JPH0310059B2 - - Google Patents
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- JPH0310059B2 JPH0310059B2 JP1897484A JP1897484A JPH0310059B2 JP H0310059 B2 JPH0310059 B2 JP H0310059B2 JP 1897484 A JP1897484 A JP 1897484A JP 1897484 A JP1897484 A JP 1897484A JP H0310059 B2 JPH0310059 B2 JP H0310059B2
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- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 31
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
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- G01N13/02—Investigating surface tension of liquids
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、通液自在な底部を有する試料粉粒体
充填用パイプ、そのパイプ内の試料粉粒体に前記
底部から浸透させる液体を収納する容器、試料粉
粒体への液体浸透に伴う前記パイプの重量変化を
測定する計測器を備え、その計測器からの情報に
基いて試料粉粒体と容器内液体の間の接触角、つ
まり第６図に示すように、液体Ｌの表面張力γL、
固定Ｓの表面張力γS、固液界面の界面張力γSLに
よつて定まる角度θを求めるための装置の改良に
関する。
充填用パイプ、そのパイプ内の試料粉粒体に前記
底部から浸透させる液体を収納する容器、試料粉
粒体への液体浸透に伴う前記パイプの重量変化を
測定する計測器を備え、その計測器からの情報に
基いて試料粉粒体と容器内液体の間の接触角、つ
まり第６図に示すように、液体Ｌの表面張力γL、
固定Ｓの表面張力γS、固液界面の界面張力γSLに
よつて定まる角度θを求めるための装置の改良に
関する。
従来の装置は、試料粉粒体への液体浸透に伴う
パイプの重量変化を、測定重量と測定時間の相関
を示すグラフに自動記録するように構成していた
が、試料粉粒体と液体の間の接触角を求めるため
には、グラフの解析による必要値の読取り、及
び、その読取値と設定値に基く接触角の計算を、
別途人為的に処理しなければならず、必要値の読
取りにおける誤差のために測定精度が低下した
り、計算に多くの時間と労力を要する等の欠点が
あつた。
パイプの重量変化を、測定重量と測定時間の相関
を示すグラフに自動記録するように構成していた
が、試料粉粒体と液体の間の接触角を求めるため
には、グラフの解析による必要値の読取り、及
び、その読取値と設定値に基く接触角の計算を、
別途人為的に処理しなければならず、必要値の読
取りにおける誤差のために測定精度が低下した
り、計算に多くの時間と労力を要する等の欠点が
あつた。
本発明の目的は、粉粒体と液体の間の接触角が
自動的に算出されかつ表示されるようにして、精
度の良い測定を確実にかつ迅速に行えるようにす
る点にある。
自動的に算出されかつ表示されるようにして、精
度の良い測定を確実にかつ迅速に行えるようにす
る点にある。
本発明による接触角測定装置の特徴構成は、パ
イプ内に充填された試料粉粒体への液体浸透に伴
うパイプの重量変化を測定するための計測器によ
る測定重量Wtの時間的変化を記憶する手段、そ
の記憶された重量変化から１／Wtをｘ軸にかつ
dWt／dtをｙ軸とする座標における次式 ｙ＝KW∞ｘ−Ｋ −(1) の傾斜KW∞及びｙ軸切片Ｋを算出する手段、そ
の算出されたＫ、並びに、入力手段で設定又はそ
の入力手段の設定値から演算された以下の値 ε：前記パイプ内の試料粉粒体充填層における空
〓率 Ｓ：上記試料粉粒体充填層の断面積 ρL：前記パイプ内の試料粉粒体に浸透させるため
の容器内の液体の密度 η：上記液体の粘度 ｇ：重力加速度 に基いて、前記パイプ内の試料粉粒体充填層にお
ける平均毛細管半径ｒを次式 ｒ＝（8ηK／εSρL 2g）1/2 −(2) により算出する手段、その算出されたｒ、前記設
定又は演算されたε、Ｓ及びｇ、前記算出された
KW∞及びＫから算出したW∞、並びに、入力手段
で設定又は計測装置で実測された前記容器内液体
の表面張力γLに基いて、前記パイプ内の試料粉粒
体と前記容器内の液体との間の接触角θを次式 cosθ＝rgW∞／2εSγL −(3) により算出する手段を設け、その算出されたθを
表示する装置を設けたことにあり、その作用効果
は次の通りである。
イプ内に充填された試料粉粒体への液体浸透に伴
うパイプの重量変化を測定するための計測器によ
る測定重量Wtの時間的変化を記憶する手段、そ
の記憶された重量変化から１／Wtをｘ軸にかつ
dWt／dtをｙ軸とする座標における次式 ｙ＝KW∞ｘ−Ｋ −(1) の傾斜KW∞及びｙ軸切片Ｋを算出する手段、そ
の算出されたＫ、並びに、入力手段で設定又はそ
の入力手段の設定値から演算された以下の値 ε：前記パイプ内の試料粉粒体充填層における空
〓率 Ｓ：上記試料粉粒体充填層の断面積 ρL：前記パイプ内の試料粉粒体に浸透させるため
の容器内の液体の密度 η：上記液体の粘度 ｇ：重力加速度 に基いて、前記パイプ内の試料粉粒体充填層にお
ける平均毛細管半径ｒを次式 ｒ＝（8ηK／εSρL 2g）1/2 −(2) により算出する手段、その算出されたｒ、前記設
定又は演算されたε、Ｓ及びｇ、前記算出された
KW∞及びＫから算出したW∞、並びに、入力手段
で設定又は計測装置で実測された前記容器内液体
の表面張力γLに基いて、前記パイプ内の試料粉粒
体と前記容器内の液体との間の接触角θを次式 cosθ＝rgW∞／2εSγL −(3) により算出する手段を設け、その算出されたθを
表示する装置を設けたことにあり、その作用効果
は次の通りである。
つまり、パイプ内の粉粒体充填層への液体の浸
透速度Ｕは原理的に次式(a)で表わされる。
透速度Ｕは原理的に次式(a)で表わされる。
Ｕ＝dWt／dt＝Ｋ（W∞／Wt−１）
＝KW∞・１／Wt−Ｋ −(a)
但し、W∞は、試料粉粒体に対する液体浸透が
平衡に達した時間における浸透液体重量であり、
また、 Ｋ＝r2εSρL 2g／8η −(b) である。
平衡に達した時間における浸透液体重量であり、
また、 Ｋ＝r2εSρL 2g／8η −(b) である。
したがつて、測定重量Wtの時間的変化を記憶
させ、第３図に示すように、その記憶された重量
変化から時間ｔにおける１／Wt及びdWt／dtを
求めさせて、その求めた値を、１／Wtをｘ軸に
かつdWt／dtをｙ軸とする座標上にプロツトさせ
ると、上記式(a)及び前述の式(1)から明らかなよう
に、第４図に示すような直線が得られる。そし
て、その直線の傾斜αがKW∞であり、ｙ軸切片
ＢがＫであり、αとβからW∞及びＫが求められ
る。
させ、第３図に示すように、その記憶された重量
変化から時間ｔにおける１／Wt及びdWt／dtを
求めさせて、その求めた値を、１／Wtをｘ軸に
かつdWt／dtをｙ軸とする座標上にプロツトさせ
ると、上記式(a)及び前述の式(1)から明らかなよう
に、第４図に示すような直線が得られる。そし
て、その直線の傾斜αがKW∞であり、ｙ軸切片
ＢがＫであり、αとβからW∞及びＫが求められ
る。
他方、上記式(b)を変換すると前述の式(2)とな
り、前述のようにＫが求まれば、式(2)から、か
つ、入力されているε、Ｓ、ρL、η、ｇに基い
て、ｒを算出できる。
り、前述のようにＫが求まれば、式(2)から、か
つ、入力されているε、Ｓ、ρL、η、ｇに基い
て、ｒを算出できる。
そして、前述のようにW∞及びｒが算出できれ
ば、前述の式(3)から、かつ入力されているε、
Ｓ、γL、ｇに基いて、接触角θを算出できるもの
であり、以上の情報処理及び演算処理がマイクロ
コンピユータにより処理され、かつ、求めた接触
角θが表示用装置で数値表示されるのである。
ば、前述の式(3)から、かつ入力されているε、
Ｓ、γL、ｇに基いて、接触角θを算出できるもの
であり、以上の情報処理及び演算処理がマイクロ
コンピユータにより処理され、かつ、求めた接触
角θが表示用装置で数値表示されるのである。
その結果、接触角θを、W∞及びＫを求めるに
際しての解析誤差が無い状態で、かつ、演算誤差
が無い状態で、極めて正確に求められ、かつ、極
めて迅速に求められるようになり、塗料、薬品、
化粧品、食品などの広い分野で大きな実用価値の
ある測定装置を提供できるようになつた。
際しての解析誤差が無い状態で、かつ、演算誤差
が無い状態で、極めて正確に求められ、かつ、極
めて迅速に求められるようになり、塗料、薬品、
化粧品、食品などの広い分野で大きな実用価値の
ある測定装置を提供できるようになつた。
次に、実施例を示す。
第１図に示すように、ろ紙製底等の通液自在な
底部を有するパイプ１を、電子天秤等の計測器２
に吊下げ、リニアヘツドモータ等の昇降用アクチ
ユエータ３に取付けた台４に容器５を載せ、もつ
て、パイプ１内に充填した試料粉粒体Ｓに容器５
内の液体Ｌを、容器５をアクチユエータ３で上昇
させて、パイプ１底部から浸透させ、試料粉粒体
Ｓへの液体Ｌ浸透に伴うパイプ１の重量変化を計
測器２で測定するように構成してある。
底部を有するパイプ１を、電子天秤等の計測器２
に吊下げ、リニアヘツドモータ等の昇降用アクチ
ユエータ３に取付けた台４に容器５を載せ、もつ
て、パイプ１内に充填した試料粉粒体Ｓに容器５
内の液体Ｌを、容器５をアクチユエータ３で上昇
させて、パイプ１底部から浸透させ、試料粉粒体
Ｓへの液体Ｌ浸透に伴うパイプ１の重量変化を計
測器２で測定するように構成してある。
計測器２からの測定値、及び、キーボード等の
入力手段(6)からの設定値に基いて、Ｘ−Ｙプロツ
ター等の測定結果を表示する装置７を動作させる
と共に、アクチユエータ３の始動・停止を行う操
作部８に対して、入力手段(6)からの情報に基いて
操作指令を与え、かつ、測定開始指令をその操作
部８から受けるマイクロコンピユータ９を設けて
ある。尚、速度調節器１０は、アクチユエータ３
による受皿５の上昇速度を人為的に設定するもの
である。
入力手段(6)からの設定値に基いて、Ｘ−Ｙプロツ
ター等の測定結果を表示する装置７を動作させる
と共に、アクチユエータ３の始動・停止を行う操
作部８に対して、入力手段(6)からの情報に基いて
操作指令を与え、かつ、測定開始指令をその操作
部８から受けるマイクロコンピユータ９を設けて
ある。尚、速度調節器１０は、アクチユエータ３
による受皿５の上昇速度を人為的に設定するもの
である。
上記測定装置の動作ステツプを第２図のフロー
チヤートにより以下に説明する。
チヤートにより以下に説明する。
(1) 入力手段(6)から下記の各種設定値を入力す
る。
る。
ρS：パイプ１に充填された試料粉粒体Ｓの真密
度 WS：上記試料粉粒体Ｓの重量 Ｈ：上記試料粉粒体Ｓの充填高さ Ｔ：測定時間 ρL：容器５内の液体Ｌの密度 η：上記液体Ｌの粘度 γL：上記液体Ｌの表面張力 ｇ：重力加速度 (2) 設定値ρS，WS，Ｈに基いて、試料粉粒体層
の断面積Ｓ及び、空隙率εを、下記式(イ)、(ロ)に
より算出する。
度 WS：上記試料粉粒体Ｓの重量 Ｈ：上記試料粉粒体Ｓの充填高さ Ｔ：測定時間 ρL：容器５内の液体Ｌの密度 η：上記液体Ｌの粘度 γL：上記液体Ｌの表面張力 ｇ：重力加速度 (2) 設定値ρS，WS，Ｈに基いて、試料粉粒体層
の断面積Ｓ及び、空隙率εを、下記式(イ)、(ロ)に
より算出する。
Ｓ＝WS／ρSＨ −(イ)
ε＝SH−（WS／ρS）／SH −(ロ)
(3) 入力手段(6)からの測定開始指令によりアクチ
ユエータ３により容器５を上昇させ、液体Ｌが
パイプ１に接触すると同時に、アクチユエータ
３を停止すると共に測定用タイマーをスタート
させる。
ユエータ３により容器５を上昇させ、液体Ｌが
パイプ１に接触すると同時に、アクチユエータ
３を停止すると共に測定用タイマーをスタート
させる。
(4) 計測器２による測定重量Wtが入力され、Wt
の増加が始まると同時に、測定用タイマーより
測定時刻ｔが入力される。
の増加が始まると同時に、測定用タイマーより
測定時刻ｔが入力される。
(5) Wtとｔの相関をメモリーに記憶する。
(6) 測定時間Ｔが経過すると、記憶したWtとｔ
の相関に基いて、第３図に示すような浸透速度
曲線を表示装置７に作用する。
の相関に基いて、第３図に示すような浸透速度
曲線を表示装置７に作用する。
(7) 浸透速度曲線に基いて、第４図に示すような
dWt／dtと１／Wtの関係図を表示装置７に作
図する。
dWt／dtと１／Wtの関係図を表示装置７に作
図する。
(8) dWt／dtと１／Wtの傾斜αとｙ軸切片Ｂに
基いて、試料紛粒体Ｓに対する液体Ｌが平衡に
達した時間における浸透液体重量W∞、及び、
定数Ｋを下記式(ハ)、(ニ)により算出する。
基いて、試料紛粒体Ｓに対する液体Ｌが平衡に
達した時間における浸透液体重量W∞、及び、
定数Ｋを下記式(ハ)、(ニ)により算出する。
W∞＝α／Ｋ −(ハ)
Ｋ＝Ｂ −(ニ)
(9) 設定値ρL、η、ｇおよび算出値ε、Ｓ、Ｋに
基いて、試料紛粒体層の平均毛細管半径ｒを、
下記式(ホ)により算出する。
基いて、試料紛粒体層の平均毛細管半径ｒを、
下記式(ホ)により算出する。
ｒ＝（8ηK／εSρL 2g）1/2 −(ホ)
(10) 設定値γL、ｇ及び算出値ε、Ｓ、W∞、ｒに
基いて、試料粉粒体Ｓと液体Ｌの間の接触角
θ、及び、付着張力γLcosθを、下記式(ヘ)により
算出する。
基いて、試料粉粒体Ｓと液体Ｌの間の接触角
θ、及び、付着張力γLcosθを、下記式(ヘ)により
算出する。
γLcosθ＝rgW∞／2εS −(ヘ)
(11) 設定値ρS、WS、Ｈ、Ｔ、ρL、η、γL、ｇ及
び算出値W∞、ε、ｒ、γLcosθ、θを表示装置
７で記録表示する。
び算出値W∞、ε、ｒ、γLcosθ、θを表示装置
７で記録表示する。
(12) アクチユエータ３により容器５を下限設定
位置まで下降させて、測定を完了する。
位置まで下降させて、測定を完了する。
次に、別の実施例を示す。
試料粉粒体充填層の空隙率ε及び断面積Ｓを入
力手段(6)に人為設定するように構成してもよい。
力手段(6)に人為設定するように構成してもよい。
また、液体Ｌの表面張力γLを、円環法による測
定装置で実測させ、その実測値を入力手段(6)に自
動設定するように構成したり、あるいは、パイプ
１に代えて白金リングを計測器２に吊下げて、円
環法により予め液体Ｌの表面張力γLを実測すると
共に、その実測値を、マイクロコンピユータ９に
記憶させて、接触角θの測定時に入力させるよう
に構成してもよい。尚、円環法について、計測器
２を利用する場合を例にして、第７図により以下
に説明する。白金リング１１をほぼ水平姿勢で索
具１２により吊下げられるように構成したアタツ
チメントを、計測器２のフツク２ａに吊下げ、容
器５の上昇により白金リング１１を液体Ｌに接触
させ、次に、容器５を下降させて、最大荷重Ｐを
計測器２で測定させ、マイクロコンピユータ９に
おいて、下記式により表面張力γLを演算させる。
定装置で実測させ、その実測値を入力手段(6)に自
動設定するように構成したり、あるいは、パイプ
１に代えて白金リングを計測器２に吊下げて、円
環法により予め液体Ｌの表面張力γLを実測すると
共に、その実測値を、マイクロコンピユータ９に
記憶させて、接触角θの測定時に入力させるよう
に構成してもよい。尚、円環法について、計測器
２を利用する場合を例にして、第７図により以下
に説明する。白金リング１１をほぼ水平姿勢で索
具１２により吊下げられるように構成したアタツ
チメントを、計測器２のフツク２ａに吊下げ、容
器５の上昇により白金リング１１を液体Ｌに接触
させ、次に、容器５を下降させて、最大荷重Ｐを
計測器２で測定させ、マイクロコンピユータ９に
おいて、下記式により表面張力γLを演算させる。
γL＝FP／4πR
但し、Ｆは補正係数、πは円周率、Ｒは白金リ
ング１１の半径である。
ング１１の半径である。
表示装置７により少くとも接触角θが表示され
ればよく、したがつて、マイクロコンピユータ９
は少くとも第５図に示す機能を備えていればよ
い。
ればよく、したがつて、マイクロコンピユータ９
は少くとも第５図に示す機能を備えていればよ
い。
容器５昇降を人為的に行うように構成して、計
測器２による測定重量Wtの変化状態からマイク
ロコンピユータ９による測定開始及び接触角θ算
出開始のタイミングを決定するように構成しても
よい。
測器２による測定重量Wtの変化状態からマイク
ロコンピユータ９による測定開始及び接触角θ算
出開始のタイミングを決定するように構成しても
よい。
第１図は、本発明の実施例を示す概略図であ
る。第２図は、本発明の実施例における動作状態
を示すフローチヤートである。第３図はWt−ｔ
線図であり、第４図はdWt／dt−１／Wt線図で
ある。第５図はマイクロコンピユータのクレーム
対応図である。第６図は接触角θの説明図であ
る。第７図は円環法の説明図である。 １……パイプ、２……計測器、５……容器、Ｓ
……試料粉粒体、Ｌ……液体。
る。第２図は、本発明の実施例における動作状態
を示すフローチヤートである。第３図はWt−ｔ
線図であり、第４図はdWt／dt−１／Wt線図で
ある。第５図はマイクロコンピユータのクレーム
対応図である。第６図は接触角θの説明図であ
る。第７図は円環法の説明図である。 １……パイプ、２……計測器、５……容器、Ｓ
……試料粉粒体、Ｌ……液体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 通液自在な底部を有する試料粉粒体充填用パ
イプ１、そのパイプ１内の試料粉粒体Ｓに前記底
部から浸透させる液体Ｌを収納する容器５、試料
粉粒体Ｓへの液体Ｌ浸透に伴う前記パイプ１の重
量変化を測定する計測器２を備えた装置であつ
て、前記計測器２による測定重量Wtの時間的変
化を記憶する手段、その記憶された重量変化から
１／Wtをｘ軸にかつdWt／dtをｙ軸とする座標
における次式 ｙ＝KW∞ｘ−Ｋ −(1) の傾斜KW∞及びｙ軸切片Ｋを算出する手段、そ
の算出されたＫ、並びに、入力手段(6)で設定又は
その入力手段の設定値から演算された以下の値 ε：前記パイプ１内の試料粉粒体Ｓ充填層におけ
る空〓率 Ｓ：上記試料粉粒体Ｓ充填層の断面積 ρL：前記容器５内の液体Ｌの密度 η：上記液体Ｌの粘度 ｇ：重力加速度 に基いて、前記パイプ１内の試料粉粒体Ｓ充填層
における平均毛細管半径ｒを次式 ｒ＝（8ηK／εSΡL 2g）1/2 −(2) により算出する手段、その算出されたｒ、前記設
定又は演算されたε、Ｓ及びｇ、前記算出された
KW∞及びＫから算出したW∞、並びに、入力手段
６で設定又は計測装置で実測された前記容器５内
液体Ｌの表面張力γLに基いて、前記パイプ１内の
試料粉粒体Ｓと前記容器５内の液体Ｌとの間の接
触角θを次式 cosθ＝rgW∞／2εSγL −(3) により算出する手段を設け、その算出されたθを
表示する装置７を設けてある粉粒体と液体の間の
接触角測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1897484A JPS60162936A (ja) | 1984-02-02 | 1984-02-02 | 粉粒体と液体の間の接触角測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1897484A JPS60162936A (ja) | 1984-02-02 | 1984-02-02 | 粉粒体と液体の間の接触角測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60162936A JPS60162936A (ja) | 1985-08-24 |
| JPH0310059B2 true JPH0310059B2 (ja) | 1991-02-12 |
Family
ID=11986605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1897484A Granted JPS60162936A (ja) | 1984-02-02 | 1984-02-02 | 粉粒体と液体の間の接触角測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60162936A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9446382B2 (en) | 2007-08-20 | 2016-09-20 | Jnc Corporation | Porous cellulose gel, method for producing the same, and use thereof |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2760880B2 (ja) * | 1989-09-05 | 1998-06-04 | ホソカワミクロン株式会社 | 粉体処理装置 |
| EP1099104B1 (de) * | 1998-07-23 | 2002-09-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Imbibitionsmessgerät zur bestimmung der benetzbarkeit von pulvern |
| JP4911567B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2012-04-04 | 株式会社トプコン | 荷電粒子ビーム装置 |
| CN103245591A (zh) * | 2012-02-13 | 2013-08-14 | 广东中显科技有限公司 | 一种用于测定玻璃基板表面洁净度的方法和设备 |
-
1984
- 1984-02-02 JP JP1897484A patent/JPS60162936A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9446382B2 (en) | 2007-08-20 | 2016-09-20 | Jnc Corporation | Porous cellulose gel, method for producing the same, and use thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60162936A (ja) | 1985-08-24 |
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