コールタールピッチ 化学特性,用途語,生産方法
作用歴史
大航海時代以来、帆船の用材、ロープの塗装用の木タールは高価であったから、17世紀ごろすでにイギリスではその代替品として使用され始めた。19世紀になると都市ガス工業がおこり、大量のガス液やタールが副生するようになったため、防腐剤としての用途だけでは処理できず、河川に放流されて重大な環境汚染を引き起こした。当時の人々はコールタールを「悪魔の水」とよんだほどで、ガス会社はこれを捨てる費用、あるいはその被害の賠償費を計算に入れてガス料金を定めなければならなかった。しかし、1838年にイギリスのベセルJohn Bethellがクレオソートを分離して木材防腐に利用することを考案（ベセル法という）し、これを契機としてタールの大規模な蒸留が行われるようになった。当時、鉄道建設が盛んに行われており、大量の枕木が必要とされていたのである。その後、タール中にベンゼン、トルエン、ナフタレン、アントラセンなどの有用物質が発見され（これらの研究の中心となったのは、招かれてロンドンの王立化学学校教授となったドイツのA・W・ホフマンである）、染料その他の有機化学工業原料として新たな用途が開かれて（染料として有名なモーブ、アリザリンはコールタールの研究から合成されたものである）、タール蒸留工業はいっそう発展した。一方、合成化学工業の発達に伴って、染料の原料としてベンゼン、火薬の原料としてフェノール（石炭酸）やトルエンの需要が増大したため、石炭ガス中から粗軽油を直接回収する方式が開発され、19世紀末にはほぼ現在の方式に近い副産物回収式コークス炉が建設されるようになった。
成分
コールタールの比重は1.1～1.3で水より重く、数百種の複雑な成分を含んでいる。おもな分留製品はナフタレン、フェノール類、クレオソート油、ピッチなどで、現在は石油化学製品を補完する形で使用されている。ただし、アルミニウムや合金鉄製造用の電極に用いられるバインダーピッチは、そのほとんどがコールタールピッチからの製品である。
日本では、石炭化学工業は1960年代に衰退期を迎えたが、1973年（昭和48）以降の第一次、第二次の石油危機による石油化学製品の価格上昇や、新素材の開発に伴って、ふたたび注目されるようになり、コールタールの有効利用のほか、コークス炉ガスの化学原料としての利用を目ざした、いわゆるコールケミカルズが開花している。低温乾留で得られる低温タールと区別するときは，とくに高温タールとも呼ばれる。石炭に対する収率は，原料とする石炭の種類や乾留の条件によって異なるが，3～6％(重量)である。昔は木材の防腐剤などの用途しかなかったが，コールタールの成分に関する化学的研究が進むにつれ，その工業的な利用の道がしだいに開かれ，19世紀から20世紀前半にかけては，コールタールを中心とする石炭化学は有機合成化学工業の花形として不動の地位を占めていた。［宮津 隆］
解説
単にタールともいう．石炭熱分解(乾留)で生成する茶褐色あるいは黒色の粘りのある液状物質．多種類の芳香族化合物からなる．一般には，コークスの製造過程で副生するコールタールをさし，タール化学工業の原料として重要である．蒸留により数種類の油分とピッチ(コールタールピッチ)に分別され，油分は医薬品，農薬，香料，染料，各種機能性化学品などの原料になり，ピッチは電極用バインダーやさまざまな炭素材料に利用される．
森北出版「化学辞典（第2版）
用途
電極?炭素製品成形用原料、絶縁充てん物、煉炭用粘結剤 (化学工業日報社)
用途
塗料、防水剤
化学的特性
The term “coal tar products,” as used by NIOSH, includes coal tar and two of the fractionation products of coal tar, creosote and coal tar pitch, derived from the carbonization of bituminous coal. Coal tar, coal tar pitch, and creosote (coal tar creosote 8001-58-9) derived from bituminous coal often contain identifiable components which by themselves are carcinogenic, such as benzo(a) pyrene, benzanthracene, chrysene, and phenanthrene. Other chemicals from coal tar products, such as anthracene, carbazole, fluoranthene, and pyrene may also cause cancer,but these causal relationships have not been adequately documented. Also, the research chemical methylcholanthrene (CAS: 56-49-5), a powerful carcinogen, fits this category. Coal tar pitch is a black viscous liquid. Aromatic solvent odor. Boiling point =>260°C; specific gravity (H2O:1) = 1.07-108; freezing/melting point = 250-°180C;flash point = 207°C (coal tar pitch); 74C (creosote oil);autoignition temperature =>510°C. Insoluble in water.Coal tar creosote (8001-58-9, crosote) is an black oily,tar-like substance. Pungent odor
使用
Coal tar pitch is used as a base for paints and coatings, as a
binder for carbon electrodes, for impregnating fiber pipe, in
briquetting coal, in foundry core compounds, as a plasticizer
for elastomers and polymers, as extenders, saturants, impregnants,
and sealants, and in paving and roofing. Occupations
with potential exposures to coal tar, coal tar pitch.
定義
coal tar: A tar obtained from the destructivedistillation of coal. Formerly,coal tar was obtained as a byproductin manufacturing coal gas.Now it is produced in making cokefor steel making. The crude tar containsa large number of organiccompounds, such as benzene, naphthalene,methylbenzene, phenols,etc., which can be obtained by distillation.The residue is pitch. At onetime coal tar was the major source oforganic chemicals, most of which arenow derived from petroleum andnatural gas.
危険性
A human carcinogen. Toxic by inhalation.
Combustible.
健康ハザード
Epidemiological evidence suggests
that workers intimately exposed to the
products of combustion or distillation of bituminous
coal are at increased risk of cancer at
many sites, including lungs, kidney, and skin.
The chemical composition and particle
size distribution of coal tar pitch volatiles
(CTPV) from different sources are significant
variables in determining toxicity.
安全性プロファイル
Confirmed carcinogen
with experimental carcinogenic and
neoplastigenic data by skin contact. When
heated to decomposition it emits acrid
smoke and fumes.
職業ばく露
The coke-oven plant is the principal source of coal tar. The hot gases and vapors produced during the conversion of coal to coke are collected by means of a scrubber, which condenses the effluent into ammonia, water, crude tar, and other by-products. Crude tar is separated from the remainder of the condensate for refining and may undergo further processing. Employees may be exposed to pitch and creosote in metal and foundry operations; when installing electrical equipment; in construction, railway, utility; and briquette manufacturing.
発がん性
The history of coal tar cancers begins with the observations of scrotal cancer in London chimney sweeps by Percivall Pott in 1777. Since that time, a large body of evidence has accumulated demonstrating that workers involved in carbonizing bituminous coal, those handling certain by-products, or those exposed by inhalation of coal tar pitch volatiles are at excess risk of scrotal and other forms of skin, respiratory, and other types of cancer. Coal tar contains many substances that can cause cancer and is a human carcinogen. The toxicity of coal tar may vary with its origin.
輸送方法
UN1136 Coal tar distillates, flammable, Hazard Class: 3; Labels: 3-Flammable liquid
不和合性
Incompatible with strong oxidizers (chlorates, nitrates, peroxides, permanganates, perchlorates, chlorine, bromine, fluorine, etc.); contact may cause fires or explosions. Keep away from alkaline materials, strong bases, strong acids, oxoacids, epoxides. Phenols, such as creosote react as weak organic acids. Phenols and cresols are much weaker as acids than common carboxylic acids (phenol has pKa = 9.88). These materials are incompatible with strong reducing agents such as hydrides, nitrides, alkali metals, and sulfides. Flammable hydrogen gas is often generated, and the heat of the reaction may ignite the gas. Heat is also generated by the acid-base reaction between phenols and bases. Such heating may initiate polymerization of the organic compound. Phenols are sulfonated very readily (e.g., by concentrated sulfuric acid at room temperature). The reactions generate heat. Phenols are also nitrated very rapidly, even by dilute nitric acid
廃棄物の処理
Dissolve or mix the material with a combustible solvent and burn in a chemical incinerator equipped with an afterburner and scrubber. All federal, state, and local environmental regulations must be observed.
コールタールピッチ 上流と下流の製品情報
原材料
準備製品