ホウ酸塩とは何か

ホウ素は原子番号5の元素で、天然には酸素と結合したホウ酸塩として存在します。原子量10.8の軽い元素ですので、火の玉だった地球が冷却する過程で、表層部に多く集積したと推定されます。海洋が生まれ、蒸発した海水が雨となって大陸を洗うようになると、地表のホウ酸塩は水に溶解して海へ運ばれ、地表のホウ酸塩含有率は低下しました。

現在、ホウ酸塩は、ホウ素換算で地殻の0.001%を構成し、土壌には 3-4 ppm、海水には 4.5 ppm、淡水には 0.01 ppm程度含まれています。

ホウ素は、私たちの健康にとっても重要です。成人は水や食事から一日1-3mgのホウ素を摂取しています。ホウ素は代謝や骨の健康、脳の機能への役割が確立されています。最近では、写真のように、ホウ素不足を補うためのサプリメントも販売されています。

ホウ素は植物にとって必須元素です。特に野菜や果実の生育には欠かせません。世界で肥料として使用されるホウ酸塩は年間6万トンで、毎年4％のペースで増加しています。

ホウ酸塩は地下の鉱脈から採掘されます。世界最大のホウ酸塩鉱脈は、アメリカとトルコの砂漠地帯で発見されました。1500万年以上昔、地殻変動でできた高濃度のホウ酸塩を含む湖が干上がってホウ酸塩が堆積し、さらなる地殻変動で地中へ埋もれたと考えられています。

露天掘りされた原石は、精製され、製品として出荷されます。世界で、年間、150万トンのホウ酸塩が使用されていますが、主要な用途とパーセントは次のようになります。

農業 7%、長繊維グラスファイバー 15%、過ホウ酸塩／洗剤 10%、セルロースファイバー断熱材 2%、断熱用グラスファイバー 18%、ホウ珪酸ガラス 9％、セラミック／フリット 14%、物流 8%、その他 17%

木材保存剤として使用されるホウ酸塩は、世界で年間10,000トン程度と推定されます。

この分野で使用されるホウ酸塩は、ホウ酸（H3BO3）、ホウ砂（五水塩：Na2B4O7・5H2O、十水塩：Na2B4O7・10H2O）、八ホウ酸二ナトリウム四水塩（Na2B8O13・4H2O　英名:Disodium Octaborate Tetrahydrate 略称DOT）、ホウ酸亜鉛（2ZnO・3B2O3・3.5H2O）の４種です。

DOTは水に対する溶解度、溶解速度ともに高いのが特長です。これに対し、ホウ酸亜鉛は水への溶解度が室温で0.3%以下で、耐水性の要求される複合材料などに使用されます。