JPS6236538A - 表面張力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は各種液体の表面張力の測定に関し、特に連続工
程に使用される液の表面張力測定に適した表面張力測定
装置に関する。

（発明の背景） 表面張力測定法は、数多く知られており、以下毛管（上
昇、圧力）法、泡圧法、輪環法、ウイルヘルミ（Ｗｉｌ
ｈｅｌｍｙ　）法、外層（泡）法、振動ジェット法、液
滴法等種々あるが、最も簡便で広く行われており、気に
は自動測定という観点から利用されているのが液滴法で
ある。

液滴法には、波型法と温容法とがあるが、いづれもノズ
ル先端から液滴を形成させ、表面張力を求めようとする
ものである。

周知のように液滴法では垂直なノズルの先端より滴下す
る液滴の重量と、ノズル先端周囲長（一般には円周）に
沿って上方に作用する表面張力との釣合として表面張力
が求められるが、実際に滴下する液量は先端に形成され
た液滴の一部であり且つ先端より離脱滴下する状況は液
滴の形のゆらぎ、後続して滴下する小滴の発生など誤差
の要因を様々に蔵している。

従って液滴法による測定で注意を要することとして、「
実験化学講座」７界面化学〔日本化学全編、丸善）に記
述の如く、液滴の生成、落下は、できるだけ徐々に行な
うことが必要とされるが、実際には有限の速度で行う結
果、溶液によっては更に平衡表面張力よりのずれが入っ
てくるため、平衡表面張力を測定しようとする場合大き
な誤差となる。

すなわち、界面活性剤濃度がミセル濃度（ＣＭＣ）未満
の溶液や、界面配向速度の遅い界面活性剤適用溶液の場
合、液滴法による平衡表面張力測定は困難である。

（発明の目的） 本発明の目的は、濃度がミセル濃度（ＣＭＣ）未満或は
界面配向性の遅い界面活性剤溶液を含めた各種液体の少
くとも平衡表面張力と看做される測定値かえられる液滴
法表面張力測定装置を提供することである。

（発明の構成その作用） 前記した本発明の目的は、液滴法による表面張力測定に
於て、液滴形成ノズル先端部に毛細溝をリング状にめぐ
らし、且つ液滴の滴下方向に沿って詳毛細溝を越えた側
のノズル外径が越えない側のノズル外径より小である多
段先端を有する表面張力測定装置によって達成される。

次に本発明の態様を図を用いて説明する。

第２図に液滴法で従来一般に用いられる測定管を示した
。同図（ａ）に於て２１はノズル、ｎは液溜、路は流ｆ
ｆｉ調節のためのバルブである。液溜２２の−Ｆ下の管
部には目盛が刻まれ流出量の検知ζこ用いられるものも
ある。

同図（ｂ）はノズル先端Ｇこ於ける液滴の形成状況を示
している。

また第３図には従来の液滴法に用いられるノズ゛−ルの
先端の形状の例として（イ）、（喝及び（！今を示した
。

例（］→の形状のものが最も一般的に用いられる。

液滴法に於て重要であり、且つ同時に問題点は第２図（
ｂ）の破線円で囲んだノズル先端の外周縁に於る気−液
界面の状態にある。

液滴形成のためにノズル先端から液がゆっくりと液滴内
に供給されると前記外周縁の気−液界面は開裂しながら
更新されてゆく。この時平衡表面張力になりにくい溶液
、例えばミセル濃度（ＣＭＣ）に満たない界面活性性溶
質濃度の溶液或は界面配向速度の遅い部類の界面活性剤
溶液の表面張力測定では更新状況によって大きな影響を
受は測定値にバイアスとばらつきを生じ易く、精度高く
且つ希薄溶液の測定に関し定評のあるウイルヘルミ（Ｗ
ｉｌｈｅｌｍｙ　）法による測定値から大きく背馳する
結果を与える。

本発明は、これらの欠点を極力排除したものであって第
１図に本発明に係るノズル先端の断面図を示す。図に示
した例は２段先端を有するノズルである。

同図に於て１１は測定管の先に設けられたノズル５．１
１１はリング状毛細溝、１１２は先端リングである。

更にａは先端リングの外径、ｂはノズル外径、Ｃはノズ
ル及び先端リングの内径である。またｄは毛細溝１１１
の溝幅、ｅは先端リング１１２の厚みである。

これらａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、測定対象の液の特性、
測定に許される所要時間によって異ってくるけれども液
滴容積と液滴半径の３乗との比を補正項として用いるバ
ーキンスーブラウン（Ｈａｒ−ｋｉｎｓ−Ｂｒｏｗｎ　
）の補正表の最も好ましい範囲に収まるように実験的に
定められる。２段先端の場合ａ　＝　３．０〜４．０　
調、ｂ＝５．０〜６．０刷、Ｃ中１．０麿、ｄ　＝　０
．５〜１．．ＯＩＮ及びｅ＝０．２〜０．５ｒ４の範囲
が実用上有用である。

またノズル先端の材質は、測定対象液に濡れるものであ
れば金属、ガラス、合成耐脂或は濡れるよう表面加工さ
れたもの等何でもよいが実用上金属が好ましい。

（実施例） 次に実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例−１ 下記仕様のステンレス製２段先端ノズルを用い測定対象
液として平衡表面張力に速かに達するベンゼン、界面配
向速度の遅い界面活性剤のサポニン（１０％）溶液を用
い、また本発明及びウイルヘルミ法による装置並びに第
３図（）→に示す切放し先端を有するノズルを本発明に
係るノズルに代えて本発明の測定装置に装着して表面張
力を測定し、その結果を第１表に掲げた。

第　　１　　表 第１表に明らかなようにベンゼンに対しては３者共よい
一致を示すが、サポニンの例では本発明による測定値が
ウイルヘルミ法に甚だ近い値を与え、且つ測定値のばら
つきに関しては該法の約、！省で再現性のよい信頼すべ
き測定装置であることを示している。一方、従来法では
測定値に大きなバイアスがあり、しかもばらつきが甚だ
大きい。

また本発明装置のサポニンへの適用の場合、測定所要時
間は従来法の約２程度に短縮され測定値の信頼性を併せ
れば甚だ有利である。

（発明の効果） 本発明のように毛細溝を差挟んで先端リングを設けるノ
ズル先端構造とすることにより、毛細溝の毛細管効果、
残留既成液表面層の助けにより液滴の形成速度が速かで
滴下する液滴の形状のゆらぎが少く、後続する小滴の発
生がないことも加わって信頼性の高い、しかも迅速な表
面張力の測定が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる多段先端ノズルの１実施例の断
面図である。 第２図は液滴法に用いる測定管の１例の断面図、第３図
は従来の液滴法に用いるノズル例の断面を示す。 １】・・・・・・・・・ノズル １１１・・・・・・・・・毛細溝 １１２・・・・・・・・・先端リング 出願人　小西六写真工業株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液滴法による表面張力測定に於て、液滴形成ノズル先端
   部に毛細溝をリング状にめぐらし、且つ液滴の滴下方向
   に沿って詳毛細溝を越えた側のノズル外径が越えない側
   のノズル外径より小である多段先端を有する表面張力測
   定装置。