(57)【要約】【課題】評価対象である液体の少量化を図ることができるとともに、液体についての評価を容易かつより正確に行うことができる液体の評価方法、及び液体の評価装置を得る。【解決手段】液体の評価方法は、液体２に気泡を供給する気泡供給工程、液体２への気泡の供給を停止する供給停止工程、及び気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときに、気泡を含む液体２の光学特性を測定する気泡測定工程を備えている。気泡を含む液体２の光学特性の測定結果に基づいて、例えば洗浄液としての適性等について液体２を評価する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に気泡を供給する気泡供給工程、
上記液体への上記気泡の供給を停止する供給停止工程、及び
上記気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときに、上記気泡を含む上記液体の光学特性を測定する気泡測定工程
を備えていることを特徴とする液体の評価方法。
【請求項２】
液体に気泡を供給する気泡供給工程、
上記液体への上記気泡の供給を停止する供給停止工程、及び
上記気泡の供給を停止してから、上記気泡を含む上記液体の光学特性が所定の基準に達するまでの時間を測定する気泡測定工程
を備えていることを特徴とする液体の評価方法。
【請求項３】
上記気泡測定工程における上記光学特性の測定は、上記所定の時間が経過したときに上記気泡を含む上記液体を介して所定の識別用表示を撮影し、撮影画像を解析することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の液体の評価方法。
【請求項４】
上記気泡測定工程では、上記気泡を含む上記液体を介して所定の識別用表示を撮影し、撮影画像において上記識別用表示が識別されるか否かにより、上記気泡を含む上記液体の光学特性が上記所定の基準に達しているか否かを決定することを特徴とする請求項２に記載の液体の評価方法。
【請求項５】
上記気泡測定工程では、上記気泡を含む上記液体を介して発光部からの光を受光部で受け、上記受光部で受けた光量に基づいて、上記気泡を含む上記液体の光学特性を測定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体の評価方法。
【請求項６】
上記液体への上記気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときに、上記気泡の浮上により液面上に維持される泡沫の高さを測定する泡沫測定工程
をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液体の評価方法。
【請求項７】
撹拌体を有し、上記撹拌体の一部を液体に挿入して上記撹拌体で上記液体を撹拌することにより上記液体に気泡を供給し、上記撹拌体を上記液体から外すことにより上記液体への上記気泡の供給を停止する気泡供給装置、及び
上記気泡を含む上記液体の光学特性を測定する測定装置
を備えていることを特徴とする液体の評価装置。
【請求項８】
本体部と、上記本体部に連通する測定部とを有し、液体が入れられる容器、
上記本体部内の上記液体に気泡を供給する気泡供給装置、
上記本体部及び上記測定部間の連通部分を開閉可能で、上記連通部分を閉じることにより上記本体部から上記測定部への上記気泡を含む上記液体の流入を阻止する開閉装置、及び
上記測定部内の上記気泡を含む上記液体の光学特性を測定する測定装置
を備えていることを特徴とする液体の評価装置。
【請求項９】
上記測定装置は、発光部と、上記気泡を含む上記液体を介して上記発光部からの光を受ける受光部とを有していることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の液体の評価装置。
【請求項１０】
上記測定装置は、識別用表示が行われている識別体と、上記気泡を含む上記液体を介して上記識別用表示を撮影する撮影装置とを有していることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の液体の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば洗浄液としての適性等について液体を評価する液体の評価方法、及び液体の評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水質検査として水の発泡の程度を測定するために、縦型の管状体内に試料水を上部から連続的に導入しながら一定高さの水面を維持しつつ、発生する微小気泡の高さを測定する方法が提案されている。管状体内の水面は、管状体内に導入される試料水と同量の試料水を管状体外へ排出することにより、一定高さに維持される（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２５８１９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、管状体に対する試料水の導入量と排出量とを常に同量に調整しなければならないので、試料水の流量調整に手間がかかってしまう。また、測定時に管状体に対する試料水の出入りがあるので、水面の高さが変動しやすくなり、測定結果に誤差が生じやすくなってしまう。さらに、測定時には試料水を常時供給しなければならないので、多量の試料水が必要になる。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、評価対象である液体の少量化を図ることができるとともに、液体についての評価を容易かつより正確に行うことができる液体の評価方法、及び液体の評価装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る液体の評価方法は、液体に気泡を供給する気泡供給工程、液体への気泡の供給を停止する供給停止工程、及び気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときに、気泡を含む液体の光学特性を測定する気泡測定工程を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る液体の評価方法では、液体への気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときに、気泡を含む液体の光学特性を測定するので、液体中に維持される気泡の数を容易かつより正確に測定することができる。従って、例えば洗浄液としての適性等、液体に含まれる気泡に関係する項目について、液体を容易かつより正確に評価することができる。また、測定時には液体が容器１に出入りすることがないので、評価対象である液体の少量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による液体の評価装置を示す構成図である。図において、透明の容器（光学セル）１には、評価対象である液体２が入れられている。液体２には、外気に触れる液面３が水平に形成されている。容器１の近傍には、液体２に気泡を供給する気泡供給装置４と、気泡を含む液体２の光学特性を測定する測定装置５とが設置されている。液体２は、液体２内に供給された気泡同士の融合を抑制する添加剤を含む水溶液とされている。なお、ここでは、概ね１ｍｍ以下の直径を持つ気泡を微小気泡とする。
【０００９】
気泡供給装置４は、液体２を撹拌する撹拌体６と、撹拌体６が取り付けられ、液体２を撹拌する動力を撹拌体６に与える撹拌体駆動装置７と、撹拌体駆動装置７を支持し、液面３に対する撹拌体６の位置を上下方向について調整可能な高さ調整装置８とを有している。
【００１０】
高さ調整装置８は、支持台９と、支持台９上に固定され、上下方向に沿って配置された案内部材１０と、案内部材１０に案内されながら上下方向へ変位可能な調整装置本体１１とを有している。
【００１１】
調整装置本体１１には、位置調整用モータが搭載されている。調整装置本体１１は、位置調整用モータの駆動力により、案内部材１０に対して上下方向へ変位される。調整装置本体１１の案内部材１０に対する変位は、図示しない操作装置の操作により行われる。
【００１２】
撹拌体駆動装置７は、水平に配置された固定アーム１２を介して調整装置本体１１に固定されている。また、撹拌体駆動装置７は、固定アーム１２の支持により、液体２の上方に配置されている。撹拌体６、撹拌体駆動装置７及び固定アーム１２は、調整装置本体１１と一体に上下方向へ変位される。撹拌体６及び撹拌体駆動装置７の液面３に対する位置は、調整装置本体１１の案内部材１０に対する位置の調整により調整される。
【００１３】
また、撹拌体駆動装置７は、撹拌用モータが搭載された駆動装置本体１３と、上下方向に沿って配置され、駆動装置本体１３により回転される回転軸１４とを有している。固定アーム１２には、駆動装置本体１３が取り付けられている。
【００１４】
撹拌体６は、回転軸１４の下端部に固定されている。また、撹拌体６は、撹拌体駆動装置７の動力により、回転軸１４の軸線を中心として回転される。即ち、撹拌体駆動装置７は、撹拌体６を回転させる回転装置となっている。さらに、撹拌体６は、回転軸１４に固定された保持部材１５と、保持部材１５に設けられ、保持部材１５の下部から下方へ突出する複数の挿入片１６とを有している。
【００１５】
保持部材１５は、回転軸１４の軸線に対して垂直に配置された円板状の部材である。挿入片１６は、保持部材１５の下面から下方へ延びる線状の部材である。
【００１６】
撹拌体６は、挿入片１６の一部が液体２内に存在し挿入片１６の残りの部分が液面３から液体２外へ出ている状態で回転される。撹拌体６が回転されているときには、挿入片１６の一部が液体２内に存在し挿入片１６の残りの部分が液面３から液体２外へ出ている状態が維持される。各挿入片１６は、撹拌体６が回転されることにより、液面３を剪断する方向へ液面３に対して高速（所定の速度）で移動される。
【００１７】
各挿入片１６の一部が液体２内に挿入された状態で撹拌体６が回転されることにより、液面３において液体２及び外気が撹拌され、微小気泡を含む多数の気泡が液体２に供給される。また、液体２への気泡の供給は、撹拌体６が液体２外へ変位されることにより停止される。
【００１８】
多数の気泡が液体２に供給されると、時間の経過に伴って、大きい径を持つ気泡の順に液面３へ浮上する。液面３に達した気泡は、消滅するか、泡沫として液面３上に維持される。
【００１９】
測定装置５は、水平方向について容器１を挟む位置に配置された検査板（識別体）１７及びデジタルビデオカメラ（撮影装置）１８を有している。検査板１７は、取付部材１９を介して容器１に取り付けられている。また、検査板１７は、上下方向に立てて配置されている。
【００２０】
ここで、図２は、図１の検査板１７を示す正面図である。検査板１７の容器１側の面には、上下方向に沿ったストライプ模様（縞模様）を含む所定の識別用表示２０が設けられている。検査板１７は、識別用表示２０の上端部と下端部との間に液面３が位置するように配置されている。
【００２１】
デジタルビデオカメラ１８は、気泡を含む液体２を介して識別用表示２０を連続的に撮影し撮影画像を記録する。従って、撮影画像には、気泡を含む液体２が識別用表示２０に重なって示される。撮影画像では、気泡を含む液体２の透明度が高いほど識別用表示２０のストライプ模様が明確に示される。即ち、撮影画像に示される識別用表示２０のストライプ模様の識別の可否は、気泡を含む液体２の透明度（光学特性）に応じて決まる。また、撮影画像には、液面３上に維持される泡沫も示される。
【００２２】
次に、液体２の評価方法について説明する。まず、液面３において液体２を撹拌体６で撹拌することにより、液体２に多数の気泡を供給する（気泡供給工程）。この後、液体２への気泡の供給を継続しながら、デジタルビデオカメラ１８により、気泡を含む液体２を介して識別用表示２０を連続的に撮影する。
【００２３】
この後、撹拌体６を液面３の上方へ引き上げて、撹拌体６を液体２から外す。これにより、液体２への気泡の供給が停止される（供給停止工程）。デジタルビデオカメラ１８による識別用表示２０の撮影は、液体２への気泡の供給を停止した後も継続する。
【００２４】
ここで、図３は、図１の液体２への気泡の供給を停止した直後の液体２の状態を示す模式図である。気泡の供給が停止されると、短時間のうちに、比較的大きな径を持つ気泡は液体２中から液面３へ浮上し泡沫となる。一方、比較的小さな径を持つ気泡は液体２中にしばらく維持される。従って、気泡の供給が停止されたときには、容器１内では、液面３を境界として、気泡を含む液体２の領域２１と、泡沫の領域２２とに直ちに分離される。この後、液体２中に維持される気泡の数が気泡の浮上により次第に減少し、気泡を含む液体２の透明度が次第に向上する。
【００２５】
デジタルビデオカメラ１８による撮影画像には、気泡を含む液体２が識別用表示２０に重なった状態で連続的に記録される。従って、撮影画像には、気泡を含む液体２の透明度（光学特性）の変化の様子が連続的に記録される。
【００２６】
撮影終了後、デジタルビデオカメラ１８による撮影画像に基づいて、識別用表示２０のストライプ模様が識別されるか否かを解析する。即ち、気泡を含む液体２の透明度（光学特性）が所定の基準に達しているか否かを撮影画像により解析する。
【００２７】
この後、撮影画像の解析結果に基づいて、液体２への気泡の供給を停止してから識別用表示２０のストライプ模様が識別されるまでの時間（以下、「ストライプ識別時間」という）を測定する。即ち、液体２への気泡の供給を停止してから、気泡を含む液体２の光学特性が所定の基準に達するまでの時間を測定する（気泡測定工程）。また、撮影画像の解析結果に基づいて、液体２への気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときの泡沫の領域２２の高さ（以下、「泡沫高さ」という）も測定する（泡沫測定工程）。
【００２８】
この後、少なくともストライプ識別時間に基づいて、種々の項目（例えば洗浄液としての適性等）について液体２の評価を行う。
【００２９】
次に、液体２への気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときの気泡の数、ストライプ識別時間、及び液体２への気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときの泡沫高さのそれぞれを複数種の液体２ごとに測定する実験を行った。
【００３０】
液体２としては、０．０２Ｍの１−ブタノール（即ち、ブチルアルコール）の水溶液、０．００２Ｍの１−ブタノールの水溶液、０．０２Ｍの１−プロパノールの水溶液、０．００２Ｍの１−プロパノールの水溶液、及び水（イオン交換水）の５種類の試料液を用いた。なお、「Ｍ」とは１リットル当たりの濃度をモル量で表した単位である。例えば０．０２Ｍの１−ブタノール（即ち、ブチルアルコール）の水溶液では、１−ブタノールの分子量が７４．１２であるので、０．０２Ｍは１．４８ｇ／Ｌ即ち０．１４８％となる。
【００３１】
実験には、内部の寸法が縦１０ｍｍ、横１０ｍｍ、高さ３５ｍｍとされたガラス製の角容器を容器１として用いた。また、容器１に入れられる液体２の量は２．０ｍＬとした。従って、液体２の深さは２０ｍｍとなる。また、識別用表示２０のストライプ模様は、容器１の底部から上方１０ｍｍまでの範囲には設けず、容器１の底部から１０ｍｍ以上の範囲にのみ設けた。従って、液面３の下方１０ｍｍの高さから上方の範囲にのみ識別用表示２０のストライプ模様が設けられている。また、撹拌体６としては、直径０．３ｍｍ、長さ１０ｍｍの黄銅製の挿入片１６を金属製の保持部材１５に設けて構成したブラシを用いた。なお、保持部材１５の直径は８ｍｍとしている。さらに、撹拌体駆動装置７としては、回転軸１４の回転数が１００００ｒｐｍ（毎分１００００回転）となる回転装置を用いた。
【００３２】
まず、０．０２Ｍの１−ブタノールの水溶液を液体２として実験を行った。実験では、撹拌体６を回転させると、回転による遠心力で、各挿入片１６の先端部が径方向外側へ少し広がった。また、撹拌体６を回転させながら下方へ変位させ、挿入片１６が液面３に触れると、挿入片１６の移動による流れの渦が液体２に発生した。これにより、液面３の高さは渦の中央で低くなり渦の周囲で高くなった。
【００３３】
この後、撹拌体６を回転させながら５ｍｍ下方へさらに変位させた後、撹拌体６の変位を停止させた。これにより、長さ１０ｍｍの挿入片１６の半分を液体２内に挿入させ挿入片１６の残りの半分を液体２外に露出させた状態で撹拌体６を回転させ、液体２を撹拌した。液体２には、撹拌体６の撹拌により、微小気泡を含む多数の気泡が供給された。
【００３４】
この後、撹拌体６を回転させている状態で、デジタルビデオカメラ１８による識別用表示２０の撮影を開始した。
【００３５】
この後、撹拌体６を液面３の上方へ引き上げた。これにより、液体２への気泡の供給が停止された。なお、液体２への気泡の供給開始から供給停止までの時間は、十分な量の気泡を液体２に供給するために１０秒以上であることが望ましい。デジタルビデオカメラ１８による識別用表示２０の撮影は、液体２への気泡の供給を停止した後、３０秒間継続した。撮影後、撮影画像を解析した。
【００３６】
解析結果によると、気泡の供給時には、撮影画像中の識別用表示２０のストライプ模様は、多数の気泡により遮られて全く確認されなかった。また、このときの撮影画像に基づいて、気泡の大きさと、１ｍｍ２の領域における気泡の分布とを調べたところ、気泡の主たる直径は１０μｍ〜３００μｍであり、１ｍｍ２の領域における気泡の数は約３００個であった。
【００３７】
気泡の供給を停止した直後には、図２に示すように、気泡を含む液体２の領域２１と、液面３上に維持される泡沫の領域２２とに容器１内で直ちに分離した。
【００３８】
気泡の供給を停止してから１秒後には、比較的大きな径を持つ気泡のほとんどが液面３への浮上により液体２中から消滅した。このときの液体２中の気泡の主たる直径は１０μｍ〜５０μｍであった。
【００３９】
気泡の供給を停止してから３秒後には、液面３付近の液体２に含まれる気泡は確認されたが、容器１の底部での液体２に含まれる気泡はほとんど確認されなくなった。この結果、容器１の底部での液体２の透明度は増したが、撮影画像における識別用表示２０のストライプ模様が識別されるまでには至らなかった。このとき、撮影画像の１ｍｍ２の領域においては、約１００個の気泡が確認された。また、このときの泡沫高さは１５ｍｍであった。
【００４０】
撮影画像における識別用表示２０のストライプ模様は、気泡の供給を停止してから６秒後にはじめて識別された。また、泡沫高さは次第に低下し、泡沫の領域２２は３０秒後にほぼ消滅した。
【００４１】
なお、実験では、撮影による平面測定であるため、単位体積当たりの気泡の数は測定していないが、液体２に気泡を供給しているときや気泡の供給を停止した直後には、液体２の１ｍｍ３の体積内に１００００個以上の気泡が存在しているものと見積もられる。
【００４２】
他の４種類の試料液（０．００２Ｍの１−ブタノールの水溶液、０．０２Ｍの１−プロパノールの水溶液、０．００２Ｍの１−プロパノールの水溶液、及び水）についても同様の実験を行った。
【００４３】
図４は、図１の液体２として用いられている５種類の試料液について、泡沫高さの時間的変化を示すグラフである。図に示すように、泡沫高さは、添加剤の種類及び濃度に依存していることが分かる。また、泡沫高さの時間的変化も、添加剤の種類及び濃度に依存していることが分かる。
【００４４】
また、図５は、図１の液体２として用いられている５種類の試料液について、３秒後の気泡の数、ストライプ識別時間及び３秒後の泡沫高さのそれぞれを測定した結果を示す表である。図に示すように、ストライプ識別時間が長くなるほど、３秒後の気泡の数も多くなることが分かる。従って、ストライプ識別時間と３秒後の気泡の数とは、相関していることが分かる。
【００４５】
また、気泡の供給を停止した直後には、比較的大きな径（５０μｍよりも大きな径）を持つ気泡（大径微小気泡）が直ちに浮上して液面３で消滅するか泡沫となる。一方、比較的小さな径（５０μｍ以下の径）を持つ気泡（小径微小気泡）は、しばらくの間、液体２中に維持される。従って、気泡の供給を停止してから３秒後には、大径微小気泡のほとんどが液体２中から除去されているものと考えられる。即ち、気泡の供給が停止された直後に液体２に含まれる多数の気泡のうち、５０μｍ以下の径を持つ小径微小気泡の数は、３秒後の気泡の数に依存しているものと考えられる。
【００４６】
上記のように、ストライプ識別時間と３秒後の気泡の数とが相関し、気泡の供給停止直後の液体２に含まれる小径微小気泡の数が３秒後の気泡の数に依存していることから、気泡の供給停止直後の液体２に含まれる小径微小気泡の数は、ストライプ識別時間に基づいて推定することができる。
【００４７】
ここで、液体２に含まれる気泡は、液体２に漬けられた対象物の汚れに付着して浮力により液面３へ汚れを浮上させる能力を有していることが知られている。また、液体２に含まれる気泡は、例えば銅粒子及びプラスチック粒子の集合体のうち、プラスチック粒子に選択的に付着してプラスチック粒子のみを浮上させることにより、銅粒子とプラスチック粒子とを分別する能力を有していることも知られている。さらに、このような液体２の能力は、液体２中に維持される小径微小気泡の数が多いほど大きくなる。
【００４８】
従って、多数の小径微小気泡を供給しやすい液体２であるほど、洗浄液や分別液等として優れているということができる。このことから、小径微小気泡の供給のしやすさを特定することにより、例えば洗浄液や分別液等としての適性について液体２を評価することができる。小径微小気泡の供給のしやすさは、気泡の供給停止直後の液体２中に含まれる小径微小気泡の数に現れるので、ストライプ識別時間に基づいて、洗浄液や分別液等としての適性について液体２を評価することができる。
【００４９】
一方、液面３上の泡沫が多くなると、液体２は泡沫とともに容器１外へ排出されやすくなる。液体２が容器１外へ排出されると、容器１内の液体２の量が少なくなり、液体２による洗浄効果が低下してしまう。従って、泡沫が消滅しやすいほど（即ち、泡沫の安定性が低いほど）液体２が洗浄液として優れているということができる。このことから、泡沫の消滅のしやすさ（泡沫の安定性の低さ）を特定することにより、洗浄液としての適性について液体２を評価することができる。泡沫の消滅のしやすさは、気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときの泡沫高さに現れるので、所定の時間を経過したときの泡沫高さに基づいて、洗浄液としての適性について液体２を評価することができる。
【００５０】
即ち、洗浄液としての適性については、ストライプ識別時間と、気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときの泡沫高さとを総合的に判断することにより、液体２を容易に評価することができる。また、このような液体２の評価は、液体２に含まれる添加剤の性質の評価を示していることになるので、液体２の評価を添加剤そのものの評価としても用いることができる。
【００５１】
１−ブタノールの水溶液と１−プロパノールの水溶液とを共通の濃度（０．０２Ｍ）で比較してみると、図５に示すように、ストライプ識別時間については１−プロパノールの水溶液のほうが１−ブタノールの水溶液よりも長く、３秒後の泡沫高さについては１−プロパノールの水溶液のほうが１−ブタノールの水溶液よりも低くなっている。これにより、１−プロパノールの水溶液は、１−ブタノールの水溶液よりも、小径微小気泡が供給されやすく、かつ泡沫が消滅しやすい液体であることが分かる。このことから、１−プロパノールの水溶液は、１−ブタノールの水溶液よりも洗浄液として優れていることが分かる。また、１−プロパノールは、１−ブタノールよりも洗浄液の添加剤として優れていることも分かる。
【００５２】
このような液体２の評価方法では、液体２への気泡の供給を停止してから、気泡を含む液体２の光学特性が所定の基準に達するまでの時間を測定するので、液体２中に維持される気泡の数を容易かつより正確に測定することができる。従って、例えば洗浄液としての適性等、液体２に含まれる気泡に関係する項目について、液体２を容易かつより正確に評価することができる。また、測定時には液体２が容器１に出入りすることがないので、評価対象である液体２の少量化を図ることができる。
【００５３】
また、気泡を含む液体２の光学特性が所定の基準に達しているが否かは、撮影画像において識別用表示２０のストライプ模様が識別されるか否かにより決定されるので、気泡を含む液体２の光学特性が所定の基準に達しているか否かの判断を容易にすることができる。
【００５４】
また、液体２への気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときに、泡沫高さを測定するので、液体２について泡沫の消滅のしやすさを特定することができ、洗浄液としての適性について液体２をさらに正確に評価することができる。
【００５５】
また、このような液体２の評価装置では、撹拌体６を液体２から外すことにより液体２への気泡の供給を停止し、気泡を含む液体２の光学特性を測定するので、液体２への気泡の供給の停止を瞬時に行うことができる。これにより、気泡の供給停止後に気泡が液体２に流入したり液体２から流出したりすることを防止することができる。また、液体２への気泡の供給を停止してからの時間をより正確に測定することができる。
【００５６】
また、気泡を含む液体２を介して識別用表示２０がデジタルビデオカメラ１８により撮影されるので、気泡を含む液体２を介して撮影した識別用表示２０の画像を撮影画像として記録することができる。従って、撮影画像に基づいて、時間をかけて液体２の光学特性を測定することができ、液体２の光学特性をより正確に測定することができる。
【００５７】
なお、上記の例では、高さ調整装置８は、液面３に対する撹拌体６の位置を位置調整用モータの駆動力により調整するようになっているが、液面３に対する撹拌体６の位置を手動で調整するような装置を高さ調整装置８としてもよい。
【００５８】
また、上記の例では、液体２の添加剤が１−ブタノールや１−プロパノールとされているが、これに限定されない。例えば、エタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオールあるいはヘプタンジオール等のアルコール類（異性体を含む）や、エチレングリコールモノプロピルエーテルあるいはポリエチレングリコール等のエーテル結合を持つ有機物を添加剤としてもよい。また、酢酸、プロピオン酸、酪酸、コハク酸、安息香酸等の有機酸類やトリプトファン等の疎水性アミノ酸、塩化ナトリウム等の塩類を添加剤としてもよい。これらを添加剤とした液体２についても、容易かつより正確に評価することができる。さらに、いわゆる洗剤の水溶液についても、水で所定の濃度以下に希釈することにより評価することができる。
【００５９】
実施の形態２．
実施の形態１では、液体２への気泡の供給を停止してから、識別用表示２０のストライプ模様が識別されるまでの時間を測定することにより、気泡を含む液体２の光学特性を測定するようになっているが、気泡を含む液体２を介して発光部からの光を受光部で受け、受光部で受けた光量に基づいて、気泡を含む液体２の光学特性を測定するようにしてもよい。
【００６０】
即ち、図６は、この発明の実施の形態２による液体の評価装置を示す要部構成図である。図において、測定装置３１は、水平方向について容器１を挟む位置に配置された発光器（発光部）３２及び受光器（受光部）３３を有している。発光器３２及び受光器３３は、同一直線上に配置されている。
【００６１】
発光器３２は、受光器３３への光を照射する。受光器３３は、気泡を含む液体２を通過した発光器３２からの光を受ける。受光器３３では、発光器３２から受けた光量が測定される。気泡を含む液体２の光学特性は、受光器３３が受けた光量に基づいて求められる。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００６２】
次に、液体２の評価方法について説明する。まず、実施の形態１と同様にして、液体２に気泡を供給する（気泡供給工程）。このとき、液体２への気泡の供給を継続しながら、発光器３２から光を照射させ、受光器３３による受光量を測定する。
【００６３】
この後、実施の形態１と同様にして、液体２への気泡の供給を停止する（供給停止工程）。気泡の供給を停止した後にも、発光器３２からの光の照射を継続し、受光器３３による受光量を測定する。
【００６４】
この後、気泡供給停止後の所定の時点における受光器３３による受光量の測定結果に基づいて、気泡を含む液体２の吸光度（光学特性）を求める。即ち、液体２への気泡の供給を停止してから所定の時間を経過したときの気泡を含む液体２の吸光度を測定する（気泡測定工程）。
【００６５】
液体の吸光度は、発光器３２と受光器３３との間に液体がないときの受光器３３による受光量をＩ０、発光器３２と受光器３３との間に液体があるときの受光器３３による受光量をＩとすると、−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ０）で表される。従って、液体の光透過率（Ｉ／Ｉ０）が下がるほど液体の吸光度は大きくなる。例えば、液体の光透過率が１０％又は１％であるとき、液体の吸光度はそれぞれ１又は２となる。
【００６６】
この後、求めた吸光度に基づいて、種々の項目（例えば洗浄液としての適性等）について液体２の評価を行う。
【００６７】
次に、実施の形態１の実験で用いられる５種類の試料液について、気泡の数及び吸光度を測定する実験を行った。実験の条件は実施の形態１と同様とした。
【００６８】
図７は、図６の液体２として用いられている５種類の試料液について、液体２への気泡の供給を停止してから３秒後の気泡の数及び吸光度のそれぞれを示す表である。図に示すように、気泡を含む液体２の３秒後の吸光度は、３秒後の気泡の数に応じた値となっていることが分かる。即ち、３秒後の吸光度と３秒後の気泡の数とは、相関していることが分かる。また、実施の形態１で述べたように、気泡の供給停止直後の液体２に含まれる小径微小気泡の数は、３秒後の気泡の数に依存している。従って、気泡の供給停止直後の液体２に含まれる小径微小気泡の数は、３秒後の吸光度に基づいて推定することができる。
【００６９】
従って、液体２への気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときの吸光度に基づいて、液体２に対する小径微小気泡の供給のしやすさを特定することができ、例えば洗浄液や分別液としての適性について液体２を評価することができる。
【００７０】
また、図８は、図６の液体２として用いられている５種類の試料液について、吸光度の時間的変化を示すグラフである。図に示すように、気泡の供給停止直後における気泡の数（又はボイド率（空隙率））は、試料液ごとに異なっている。また、液体２への供給を停止した後の一定の時間においては、吸光度の低下を直線近似したときの傾きの絶対値が試料液ごとに異なっていることが分かる。
【００７１】
例えば、気泡の供給を停止してから１秒後と３秒後との間における吸光度の低下の傾きの絶対値を共通の濃度（０．０２Ｍ）の１−ブタノールの水溶液と１−プロパノールの水溶液とで比較すると、吸光度の低下の傾きの絶対値は、１−ブタノールの水溶液のほうが１−プロパノールの水溶液よりも大きくなっている。このことは、１−ブタノールの水溶液に含まれる気泡のほうが、１−プロパノールの水溶液に含まれる気泡よりも、気泡の浮上により液体中から除去されやすくなっていることを示している。即ち、液体中に含まれる小径微小気泡の数の割合が、１−プロパノールの水溶液よりも１−ブタノールの水溶液のほうが低くなっていることを示している。
【００７２】
即ち、気泡供給停止後の吸光度の低下を所定の時間において直線近似し、近似した直線の傾きに基づいて、液体２に対する小径微小気泡の供給のしやすさを特定することができ、例えば洗浄液や分別液としての適性について液体２を評価することができる。
【００７３】
このような液体２の評価方法では、液体２への気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときに、気泡を含む液体２の吸光度（光学特性）を測定するので、液体２中に維持される気泡の数を容易かつより正確に測定することができる。従って、例えば洗浄液としての適性等、液体２に含まれる気泡に関係する項目について、液体２を容易かつより正確に評価することができる。また、測定時には液体２が容器１に出入りすることがないので、評価対象である液体２の少量化を図ることができる。
【００７４】
また、気泡を含む液体２の光学特性は、気泡を含む液体２を介して発光器３２からの光を受光器３３で受け、受光器３３で受けた光量に基づいて測定されるので、気泡を含む液体２の光学特性を容易に測定することができる。
【００７５】
また、測定装置３１は、発光器３２と、気泡を含む液体２を介して発光器３２からの光を受ける受光器３３とを有しているので、気泡を含む液体２の光学特性を簡単な構成で容易に測定することができる。
【００７６】
なお、上記の例では、液体２の評価は、液体２への気泡の供給を停止した後の所定の時間における吸光度の低下の傾きに基づいて行われるが、液体２への気泡の供給を停止した後の互いに異なる２つの時点における吸光度の差に基づいて、液体２の評価を行ってもよい。
【００７７】
また、気泡を含んでいない状態で一定の吸光度を持つ液体については、液体が気泡を含むことにより吸光度が変化した場合、気泡を含んでいない状態からの吸光度の変化量を求め、求めた吸光度の変化量に基づいて、液体を評価することもできる。
【００７８】
また、受光器３３が受けた光量を連続的に測定することにより、気泡の供給を停止してから泡沫高さが所定値になるまでの時間も測定することができる。これにより、泡沫の消滅のしやすさを特定することができる。
【００７９】
また、上記の例では、液体２への気泡の供給を停止してから所定の時間が経過したときに、気泡を含む液体２の吸光度を測定するようになっているが、所定の時間が経過したときに気泡を含む液体２を介して実施の形態１の検査板（識別体）１７をデジタルビデオカメラ（撮影装置）１８で撮影し、撮影画像を解析（例えばデジタル解析等）することにより、気泡を含む液体２の光学特性を測定するようにしてもよい。あるいは、気泡を撮影し画像解析することにより気泡数又は気泡占有面積を求めるなどして、気泡を含む液体２の光学特性を測定するようにしてもよい。このようにしても、液体２中に維持される気泡の数を容易かつより正確に測定することができる。
【００８０】
実施の形態３．
実施の形態２では、発光器３２と受光器３３とが同一直線上に配置されているが、発光器３２が配置されている直線から外して受光器を配置してもよい。
【００８１】
即ち、図９は、この発明の実施の形態３による液体の評価装置を示す要部上面図である。図において、測定装置３１は、発光器３２と、発光器３２が照射した光のうち、気泡を含む液体２を透過した光を受ける透過光用の受光器３３と、発光器３２が照射した光のうち、気泡を含む液体２によって散乱された光を受ける散乱光用の受光器３４と、発光器３２が照射した光のうち、気泡を含む液体２によって反射された光を受ける反射光用の受光器３５とを有している。
【００８２】
発光器３２及び透過光用の受光器３３は、同一直線上に配置されている。散乱光用及び反射光用の各受光器３４，３５は、発光器３２及び透過光用の受光器３３が配置された直線から外れた位置に配置されている。散乱光用の受光器３４は、発光器３２からみて、容器１よりも離れた位置に配置されている。反射光用の受光器３５は、発光器３２からみて、容器１よりも近い位置に配置されている。
【００８３】
気泡を含む液体２の吸光度は、透過光用、散乱光用及び反射光用の各受光器３３，３４，３５が受ける光量に基づいて求められる。他の構成は実施の形態２と同様である。
【００８４】
このようにしても、気泡を含む液体２の吸光度（光学特性）を容易に測定することができる。
【００８５】
なお、上記の例では、透過光用、散乱光用及び反射光用の各受光器３３，３４，３５のそれぞれが受けた光量に基づいて、気泡を含む液体２の吸光度が求められているが、透過光用、散乱光用及び反射光用の各受光器３３，３４，３５の少なくともいずれかが受けた光量に基づいて、気泡を含む液体２の吸光度を求めるようにしてもよい。
【００８６】
実施の形態４．
図１０は、この発明の実施の形態４による液体の評価装置を示す要部上面図である。図において、容器１は、本体部４１と、本体部４１に連通する測定部４２とを有している。容器１の形状は長方形とされている。この例では、容器１の所定の角部が測定部４２とされ、測定部４２を除く容器１の残りの部分が本体部４１とされている。
【００８７】
容器１には、本体部４１及び測定部４２間の連通部分を開閉可能なシャッタ（開閉装置）４３が設けられている。本体部４１と測定部４２との間の液体２の移動は、本体部４１及び測定部４２間の連通部分が閉じることにより阻止され、本体部４１及び測定部４２間の連通部分が開くことにより許容される。
【００８８】
気泡供給装置４は、本体部４１内の液体２に気泡を供給する。従って、撹拌体６は、本体部４１内の液体２に挿入可能になっている。本体部４１及び測定部４２間の連通部分が開いているときには、本体部４１内の液体２に気泡が供給されることにより、気泡を含む液体２が本体部４１から測定部４２へ流入する。本体部４１及び測定部４２間の連通部分がシャッタ４３により閉じているときには、気泡を含む液体２の本体部４１から測定部４２への流入が阻止される。
【００８９】
発光器３２及び受光器３３は、容器１外に配置され、かつ測定部４２を挟む位置に配置されている。発光器３２及び受光器３３の構成は実施の形態２と同様である。
【００９０】
測定部４２には、発光器３２と受光器３３とを結ぶ直線上に配置された一対の透明板（光透過部）４４が設けられている。各透明板４４は、発光器３２と受光器３３とを結ぶ直線に対して垂直に配置されている。発光器３２からの光は、一方の透明板４４を通って測定部４２内へ進入する。測定部４２内を透過した発光器３２からの光は、他方の透明板４４を通って受光器３３に達する。受光器３３では、発光器３２から受けた光量が測定される。他の構成は実施の形態２と同様である。
【００９１】
次に、液体２の評価方法について説明する。まず、実施の形態２と同様にして、本体部４１内の液体２に気泡を供給する（気泡供給工程）。このとき、本体部４１及び測定部４２間の連通部分は開放させておく。これにより、本体部４１内で供給された気泡を含む液体２は測定部４２内に流入する。また、このとき、液体２への気泡の供給を継続しながら、発光器３２から光を照射させ、受光器３３による受光量を測定する。
【００９２】
この後、本体部４１及び測定部４２間の連通部分をシャッタ４３により閉じる。これにより、気泡を含む液体２の本体部４１から測定部４２への流入が阻止される（供給停止工程）。シャッタ４３で連通部分を閉じた後にも、発光器３２からの光の照射を継続し、受光器３３による受光量を測定する。
【００９３】
この後、シャッタ４３を閉じてからの時間が所定の時間になったときの受光器３３による受光量を抽出し、抽出した受光量に基づいて、気泡を含む液体２の吸光度（光学特性）を求める（気泡測定工程）。
【００９４】
この後、実施の形態２と同様にして、種々の項目（例えば洗浄液としての適性等）について液体２の評価を行う。
【００９５】
このような液体の評価装置では、容器１の本体部４１内の液体２に気泡が供給され、本体部４１及び測定部４２間の連通部分を開閉するシャッタ４３が容器１に設けられているので、気泡を含む液体２の本体部４１から測定部４２への流入（供給）を瞬時に阻止することができる。これにより、シャッタ４３で連通部分を閉じた後には、気泡を含む液体２が測定部４２に対して出入りすることを防止することができる。また、測定部４２内の液体２への気泡の流入（供給）を停止してからの時間をより正確に測定することができる。
【００９６】
なお、上記の例では、あらかじめ形状が決まっている容器１の一部を利用して本体部４１及び測定部４２が設定されているが、本体部及び測定部のそれぞれの形状を個別に決めてから容器１の形状を決めてもよい。
【００９７】
即ち、図１１は、この発明の実施の形態４による液体の評価装置の他の例を示す要部上面図である。また、図１２は、図１１の液体の評価装置を示す要部側面図である。図に示すように、本体部４１の形状は長方形とされている。測定部４２は、本体部４１の側面から突出している。また、測定部４２は透明になっている。本体部４１及び測定部４２間は、一対の連通部分４５で連通されている。
【００９８】
一方の連通部分４５は、シャッタ４３の変位により開閉される。他方の連通部分４５には、シャッタ４３は設けられておらず、常に開放されている。
【００９９】
本体部４１内の液体２に気泡が供給されるときには、撹拌体６の回転により、一方の連通部分４５を通って本体部４１から測定部４２へ移動し他方の連通部分４５を通って測定部４２から本体部４１へ移動する液体２の流れが生じる。従って、一方の連通部分４５がシャッタ４３により閉じているときには、気泡を含む液体２の本体部４１から測定部４２への流入が阻止される。
【０１００】
発光器３２は測定部４２の下方に配置され、受光器３３は測定部４２の上方に配置されている。即ち、発光器３２及び受光器３３は、測定部４２を上下方向について挟む位置に配置されている。
【０１０１】
このようにしても、気泡を含む液体２の本体部４１から測定部４２への流入（供給）を瞬時に阻止することができ、測定部４２内の液体２への気泡の流入（供給）を停止してからの時間をより正確に測定することができる。
【０１０２】
なお、図１１の例では、シャッタ４３が一方の連通部分４５にのみ設けられているが、一対の連通部分４５のそれぞれにシャッタ４３を設けてもよい。このようにすれば、気泡を含む液体２の本体部４１から測定部４２への流入をさらに確実に阻止することができる。
【０１０３】
また、実施の形態２〜４では、発光器及び受光器が容器１外に配置されているが、発光器及び受光器を容器１内に配置してもよい。この場合、発光器及び受光器は防水式とされる。このようにすれば、容器１が透明でなくても、気泡を含む液体２の光学特性を測定することができる。
【０１０４】
また、実施の形態４では、発光器３２及び受光器３３を有する測定装置が、本体部４１及び測定部４２を有する容器１に適用されているが、検査板１７及びデジタルビデオカメラ１８を有する実施の形態１による測定装置５を、本体部４１及び測定部４２を有する容器１に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】この発明の実施の形態１による液体の評価装置を示す構成図である。
【図２】図１の検査板を示す正面図である。
【図３】図１の液体への気泡の供給を停止した直後の液体の状態を示す模式図である。
【図４】図１の液体として用いられている５種類の試料液について、泡沫高さの時間的変化を示すグラフである。
【図５】図１の液体として用いられている５種類の試料液について、３秒後の気泡の数、ストライプ識別時間及び３秒後の泡沫高さのそれぞれを測定した結果を示す表である。
【図６】この発明の実施の形態２による液体の評価装置を示す要部構成図である。
【図７】図６の液体として用いられている５種類の試料液について、液体への気泡の供給を停止してから３秒後の気泡の数及び吸光度のそれぞれを示す表である。
【図８】図６の液体として用いられている５種類の試料液について、吸光度の時間的変化を示すグラフである。
【図９】この発明の実施の形態３による液体の評価装置を示す要部上面図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による液体の評価装置を示す要部上面図である。
【図１１】この発明の実施の形態４による液体の評価装置の他の例を示す要部上面図である。
【図１２】図１１の液体の評価装置を示す要部側面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  容器、２  液体、４  気泡供給装置、５，３１  測定装置、６  撹拌体、１７  検査板（識別体）、１８  デジタルビデオカメラ（撮影装置）、２０  識別用表示、３２  発光器（発光部）、３３，３４，３５  受光器（受光部）、４１  本体部、４２  測定部、４３  シャッタ、４５  連通部分。
【図１】
2010096657.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010096657.tif 000009
【図８】
2010096657.tif 000010
【図９】
2010096657.tif 000011
【図１０】
2010096657.tif 000012
【図１１】
2010096657.tif 000013
【図１２】
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