メチルセルロース

メチルセルロース
名前
	その他の名前セルロース、メチルエーテル、メチル化セルロース、メチルセルロース、E461
識別子
CAS番号	9004-67-5 ;
ケムスパイダー	なし;
ECHA 情報カード	100.115.188
E番号	E461 （増粘剤、…）
ユニ	4GFU244C4J ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID1036919;
プロパティ
化学式	変数
モル質量	変数
薬理学
ATCコード	A06AC06 ( WHO )
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

メチルセルロース（またはメチルセルロース）は、セルロースから得られる化合物です。さまざまな商品名で販売されており、さまざまな食品や化粧品の増粘剤や乳化剤として、また膨張性下剤として使用されています。セルロースと同様に、消化されず、無毒で、アレルギー物質でもありません。料理の用途に加えて、張り子などの工芸品にも使用され、壁紙の糊の主成分となることもよくあります。

2022年には、米国で処方される薬の中で388番目に多く、処方数は9,000を超えました。^[1]

用途

メチルセルロースは幅広い用途に使用されています。

医学

便秘

メチルセルロースは便秘の治療に使用され、膨張性下剤として分類されます。^[2]便の量を増やして腸の収縮を改善することで作用します。^[2]^[3]効果は通常3日以内に現れます。^[2]十分な水と一緒に経口摂取します。^[3]副作用には腹痛が含まれる場合があります。^[3]

市販されている。^[2] Citrucelなどのブランド名で販売されている。^[2]

人工涙液と唾液

メチルセルロースの潤滑特性は、ドライアイの治療に特に有益です。^[4]メチルセルロースまたは同様のセルロース誘導体を含む溶液は、涙や唾液の自然な生成が妨げられている場合に、それらの液体の代用として使用されます。^{[引用が必要]}

医薬品製造

メチルセルロースは薬剤カプセルの製造に使用され、食用で無毒な性質から、ゼラチンに代わるベジタリアン向けの代替品として利用されています。^[要出典]

消費者向け製品

増粘剤および乳化剤

メチルセルロースは、ヘアシャンプー、歯磨き粉、液体石鹸に、特徴的なとろみを出すために時々添加されます。これは、アイスクリーム^[5]やコロッケなどの食品にも使用されます。メチルセルロースは重要な乳化剤でもあり、乳化安定剤であるため、2つの混合液体が分離するのを防ぎます。^[要出典]

食べ物

食品添加物としてのメチルセルロースのE番号はE461です。E464はヒドロキシプロピルメチルセルロース[6]であり、水^への溶解度がより高くなります。^[7]

メチルセルロースはゲルとして、高温で固まり、低温で溶けるという独特の性質を持っています。 ^[8]

肉の食感を再現することを目的とした肉類似品の中には、メチルセルロースが原料として使用されているものがあり、その濃度は通常2%未満です。^[9]^[10]

潤滑剤

メチルセルロースは個人用潤滑剤に使用されることがある。^[要出典]

建設資材

メチルセルロースは、建築材料の性能添加剤として主に使用されています。モルタルのドライミックスに加えられ、作業性、開放および調整時間、保水性、粘度、表面への接着性などのモルタルの特性が向上します。建築グレードのメチルセルロースは、水に分散しやすいようにグリオキサールで架橋されている可能性があるため、食品グレードおよび医薬品グレードのメチルセルロースやヒドロキシプロピルメチルセルロースとは区別されます。^[^{引用が必要}^]

建設資材はセメント系または石膏系です。メチルセルロースを使用する乾式混合モルタルの代表的な例としては、タイル接着剤、EIFS、断熱プラスター、手塗りおよび機械吹き付けプラスター、スタッコ、セルフレベリングフローリング、押し出し成形セメントパネル、スキムコート、ジョイントおよびクラックフィラー、タイルグラウトなどがあります。乾式混合物の一般的な使用量は、乾燥粉末総重量の約 0.2% ～ 0.5% です。^{[引用が必要]}

性能特性を改善するメチルセルロース誘導体には、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）とヒドロキシエチルメチルセルロース（HEMC）があります。これらの誘導体は、通常、保水性、垂直表面の滑り抵抗、オープンタイムなどの特性を改善します。^{[引用が必要]}

接着剤とバインダー

メチルセルロースは、水で洗い流せるマイルドな接着剤として使用できます。繊細な芸術作品を固定したり、本の背表紙や表紙に付いた古い接着剤を剥がして取り除くために本の保存に使用できます。 ^[要出典]

メチルセルロースは多くの壁紙糊の主成分です。また、パステルクレヨンの結合剤として、また医薬品の結合剤としても使用されています。ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）はFDA承認の水溶性接着剤で、70年間にわたり、建設製品、塗料、薬物送達などのさまざまな湿潤接着用途に使用されてきました。HPMCは、疎水性に関係なく、すべての湿った表面に強力に接着します。^[11]

ペイント

メチルセルロースは塗料の「たるみ」を防ぐためのレオロジー改質剤として使用されます。 ^[要出典]

紙と繊維のサイズ調整

メチルセルロースは紙や織物の製造において、繊維が水や油を吸収するのを防ぐため、サイズ剤として使用されます。メチルセルロースを数枚の紙に塗布すると、層が結合し、より耐久性のあるシートや多色のシートが作られることがよくあります。さらに、折り紙アーティストは、この化合物が紙を硬くし、経年劣化から保護するため、折り紙モデルをコーティングするために使用します。^{[引用が必要]}

防塵対策

ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）とヒドロキシエチルメチルセルロース（HEMC）は、粉塵制御技術の結合剤として使用されています。これらは乾燥地帯や半乾燥地帯で放出される飛散粉塵を軽減するだけでなく、フィルター材として使用することで市販のフェイスマスクの性能を向上させます。^[12]

細胞培養

メチルセルロースは、ウイルスの複製を研究するための細胞培養にも使用されます。メチルセルロースは、細胞が通常成長するのと同じ栄養含有培地に溶解されます。細胞の単層を平らな表面で成長させ、その後、短時間ウイルスに感染させます。使用するウイルスサンプルの強度によって、この間に感染する細胞の数が決定されます。次に、通常の液体培地の代わりに、濃いメチルセルロース培地を細胞の上に追加します。ウイルスは感染細胞内で複製されるため、膜が互いに接触している細胞間で拡散することができますが、メチルセルロースに入ると捕捉されます。感染細胞に近接する細胞のみが感染して死滅します。これにより、感染していない生きた細胞の大きな背景に、プラークと呼ばれる死んだ細胞の小さな領域が残ります。形成されるプラークの数は、元のサンプルの強度によって決定されます。^[^要出典^]

細菌および原生動物の運動阻害薬

メチルセルロース水溶液は、細菌や原生動物の細胞運動を遅くして、より詳細な検査を行うために使用されています。溶液中のメチルセルロースの量を変えることで、溶液の粘度を調整できます。^[要出典]

幹細胞の分化

メチルセルロースは、コロニー形成細胞 (CFC) またはコロニー形成単位 (CFU) と呼ばれる、複数または単一の系統に拘束された造血前駆細胞を定量化する最も一般的な方法で、増殖と分化を促進し、単一の前駆細胞のクローン子孫が一緒に留まり、より成熟した細胞のコロニーを形成できるようにする培養サプリメントと組み合わせて使用されます。^{[引用が必要]}

化学

純粋な形では親水性の白い粉末であり、冷水（熱湯ではない）に溶解し、透明で粘性のある溶液またはゲルを形成します。^{[引用が必要]}

メチルセルロースは、キャピラリー電気泳動において、電気浸透流を制御して分離を向上させるための緩衝添加剤として使用されます。^{[引用が必要]}

特撮

メチルセルロースを水で適切に調合すると、粘液がねばねばした外観になり、さらに無毒、非アレルギー性、食用の性質も備えているため、映画やテレビの特殊効果で、不快なスライムをシミュレートする必要がある場合によく使用されます。映画「ゴーストバスターズ」では、超自然的存在がゴーストバスターズを「スライム化」するために使用した粘液性物質は、主にメチルセルロースの濃い水溶液でした。^[13]エイリアンは、特に女王は、大量のメチルセルロースをにじみ出させ、滴らせます。^[14]

メチルセルロースは、溶融物質を安全にシミュレートするためにも使用されています。ターミネーターのいくつかの映画では、金属を製錬炉からさまざまな鋳型や型に運ぶために使用する大きな注ぎ鍋の鉄の熱せられた輝きを再現するために、色付きのゲルとフィルムでバックライトが当てられました。[引用が^{必要]また}、メチルセルロースは、スターウォーズエピソード3/シスの復讐のロサンゼルスの火山の溶岩流やムスタファーの火山表面の代用としても使用されました。^[^{引用が必要}^]

化学

メチルセルロースは天然には存在せず、セルロースを苛性溶液（例えば、水酸化ナトリウム溶液）で加熱し、塩化メチルで処理することによって合成されます。その後の置換反応で、ヒドロキシル残基（-OH官能基）がメトキシド（-OCH ₃基）に置き換えられます。 ^[要出典]

置換されたヒドロキシル基の数に応じて、さまざまな種類のメチルセルロースを製造できます。セルロースは、それぞれが 3 つのヒドロキシル基を露出している多数の結合したグルコース分子からなるポリマーです。特定の形態のメチルセルロースの置換度(DS) は、グルコース 1 個あたりの置換されたヒドロキシル基の平均数として定義されます。したがって、理論上の最大値は DS 3.0 ですが、より一般的な値は 1.3～2.6 です。^[^{引用が必要}^]

メチルセルロース製剤の種類によって、ポリマー骨格の平均長さも異なります。^[要出典]

溶解度と温度

メチルセルロースの臨界溶解温度(LCST) は 40 °C から 50 °C の間です。^{[引用が必要]} LCST より低い温度では水に容易に溶けますが、LCST より高い温度では溶けません。このため、メチルセルロースの飽和溶液を加熱するとメチルセルロースが沈殿するため固体になるという逆説的な効果があります。これが起こる温度は DS 値に依存し、DS 値が高いほど溶解度が低くなり、極性ヒドロキシル基がマスクされるため沈殿温度が低くなります。 ^{[引用が必要]}

しかし、冷水でメチルセルロースの溶液を調製するのは難しい。粉末が水と接触すると、その周りにゲル層が形成され、粉末への水の拡散が劇的に遅くなるため、内部は乾いたままになる。より良い方法は、最初に粉末を熱湯と混ぜて、メチルセルロース粒子が水中でよく分散するようにし（したがって、有効表面積が大幅に高くなる）、この分散液をかき混ぜながら冷却して、粒子の溶解をはるかに速くすることです。^[15]

参照

参考文献

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さらに読む

キャスリーン・ベイカー (1984)。メチルセルロースとカルボキシメチルセルロースナトリウム: 加速老化による紙の保存修復における使用の評価。1984 年 9 月 2 日から 8 日のパリ会議への寄稿のプレプリント: 接着剤と固化剤、pp. 55-59。国際保存修復研究所。
Robert L. Feller および Myron H. Wilt (1990)。保存のためのセルロースエーテルの評価(無料全文)。Getty Conservation Institute。
Pijper A (1947 年 3 月)。「メチルセルロースと細菌の運動性」。J . Bacteriol . 53 (3): 257–69. doi :10.1128/JB.53.3.257-269.1947. PMC 518306. PMID 16561270 。

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[13] ダン・エイクロイド、ハロルド・レイミス、アイヴァン・ライトマン（1985年）。『ゴーストバスターズ製作：脚本』ニューヨーク・ゾエトロープ、p.81。ISBN 978-0-918432-68-1実際には、このねばねばした物質はメチルセルロースエーテル（医薬品や食品に使用される粉末状の増粘剤）から抽出されたものでした。

[14] デマイケル、トム (2014-09-01)。現代 SF 映画 FAQ: 1970 年以降のタイムトラベル、エイリアン、ロボット、および異世界映画について知っておくべきことすべて。ハルレナードコーポレーション。p. 248。ISBN 978-1-4950-0957-0ゴーストバスターズで誰かがスライムまみれになるシーンや、エイリアン映画でよだれを垂らしている生き物を見たことがあるなら、メチルセルロースが実際に使われているのを見たことになります。

[15] Nasatto, Pauline; Pignon, Frédéric; Silveira, Joana; Duarte, Maria; Noseda, Miguel; Rinaudo, Marguerite (2015年4月24日). 「メチルセルロース、独自の物理的特性と幅広い用途を持つセルロース誘導体」.ポリマー. 7 (5): 777–803. doi : 10.3390/POLYM7050777 .