HLB値のソースを表示

'''HLB値'''（エイチエルビーち、{{Lang-en-short|Hydrophile-lipophile balance value}}{{Sfn|Griffin|1949|p=311}}<ref name="ScienceDirect" />{{Efn2|{{Lang-en-short|Hydrophilc-lipophilc balance value}} とする場合もある{{Sfn|Davies|1957|p=426}}{{Sfn|Davies|Rideal|1963|p=371}}。}}）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<ref name="化学大辞典4">{{Cite book |和書 |author=<!--佐々木・北原--> |editor=化学大辞典編集委員会 |year=1963 |chapter=親水性親油性バランス |title=化学大辞典 4 |edition=縮刷版 |publisher=[[共立出版]] |isbn=4-320-04018-X |doi=10.11501/2529509 |pages=921-922}}</ref>。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{{Sfn|Davies|1957|p=426}}。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{{Sfn|北原|古澤|1979|pp=60-61}}。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<ref name="ScienceDirect">{{Cite web |title=Hydrophile-Lipophile Balance Value - an overview |url=https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/hydrophile-lipophile-balance-value |website=[[ScienceDirect]] |language=en |access-date=2023-11-11 |archive-date=2022-11-23 |archive-url=https://web.archive.org/web/20221123162249/https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/hydrophile-lipophile-balance-value |url-status=live}}</ref>{{Sfn|Griffin|1954|p=250}}。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{{Sfn|氷室|1974|pp=17-18}}。本項目では、主な方法を示す{{Sfn|北原|古澤|1979|pp=60-61}}。

== 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{{Sfn|Griffin|1954|pp=250-251}}{{Sfn|早野|1964|p=37}}{{Efn2|3式の関係性は、{{Harvtxt|早野|1964}}に詳述されている。}}。

多価アルコールと[[脂肪酸]]の[[エステル]]（Span系）に対しては、式{{EquationNote|1|(1)}}で算出できる。

{{NumBlk|:|<math>HLB = 20 \times \left ( 1 - \frac{S}{A} \right )</math>|{{EquationRef|1}}}}

ここで、{{Mvar|S}}はエステルの[[鹸化価]]、{{Mvar|A}}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{{EquationNote|2|(2)}}で算出できる。

{{NumBlk|:|<math>HLB = \frac{E + P}{5}</math>|{{EquationRef|2}}}}

ここで、{{Mvar|E}}はポリオキシエチレン鎖（酸化エチレン）の重量分率、{{Mvar|P}}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{{EquationNote|3|(3)}}で算出できる。

{{NumBlk|:|<math>HLB = \frac{E}{5}</math>|{{EquationRef|3}}}}

== 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{{EquationNote|4|(4)}}）を提案した{{Sfn|Davies|1957|p=430}}{{Sfn|Davies|Rideal|1963|p=372}}。

{{NumBlk|:|<math>HLB = \sum n_\mbox{w} - mn_\mbox{o} + 7</math>|{{EquationRef|4}}}}

ここで、{{Math|''n''<sub>w</sub>}}は親水基の基数、{{Mvar|m}}は親油基の個数、{{Math|''n''<sub>o</sub>}}は親油基の基数である。主に用いられる基数を表に示す{{Sfn|Davies|1957|p=431}}{{Sfn|Sherman|1971|p=155}}。

{| class="wikitable"
|+ HLB基数（親水基）{{Sfn|Davies|1957|p=431}}{{Sfn|Sherman|1971|p=155}}
! 親水基 !! 基数
|-
| -SO<sub>4</sub><sup>−</sup>Na<sup>+</sup> || 38.7
|-
| -COO<sup>−</sup>K<sup>+</sup> || 21.1
|-
| -COO<sup>−</sup>Na<sup>+</sup> || 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
|}

{| class="wikitable"
|+ HLB基数（親油基）{{Sfn|Davies|1957|p=431}}{{Sfn|Sherman|1971|p=155}}
! 親油基 !! 基数
|-
| =CH- || rowspan="3" | -0.475{{Efn2|{{Harvtxt|Davies|Rideal|1963|p=374}}では0.475としている{{Sfn|Sherman|1971|p=155}}。}}
|-
| -CH<sub>2</sub>-
|-
| CH<sub>3</sub>-
|}

== 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{{EquationNote|5|(5)}}に示す実験式でHLB値を算出する方法を示した{{Sfn|岡田|1964|p=435}}。

{{NumBlk|:|<math>HLB = 7 + 11.7 \log \frac{M_\mbox{w}}{M_\mbox{o}}</math>|{{EquationRef|5}}}}

ここで、{{Math|''M''<sub>w</sub>}}は親水基の分子量、{{Math|''M''<sub>o</sub>}}は親油基の分子量である。

== 界面活性剤の性質との関係 ==
[[File:HLB scale.svg|thumb|HLB値と界面活性剤の性質]]
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{{Sfn|Griffin|1949|p=314}}{{Sfn|Davies|Rideal|1963|p=373}}{{Sfn|北原|古澤|1979|p=63}}。

* 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 ==
{{脚注ヘルプ}}

=== 注釈 ===
{{Notelist2}}

=== 出典 ===
{{Reflist|2}}

== 参考文献 ==
* {{Cite journal |last=Davies |first=J. T. |year=1957 |title=A Quantitative Kinetic Theory of Emulsion Type. I. Physical Chemistry of the Emulsifying Agent |journal=Proceedings of 2nd International Congress of Surface Activity |volume=1 |pages=426-438 |url=http://www.firp.ula.ve/archivos/historicos/57_Chap_Davies.pdf |format=PDF |access-date=2014-08-10 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140810022005/http://www.firp.ula.ve/archivos/historicos/57_Chap_Davies.pdf |archive-date=2014-08-10 |url-status=dead |ref=harv}}
* {{Cite book |last1=Davies |first1=J. T. |last2=Rideal |first2=E. K. |year=1963 |title=Interfacial Phenomena |edition=2nd |publisher=Academic Press |language=en |pages=371-383 |lccn=618494 |ref=harv}}
* {{Cite journal |last=Griffin |first=William C. |year=1949 |title=Classification of Surface-Active Agents by "HLB" |journal=Journal of the Society of Cosmetic Chemists |volume=1 |issue=5 |pages=311-326 |url=http://journal.scconline.org//pdf/cc1949/cc001n05/p00311-p00326.pdf |format=PDF |access-date=2013-05-25 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140812062735/http://journal.scconline.org//pdf/cc1949/cc001n05/p00311-p00326.pdf |archive-date=2014-08-12 |url-status=dead |ref=harv}}
* {{Cite journal |last=Griffin |first=William C. |year=1954 |title=Calculation of HLB Values of Non-Ionic Surfactants |journal=Journal of the Society of Cosmetic Chemists |volume=5 |issue=4 |pages=249-256 |url=http://journal.scconline.org//pdf/cc1954/cc005n04/p00249-p00256.pdf |format=PDF |access-date=2013-05-25 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140812062747/http://journal.scconline.org//pdf/cc1954/cc005n04/p00249-p00256.pdf |archive-date=2014-08-12 |url-status=dead |ref=harv}}
* {{Cite journal |和書 |author=岡田正秀 |year=1958 |title=界面活性剤のHLB：その物理化学的意味と新算出法 |journal=油化学 |volume=7 |issue=7 |pages=434-438 |publisher=日本油化学会 |issn=0513-398X |doi=10.5650/jos1956.7.434 |url=https://www.jstage.jst.go.jp/article/jos1956/7/7/7_7_434/_article/-char/ja |ref={{SfnRef|岡田|1964}}}} {{フリーアクセス}}
* {{Cite book |和書 |author1=北原文雄 |author2=古澤邦夫 |author1-link=北原文雄 |date=1979-05-25 |title=分散・乳化系の化学 |publisher=工学図書 |isbn=4769200471 |ncid=BN00735625 |doi=10.11501/12682536 |id={{NDLBibID|000001413766}} |ref={{SfnRef|北原|古澤|1979}}}}
* {{Cite book |和書 |editor-last=Sherman |editor-first=Philip M. |translator=佐々木恒孝、花井哲也、光井武夫 |date=1971-03-25 |title=エマルジョンの科学 |publisher=朝倉書店 |ncid=BN01299493 |doi=10.11501/12699973 |id={{NDLBibID|000001127349}} |ref=harv}}
* {{Cite journal |和書 |author=早野茂夫 |year=1964 |title=GriffinのHLB系の解釈について |journal=油化学 |volume=13 |issue=4 |pages=220-223 |publisher=日本油化学会 |issn=0513-398X |doi=10.5650/jos1956.13.220 |url=https://www.jstage.jst.go.jp/article/jos1956/13/4/13_4_220/_article/-char/ja |ref={{SfnRef|早野|1964}}}} {{フリーアクセス}}
* {{Cite journal |和書 |author=氷室寿 |year=1974 |title=乳化剤選択における "HLB" の利用について |journal=日本化粧品技術者連合会会誌 |volume=8 |issue=2 |pages=17-21 |publisher=[[日本化粧品技術者会]] |issn=0289-1379 |doi=10.5107/sccj1970.8.2_17 |url=https://www.jstage.jst.go.jp/article/sccj1970/8/2/8_2_17/_article/-char/ja |ref={{SfnRef|氷室|1974}}}} {{フリーアクセス}}

== 関連文献 ==
* {{Cite journal |和書 |author=川上八十太 |year=1953 |title=表面活性剤 |journal=[[科学 (雑誌)|科学]] |volume=23 |issue=11 |pages=546-551 |publisher=[[岩波書店]] |issn=0022-7625 |doi=10.11501/3217872 |ref={{SfnRef|川上|1953}}}}
* {{Cite book |和書 |editor=日本化学会 |editor-link=日本化学会 |year=1956 |title=界面化学 |series=実験化学講座 7 |publisher=丸善 |chapter=4. 界面活性剤溶液の性質 |pages=127-130 |ncid=BN02104851 |ref=harv}}

== 外部リンク ==
* 「[https://www.sccj-ifscc.com/library/glossary_detail/193 HLB値]」 - 化粧品用語集（[[日本化粧品技術者会]]）
* 「[https://www.sccj-ifscc.com/library/glossary_detail/818 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）
* {{JGLOBAL ID|200906057574704802|親水性親油性バランス}}
* {{Kotobank|HLB}}

{{DEFAULTSORT:えいちえるひいち}}
[[Category:分析化学]]
[[Category:分散系]]
[[Category:界面活性剤]]
[[Category:スケール]]