または固体の形で販売されます。[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
工業用途では、パラフィンワックスの結晶特性を改質することがしばしば有効であり、通常は既存の炭素骨格鎖に分岐を加えることによって行われます。この改質は、 EVAコポリマー、微結晶ワックス、ポリエチレンなどの添加剤を用いて行われます。分岐構造により、粘度が高く、結晶構造が小さく、機能特性が改質された改質パラフィンが得られます。純粋なパラフィンワックスは、室温では比較的脆く、加工時に欠けたり破損したりする危険性があるため、ロストワックス法で金属やその他の材料を鋳造するための原型を彫刻する際にはほとんど使用されません。蜜蝋のような柔らかく柔軟なワックスがこのような彫刻には好ましい場合もありますが、多くの場合パラフィンをベースとした「インベストメント鋳造用ワックス」は、この目的のために特別に配合されています。
組織学または病理学の研究室では、薄い切片を作成する前に、組織にパラフィンワックスを浸透させるために使用されます。組織から水分は、濃度を段階的に上げたアルコール（75%から無水アルコールまで）によって除去され、その後、キシレンなどの有機溶媒でアルコールが除去されます。次に、組織をパラフィンワックスに数時間浸し、ワックス入りの型に入れて冷却・固化させます。その後、ミクロトームで切片を作成します。
職場では、パラフィンを吸入したり、皮膚に接触したり、目に接触したりすることで、パラフィンに曝露される可能性があります。米国国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は、パラフィンワックスのヒュームへの曝露に関する推奨曝露限界（REL）を、8時間労働で2 mg/m 3に設定しています。 [ 29 ]
