メトローズ®は、天然に広く分布するセルロース（パルプ）を原料とし、これを苛性ソーダで処理した後、塩化メチル、酸化プロピレンあるいは酸化エチレン等のエーテル化剤と反応させて得られる非イオン性の水溶性セルロースエーテルです。
セルロースは、親水性基である多くの水酸基（-OH）を持っていますが、そのままでは水にとけません。これは分子間で水酸基どうしが強い水素結合を作り結晶構造となっているため、セルロース分子間に水が入り込めないからです。メトローズ®はセルロースの水酸基の水素原子の一部をメチル基(-CH3）、ヒドロキシプロピル基（-CH2CHOHCH3）あるいはヒドロキシエチル基(-CH2CH2OH)で置換することにより、水素結合を消失させ、水溶性としたものです。
メトローズ®のタイプ
エーテル化剤との反応により、セルロース分子に導入された置換基の種類およびその置換度・置換モル数によって、メトローズ®は、下に示しました様にいくつかのタイプに分かれており、それぞれ特徴のある性質を示します。
各タイプの置換基とその置換度・置換モル数
| タイプ | SM | SH | SE | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 60SH | 65SH | 90SH | SEB | SNB | |||
| 化学名 | メチルセルロース （MC) | ヒドロキシプロピルメチル セルロース（HPMC) | ヒドロキシエチルメチル セルロース（HEMC) | ||||
| 置換度 | メトキシ基 （-OCH3) | 1.8 | 1.9 | 1.8 | 1.4 | 1.5 | 1.5 |
| 置換モル数 | ヒドロキシプロポキシ基 （-OCH2CHOHCH3） | - | 0.25 | 0.15 | 0.20 | - | - |
| ヒドロキシエトキシ基 （-OCH2CH2OH) | - | - | - | - | 0.20 | 0.30 | |
| 既存化学物質 No | 8-186 | 8-196 | 8-187 | ||||
| CAS RN® | 9004-67-5 | 9004-65-3 | 9032-42-2 | ||||
※置換度
セルロースのグルコース環単位当たり、メトキシ基で置換された水酸基の平均個数
※置換モル数
セルロースのグルコース環単位当たりに付加したヒドロキシプロポキシ基あるいはヒドロキシエトキシ基の平均モル数
hi メトローズ®
hiメトローズ®は、メトローズ®を少量のグリオキサールにより表面処理したもので、冷水に投入しても、”ママコ”を生ずることなく、すみやかに湿潤、分散します。 そのまま撹拌しても、溶解しますが、少量のアルカリを添加することによって、すみやかに溶かすことができます。
メトローズ®の品種
メトローズ®の代表的な品種
| 粘度グレード | SM | SH | SE | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SM、SHタイプ | SEタイプ | 60SH | 65SH | 90SH | SEB | SNB | |
| 03 | ○ | ||||||
| 04 | ○(SM-4) | ||||||
| 06 | ○ | ||||||
| 15 | ○ | ○ | |||||
| 25 | ○ | ||||||
| 50 | ○ | ○ | |||||
| 100 | ○ | ○ | |||||
| 400 | ○ | ○ | ○ | ||||
| 1500 | ○ | ○ | |||||
| 4000 | 04T | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| 8000 | ○ | ||||||
| 10000 | ○ | ||||||
| 15000 | 15T | ○ | ○ | ||||
| 30000 | 30T | ○ | ○ | ||||
| 60T | ○ | ||||||
| 100000 | ○ | ||||||
| 超高粘度 | ○(SHV-P) | ○(SHV-W) | |||||
（粘度グレード） 20 ℃における2 ％水溶液の粘度値で表示。SEタイプは1000をTと略記して表示。
上の表は、メトローズ®の代表的な品種です。
上記以外の品種を御希望になる場合は御相談ください。
hiメトローズ®の代表的な品種
| 粘度グレード | hiSH | |
|---|---|---|
| hi65SH | hi90SH | |
| 4000 | ○ | ○ |
| 15000 | ○ | |
| 30000 | ○ | |
| 100000 | ○ | |
上の表は、hiメトローズ®の代表的な品種です。
上記以外の品種を御希望になる場合は御相談ください。
メトローズ®の特徴
1.無味無臭
メトローズ®は無味・無臭の白色または帯黄白色の繊維状粉末または粒です。
2.低灰分
メトローズ®は非イオン性の有機物であり、適当な燃焼条件で完全燃焼します。また、製造工程で熱水洗浄により効率よく精製されるために残留灰分が少なくなっています。
3.冷水溶解性・増粘性
メトローズ®は冷水に溶解し、粘稠性のある透明な溶液を与えます。メトローズ®はその特性から熱水には不溶です。
4.熱ゲル化
メトローズ®水溶液は、ある温度以上になるとゲル化または白濁沈殿します。但し、冷却すると元の状態に戻ります。この現象を生ずる温度は、メトローズ®の品種、濃度あるいは昇温速度等の因子に依存します。
5.耐塩性
メトローズ®は非イオン性であって、高分子電解質ではありませんので、その水溶液は金属塩や有機電解質の存在に対して比較的安定です。但し、金属塩や有機電解質の濃度がそれぞれ特有の限界を越えると溶液はゲル化あるいは沈殿することがあります。
6.pH安定性
メトローズ®水溶液の粘度は、酸及び塩基の影響を比較的受けにくく、ｐH3.0～11.0の範囲では所定の粘度を発現します。但し、長期保存中に溶液粘度は低下する傾向があります。
7.有機溶剤溶解性
メトローズ®は比較的親油性の高いメチル基、ヒドロキシプロピル基を有しているため、一部の有機溶剤及び水/有機溶剤混合系に溶解します。
8.界面活性
メトローズ®の水溶液は高い界面活性を示し、保護コロイド剤、泡安定剤、乳化安定剤、分散剤として優れた機能を発揮します。
9.造膜性
メトローズ®は油やグリースを通さない丈夫で柔軟性のある透明なフィルムを作ります。
10.保水性
メトローズ®は親水性かつ高粘性であるため、モルタル等に加えると高い保水性をしめします。
11.保形性
メトローズ®の高濃度水溶液は他の水溶液高分子と比較して高粘性、高弾性を示すので、セラミックやセメント押出成形物の保形性を著しく向上させます。
12.潤滑性
メトローズ®はセラミックやセメント押出成形の際、摩擦係数を減少し潤滑性を向上させます。
メトローズ®の応用分野と適合品種
| 分野 | 用途 | メトローズ®の適合品種 |
|---|---|---|
| 建 築 工 業 分 野 | セメントモルタル | 90SH-4000, 15000, 30000 hi90SH-4000, 15000, 30000 SEB-04T |
| セメント系下地調整材 | 90SH-4000, 15000, 30000 | |
| タイルセメントモルタル | 90SH-4000 hi90SH-4000 SEB-04T | |
| サンドモルタル | 90SH-4000, 30000 hi90SH-15000, 30000 | |
| セルフレベリング材 （セメント系、せっこう系） | 90SH-4000, 30000 SNB-30T, 60T | |
| 吹付塗料 | hi90SH-4000, 15000, 30000 hi65SH-4000 | |
| セメント系押出成形品 | 90SH-15000, 30000, 100000 SHV-P, PF SNB-30T, 60T SHV-W, WF | |
| 耐火被覆 | 90SH-15000 hi90SH-15000, 30000 | |
| 漆喰 | 90SH-4000 | |
| せっこうボード用目地処理材・せっこうボンド | hi90SH-4000, 30000 | |
| 繊維補強セメント | 90SH-4000, 30000 | |
| 化 学 工 業 分 野 | 感熱記録紙、インクジェット記録媒体 | SM-15, 25 60SH-03, 50 65SH-50 |
| セラミック押出成形品 | 60SH-4000, SM-4000 90SH-30000 65SH-4000 | |
| ペイントリムーバー | 60SH-4000 65SH-4000 | |
| 化粧品、トイレタリー製品 | 60SH-4000, 10000 65SH-4000 | |
| 重合用懸濁剤 | 60SH-50 65SH-50 90SH-100 | |
| 電池 | SM-400, 4000 65SH-400, 4000 | |
| ラテックスエマルジョン製品 | SM-25 65SH-400, 1500, 4000 60SH-50 | |
| 農薬、肥料 | SM-15, 25 | |
| 捺染糊 | SM-25 60SH-50 65SH-400 | |
| カーシャンプー | 60SH-4000, 10000 65SH-4000 | |
| 芳香剤 | SM-100, 400, 1500, 4000, 8000 | |
| 猫砂 | 90SH-30000, 100000 SHV-P, PF SHV-W, WF |