

ワックスは、常温付近で可塑性のある親油性固体 である、多様な有機化合物の総称です。ワックスには、高級アルカンや脂質が含まれ、一般的に融点は約40 ℃(104 °F)以上で、融解すると低粘度の液体になります。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は、植物や動物によって生成され、石油中にも存在します。

ワックスは、特徴的に長い脂肪族アルキル鎖からなる有機化合物ですが、芳香族化合物も含まれる場合があります。天然ワックスには不飽和結合が含まれる場合があり、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さまざまな官能基が含まれます。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)の同族列から構成されることが多いです。[ 1 ]
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、通常、さまざま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になる場合があります。 [ 2 ]組成は、種だけでなく、生物の地理的な場所にも依存します。
最もよく知られている動物性ワックスはミツロウで、ミツバチの巣の巣を作るのに使われますが、他の昆虫もワックスを分泌します。ミツロウの主要成分はミリシルパルミテートで、これはトリアコンタノールとパルミチン酸のエステルです。その融点は62~65 ℃(144~149 °F)です。マッコウクジラの頭油には鯨蝋が大量に含まれています。その主要成分の1つはセチルパルミテートで、これは脂肪酸と脂肪アルコールの別のエステルです。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からできています。[ 1 ]
植物は、蒸発、濡れ性、水分量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 ]植物の表皮ワックスは、アルカン、アルキルエステル、脂肪酸、第一級および第二級アルコール、ジオール、ケトン、アルデヒドを含む置換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から得られる硬質ワックスであるカルナウバワックスです。エステルミリシルセロテートを含むその用途は多岐にわたり、菓子類やその他の食品コーティング、自動車や家具の研磨剤、デンタルフロスのコーティング、サーフボードワックスなどがあります。その他のより特殊な植物ワックスには、ホホバオイル、キャンデリラワックス、ウリキュリーワックスなどがあります。
植物や動物由来のワックスやオイルは、選択的な化学修飾を受けることで、未修飾の出発原料よりも望ましい特性を持つワックスを生成できます。[ 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原料からワックスを生成するために使用できます。[ 5 ] [ 6 ]
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、通常は鎖長の同族列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-アルカンとイソ-アルカン、ナフテン、およびアルキル置換芳香族化合物と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の炭化水素から構成されます。分岐の程度は特性に重要な影響を与えます。マイクロクリスタリンワックスは、イソパラフィン系(分岐)炭化水素とナフテン系炭化水素の割合が高い、あまり生産されていない石油ベースのワックスです。
パラフィンワックスは毎年数百万トン生産されている。食品(チューインガムやチーズの包装など)、ろうそく、化粧品、非粘着性・防水性コーティング剤、研磨剤などに使用されている。
モンタンワックスは、石炭や亜炭から抽出される化石化したワックスです。[ 7 ]飽和脂肪酸とアルコールの濃度が高いため、非常に硬いです。濃い茶色で臭いがありますが、精製および漂白して商業的に有用な製品にすることができます。
1995年現在約2億キログラムのポリエチレンワックスが年間消費された。[ 3 ]
ポリエチレンワックスは、次の3つの方法のいずれかによって製造されます。
それぞれの製造方法によって、わずかに異なる特性を持つ製品が生成される。低分子量ポリエチレンワックスの主な特性は、粘度、密度、融点である。
ポリエチレン樹脂の流れから分解または回収によって製造されるポリエチレンワックスには、揮発や使用中の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るポリエチレンワックスは、通常、引火点が500 °F(260 °C)を超えるように低分子量成分が除去されます。多くのポリエチレン樹脂工場では、低分子量の流れが生産され、これは低ポリマーワックス(LPW)と呼ばれることがよくあります。LPWは未精製で、揮発性オリゴマー、腐食性触媒を含み、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製造するには、オリゴマーと危険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製造することは、FDAやその他の規制認証が必要な用途で使用する場合に特に重要です。
ワックスは主に工業的に、複雑な配合物、特にコーティング剤の成分として消費されます。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、プラスチック用着色剤の配合です。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)と耐摩耗性を与えます。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ます。離型剤として使用され、家具の滑り止め剤として使用され、耐腐食性を付与します。[ 3 ]
蝋は、置物、人形、[ 8 ]操り人形の頭、[ 9 ]蝋の彫刻などを作るのに使用できます。ルーブル美術館のエジプト古代美術部門には、人間、動物、または神の置物、偽ミイラ(E 21)のほか、蝋の置物の型(N 1557)、犬が人間を貪り食う様子を描いた呪術の置物(E 27079)、蝋で覆われて筆記板(MND 552)として使用された「カヒエ・ド・パプヌーション」として知られる蝋板(E 10498)などが多数展示されています。

灯りや装飾に使われるろうそくは、パラフィンワックスや蜜蝋などのワックス、獣脂などの固形脂肪から作られます。ろうそく製造に使われる燃料には、大豆も含まれています。大豆ワックスは、大豆油を水素添加することで作られます。
ワックスは木製品の仕上げやコーティングとして使用されます。[ 10 ]蜜蝋は、木材同士が接触する引き出しのスライド部分の潤滑剤としてよく使用されます。


中世では、重要な文書を閉じるために封蝋が使用されました。ワックスの板は筆記面として使用されました。中世にはさまざまな種類のワックスがあり、4 種類のワックス (ラグーザ産、モンテネグロ産、ビザンチン産、ブルガリア産)、スペイン、ポーランド、リガ産の「普通の」ワックス、未精製ワックス、着色ワックス (赤、白、緑) がありました。[ 11 ] [ 12 ]ワックスは、ワックスペーパーの製造、紙やカードへの含浸およびコーティングによる防水性や耐汚染性の向上、表面特性の改質に使用されます。ワックスは、靴磨き、木材磨き、自動車用磨き、型作りの離型剤として、多くのチーズのコーティングとして、また皮革や布地の防水にも使用されます。ワックスは、金、銀、その他の材料のロストワックス鋳造における一時的な取り外し可能なモデルとして、古代から使用されてきました。
色鮮やかな顔料入りワックスは、エンカウスティック絵画の媒材として使用され、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。タイプライターで作成された文書の複製に使用されたカーボン紙は、通常モンタンワックスに懸濁され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ほぼ取って代わられました。別の文脈では、口紅やマスカラは、顔料で着色されたさまざまな脂肪とワックスの混合物であり、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[ 13 ]のスポーツでは、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。
食品に安全なワックスもあり、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ます。蜜蝋や着色された合成ワックスは、ルーマニア、ウクライナ、ポーランド、リトアニア、チェコ共和国でイースターエッグの装飾に使われます。パラフィンワックスは、チョコレートでコーティングされたお菓子の製造に使用されます。