セルロース誘導体とは、地球上で最も豊富な有機ポリマーであり、植物の細胞壁の主要成分であるセルロースに由来する一群の材料を指します。セルロースは、β(1→4) グリコシド結合によって結合された繰り返しグルコース単位で構成される直鎖状多糖です。

セルロース系材料は、天然と合成の 2 つのカテゴリーに大別できます。

天然セルロース:

1. 木材パルプ: 木材繊維から得られる木材パルプは、製紙、繊維、建設などのさまざまな産業で使用されるセルロースの主な供給源です。
2. 綿: 綿植物の種毛から得られる綿繊維は、ほぼ完全にセルロースで構成されています。綿は、その柔らかさ、通気性、吸湿性により、繊維製品の製造に広く使用されています。
3. 麻: 麻植物の茎から抽出される麻繊維にはセルロースが含まれており、繊維、製紙、複合材料に利用されています。
4. 竹: 竹の繊維は竹のパルプから得られ、セルロースが豊富で、繊維製造、紙や建築材料の製造に使用されます。

合成セルロース系化合物:

1. 再生セルロース: 水酸化銅アンモニウムやビスコースなどの溶媒にセルロースを溶解し、その後凝固浴に押し出すことによって製造されます。再生セルロース素材には、ビスコースレーヨン、リヨセル（テンセル）、酢酸セルロースなどがあります。
2. セルロースエステル：さまざまな酸とのエステル化反応によって得られる化学的に修飾されたセルロース誘導体。一般的なセルロースエステルには、酢酸セルロース、硝酸セルロース (セルロイド)、および酢酸酪酸セルロースが含まれます。これらの材料は、フィルム製造、コーティング、プラスチックに応用されています。

セルロースの応用:

1. 繊維: 天然繊維 (綿、麻など) と再生繊維 (ビスコース レーヨン、リヨセルなど) の両方のセルロース繊維は、衣類、家庭用繊維、工業用繊維の繊維製造に広く使用されています。
2. 紙と包装: セルロース源から得られる木材パルプは、製紙および包装材料の主原料として機能します。セルロース繊維は、紙製品に強度、吸収性、印刷適性をもたらします。
3. 建築材料: 木材や竹などのセルロース系材料は、構造部品 (木材フレーム、合板など) や装飾仕上げ材 (堅木張りの床、竹パネルなど) の建設に利用されます。
4. パーソナルケア製品: セルロースベースの素材は、その柔らかさ、強度、生分解性により、おしりふき、ティッシュ、吸収性衛生製品などのパーソナルケア製品に採用されています。
5. 食品および医薬品: 微結晶セルロースやカルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体は、増粘、安定化、および結合特性のため、食品および医薬品製剤の賦形剤として使用されます。

セルロース誘導体の利点:

1. 再生可能かつ生分解性: セルロース系材料は再生可能な植物源に由来し、生分解性であるため、環境的に持続可能な合成ポリマーの代替品となります。
2. 多用途性: セルロースは幅広い特性と機能性を示し、繊維から医薬品に至るまで、業界全体で多様な用途に使用できます。
3. 入手可能性: セルロースは自然界に豊富に存在し、その供給源は木材、綿から竹、麻に至るまで多岐にわたり、産業用途向けに安定した信頼性の高い供給が保証されています。
4. 生体適合性: 多くのセルロース系材料は生体適合性があり、毒性がないため、食品、医薬品、医療用途での使用に適しています。

要約すると、セルロース誘導体にはセルロース由来の多様な材料が含まれており、繊維、製紙、建設、パーソナルケア、ヘルスケアなどの業界の幅広い用途に多用途性、持続可能性、生体適合性をもたらします。