メチルセルロース (MC) は、一般的な化学合成ポリマー材料であり、天然セルロースをメチル化して得られる変性セルロース エーテルです。その特殊な物理的および化学的特性により、建築、食品、医薬品、化粧品、紙、コーティングなどに広く使用されています。
1. 置換度による分類
置換度（DS）とは、メチルセルロースの各グルコース単位上のメチル基に置換された水酸基の平均値を指します。セルロース分子の各グルコース環には、メチル基で置換できるヒドロキシル基が 3 つあります。したがって、メチルセルロースの置換度は0から3まであります。置換度に応じて、メチルセルロースは高置換度と低置換度の2つのカテゴリーに分類できます。
高置換度メチルセルロース (DS > 1.5): このタイプの製品はメチル置換度が高いため、疎水性が高く、溶解度が低く、耐水性に優れています。ある程度の疎水性が必要な建材や塗料などによく使われます。
低置換度メチルセルロース (DS < 1.5): メチル置換が少ないため、このタイプの製品は親水性が高く、溶解度が高く、冷水に溶解できます。低置換度メチルセルロースは、増粘剤、乳化剤、安定剤として食品業界や製薬業界で広く使用されています。
2. 用途による分類
さまざまな分野でのメチルセルロースの使用に応じて、工業用メチルセルロースと食品および医薬品用メチルセルロースの2つのカテゴリに分類できます。
工業用メチルセルロース：主に建設、塗料、製紙、セラミックスなどの産業で増粘剤、接着剤、皮膜形成剤、保水剤などとして使用されます。建設業界では、メチルセルロースはセメントおよび石膏製品に使用され、建設性能を向上させ、耐久性。コーティング産業では、メチルセルロースはコーティングの安定性と分散性を高めることができます。
食品および医薬品のメチルセルロース: メチルセルロースは、その無毒性および無害な特性により、食品および医薬品の添加物として使用されます。食品では、メチルセルロースは一般的な増粘剤および乳化剤であり、食品の構造を安定させ、層状化や分離を防ぐことができます。製薬分野では、メチルセルロースはカプセルの殻や薬物担体として使用され、徐放性薬物の機能も備えています。メチルセルロースは、その可食性と安全性により、これら 2 つの分野で非常に人気があります。
3. 溶解度による分類
メチルセルロースは、その溶解性の点から、冷水可溶型と有機溶剤可溶型に大きく分けられます。
冷水可溶性メチルセルロース: このタイプのメチルセルロースは冷水に溶解し、溶解後に透明な粘稠な溶液を形成します。食品業界や製薬業界で増粘剤またはフィルム形成剤としてよく使用されます。このタイプのメチルセルロースの溶解度は温度の上昇とともに低下するため、この特徴を建設業界で使用する際の建設管理に利用できます。
有機溶媒可溶性メチルセルロース: このタイプのメチルセルロースは有機溶媒に溶解することができ、塗料、コーティング、および有機相媒体を必要とするその他の工業分野でよく使用されます。優れた成膜性と耐薬品性により、過酷な産業条件下での使用に適しています。
4. 分子量（粘度）による分類
メチルセルロースの分子量は、その物理的特性、特に溶液中での粘度性能に大きな影響を与えます。メチルセルロースは分子量により低粘度タイプと高粘度タイプに分けられます。
低粘度メチルセルロース：分子量が比較的小さく、溶液粘度が低い。主に乳化、懸濁、増粘の目的で食品、医薬品、化粧品などに多く使用されています。低粘度のメチルセルロースは良好な流動性と均一性を維持できるため、低粘度の溶液が必要な用途に適しています。
高粘度メチルセルロース：分子量が大きく、溶解後は高粘度の溶液を形成します。建材、塗料、工業用接着剤によく使用されます。高粘度のメチルセルロースは、溶液の機械的強度、耐摩耗性、密着性を効果的に高めることができるため、高強度、高耐摩耗性が要求される材料に広く使用されています。
5. 化学修飾の程度による分類
メチルセルロースは、化学的に修飾されたセルロース誘導体です。変性の方法と程度により、単一メチルセルロースと複合変性セルロースに分けられます。
シングルメチルセルロース：メチルのみが置換されたセルロースエーテルを指します。このタイプの製品は、物理的および化学的性質が比較的安定しており、溶解性、増粘性、フィルム形成性が比較的良好です。
複合変性セルロース：メチル化に加えて、ヒドロキシプロピル化、エチル化等の化学処理をさらに行って複合変性したもの。たとえば、ヒドロキシプロピル メチルセルロース (HPMC) やカルボキシメチル セルロース (CMC) です。これらの複合変性セルロースは通常、水溶性、耐熱性、安定性に優れており、幅広い産業ニーズに適応できます。
6. アプリケーション業界による分類
メチルセルロースは幅広い用途に使用されているため、さまざまな業界での用途の特徴に応じて分類できます。
建設産業用メチルセルロース: 主にセメント系および石膏系材料の保水剤および増粘剤として使用されます。建築材料の操作性を改善し、早期の水の損失を防ぎ、完成品の機械的強度を高めることができます。
食品産業用メチルセルロース: 食品加工における乳化剤、増粘剤、安定剤として。水分の損失を防ぎ、食品の味と構造を改善し、食品の保存期間を延ばします。
製薬産業のメチルセルロース: 錠剤の結合剤または薬物の徐放性材料として。メチルセルロースは、安全で効果的な薬物担体として胃腸薬の調製にも使用できます。
化粧品業界のメチルセルロース: スキンケア製品や化粧品では、メチルセルロースは増粘剤、乳化剤、保湿剤として使用され、製品が繊細で滑らかな質感を形成し、保湿効果を持続させるのに役立ちます。
要約すると、メチルセルロースを分類するには多くの方法があり、その化学構造の特徴に従って、またはその応用分野および溶解特性に従って分類できます。これらのさまざまな分類方法は、メチルセルロースの特性と機能をより深く理解するのに役立ち、また、さまざまな分野での応用のための理論的基礎も提供します。
投稿日時: 2024 年 10 月 23 日