タルク

タルク、またはタルカムは、化学式Mg ₃ Si ₄ O ₁₀ (OH) ₂で表される水和ケイ酸マグネシウムからなる粘土鉱物 です。粉末状のタルクは、コーンスターチと混ぜてベビーパウダーとしてよく使われます。この鉱物は増粘剤や潤滑剤として使われます。陶磁器、塗料、屋根材の成分です。多くの化粧品の主成分でもあります。^{[ 6 ]}葉状から繊維状の塊として産出し、非常にまれな結晶形でも産出します。完全な底面劈開と不均一な平らな断口を持ち、二次元板状の葉状構造をしています。

モース硬度スケールは、引っ掻き硬度の比較に基づいており、値1は最も柔らかい鉱物であるタルクの硬度と定義されています。タルクを条痕板にこすりつけると白い条痕が残りますが、ほとんどのケイ酸塩鉱物が白い条痕を残すため、この指標はあまり重要ではありません。タルクは半透明から不透明で、色は白っぽい灰色から緑色まで、ガラス光沢と真珠光沢があります。タルクは水には溶けず、希鉱酸にはわずかに溶けます。^{[ 7 ]}

滑石は、主にタルクからなる変成岩である。

タルクという言葉はペルシア語のتالک tālkに由来する。古代では、タルク、雲母、セレナイトなど、さまざまな関連鉱物を指す言葉として使われていた。^{[ 8 ]}

滑石は主に、蛇紋石、輝石、角閃石、橄欖石などのマグネシウム鉱物が二酸化炭素と水の存在下で変成作用を受けることによって形成されます。これは「滑石炭酸化」または「ステアト化」として知られており、滑石炭酸塩と呼ばれる一連の岩石を生成します。

タルクは主に水和と炭酸化によって、以下の反応で生成されます。

蛇紋石2 Mg ₃ Si ₂ O ₅ (OH) ₄ +二酸化炭素3 CO ₂ →タルクMg ₃ Si ₄ O ₁₀ (OH) ₂ +マグネサイト3 MgCO ₃ +水3 H ₂ O

タルクは、ドロマイトとシリカの反応によっても形成されることがあり、これは接触変成作用による接触変成帯におけるシリカの流入によるドロマイトのスカルン化作用に典型的な現象である。

ドロマイト3 CaMg(CO ₃ ) ₂ +シリカ4 SiO ₂ +水H ₂ O →タルクMg ₃ Si ₄ O ₁₀ (OH) ₂ +方解石3 CaCO ₃ +二酸化炭素3 CO ₂

滑石は、藍閃石やエクロジャイトの変成作用において、マグネシウムクロライトと石英から以下の変成反応によって生成されることもある。

緑泥石+石英→藍晶石+ 滑石 + 水

タルクは堆積岩中の続成鉱物としても見られ、特定の条件下で海水や湖水から沈殿するケロライト、セピオライト、スティーブンサイトなどの準安定な含水マグネシウム粘土前駆体の変質によって形成されることがある。 ^{[ 9 ]}

この反応では、タルクとカヤナイトの比率はアルミニウム含有量に依存し、アルミニウム含有量の多い岩石ほどカヤナイトの生成が促進されます。これは通常、下部ブルースキスト相内のフェンジャイト、ガーネット、グロコファンなどの高圧・低温鉱物に関連しています。このような岩石は一般的に白色で脆く、繊維状であり、 ホワイトスキストとして知られています。

タルクは三八面体層状鉱物であり、その構造はパイロフィライトに似ているが、複合層の八面体サイトにマグネシウムが存在する。^{[ 2 ]}タルクの結晶構造はTOTと表現され、これは平行なTOT層が弱いファンデルワールス力で互いに弱く結合していることを意味する。TOT層は、2つの四面体シート（T ）が1つの三八面体シート（ O ）の2つの面に強く結合している構造をしている。タルクの完全な底面劈開と柔らかさは、 TOT層間の弱い結合によるものである。^{[ 10 ]}

四面体シートは、4つの酸素イオンに囲まれたケイ素イオンであるシリカ四面体から構成されています。各四面体は、4つの酸素イオンのうち3つを隣接する四面体と共有して六角形のシートを形成します。残りの酸素イオン（頂点酸素イオン）は、三八面体シートと結合するために使用できます。^{[ 11 ]}

三八面体シートは鉱物ブルサイトのシートの構造を持っています。頂点酸素はブルサイトシートに存在する水酸化物イオンの一部を置き換え、四面体シートを三八面体シートにしっかりと結合させます。^{[ 12 ]}

四面体シートは、そのバルク組成がSi ₄ O 4− 10であるため、負の電荷を帯びています。三八面体シートは、そのバルク組成がMg ₃ (OH) 4+ 2であるため、同等の正の電荷を帯びています。したがって、結合した TOT 層は電気的に中性です。^{[ 13 ]}

TシートとOシートの六角形はサイズがわずかに異なるため、シートが結合してTOT層を形成すると、シートはわずかに歪みます。これにより六方対称性が破れ、単斜晶系または三斜晶系の対称性に低下します。^{[ 14 ]}しかし、タルク結晶の擬三方晶系の性質には、元の六面体対称性が認められます。^{[ 3 ]}

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  タルクの四面体シート構造の図。頂点酸素イオンはピンク色に着色されている。
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  タルクの三八面体シートの構造図。黄色の球は水酸基、青色の球はマグネシウム基を表す。頂端酸素結合部位は白色で示されている。
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  タルク結晶を[100]軸に沿って、結晶の層に沿って見た図。

タルクは、滑石（タルク含有量の多い岩石）などの超苦鉄質岩を含む変成帯や、白片岩および青片岩の変成帯によく見られる変成鉱物です。白片岩の代表的な例としては、米国西部のフランシスカン変成帯、特にイタリアの西ヨーロッパアルプス、マスグレイブブロックの特定地域、そしてパキスタン、インド、ネパール、ブータンにまたがるヒマラヤ山脈などの衝突造山帯が挙げられます。

タルク炭酸塩超苦鉄質岩は、始生代クラトンの多くの地域、特に西オーストラリアのイルガルン・クラトンのコマチアイト帯に典型的に見られる。タルク炭酸塩超苦鉄質岩は、オーストラリア東部のラフラン褶曲帯、ブラジル、ギアナ楯状地、トルコ、オマーン、中東のオフィオライト帯からも知られている。

中国は世界最大のタルクとステアタイトの生産国であり、生産量は約220 万トン（2016年）で、世界の総生産量の30%を占めている。その他の主要生産国は、ブラジル（12%）、インド（11%）、米国（9%）、フランス（6%）、フィンランド（4%）、イタリア、ロシア、カナダ、オーストリア（それぞれ2%）である。^{[ 15 ]}

経済的に重要なタルク産地としては、西オーストラリア州のマウント・シーブルック・タルク鉱山が挙げられる。この鉱山は、幾重にも変形した層状の超苦鉄質岩貫入岩体上に形成されている。フランスに拠点を置くルゼナック・グループは、世界最大の採掘タルク供給業者である。同社最大のタルク鉱山は、フランス南部ルゼナック 近郊のトリモンにあり、年間40万トンのタルクを生産している。

アフガニスタンのナンガルハル州の係争地域での採掘により、国際監視団体グローバル・ウィットネスはタルクを紛争資源と宣言した。その利益はタリバンとイスラム国間の武力衝突の資金源として使われているためである。^{[ 16 ]}

タルクは、製紙、プラスチック、塗料・コーティング剤（金属鋳型など）、ゴム、食品、電線、医薬品、化粧品、セラミックなど、多くの産業で使用されています。粗い灰緑色の高タルク岩は滑石またはステアタイトと呼ばれ、ストーブ、シンク、配電盤などに使用されます。耐熱性、耐電気性、耐酸性に優れているため、実験台の天板や配電盤の表面によく用いられます。

微粉末状のタルクは、化粧品（タルカムパウダー）、潤滑剤、製紙の充填剤として使用されています。製造工程では、インナーチューブやゴム手袋の内側をコーティングして、表面がくっつかないようにするために使用されています。高度に精製されたタルカムパウダーは、おむつかぶれ（おむつかぶれ）を予防するために使用される収斂性パウダーであるベビーパウダーに使用されています。米国小児科学会は、ベビーパウダーは吸入すると呼吸困難や重度の肺損傷などの呼吸器系の問題を引き起こす可能性があるため、親は使用を避けるよう推奨しています。粒子が小さいため、パウダーを塗布する際に空気中に飛散しないようにするのは困難です。酸化亜鉛をベースとした軟膏は、おむつかぶれの予防に安全な代替手段となる可能性があります。^{[ 17 ]}

滑石（塊状タルク）は、溶接や金属加工のマーカーとしてよく使われる。^{[ 18 ] [ 19 ]}

タルクは食品添加物として、また医薬品の滑沢剤としても使用されます。医学分野では、タルクは胸膜癒着剤として、再発性胸水や気胸の予防に用いられます。欧州連合における添加物番号はE553bです。タルクは、精米工程において、白米の研磨剤として使用されることもあります。

タルクはせん断強度が低いため、最も古くから知られている固体潤滑剤の1つです。また、潤滑油の摩擦低減添加剤としても限定的に使用されています。^{[ 20 ]}

タルクは陶磁器業界で、素地と釉薬の両方に広く使用されています。低温焼成の美術陶器の素地では、白色度を高め、熱膨張率を増加させて貫入を防ぎます。炻器では、少量のタルクを素地に添加することで、強度とガラス化を促進します。高温釉薬では、 MgOフラックス（融点制御用）として使用されます。また、陶器釉薬の艶消し剤としても用いられ、高温でマグネシアマット釉を生成するのに使用できます。

品質に関するISO規格（ISO 3262）

マグネシウムケイ酸塩をセメント代替品として使用する特許が出願中です。その製造に必要なエネルギーは、通常のポルトランドセメントよりも少なく（タルクの場合、ポルトランドセメントの製造に必要な加熱温度は約650  ℃であるのに対し、石灰石の場合は1,500 ℃）、硬化時に二酸化炭素を はるかに多く吸収します。この結果、セメント代替品は1トンあたり0.6トンのCO2を除去するため、全体として_負のカーボンフットプリントとなります。これは、従来のセメント1トンあたり0.4トンの正のカーボンフットプリントとは対照的です。^{[ 21 ]}

タルクは、違法ヘロインの混入物として、量と重量を増やして闇市場での価格を吊り上げるために使用されることがある。静脈注射で使用した場合、肺タルク症、すなわち肺の肉芽腫性炎症を引き起こす可能性がある。

タルクの使用が、主に卵巣がんや肺がんなどの特定の種類の病気の一因となっているのではないかという疑念が持ち上がっている。IARCによると、アスベストを含むタルクはグループ1物質（ヒトに対して発がん性がある）に分類され、会陰部でのタルクの使用はグループ2B（ヒトに対して発がん性がある可能性がある）に分類され、アスベストを含まないタルクはグループ2A（ヒトに対しておそらく発がん性がある）に分類されている。^{[ 23 ]} Cancer Research UKとAmerican Cancer Societyによるレビューでは、いくつかの研究では関連性が見つかっているが、他の研究では見つかっていないと結論付けている。^{[ 24 ] [ 25 ]}

これらの研究では、肺の問題^{[ 26 ]} 、肺がん^{[ 27 ] [ 28 ]}、卵巣がん^{[ 29 ]}について議論されています。これらのうちの1つは、1993年に発表された米国国家毒性プログラムの報告書で、アスベストのような繊維を含まない化粧品グレードのタルクが、少なくとも113週間にわたって週5日、1日6時間タルクを吸入させられたラットの腫瘍形成と相関関係にあることがわかりました^{[ 27 ]} 。 1971年の論文では、研究された卵巣腫瘍の75%にタルクの粒子が埋め込まれていることがわかりました^{[ 30 ]。} 2018年、カナダ保健省は、タルク粉の吸入や女性が会陰部に使用することに対する警告を発しました^{[ 31 ] 。}

しかしながら、対照的に、1995年と2000年に発表された研究では、タルクが卵巣がんを引き起こす可能性はあり得るものの、決定的な証拠は示されていないと結論づけられた。^{[ 32 ] [ 33 ]}さらに、2008年のEuropean Journal of Cancer Prevention誌に掲載された卵巣がんとタルク使用に関する研究のレビューでは、多くの研究が衛生的なタルク使用の期間、頻度、蓄積を調べたにもかかわらず、これらの要因間に正の相関関係を見出した研究は少なく、負の相関関係を見出した研究もあったと指摘している。「タルクをまぶしたダイアフラムやコンドームの使用に関連する全体的な無反応の結果は、特に会陰部のタルク散布頻度と卵巣組織のタルク濃度との間に確立された相関関係がなく、卵巣がんリスクとの一貫した用量反応関係がないことを考慮すると、発がん性効果がないことを示すより説得力のある証拠であると主張できるかもしれない。」その代わりに、著者らは粉末タルクを「非常に安全」であると評価した。^{[ 34 ]}

同様に、2014年に主要な癌専門誌である米国国立癌研究所誌に掲載された論文では、研究者らは閉経後の女性61,576人を対象とした調査結果を報告しており、その半数以上が会陰部にタルクパウダーを使用していた。研究者らは、被験者自身のタルク使用の報告と医師による卵巣癌の診断の報告を比較し、被験者の年齢や卵管結紮の有無に関わらず、「会陰部パウダーの使用経験は、使用経験がない場合と比較して卵巣癌のリスクとは関連していなかった」こと、またタルクパウダーの使用期間が長いほど個々の癌リスクが高くなることもなかったことを発見した。このことから、論文は「会陰部パウダーの使用は卵巣癌のリスクに影響を与えないようだ」と結論付けた。^{[ 35 ]}化粧品成分審査専門家パネルは2015年に、現在化粧品に使用されている濃度のタルクは安全であると結論付けた。^{[ 36 ]}

2024年7月、国際がん研究機関はタルクをヒトに対して「おそらく」発がん性があると分類した。この研究は、タルクがヒトの卵巣がんを引き起こす可能性があるという限られた証拠に基づいている。^{[ 37 ]}

2006年、国際がん研究機関はタルク粉を女性の性器に使用した場合、ヒトに対する発がん性物質である可能性があると分類した。それにもかかわらず、米国の連邦機関はタルク粉を市場から撤去したり、警告を追加したりする措置を取らなかった。^{[ 48 ]}

2016年2月、ジョンソン・エンド・ジョンソン（J&J）に対する訴訟の結果、セントルイスの陪審は、卵巣がんで亡くなったアラバマ州の女性の遺族に7200万ドルの賠償金を支払うよう命じる判決を下した。遺族は、タルクパウダーの使用が彼女の癌の原因だと主張していた。

2016年5月、サウスダコタ州の女性が、ジョンソン・エンド・ジョンソン社に対する別の訴訟の結果、5500万ドルの賠償金を獲得した。^{[ 49 ]}この女性は、2011年に卵巣がんと診断されるまで、35年以上ジョンソン・エンド・ジョンソン社のベビーパウダーを使用していた。^{[ 50 ]}

2016年10月、セントルイスの陪審は、ジョンソンズベビーパウダーを45年間使用していた卵巣がんのカリフォルニア州の女性に7010万ドルの賠償金を支払うよう命じた。^{[ 51 ]}

2017年8月、ロサンゼルスの陪審は、タルクパウダーの「不当に危険で欠陥のある性質」が直接の原因で卵巣がんを発症したカリフォルニア州の女性、エヴァ・エチェベリアに4億1700万ドルの賠償金を支払うよう命じた。エチェベリアはジョンソン・エンド・ジョンソンを相手取って訴訟を起こした。^{[ 52 ]} 2017年10月20日、ロサンゼルス上級裁判所のマレン・ネルソン判事は判決を棄却した。判事は、エチェベリアが「タルクが卵巣がんを引き起こす可能性が高いかどうか、したがって警告義務が生じるかどうかについて、科学界と医療界で議論が続いている」ことを証明したが、陪審がジョンソン・エンド・ジョンソンに責任を課すには十分ではなく、エチェベリアはタルクが卵巣がんを引き起こすことを十分に立証していないと結論付けた。^{[ 53 ] [ 54 ]}

2018年7月、セントルイスの裁判所は、ジョンソン・エンド・ジョンソン社が40年以上にわたり製品中のアスベストの証拠を隠蔽していたと結論付け、22人の女性原告に対し、47億ドル（懲罰的損害賠償41億4000万ドル、補償的損害賠償5億5000万ドル）の賠償金を命じる判決を下した。^{[ 55 ]}

2023年時点で、タルクパウダー関連の訴訟は少なくとも3万8000件係争中であった。[ ^{56 ]​}

2020年、J&Jは130年間販売してきたタルクベースのベビーパウダーの販売を中止した。J&Jは破産裁判所で訴訟を解決するために、請求を担当する子会社を設立した。2023年、J&Jは5万人の請求者に対し、請求は「根拠のない」ものだが、この問題から脱却したいとして、約90億ドルの和解案を提示したが、裁判官は子会社が財政難に陥っておらず、破産制度を利用して訴訟を解決することはできないとして、この計画を阻止した。^{[ 57 ]}

2023年7月、J&Jはタルクと癌を結びつけた研究者らを提訴し、彼らが同社の製品を貶めるために偽科学を用いたと主張したが、被告側は訴訟は科学者を黙らせるためのものだと反論した。^{[ 56 ]}

• パイロフィライト– パイロフィライト-タルク群に属するフィロケイ酸塩鉱物 
• 蛇紋岩– カンラン石が変成してできた岩石 
• シリマナイト– ネソケイ酸塩鉱物