📋 この記事の内容
- ソルビタンエステルとは何ですか?
- 化学: 構造が HLB と機能をどのように駆動するか
- 完全なスパン ファミリ: グレード、HLB、および特性
- スパン 20 (ソルビタン モノラウレート) - の詳細
- スパン 60 (モノステアリン酸ソルビタン) - の詳細
- スパン 80 (モノオレイン酸ソルビタン) - の詳細
- スパン + ポリソルベートのペアリング戦略
- さまざまな業界にわたるアプリケーション
- 適切なスパングレードの選び方
- 品質仕様と調達
- よくある質問
- シノルック化学に問い合わせる
🌿 1. ソルビタンエステルとは何ですか?
ソルビタンエステルは、以下のエステル化によって生成されます。ソルビトール(糖アルコール) を制御された脱水条件下で脂肪酸と反応させます。反応中に、ソルビトールは 1 つまたは 2 つの水分子を失い、と呼ばれる環状構造を形成します。ソルビタンまたはイソソルビド次いで脂肪酸と反応してエステル生成物を生成します。
結果として得られる分子は、非イオン界面活性剤-- それらは電荷を持たない - という特徴的な二重人格を持っています。ソルビタン環系は残りのヒドロキシル基を通じて限定的な親水性を提供しますが、脂肪酸鎖 (C12 ～ C18) は親油性尾部を提供します。この両親媒性構造により、ソルビタン エステルは油水界面への吸着とエマルジョンの安定化において非常に効果的になります。{5}
💡「Span」の商品名
「Span」はもともと Atlas Chemical Industries (後の ICI、次に Uniqema、現在の Croda) の登録商標名でした。現在では、化学業界全体で使用される一般的な記述子となっています。 CoA または配合シートに「Span 80」と表示されている場合、製造元がどこであるかに関係なく、常にモノオレイン酸ソルビタンを指します。スパン20、スパン40、スパン60、スパン83、スパン85も同様です。
ソルビタン エステルは、非イオン性乳化剤スペクトルの親油性端を占めます-。HLB 値の範囲は 1.8 (スパン 85、高度な親油性) から 8.6 (スパン 20、中程度の親水性) です。これにより、それらがしっかりと配置されます水中油乳化剤--そして湿潤剤カテゴリー。水中油乳化の場合、通常、エトキシル化対応物 - ポリソルベート (Tween シリーズ) - と組み合わせて、より高いブレンド HLB を実現します。
⚗️ 2. 化学: 構造が HLB と機能をどのように制御するか
ソルビタン エステルの性能に関するすべては、2 つの構造変数によって決まります。
変数 1: 脂肪酸鎖の長さ
ソルビタンでエステル化された脂肪酸は、製品の親油性と物理的状態を決定します。鎖が短い（C12 ラウリン酸）と、融点が低く、より極性の高いエステルが生成されます。-より長い鎖（C18 ステアリン酸）は、より高融点でより親油性の固体を生成します。{4}
- C12（ラウリック）→ スパン20、HLB8.6、液体
- C16 (パルミティック)→ スパン40、HLB6.7、ソリッド
- C18:0 (ステアリン酸)→ スパン60、HLB4.7、ソリッド
- C18:1 (オレイン酸)→ スパン80、HLB4.3、液体
- C18:1 ×3 (トリオレイン酸)→ スパン85、HLB1.8、液体
変数 2: エステル化度
ソルビタン環には、エステル化に利用できる複数のヒドロキシル基があります。モノ-エステル（ソルビタンあたり1つの脂肪酸）はより親水性が高くなります。セスキ-エステル（脂肪酸1.5個）とトリ-エステル（脂肪酸3個）は親油性が高くなります。
- モノエステル→ スパン 20、40、60、80 - 1 脂肪酸鎖
- セスキエスター→ オレイン酸鎖の平均スパン 83 - 1.5
- トリスター→ 85 - 3 個のオレイン酸鎖を持ち、非常に親油性が高い
モノ→トリに移行すると、ヒドロキシル基がブロックされ、親油性物質が追加されるため、HLB が減少します。
💡 不飽和効果: スパン 80 が流動的なままである理由
Span 60 (ステアリン酸塩、C18:0) と Span 80 (オレイン酸塩、C18:1) はほぼ同じ HLB 値 (4.7 対 4.3) を持ちますが、Span 60 は室温でワックス状の固体であるのに対し、Span 80 は粘稠な液体です。オレイン酸鎖の単一の二重結合により分子のパッキングが破壊され、融点が約 50 度 (スパン 60) から 0 度 (スパン 80) を大幅に下回るまで劇的に低下します -。この物理的状態の違いが、Span 80 が常温製造プロセスではるかに広く使用されている主な理由です。-
📊 3. 完全なスパン ファミリ: グレード、HLB、およびプロパティ
| 学年 | 化学名 | 脂肪酸 | HLB | 状態(25度) | CAS | 一次機能 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| スパン20 | ソルビタンモノラウレート | C12 ラウリック | 8.6 | 液体 | 1338-39-2 | 極性油用の湿潤剤、乳化剤 |
| スパン40 | モノパルミチン酸ソルビタン | C16 パルミティック | 6.7 | 固体 ~45 度 | 26266-57-9 | 高温システムでは乳化剤、増粘剤なし |
| スパン60 | モノステアリン酸ソルビタン | C18:0 ステアリン酸 | 4.7 | 固体 ~50 度 | 1338-41-6 | 乳化剤不使用、食品 E491、医薬品 |
| スパン80★ | モノオレイン酸ソルビタン | C18:1 オレイン酸 | 4.3 | 液体 | 1338-43-8 | 最も広く使用されている - 乳化剤なし、多産業- |
| スパン83 | セスキオレイン酸ソルビタン | C18:1 ×1.5 オレイン酸 | 3.7 | 液体 | 8007-43-0 | 80 よりも低い HLB が必要な場合は乳化剤なし |
| スパン85 | ソルビタントリオレエート | C18:1 ×3 オレイン酸 | 1.8 | 液体 | 26266-58-0 | エクストリーム W/O、油田反転泥、専門分野 |
スパンシリーズのHLBスペクトル
← 親油性が高くなる（W/O） 親水性が高くなる（濡れ） →
🔬 4. スパン 20 (ソルビタン モノラウレート) - の詳細
スパン 20 はソルビタン エステル ファミリーの中で最も親水性の高いメンバーであり、HLB は次のとおりです。8.6。これにより、湿潤剤ゾーン (HLB 7 ～ 9) と O/W 乳化剤範囲の下限との境界に配置されます。ラウリン酸鎖 (C12) は、長い鎖のバリアントよりも短く、より極性が高いため、親水性が高くなります。
| 財産 | 価値 |
|---|---|
| INCI / 化学名 | ソルビタンラウリン酸 |
| HLB | 8.6 |
| 外観 | 琥珀色の液体、低粘度 |
| 分子量 | ~346.5 g/mol |
| 溶解性 | 温水に分散可能。ほとんどの油や溶剤に溶ける |
| ポリソルベート対応物 | トゥイーン 20 (ポリソルベート 20)、HLB 16.7 |
Span 20 の主な用途
- 🧴 化粧品:クレンジング製剤中の湿潤剤。 Tween 20 とブレンドした場合の O/W ローションの乳化補助剤。{0}スプレー製剤の展着剤
- 🌾 農業：葉面散布剤の湿潤および展着剤。疎水性の葉の表面の被覆率を向上させます。
- 💊 製薬会社:錠剤コーティングシステムの湿潤剤。中程度のHLBを必要とする局所製剤中の乳化剤
- 🧪 研究室：膜タンパク質の可溶化;生物学研究における細胞溶解緩衝液成分
✅ スパン 80 ではなくスパン 20 を選択する場合:中極性の油相に高い HLB を持つ油溶性乳化剤が必要な場合、または配合物の pH が低く、Tween 20/Span 20 共乳化剤の組み合わせが指定されている場合。{0}}スパン 20 は、最終用途でラウリン酸-由来のソルビタン エステルが特に必要な場合（例: 特定の抗菌または膜活性用途など）の標準的な選択でもあります。-
🔬 5. スパン 60 (モノステアリン酸ソルビタン) - の詳細
Span 60 - モノステアリン酸ソルビタン (CAS 1338-41-6) - Span ファミリーの食品グレードの主力製品です。 HLB が4.7親油性スケールではスパン 80 のすぐ上にありますが、飽和ステアリン酸鎖により、融点が約 50～55 度のワックス状のクリーム色の固体になります。-この物理的形状には熱処理による組み込みが必要ですが、液体ソルビタン エステルでは得られない独特の構造的および質感的利点も提供されます。-
| 財産 | 価値 |
|---|---|
| INCI / 化学名 | ステアリン酸ソルビタン |
| 食品添加物番号 | E491(EU食品用乳化剤) |
| HLB | 4.7 |
| 外観 | クリーム/白色のワックス状固体、mp ~50–55 度 |
| 分子量 | ~430.6 g/mol |
| 酸価 | 7.5 mg KOH/g 以下 |
| ポリソルベート対応物 | トゥイーン 60 (ポリソルベート 60)、HLB 14.9 |
Span 60 の主な用途
- 🍞 食品 (E491):パン粉柔軟剤と-酵母による老化防止剤-が焼き菓子を育てます。発酵中の消泡剤。チョコレートコーティングおよびアイシングの結晶改質剤。生地コンディショナー
- 💊 医薬品:軟膏およびクリームには乳化剤が含まれていません。ホットメルト造粒における錠剤の潤滑剤と結合剤。-坐剤のベースコンポーネント;エアゾール噴射剤バルブ潤滑剤
- ✨ 化粧品:ホットプロセスで配合されたクリームの乳化安定剤と粘稠度係数。ボディバターやバームにワックスのようなリッチなテクスチャーを与えます。日焼け止め乳化剤不使用
- 🔧 産業用:合成繊維製造における繊維用潤滑剤。工業的発酵における消泡剤。紙サイズ添加剤
⚠️ スパン 60 とスパン 80: ソリッドステートが有利な場合
ホットプロセスの化粧品配合物（60 度以上で処理されるクリーム、バーム、軟膏）では、Span 60 が実用的な利点を提供します。乳化と、冷却時に配合物を増粘させてコクを与える固体構造成分の両方に貢献します。 Span 60 + Tween 60 を使用した AW/O クリームは、通常、Span 80 + Tween 80 を使用した同じ処方よりも硬めでリッチなテクスチャーを持ちます。室温でのプロセスでは、依然として Span 80 が実用的な選択肢です。-
🔬 6. スパン 80 (モノオレイン酸ソルビタン) - の詳細
スパン 80 は、体積的に商業的に最も重要なソルビタン エステルであり、ほとんどの配合者が最初に遭遇するものです。その組み合わせは、HLB 4.3室温で液体状態であり、さまざまな油相との広範な適合性により、医薬品、化粧品、農業、油田化学、および工業処理におけるデフォルトの W/O 乳化剤の選択肢となっています。
| 財産 | 価値 |
|---|---|
| INCI 名 | オレイン酸ソルビタン |
| HLB | 4.3 |
| 外観 | 琥珀色の粘稠な液体 (室温で注入可能) |
| 粘度(25度) | ～1,000～1,200mPa・s |
| 引火点 | >200度 |
| ポリソルベート対応物 | トゥイーン 80 (ポリソルベート 80)、HLB 15.0 |
| スパン 60 と比べた主な利点 | 室温で液体 - 組み込む際に加熱は必要ありません |
スパン 80 が市場を支配する理由
Span 80 が他の Span グレードに対する市場の優位性を説明する 3 つの要因があります。
周囲温度で液体
スパン 40、60、およびソリッド グレードとは異なり、スパン 80 は溶解を必要としません。室温でポンプで汲み上げ、計量し、バッチ システムに組み込むことができます。-これは、連続プロセスまたは冷間プロセス操作において重要な製造上の利点です。-。
HLB 4.3 は最適な W/O スイート スポットです
ほとんどの鉱物油、シリコーン油、植物油相の W/O HLB は 3 ～ 5 です。 Span 80 の HLB 4.3 はこの範囲のちょうど中間に位置し、HLB 調整なしでさまざまな油相にわたって効果を発揮します。
Tween 80 を完全に補完します
Span 80 / Tween 80 のペアは、同じオレイン酸脂肪酸鎖を共有します。この構造的適合性により、この 2 つが油-水界面で共吸着すると、非常に強力な混合界面膜が生成されます-。不一致のスパン / トゥイーン ペアよりも安定性に優れています。
Span 80 の完全な技術詳細、HLB 計算、アプリケーション例については、専用の資料を参照してください。SPAN 80 (モノオレイン酸ソルビタン) 製品ページ.
⚗️ 7. スパン + ポリソルベートのペアリング戦略
各 Span グレードには、エトキシル化によって生成される、構造的に一致するポリソルベート (Tween) の対応物が含まれています。両方の乳化剤で同じ脂肪酸鎖のマッチしたペア - を使用すると、2 つの分子が液滴表面でより効果的に固まるため、最も相乗的な界面膜が生成されます。
| スパングレード(HLB) | マッチドトゥイーン (HLB) | 対象となるHLB範囲 | 最適なエマルジョンタイプ | 代表的な産業 |
|---|---|---|---|---|
| スパン20(8.6) | トゥイーン 20 (16.7) | 8.6–16.7 | O/W、濡れ | 化粧品、製薬、農業、研究室 |
| スパン60(4.7) | トゥイーン 60 (14.9) | 4.7–14.9 | W/O と O/W | 食品、医薬品軟膏、化粧品（ホットプロセス） |
| スパン80(4.3) ★ | トゥイーン 80 (15.0) | 4.3–15.0 | W/O、O/W、およびすべての中間タイプ | すべての業界で最も広く使用されているペア |
| スパン85(1.8) | トゥイーン 85 (11.0) | 1.8–11.0 | エクストリームなし | 油田、特殊産業 |
🏭 8. 業界を超えたアプリケーション
💊 医薬品
- スパン80:局所薬物送達なし、ワクチンアジュバントエマルジョン、逆エマルジョン注射剤
- スパン60:軟膏基剤、坐剤製剤、ホットプロセス クリーム乳化剤-
- スパン20:錠剤コーティングの湿潤剤、難溶性薬物の可溶化剤
- すべてのグレード: USP/NF または同等の医薬品グレードが利用可能
✨ 化粧品とパーソナルケア
- スパン80:日焼け止め、コールドクリーム、カラー化粧品の顔料分散剤なし
- スパン60:リッチな W/O クリーム、ボディバター、しっかりとしたテクスチャーを必要とするホットプロセス エマルション-
- スパン20:O/W ライトエマルジョン、化粧水および美容液の湿潤剤
🍞 食品加工
- スパン60(E491):パン柔軟剤、ケーキ粉改良剤、チョコレートのブルーム防止剤、イーストの塊防止剤-
- スパン 80 (E494):特定の用途における消泡剤および乳化剤としての食品用途の制限
- 食品グレードには、地域の食品法に基づく特定の純度および認証が必要です
🌾 農業
- スパン80:乳化性濃縮物（EC）配合物、スプレーのスプレッダー{0}}ステッカー
- スパン20:疎水性植物表面の湿潤剤、吸収促進剤
- どちらも石油ベースの殺虫剤や除草剤の製剤の補助剤として使用されます。{0}
⛽ 油田と産業
- スパン80:逆掘削泥乳化剤、腐食防止剤担体、離型剤乳化剤
- スパン85:非常に低いHLBを必要とする高耐久性逆エマルション-
- 両方: 金属加工液成分、防錆油配合物{0}}
🧵 繊維およびその他
- スパン60:合成繊維紡績における繊維潤滑剤および帯電防止剤-
- スパン80:繊維柔軟化浴用乳化剤、皮革加工油脂-液浸剤
- どちらも紙の加工とインクの配合に使用されます
🎯 9. 適切なスパングレードの選択方法
このフレームワークを開始点として使用し、- プロセス条件とパフォーマンス要件を一致させます。
📊 10. 品質仕様と調達
ソルビタンエステルの品質パラメータはグレード全体でほぼ一貫しています。受信 CoA で確認する重要なパラメータは次のとおりです。
| パラメータ | スパン20 | スパン60 | スパン80 | 意義 |
|---|---|---|---|---|
| 酸価 (mg KOH/g) | 7.0以下 | 7.5以下 | 8.0以下 | 遊離脂肪酸 - は鮮度と加工品質を示します |
| ケン化価(mg KOH/g) | 158–170 | 147–157 | 145–160 | エステル含有量確認 - 同一性テスト |
| 水酸基価 (mg KOH/g) | 330–358 | 235–260 | 193–210 | エステル化度 - は HLB と表面活性に影響します |
| 水分含有量 (KF、%) | 1.5以下 | 1.0以下 | 1.0以下 | 加水分解防止;液体グレードの曇り |
| 重金属 (ppm) | 10以下 | 10以下 | 10以下 | 製薬および食品グレードのアプリケーションに必須- |
| カラー（ガードナー） | 6以下 | 3 以下 (白色固体) | 8以下 | 化粧品や明るい色の配合物に関連します- |
✅ ソルビタンエステルのサプライヤーチェックリスト
- ✅ 出荷ごとにバッチ-固有の CoA が提供されますか?
- ✅ 原料の起源が確認された - の野菜 (ココナッツ / ヤシ / ヒマワリ)?
- ✅ 食品および医薬品の供給にハラールおよび/またはコーシャ認証を利用できますか?
- ✅ Span 60 食品用途向けの食品グレード証明書（E491 準拠）-?
- ✅ EU の出荷に対して REACH 登録が実施されていますか?
- ✅ 利用可能な梱包オプション: ドラム缶 (180 kg)、IBC (1,000 kg)、ISO タンク?
- ✅ バルクコミットメントの前に製剤試験用のサンプル (1 ～ 5 kg) が利用可能ですか?
❓ 11. よくある質問
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