HPMCの中国語名はヒドロキシプロピルメチルセルロースです。非イオン性であり、乾式混合モルタルの保水剤としてよく用いられます。モルタルにおいて最も一般的に使用される保水材です。
HPMCの製造工程は、主に綿繊維（国産）をアルカリ化およびエーテル化して製造される多糖類ベースのエーテル製品です。HPMC自体は電荷を持たず、ゲル化材料中の荷電イオンと反応せず、安定した性能を有しています。また、他の種類のセルロースエーテルよりも価格が低いため、乾式混合モルタルに広く使用されています。
ヒドロキシプロピルメチルセルロースの機能：混合直後のモルタルに一定の湿潤粘度を持たせ、分離を防ぐことができます。（増粘）保水性も最も重要な特性であり、モルタル中の自由水の量を維持するのに役立ち、モルタル施工後にセメント系材料が水和する時間をより長く確保できます。（保水性）空気連行性があり、均一で微細な気泡を導入してモルタルの施工性を向上させます。
ヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテルの粘度が高いほど、保水性は向上します。粘度はHPMCの性能を左右する重要なパラメータです。現在、HPMCメーカーによって粘度測定方法や測定機器は異なります。主な測定方法としては、ハーケ・ロトビスコ法、ホップラー法、ウベローデ法、ブルックフィールド法などがあります。
同じ製品でも、異なる方法で測定した粘度の結果は大きく異なり、場合によっては2倍の差が生じることもあります。したがって、粘度を比較する場合は、温度、回転子など、同じ試験方法で行う必要があります。粒子サイズに関しては、粒子が細かいほど保水性が高くなります。セルロースエーテルの大きな粒子が水と接触すると、表面がすぐに溶解してゲルを形成し、材料を包み込んで水分子の浸透を妨げます。長時間攪拌しても均一に分散・溶解せず、濁った凝集溶液や凝集物を形成することがあります。これはセルロースエーテルの保水性に大きく影響し、溶解性はセルロースエーテルを選択する要因の1つです。
メチルセルロースエーテルの性能指標として、粒度も重要です。乾燥粉末モルタルに使用されるMCは、粉末状で低含水率である必要があり、粒度も20%～60%が63μm未満である必要があります。粒度はヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテルの溶解性に影響します。粗粒MCは通常粒状で、凝集せずに水に溶けやすいですが、溶解速度が非常に遅いため、乾燥粉末モルタルでの使用には適していません。
乾燥粉末モルタルでは、MCは骨材、微細充填材、セメントなどのセメント材料中に分散しており、水と混合する際にメチルセルロースエーテルの凝集を防ぐには、十分に細かい粉末でなければなりません。MCを水で添加して凝集物を溶解する場合、分散と溶解が非常に困難です。MCの粒度が粗いと無駄になるだけでなく、モルタルの局所的な強度も低下します。このような乾燥粉末モルタルを広い面積に適用すると、局所的な乾燥粉末モルタルの硬化速度が著しく低下し、硬化時間の違いによりひび割れが発生します。機械施工によるスプレーモルタルでは、混合時間が短いため、粒度に対する要求が高くなります。一般的に、粘度が高いほど保水効果は高くなります。しかし、MCの粘度が高く分子量が高いほど、溶解度が低下し、モルタルの強度と施工性能に悪影響を及ぼします。
粘度が高いほどモルタルの増粘効果は顕著になりますが、直接比例するわけではありません。粘度が高いほど湿潤モルタルの粘性が高くなり、施工時にはスクレーパーへの付着性や下地への高い接着性として現れます。しかし、湿潤モルタル自体の構造強度を高める効果はありません。つまり、施工時の垂れ防止性能は顕著ではありません。一方、中低粘度で変性メチルセルロースエーテルの中には、湿潤モルタルの構造強度を向上させる優れた性能を持つものもあります。
HPMCの保水性は使用温度にも関係しており、メチルセルロースエーテルの保水性は温度の上昇とともに低下します。しかし、実際の材料用途では、乾燥粉末モルタルは、夏の太陽の下での外壁パテ塗りなど、多くの環境で高温（40度以上）の熱い基材に塗布されることが多く、セメントの硬化や乾燥粉末モルタルの硬化が促進されます。保水性の低下は、作業性や耐ひび割れ性の両方に影響を及ぼしているという明らかな感覚につながり、このような状況下では温度要因の影響を低減することが特に重要となります。
この点において、メチルヒドロキシエチルセルロースエーテル添加剤は現在、技術開発の最先端にあると考えられています。メチルヒドロキシエチルセルロースの配合量を増やしても（夏季配合）、作業性や耐クラック性は依然として使用上のニーズを満たしていません。メチルヒドロキシエチルセルロースにエーテル化度を高めるなどの特殊処理を施すことで、より高い温度でも保水効果を維持できるため、過酷な条件下でも優れた性能を発揮できます。
HPMCの添加量は多すぎると、モルタルの必要水量が増加し、こてに付着しやすくなり、凝結時間が長くなりすぎて施工性に影響します。モルタル製品によってHPMCの粘度が異なるため、高粘度のHPMCを安易に使用してはいけません。したがって、ヒドロキシプロピルメチルセルロース製品は優れていますが、適切に使用した場合にこそその真価を発揮します。適切なHPMCを選択することは、企業の研究所担当者の主要な責任です。現在、多くの悪質な業者がHPMCを配合していますが、その品質は非常に劣悪です。特定のセルロースを選択する際には、研究所は実験をしっかりと行い、モルタル製品の安定性を確保し、安さに目がくらんで不必要な損失を被らないように注意する必要があります。
投稿日時：2023年5月4日