(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの液体間における界面活性剤の動的界面張力を決定するための方法であって、以下のステップ、
−内側液体（Ｌi）と呼ばれる第１の液体を内側フロー部材（２）内に流し、外側液体（Ｌe）と呼ばれる第２の液体を外側フロー部材（４）内に流し、前記第１及び第２の液体の一方及び／又は他方に界面活性剤を加えて流すことであって、それぞれの前記内側フロー部材および前記外側フロー部材が同軸であり、前記内側フロー部材を前記外側フロー部材の内容積中へ開口させることと、
−外側流速と呼ばれる前記外側液体の流速の複数の異なる値（Ｑe（１）、Ｑe（２）、・・・）それぞれに対し、前記外側フロー部材内における前記内側フロー部材の出口（２’）の下流側で、前記内側液体の複数の液滴（Ｇ）が前記外側液体により形成されるキャリア相（Ｐ）中に形成されるようにし、これらの液滴の形成時間の値（ｔ1、ｔ2、・・・ｔn）を決定するように状態をまず設定し、次いで内側流速（Ｑi）と呼ばれる流速を変化させ、前記外側液体内に前記内側液体の連続噴流が形成されるような前記内側流量の遷移値と呼ばれる値（Ｑi（１）、Ｑi（２）、・・・）を特定した後に、これらの２つの液体間の界面張力の値（γ1、γ2、・・・γn）をそれらから推定することと、
−液滴形成時間に応じてこの界面張力値の変化を表す曲線を生成させ、前記液滴生成時間に応じてこの界面張力の値がほぼ一定な第１領域（Ｉ）とこの形成時間が減少するにつれてこの界面張力が増大する第２領域（ＩＩ）との間の遷移に対応する界面活性剤の特性時間（ｔk）を特定すること
を含む方法。
【請求項２】
前記内側フロー部材（２）の直径（Ｄi）が、１０ミクロン〜２ミリメートルであり、前記外側フロー部材（４）の直径（Ｄe）が、５０ミクロン〜４ミリメートルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記内側フロー部材の直径に対する前記外側フロー部材の直径の比率が１．２〜１０であることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記２つの液体（Ｌi、Ｌe）が、１マイクロリットル／時〜１００ｍｌ／時の流速（Ｑi、Ｑe）で流されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記外側流速（Ｑe）の値（Ｑe（１）、Ｑe（２）、・・・）のそれぞれに対し、液滴形成の頻度（ω）の逆数（ω1、ω2、・・・）に対応する液滴の形成時間の値（ｔ1、ｔ2、・・・ｔn）を測定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
それぞれの界面張力値（γ1、γ2、・・・γn）の値が、外側流速の値、内側流速の遷移の値、外側毛細管の直径、並びに、内側液体および外側液体の粘度から推定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
それぞれの界面張力値を推定するために、以下の方程式が使用されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【数１】
0005385370.tif 000005
【請求項８】
前記内側フロー部材（２）の出口（２’）の下流側で前記外側フロー部材（４）の両側にレーザ放射体（６）とフォトダイオード（８）とを配置することにより、複数の液滴（Ｇ）の存在を特定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
複数の液滴の形成の頻度（ω）がレーザ放射体（６）及びフォトダイオード（８）とにより測定される請求項５又は８に記載の方法。
【請求項１０】
様々な界面活性材を選別する方法であって、２つの混合しない塩基液体を調合し、それらを前記様々な界面活性材中に連続して加え、これらの界面活性剤のそれぞれに関連する動的界面張力値を請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法を用いて決定し、少なくとも１の好適な界面活性剤を前記様々な界面活性剤の中からその特性時間（ｔk）により同定することを含む方法。
【請求項１１】
前記２つの塩基液体が油と水であり、選別された界面活性剤がスルホン酸塩系又は非イオン性界面活性剤である請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの液体間の界面張力を決定するための方法、この方法を実施するための設備、および、そのような決定方法を含む選別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの非混合液体が互いに接触される場合には、それらの接触面積を増大させるためのエネルギを供給する必要がある。このエネルギの大きさが小さい場合には、これらの２つの液体が２つのそれぞれの噴流の形態で流れる。このエネルギが徐々に増大されれば、これらの２つの液体は最終的に液滴を形成するようになる。そのような液滴を形成するために供給する必要がある単位面積当たりのエネルギは、その２つの液体間の界面張力と呼ばれる。
【０００３】
この界面張力を知ることは、多くの技術分野において非常に重要である。したがって、非限定的な例として、以下の技術、すなわち、化学プロセス、インクジェット印刷、噴霧乾燥、乳化プロセス、および、ポリマーの押出しを挙げることができる。
【０００４】
従来技術は、この界面張力を決定するための幾つかの方法を既に開示している。
【０００５】
重み液滴法と呼ばれる方法を使用する第１の解決策は、特定数の液滴を毛細管から容器内に収集することから成る。その後、容器の重さを量ることにより、各液滴の平均重量が推定された後、この重量と使用される毛細管の半径とから、界面張力が計算される。
【０００６】
スピニングドロップ法と呼ばれる別の解決策は、液滴を容器内に注いだ後に、それを回転させて、液滴を遠心力に晒すことにある。界面張力は、特に液滴が回転される間に液滴によってとられる形状などの様々なパラメータから推定される。
【０００７】
しかしながら、これらの既知の解決策はある欠点を有する。すなわち、それらの解決策は、しばしばその実施が煩雑であることが分かる。また、それぞれの決定方法は、比較的狭い測定範囲に制限される。
【０００８】
この点において、重み液滴法は、特に、一般に５ｍＮ／ｍを超える高い界面張力を有する液体の研究を扱う。一方、スピニングドロップ法は、一般に０．１ｍＮ／ｍ未満の非常に低い界面張力のみに適している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような状況であるため、本発明は様々な欠点を改善することを目的とする。本発明の目的は、特に、２つの液体間の界面張力を信頼できる簡単な態様で決定するための方法を提供することである。本発明の他の目的は、非常に幅広い範囲の界面張力に関して実施できるそのような方法を提供することである。本発明の最終的な目的は、特に上記液体の組成の急速な変化のおかげにより多くの液体対に関して界面張力を決定できるようにするそのようなプロセスを提供することである。
【００１０】
この目的のため、本発明の１つの主題は、２つの液体間の界面張力の少なくとも１つの値を決定するための方法であって、
−内側液体と呼ばれる第１の液体が内側フロー部材内に流されるとともに、外側液体と呼ばれる第２の液体が外側フロー部材内に流され、それぞれの内側フロー部材および外側フロー部材が同軸であり、内側フロー部材が外側フロー部材の内容積中へ開口するステップと、
−外側フロー部材内における内側フロー部材の出口の下流側で、
ｉ）内側液体の液滴が外側液体により形成されるキャリア相Ｐ中に形成されるように、
ii）または、内側液体の連続噴流が外側液体中に形成されるように、
状態が最初に設定されるステップと、
−２つの液体の少なくとも一方の流速が変えられるステップと、
−遷移値と呼ばれる液体流速値の対が特定され、その値から、
ｉ）その後に内側液体の連続噴流が外側液体中に形成され、
ii）または、その後に内側液体の液滴が外側液体中に形成される、
ステップと、
−そこから、これらの２つの液体間の界面張力が推定されるステップと、を含む方法である。
【００１１】
他の特徴によれば、
−内側フロー部材の直径が１０ミクロン〜２ミリメートル、特に１０〜２００ミクロンであり、一方、外側フロー部材の直径が５０ミクロン〜４ミリメートル、好ましくは１００〜５００ミクロンであり、
−内側フロー部材の直径に対する外側フロー部材の直径の比率が１．２〜１０、好ましくは１．５〜５であり、
−２つの液体が１マイクロリットル／時〜１００ｍｌ／時、好ましくは１０〜１００００マイクロリットル／時の流速で流され、
−外側流速と呼ばれる外側液体の流速が固定され、内側流速と呼ばれる内側液体の流速が変えられ、
−固定された外側液体流速、内側液体の遷移流速、外側毛細管の直径、並びに、内側液体および外側液体の粘度から、界面張力の値が推定され、
−この界面張力値を推定するために、以下の方程式が使用され、
【数１】
0005385370.tif 000002
−同じ２つの液体間の界面張力の幾つかの値が、様々な外側流速を連続的に固定することによって、その後、このように固定されたこれらの値のそれぞれ毎に内側流速を変えることによって決定され、
−界面活性剤が２つの液体に加えられ、液滴の形成の時間が変えられ、異なる液滴形成時間に関して、これらの２つの同じ液体間の界面張力の幾つかの値が決定され、液滴形成時間の関数としてのこれらの界面張力値の変化を表わす曲線が生成され、および、界面張力が形成時間に応じてほぼ一定な領域とこの形成時間が減少するにつれてこの界面張力が増大する隣接する領域との間の遷移に対応する界面活性剤の特性時間が特定され、
−内側フロー部材の出口の下流側で外側フロー部材の両側にレーザ放射体とフォトダイオードとを配置することにより、液滴の存在または噴流の存在が特定される。
【００１２】
本発明の他の主題は、前述した方法を実施するための設備であり、
−同軸な内側フロー部材および外側フロー部材であって、内側フロー部材が外側フロー部材の内容積中に開口する、内側フロー部材および外側フロー部材と、
−２つのフロー部材に２つの液体をそれぞれ供給するための手段と、
−少なくとも一方の液体の流速を変えるための手段と、
−第２の液体中での第１の液体の流れを観察するための手段と、
を備える設備である。
【００１３】
本発明の最終的な主題は、様々な液体対を選別する方法であって、これらの様々な液体対が生成され、これらの液体対のそれぞれに関する少なくとも１つの界面張力が上記方法を使用して決定され、上記幾つかの液体対から少なくとも１つの好ましい液体対が特定される、方法である。
【００１４】
他の特徴によれば、
−様々な液体対は、少なくとも１つの物質を少なくとも一方の液体に対して加えることにより生成され、この物質は特に界面活性剤および／またはポリマーおよび／または固体粒子であり、
−様々な液体対は、少なくとも一方の液体の少なくとも１つの状態、特に液体のｐＨおよび／または温度および／または圧力を変えることにより生成される。
以下、単なる非限定的な例として与えられる添付図面を参照して、本発明について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明にしたがって２つの液体間の界面張力を決定する方法を実施するための設備を示す側面図である。
【図２】この方法を実施するための様々なステップを示す図１に類似する側面図である。
【図３】フォトダイオードからの信号の変化を時間の関数として示すグラフである。
【図４】この方法を実施するための様々なステップを示す図１に類似する側面図である。
【図５】この方法を実施するための様々なステップを示す図１に類似する側面図である。
【図６】本発明にしたがって得られる様々な遷移流速を示す曲線である。
【図７】表面張力の変化を液滴形成時間の関数として示すグラフである。
【図８】本発明にしたがって得られる様々な遷移流速を示す曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示される本発明に係る設備は、２つのフロー部材、すなわち、内側フロー部材２と外側フロー部材４とを備える。これらのフロー部材は、例えば、特にガラス、処理ガラス、ＰＴＦＥ、または、他のプラスチックから形成される毛細管である。
【００１７】
これらの２つの毛細管２、４は、有利には同軸であり、したがって、Ａによって示される共通の主軸を有する。また、内側毛細管２の外径がＤiによって示されており、この外径は毛細管壁を含む。外側毛細管４の内径がＤeによって示されているが、この内径は毛細管４の壁を含まない。
【００１８】
有利には、Ｄiは、１０ミクロン（すなわち、マイクロメートル）〜２ミリメートル、好ましくは１０ミクロン〜２００ミクロンであり、一方、Ｄeは、５０ミクロン〜４ミリメートル、好ましくは１００ミクロン〜５００ミクロンである。また、比率Ｄe／Ｄiは、有利には１．２〜１０、好ましくは１．５〜５である。
【００１９】
外側毛細管４の内容積における内側毛細管２の出口が２’で示されている。この出口２’の直ぐ下流には、毛細管４の第１の側にレーザ放射体６が設けられ、このレーザ放射体は、この放射体６の反対側に配置されるフォトダイオード８と関連付けられる。以下において分かるように、この放射体およびこのフォトダイオードは、液滴形成およびこの形成の頻度に関する情報を得るための信号を供給することができる。
【００２０】
図１に関する上述した設備により、２つの液体間の界面張力を決定するための本発明に係る方法を実施することができる。この目的のため、毛細管２、４は、検査されるべき２つの非混和液を供給するための手段と連通される。従来のタイプのこれらの供給手段は図示されていない。通常、これらの手段は例えばマイクロ流体シリンジおよびコネクタである。
【００２１】
方法は、外側毛細管内を流れる液体ＬeのＱe（１）によって示される外側流速を設定することによって始まる。この外側流速は、有利に１マイクロリットル／時〜１００ｍｌ／時、好ましくは１０マイクロリットル／時〜１００００マイクロリットル／時である。また、内側毛細管内を流れる液体ＬiのＱiによって示される外側流速は非常に低い値に設定される。これらの条件下で、２つの非混和液が互いに接触すると、内側液体の液滴Ｇが、外側液体によって作られるキャリア相Ｐ内に形成される（図２参照）。
【００２２】
次に、同じ外側流速Ｑe（１）において、流速Ｑiは、時間の関数としての所定の関数Ｑi＝ｆ（ｔ）にしたがって徐々に増大される。そのとき、時間の関数としてフォトダイオードによって発せられる信号が観察される。
【００２３】
液滴の形成に対応する２つの液体の流れの初めにおいて、信号は周期的である。すなわち、信号が２つの値ｓ1、ｓ2のそれぞれの間で振動する（図３参照）。値ｓ1は、レーザとフォトダイオードとが内側液体および外側液体の両方によって分離される位置に対応し（図４）、一方、信号ｓ2は、レーザとフォトダイオードとが外側液体のみによって分離される位置に対応する（図２）。
【００２４】
なお、流速Ｑiの特定の値を上回ると、最初に形成された液滴が外側液体中で内側液体の連続噴流Ｊに置き換えられる（図５）ことに留意されたい。この閾値に達した後、フォトダイオードによって発せられる信号が値ｓ1に安定する。これは、レーザおよびフォトダイオードが内側液体および外側液体の両方によって永久に分離されるからである。
【００２５】
図３に示される曲線は、連続噴流の出現に対応するｔ（１）によって示される瞬間を特定する。前述したように、流速Ｑiの変化が時間の関数として知られていれば、噴流形成のこの瞬間ｔ（１）に対応する流速Ｑi（１）を得ることができる。連続噴流が出現する外側流速Ｑe（１）および内側流速Ｑi（１）を知れば、そこから、２つの液体間の界面張力γ（１）を推定できる。
【００２６】
この目的のため、以下の方程式が使用される。
【数２】
0005385370.tif 000003
【００２７】
上記方程式（１）を解くことにより、Ｋａの値を得ることができ、その結果、以下の方程式を使用してγの値を得ることができる。
【数３】
0005385370.tif 000004
【００２８】
以上から明らかなように、この界面張力は、所定の外側液体流速Ｑe、遷移内側液体流速Ｑi、外側毛細管直径Ｄe、および、内側および外側の液体の粘度ηiおよびηeのみを知ることによって推定できる。したがって、この界面張力を簡単且つ迅速に決定できる。
【００２９】
前述した演算は、外側流速ＱeをＱe（２）〜Ｑe（ｎ）により示される異なる値に設定する度に繰り返されてもよい。これにより、液滴と噴流との間の遷移が起こるＱi（２）〜Ｑi（ｎ）によって示される対応する内側流速値を得ることができる。ｊが１からｎまで変化する流速Ｑi（ｊ）およびＱe（ｊ）の各グループ毎に、γ（１）〜γ（ｎ）によって示されるｎ個の界面張力を推定することもできる。内側流速Ｑiは、一般に、１マイクロリットル／時〜１００ｍｌ／時、特に１０マイクロリットル／時〜１００００マイクロリットル／時である。
【００３０】
また、図６は、様々な流速ＱeおよびＱi、すなわち、一方では設定される流速、他方では前述したステップにしたがって決定される流速を示している。曲線Ｃは、内側流速の様々な実験的に決定される値を繋ぎ合わせている。したがって、この曲線の左側において、内側流速および外側流速は、２つの液体の流れが外側液体中で内側液体の液滴の形成をもたらすようになっている。一方、この曲線の右側では、上記流れが外側液体中で内側液体の連続噴流の形成をもたらす。この曲線Ｃを得ることは、それが測定の不確実性をチェックできるようにするため有利である。
【００３１】
変形例として、所定の外側流速に関して、２つの液体間の接触が噴流の形成をもたらすように非常に高い初期内側流速を選択することができる。言い換えると、最初の状況は、図６の曲線Ｃの右側に対応し、第１の実施形態の場合のように左側に対応しない。
【００３２】
その後、内側流速は、液滴が得られるまで次第に減少される。前述したと同様に、求められる内側流速は、噴流−液滴遷移が特定される内側流速に対応し、図２に示される第１の実施形態の場合のように液滴−噴流遷移が特定される内側流速に対応しない。
【００３３】
変形例として、外側流速を固定せずに内側流速を固定し、それにより、このケースではその後に変化されるのが外側流速となるようにすることが考えられる。これは、特に、同じ液体に関して、最初に外側流速を固定した状態で第１の一連の測定を行ない、その後、内側流速を固定した状態で第２の一連の測定を行なうことによって測定誤差を減らすのに有利であることができる。この場合、これらの２つの一連の測定から得られる値の平均値を有利に得ることができる。
【００３４】
本発明の有利な変形例によれば、前述したように表面張力を決定する方法を使用することにより様々な液体の対を選別することができる。
【００３５】
この目的のため、毛細流管２、４は、少なくとも１つの物質を少なくとも一方の液体に対して付加するための手段と接続され、および／または、これらの液体のうちの少なくとも一方の流れ状態を変えるための手段と接続される。この付加手段は、界面活性剤、ポリマー、固体粒子、塩、酸、または、塩基などの様々なタイプの物質を液体の一方または両方に対して付加するために使用される。流れ状態を変更するための手段は、例えば、ｐＨ、温度、または、圧力を変えることができる。
【００３６】
次に、その間の表面張力が上述した方法にしたがって決定される塩基液体と呼ばれる一対の液体が生成される。この場合、少なくとも１つの物質を少なくとも一方の液体に対して加えることによりおよび／またはこれらの塩基液体のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの状態を変えることにより塩基対が改質される。
【００３７】
その後、このように生成された様々な液体対に関する様々な表面張力が決定される。最後に、１つ以上の好ましい液体対、例えばその間の表面張力が最も小さい液体対が決定される。
【００３８】
図７は、液滴形成の速度の関数としての界面張力の様々な値が測定される本発明の有利な変形例を示している。後に示すように、これにより、液体間の界面での界面活性剤の吸着速度、すなわち、動的界面張力を決定できる。
【００３９】
図１に描かれる設備と同じ設備が使用されるが、その特性を決定するのが望ましい界面活性剤が当該設備内に流されることに留意されたい。この界面活性剤は、通常通り、液体の一方または両方に対して加えられる。
【００４０】
この実施変形例の第１のステップでは、外側流速ＱeがＱe（１）により示される非常に低い値に設定される。このようにすると、界面活性剤が２つの液体間の界面で吸収されるために必要な時間を持つようにすることができる。
【００４１】
その後、内側液体が非常に低い初期流速で流され、この流速が前述した手順にしたがって徐々に増大される。液滴が連続噴流へと変換される内側流速がＱi（１）によって示される。
【００４２】
また、これらの液滴の形成の頻度は、非常に低い流速Ｑe（１）に起因して非常に低く、ω1によって示される。この形成頻度は、例えばフォトダイオード８と関連付けられるレーザ放射体６によって測定される。最後に、上記流速Ｑe（１）およびＱi（１）から方程式（１）を使用して界面張力γ1が計算される。
【００４３】
第２のステップでは、外側流速が上記Ｑe（１）よりも大きい値Ｑe（２）に設定される。その結果、液滴形成頻度ω2は上述した頻度ω1よりも大きい。次に、第１のステップと同様に、流速Ｑiは、液滴と連続噴流との間の遷移に対応する値Ｑi（２）が特定されるまで変えられる。これにより、γ2によって示される第２の界面張力を得ることができる。
【００４４】
これら２つのステップはｎ個の流速値に関して反復して繰り返され、それにより、ｎ個の液滴形成頻度値とｎ個の界面張力値とを得ることができる。
【００４５】
界面張力γの変化が液滴形成時間ｔの関数として図７にプロットされており、これは頻度ωの逆数に対応する。この図には、値ｔ1、ｔ2、ｔn-1、ｔnおよびγ1、γ2、γn-1、γnが示されている。
【００４６】
図示のように、このように得られる曲線Ｃ’は２つの主要な領域に分けられる。つまり、第１の領域Ｉは、界面張力γがほぼ一定である、長い形成時間に対応し、その結果、短い生成頻度に対応する。言い換えると、曲線のこの部分では、液体が十分にゆっくりと形成し、それにより、界面活性剤を２つの液体間の界面に吸着させることができる。
【００４７】
その後、高い形成頻度、すなわち、短い形成時間に対応する領域ＩＩが存在する。最小形成時間ｔnに近づくと、界面張力γが増大することに気付く。すなわち、液滴が高い頻度で形成すればするほど、界面活性剤が吸着されなければならない時間が短くなり、その結果、界面張力が増大する。
【００４８】
ｔKによって示される遷移点は領域Ｉ、ＩＩ間の交差部で特定され、この遷移点は、２つの液体間の界面で界面活性剤が吸着されるために必要とされる最小特性時間に対応する。すなわち、時間ｔKは、２つの液体間の界面でこの界面活性剤が吸着されるために必要とされる最小継続時間に対応するという点において検討されるべき界面活性剤の特性である。
【００４９】
直前で説明したこの実施形態に基づき、様々な界面活性剤を選別する方法を実施することができる。この目的のため、毛細管２、４内に流される２つの非混合塩基液体が使用される。その後、前述したステップを使用してその特性時間ｔKが測定される様々な界面活性剤が非混合塩基液体に対して連続的に加えられる。好ましい（１または複数の）界面活性剤は、特に、散布の特性時間よりも短い特性時間を有する界面活性剤である。一般に、スプレー添加剤のための特性時間は１ミリ秒程度であるのに対し、洗浄添加剤のための特性時間は１秒程度である。
【００５０】
界面活性剤のこの選別は、洗浄添加剤またはスプレー添加剤の分野などの多くの技術分野で有利に行なうことができる。したがって、洗浄剤の場合には、流される２つの液体が例えば油と水であり、一方、検討される界面活性剤はスルホン酸塩系または非イオン性の界面活性剤である。
【００５１】
本発明により、上述した目的を達成することができる。
【００５２】
具体的には、界面張力を決定する本発明に係る方法を簡単且つ迅速に行なうことができる。また、関連する様々なステップを、少なくともそれらのステップの殆どに関して自動的に行なうことができる。
【００５３】
また、本発明の方法により、幅広い範囲の界面張力値を測定することができる。更に、２つの液体の性質、すなわち、決定することが望まれる液体間の界面張力を非常に急速に変えることができる。
【００５４】
最後に、前述した方法を実施するための本発明に係る設備は、少数の構成要素を含み且つ簡単な構造を有するため、安価である。
【００５５】
以下、後述する実施形態を考慮して、単なる非限定的な例として本発明を説明する。
【００５６】
２つの同軸毛細管が使用される。この場合、外側毛細管は５００ミクロンの直径を有し、一方、内側毛細管は３００ミクロンの直径を有する。２つの非混合液、すなわち、外側液体としてのドデカンと、内側液体としての水とが２つの毛細管内に流される。上記液体のそれぞれの粘度は１．２９×１０-3Ｐａ．ｓおよび１×１０-3Ｐａ．ｓである。
【００５７】
外側毛細管内の様々なドデカン流速が０．００１〜１００マイクロリットル／秒に設定される。これらの各流速毎に、前述したプロセスにしたがって水の内側流速が増大される。低い内側流速では水滴がドデカン中に形成し、その後、遷移内側流速を上回ると、これらの液滴がドデカン中で連続噴流へと変換される。
【００５８】
これから、図８に示される曲線上にプロットされるように様々な遷移内側流速が推定される。図８中には、遷移内側流速が正方形によって示されている。これから、先に与えられた方程式を使用して、３０〜５０ｍＮ／ｍの表面張力が推定される。
【００５９】
上述した動作形態が繰り返されるが、Ｒｈｏｄｉａ社により販売されるリン酸エステルタイプのＡにより示される界面活性剤が２％重量の量で水およびドデカンに加えられる状態で繰り返される。これにより、三角形によって特定される様々な点を得ることができる。特定された表面張力は３〜６ｍＮ／ｍである。
【００６０】
その後、上記プロセスが繰り返され、このとき、界面活性剤の性質が変えられる。上記で使用された界面活性剤Ａは、２％重量の上記界面活性剤に対して４％重量のｓｅｃ−ブタノールが加えられて成る混合物と置き換えられる。先と同じプロセスを行なうことにより、菱形記号により特定される様々な遷移流速が得られる。特定された表面張力は０．０６〜０．０８ｍＮ／ｍである。
【００６１】
最後に、同じ実験が繰り返される。この場合も先と同様に界面活性剤の性質が変えられる。したがって、上記Ａと、界面活性剤Ａとは異なるが類似の性質を有する界面活性剤Ｂとの５０／５０混合物が最初に使用される。２％重量のこの混合物と４％重量のｓｅｃ−ブタノールとが加えられる。したがって、円によって特定される様々な遷移流速が得られる。抽出された表面張力は約０．００８ｍＮ／ｍである。
【００６２】
図８は、先に与えられた実験から得た点とは別に、文字通り入手できる様々な理論曲線を示している。図示のように、実験から得た点がこれらの曲線に比較的近接しており、したがって、行なわれた測定の整合性が裏付けられることができる。適切な場合には、これらの実験曲線は、そこから１つ以上の表面張力値を推定するために調整されてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
２…内側フロー部材
２’ …出口
４…外側フロー部材
６…レーザ放射体
８…フォトダイオード
【図１】
0005385370.tif 000006
【図２】
0005385370.tif 000007
【図３】
0005385370.tif 000008
【図４】
0005385370.tif 000009
【図５】
0005385370.tif 000010
【図６】
0005385370.tif 000011
【図７】
0005385370.tif 000012
【図８】
0005385370.tif 000013