ヒドロキシプロピル メチル セルロース (HPMC) は、多用途で広く使用されている非イオン性セルロース エーテルであり、その独特の特性によりさまざまな産業でよく利用されています。 HPMC の主な技術指標は、物理的、化学的、機能的特性に大別でき、それぞれが特定の用途への適合性に貢献します。
1. 物性
ａ．外観
HPMC は通常、白色からオフホワイトの粉末で、無味無臭で、純度が高く、医薬品や食品などの敏感な用途での使用に適していることを示しています。
b.粒子サイズ
HPMC の粒子サイズは、水またはその他の溶媒への溶解性と分散性に影響を与える可能性があります。通常、さまざまなグレードで入手でき、粒度分布は微粉から粗粉まで多岐にわたります。粒子サイズが細かいと、多くの場合、溶解速度が速くなります。
c.かさ密度
かさ密度は、特に取り扱いや加工の目的において重要な指標です。通常は 0.25 ～ 0.70 g/cm3 の範囲であり、材料の流動特性と包装要件に影響します。
d.水分含有量
安定性を確保し、保管中の凝集を防ぐために、HPMC の水分含有量は最小限にする必要があります。標準的な水分含有量は通常 5% 未満、多くの場合約 2 ～ 3% です。
2. 化学的性質
ａ．メトキシおよびヒドロキシプロピル含有量
メトキシ (-OCH₃) 基とヒドロキシプロピル (-OCH₂CH₂OH) 基の置換レベルは重要な化学指標であり、HPMC の溶解度、ゲル化温度、粘度に影響を与えます。典型的なメトキシ含有量は 19 ～ 30%、ヒドロキシプロピル含有量は 4 ～ 12% の範囲です。
b.粘度
粘度は、アプリケーションにおける HPMC のパフォーマンスを定義する最も重要な特性の 1 つです。一般に回転粘度計を使用して、水溶液中で測定されます。粘度は数センチポイズ (cP) から 100,000 cP 以上までの範囲に及びます。この幅広いラインナップにより、さまざまな工業プロセスでのカスタマイズが可能になります。
c. pH値
2% HPMC 溶液の pH は、通常 5.0 ～ 8.0 の間にあります。この中立性は、製剤、特に医薬品や食品の適合性にとって非常に重要です。
d.純度と不純物
特に食品および医薬品グレードでは、高純度が不可欠です。重金属 (鉛、ヒ素など) などの不純物は最小限に抑える必要があります。多くの場合、仕様では重金属が 20 ppm 未満であることが求められます。
3. 機能特性
ａ．溶解性
HPMC は冷水と温水の両方に溶け、透明またはわずかに濁った粘稠な溶液を形成します。この二重の溶解性はさまざまな配合に有益であり、加工条件の柔軟性が可能になります。
b.熱ゲル化
HPMC のユニークな特性は、加熱するとゲルを形成する能力です。ゲル化温度は置換度と濃度によって異なります。一般的なゲル化温度の範囲は 50°C ～ 90°C です。この特性は、医薬品の放出制御製剤などの用途に活用されています。
c.成膜能力
HPMC は、強力かつ柔軟で透明なフィルムを形成できます。この特性は、コーティング、医薬品のカプセル化、および食品のグレージングに広く利用されています。
d.表面活性
HPMC は界面活性特性を示し、乳化効果と安定化効果をもたらします。これは、安定したエマルションが必要とされる化粧品、医薬品、食品業界で特に役立ちます。
e.保水力
HPMC の顕著な特性の 1 つは、その保水能力です。モルタル、石膏、化粧品などの用途に重要な水分保持に非常に効果的です。
4. 特定のアプリケーションとその要件
ａ．医薬品
製薬業界では、HPMC は結合剤、皮膜形成剤、および放出制御剤として使用されます。高純度、比粘度グレード、正確な置換レベルなどの技術指標は、ドラッグデリバリーシステムの有効性と安全性を確保するために重要です。
b.工事
建築において、特にセメントベースおよび石膏ベースの製品では、HPMC は作業性、保水性、接着性を向上させるために使用されます。ここでは、粘度、粒子サイズ、および保水特性が重要です。
c.食品産業
HPMC は、さまざまな食品の増粘剤、乳化剤、安定剤として使用されています。食品用途の場合、一貫した質感と安定性を確保するための高純度、非毒性、比粘度プロファイルなどの指標が重要です。
d.パーソナルケアと化粧品
パーソナルケア製品では、HPMC は増粘、乳化、フィルム形成の特性で高く評価されています。重要な指標には溶解度、粘度、純度が含まれ、他の成分との適合性と最終製品の安定性が保証されます。
5. 品質管理および試験方法
HPMC の品質管理には、その物理的および化学的特性の厳格なテストが含まれます。一般的に採用されるテスト方法は次のとおりです。
ａ．粘度測定
回転粘度計を使用して HPMC 溶液の粘度を測定します。
b.置換分析
NMR 分光法のような方法は、メトキシとヒドロキシプロピルの含有量を測定するために使用されます。
c.水分含有量の測定
カールフィッシャー滴定または乾燥減量 (LOD) 法が使用されます。
d.粒度分析
粒子サイズ分布を確認するためのレーザー回折およびふるい分け方法。
e. pH測定
pH メーターを使用して HPMC 溶液の pH を測定し、指定範囲内にあることを確認します。
f.重金属検査
微量金属不純物を検出するための原子吸光分光法 (AAS) または誘導結合プラズマ (ICP) 分析。
ヒドロキシプロピル メチル セルロース (HPMC) は、幅広い用途を持つ多機能添加剤であるため、その技術指標を詳細に理解する必要があります。外観、粒子サイズ、嵩密度、含水率などの物理的特性により、適切な取り扱いと加工が保証されます。メトキシおよびヒドロキシプロピルの含有量、粘度、pH、純度などの化学的特性により、特定の用途への適合性が決まります。溶解性、熱ゲル化、フィルム形成能力、界面活性、保水性などの機能的特性は、その多用途性をさらに強調します。厳格な品質管理措置を遵守することで、HPMC はさまざまな業界で効果的に活用され、製薬から建設までさまざまな機能的役割を果たします。
投稿日時: 2024 年 5 月 22 日