HLB値(エイチエルビーち、)は、非イオン性界面活性剤の水と油(水に不溶性の有機化合物)への親和性の度合いを表す値である。親水性親油性バランス(しんすいせいしんゆせいバランス)ともいう。HLB値は0から20までの値をとり、0に近いほど親油性が高く、20に近いほど親水性が高くなる。
エマルションの生成において、界面活性剤(乳化剤)は、エマルションの生成しやすさや安定性、O/W型かW/O型かを決定する重要な因子である。界面活性剤の分子構造によって、親水性・親油性のバランスが変化して吸着性に差が生じるためである。このバランスの概念は、1949年にウィリアム・グリフィン (William Griffin) によって提唱された。グリフィンは、経験則により非イオン性の界面活性剤にHLB値を与え、界面活性剤の選定基準とした。後に、HLB値を界面活性剤の構造により計算する方法がいくつか提案された。本項目では、主な方法を示す。
グリフィンによる方法 グリフィンは、3つの関係式をそれぞれの化合物に対して与えた。
多価アルコールと脂肪酸のエステル(Span系)に対しては、式で算出できる。
ここで、はエステルの鹸化価、は脂肪酸の酸価である。
また、分子中にポリオキシエチレン鎖を含む場合(Tween系)に対しては、式で算出できる。
ここで、はポリオキシエチレン鎖(酸化エチレン)の重量分率、は多価アルコール基の重量分率である。
親水基としてポリオキシエチレン鎖のみを含む場合(Peregal系、Igepal系)に対しては、式で算出できる。
デイビスによる方法 デイビスは、分子の親水基、親油基の基数によってHLB値を算出する方法(式)を提案した。
ここで、は親水基の基数、は親油基の個数、は親油基の基数である。主に用いられる基数を表に示す。
+ HLB基数(親水基) 親水基 基数 -SO4−Na+ 38.7 -COO−K+ 21.1 -COO−Na+ 19.1 N(四級アミン) 9.4 エステル(ソルビタン環) 6.8 エステル(遊離) 2.4 -COOH 2.1 -OH(遊離) 1.9 -O- 1.3 -OH(ソルビタン環) 0.5
+ HLB基数(親油基) 親油基 基数 =CH- -0.475 -CH2- CH3-
川上による方法 川上八十太は、分子の親水基、親油基の分子量によって、式に示す実験式でHLB値を算出する方法を示した。
ここで、は親水基の分子量、は親油基の分子量である。
界面活性剤の性質との関係
HLB値を用いると、分子の界面活性特性を予測でき、界面活性剤の性質や用途をある程度決定できる。
1.5–3:消泡剤 3.5–6:W/Oエマルションの乳化剤 7–9:湿潤剤 8–18:O/Wエマルションの乳化剤 13–15:洗剤 15–18:可溶化剤
脚注
注釈
出典
参考文献
関連文献
外部リンク 「HLB値」 - 化粧品用語集(日本化粧品技術者会) 「親水性-親油性バランス」 - 化粧品用語集(日本化粧品技術者会)