(57)【要約】【課題】高密度、あるいはミクロンオーダーの大きな粒子に対して、ハンセン溶解度パラメータの測定を行う。【解決手段】  粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）を求める測定方法であって、少なくとも３種以上の溶剤Ｓｉに対して、浸透速度法を用いて、粒子のぬれ性を溶剤ごとに良と否のいずれかに分類する分類工程と、分類結果に基づき、溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）の位置座標に配置された三次元空間において、ハンセン球を求める工程と、ハンセン球の中心の位置座標を粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）として導出する工程と、を有する。【選択図】図１
2019138779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）を求める測定方法であって、
少なくとも３種以上の溶剤Ｓｉに対して、浸透速度法を用いて、前記粒子のぬれ性を前記溶剤ごとに良と否のいずれかに分類する分類工程と、
分類結果に基づき、前記溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）の位置座標に配置された三次元空間において、ハンセン球を求める工程と、
前記ハンセン球の中心の位置座標を前記粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）として導出する工程と、を有する測定方法。
【請求項２】
通液自在な底面を有する容器内に前記粒子Ｐを充填する工程と、
前記容器の前記底面を前記溶剤と接触させ、前記溶剤を前記容器上方に向かって、前記粒子間の隙間に浸透させる工程と、
前記容器内に浸透した前記溶剤の浸透高さＨの時間変化を測定する工程と、有し、
前記分類工程が、前記時間変化に基づき、前記粒子のぬれ性を良と否のいずれかに分類する工程である、請求項１に記載の測定方法。
【請求項３】
前記測定工程が、前記容器内に浸透した前記溶剤の質量の時間変化を測定する工程である、請求項２に記載の測定方法。
【請求項４】
下記式（１）：
Ｈ２＝（γ／２η）Ｗ・ｔ
により、前記粒子Ｐの前記溶剤Ｓｉに対する前記ぬれ性を示す指標Ｗを求める工程を備え（但し、Ｈは前記溶剤の浸透高さであり、γは前記溶剤の表面張力であり、ηは前記溶剤の粘度であり、ｔは時間である）、
前記分類工程において、
前記指標ＷもしくはＷの関数を閾値と比較して、前記粒子の前記溶剤に対するぬれ性を良と否のいずれかに分類する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定方法。
【請求項５】
前記溶剤Ｓｉごとの前記指標Ｗｉのうち、最も大きな前記指標をＷ１とし、
下記式（２）：
Ｗｉ／Ｗ１＝ｃｏｓθｉ
から求められるθｉを、前記溶剤Ｓｉにおけるウォッシュバーン角度θｉとし、
前記分類工程において、
前記ウォッシュバーン角度θｉが閾値以下の場合に、前記粒子の前記溶剤Ｓｉに対するぬれ性を良と分類し、
前記ウォッシュバーン角度θｉが閾値より大きい場合に、前記粒子の前記溶剤Ｓｉに対するぬれ性を否と分類する、請求項４に記載の測定方法。
【請求項６】
粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）を求める測定装置であって、
通液自在な底面を有し、前記粒子Ｐを収容するための第１容器と、
上部に開口を有し、溶剤Ｓを収容するための第２容器と、を備え、
前記粒子Ｐが収容された前記第１容器の前記底面を前記第２容器に収容された溶剤と接触させ、前記第２容器内の前記溶剤を前記第１容器内へ上方に浸透させるときに、前記溶剤の前記底面からの浸透高さＨを測定する測定部と、
３種以上の前記溶剤Ｓｉについての前記浸透高さＨの時間変化に基づき、前記粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータを算出するＨＳＰ算出部と、をさらに備え、
前記ＨＳＰ算出部は、
前記溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが保持された記憶部と、
前記浸透高さの時間変化Ｈから、前記粒子Ｐのぬれ性を前記溶剤Ｓｉごとに良と否のいずれかに分類した分類結果を取得する分類部と、
前記溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）の位置座標に配置された三次元空間において、前記分類結果に基づきハンセン球を求め、前記ハンセン球の中心の位置座標を前記粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）として導出するハンセン球導出部と、を有する測定装置。
【請求項７】
前記測定部は、前記第２容器から前記第１容器内に浸透した前記溶剤の質量を測定する、請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記第１容器内に収容した粒子Ｐの空隙率を調整するための部品をさらに備える、請求項６または７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記ＨＳＰ算出部は、下記式（３）：
Ｈ２＝（γ／２η）Ｗ・ｔ
により、前記粒子Ｐの前記溶剤Ｓｉに対する前記ぬれ性を示す指標Ｗを求める指標導出部を備え（但し、Ｈは前記溶剤の浸透高さであり、γは前記溶剤の表面張力であり、ηは前記溶剤の粘度であり、ｔは時間である）、
前記分類結果が、前記指標ＷもしくはＷの関数を閾値と比較することによって、前記粒子の前記溶剤に対するぬれ性を良と否のいずれかに分類した結果である、請求項６〜８のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記溶剤Ｓｉごとの前記指標Ｗｉのうち、最も大きな前記指標をＷ１とし、
下記式（４）：
Ｗｉ／Ｗ１＝ｃｏｓθｉ
から求められるθｉを、前記溶剤Ｓｉにおけるウォッシュバーン角度θｉとしたとき、
前記分類結果が、前記ウォッシュバーン角度θｉが閾値以下の場合に、前記粒子の前記溶剤Ｓｉに対するぬれ性を良と分類し、前記ウォッシュバーン角度θｉが閾値より大きい場合に、前記粒子の前記溶剤Ｓｉに対するぬれ性を否と分類した結果である、請求項９に記載の測定装置。
【請求項１１】
浸透速度法に基づき、粒子Ｐが収容された容器内に浸透する溶剤Ｓｉの浸透高さＨの時間変化の測定データから、前記粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）を求めるプログラムであって、
３種以上の前記溶剤Ｓｉについて、前記測定データを取得するステップと、
前記溶剤Ｓｉのそれぞれにつき、前記浸透高さＨの時間変化から、前記溶剤Ｓｉに対する前記粒子Ｐのぬれ性を示す指標Ｗを算出するステップと、
前記溶剤Ｓｉのそれぞれにつき、前記溶剤のハンセン溶解度パラメータを取得するステップと、
前記溶剤Ｓｉのそれぞれについて、前記指標Ｗの値に基づき前記溶剤Ｓｉに対する前記粒子Ｐのぬれ性を良と否のいずれかに分類した分類結果を取得するステップと、
前記溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）の位置座標に配置された三次元空間において、前記分類結果に基づきハンセン球を求め、前記ハンセン球の中心の位置座標を前記粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）として導出するステップとを、コンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末材料の表面状態測定に関し、特に粉末粒子のハンセン溶解度パラメータの測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な機能を備えた機能性粒子が、工業分野において複合材料として幅広く利用されている。機能性粒子を有効利用するには、機能性材料と複合化する材料との親和性を高める必要があり、機能性粒子の表面物性の把握が重要なポイントとなる。
【０００３】
材料同士の親和性を評価する１つの手法として、ハンセン（Hansen）溶解度パラメータ（以下において、適宜「ＨＳＰ」と称する）を用いる方法がある。ＨＳＰは、炭素材料や石油分野において利用されてきたが、最近では気体分野でも注目を浴びている。ＨＳＰは、材料間の親和性を表す指標としてJ.H.Hildebrandによって定義された物性値である溶解度パラメータδtを、C.M.Hansenが、分散力項δｄ、双極子間力項δｐ、水素結合力項δｈの３次元に分割して、材料間の親和性を詳述したものである。
【０００４】
粒子のＨＳＰ測定には、これまで動的光散乱法（Dynamic light scattering）が利用されてきた。動的光散乱法は、各種溶剤に粒子を分散させ、粒子径を測定する方法である。溶剤と粒子との親和性が高い場合、粒子は分散し、粒子径は１次粒子に近くなる。逆に、溶剤と粒子との親和性が低い場合、粒子は凝集し、粒子径は大きくなる。したがって、粒子径の大小に基づいて親和性を評価することができる。各溶剤のハンセン溶解度パラメータ（δｄ、δｐ、δｈ）を三次元の座標空間に配置し、粒子径が閾値を超えた溶剤のハンセン溶解度パラメータを含まずに、粒子径が閾値以下となった溶剤のハンセン溶解度パラメータの集団を囲む最小球（ハンセン球）を求める。当該最小球の中心座標を、粒子のハンセン溶解度パラメータとする。
【０００５】
例えば、非特許文献１には、酸化チタン粒子のＨＳＰを動的光散乱法で測定した事例が紹介されている。また、非特許文献２には、ジルコニア粒子のＨＳＰを動的光散乱法で測定した事例が紹介されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Jan U. Wieneke et al., “Systematic Investigation of Dispersions of Unmodified Inorganic Nanoparticles in Organic Solvents with Focus on the HansenSolubility Parameters”, Industrial & Engineering Chemistry Research, 2012, p.327-334.
【非特許文献２】Sho-Hsun Wang et al., “Hansen solubility parameter analysis on the dispersion of zirconia nanocrystals”, Journal of Colloid and Interface Science, 2013, 407, p.140-147.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
粒子のＨＳＰを測定する場合、何らかの手段により、測定に使用する各種溶媒と測定対象粒子との親和性の良否判断が必要となる。
【０００８】
非特許文献１および２では、測定に使用する各種溶媒と測定対象粒子の親和性良否判断に動的光散乱法を用いている。しかしながら、動的光散乱法は、測定対象粒子のブラウン運動の速度に基づき粒子径を算出するものであるため、その測定原理上、粒子径が１μｍを超える粒子のＨＳＰ測定は困難である。また、高密度の粒子の場合、粒子は自重で沈降してしまい溶媒中に分散させ難い。この点で、ミクロンオーダーの粒子、あるいは高密度の粒子のＨＳＰを動的光散乱法を用いて測定することは困難である。
【０００９】
しかしながら、工業的には、ミクロンオーダーの粒子や高密度の粒子は多種使用されており、高密度やミクロンオーダーの微粒子のＨＳＰを測定する方法や、測定装置の提供が課題であった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記に鑑み、本発明の一側面は、粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）を求める測定方法であって、少なくとも３種以上の溶剤Ｓｉに対して、浸透速度法を用いて、前記粒子のぬれ性を前記溶剤ごとに良と否のいずれかに分類する分類工程と、
分類結果に基づき、前記溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）の位置座標に配置された三次元空間において、ハンセン球を求める工程と、
前記ハンセン球の中心の位置座標を前記粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）として導出する工程と、を有する測定方法に関する。
【００１１】
本発明の別の側面は、粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）を求める測定装置であって、
通液自在な底面を有し、前記粒子Ｐを収容するための第１容器と、上部に開口を有し、溶剤Ｓを収容するための第２容器と、を備え、
前記粒子Ｐが収容された前記第１容器の前記底面を前記第２容器に収容された溶剤と接触させ、前記第２容器内の前記溶剤を前記第１容器内へ上方に浸透させるときに、前記溶剤の前記底面からの浸透高さＨを測定する測定部と、
３種以上の前記溶剤Ｓｉについての前記浸透高さＨの時間変化に基づき、前記粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータを算出するＨＳＰ算出部と、をさらに備え、
前記ＨＳＰ算出部は、前記溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが保持された記憶部と、前記浸透高さの時間変化Ｈから、前記粒子Ｐのぬれ性を前記溶剤Ｓｉごとに良と否のいずれかに分類した分類結果を取得する分類部と、前記溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）の位置座標に配置された三次元空間において、前記分類結果に基づきハンセン球を求め、前記ハンセン球の中心の位置座標を前記粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）として導出するハンセン球導出部と、を有する、測定装置に関する。
【００１２】
本発明のさらに他の側面は、浸透速度法に基づき、粒子Ｐが収容された容器内に浸透する溶剤Ｓｉの浸透高さの時間変化Ｈの測定データから、前記粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）を求めるプログラムであって、
３種以上の前記溶剤Ｓｉについて、前記測定データを取得するステップと、
前記溶剤Ｓｉのそれぞれにつき、前記浸透高さＨの時間変化から、前記溶剤Ｓｉに対する前記粒子Ｐのぬれ性を示す指標Ｗを算出するステップと、
前記溶剤Ｓｉのそれぞれにつき、前記溶剤のハンセン溶解度パラメータを取得するステップと、
前記溶剤Ｓｉのそれぞれについて、前記指標Ｗの値に基づき前記溶剤Ｓｉに対する前記粒子Ｐのぬれ性を良と否のいずれかに分類した分類結果を取得するステップと、
前記溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）の位置座標に配置された三次元空間において、前記分類結果に基づきハンセン球を求め、前記ハンセン球の中心の位置座標を前記粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）として導出するステップとを、コンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
【発明の効果】
【００１３】
本開示によれば、動的光散乱法による測定が従来困難であった高密度もしくは比較的大きなミクロンオーダーの粒子においても、ＨＳＰ測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るハンセン溶解度パラメータの測定方法を示すフローチャートである。
【図２】上記測定方法で用いられる、本発明の一実施形態に係るハンセン溶解度パラメータの測定装置を模式的に示す図である。
【図３】ハンセン溶解度パラメータ（δｄ、δｐ、δｈ）の三次元空間において、本実施形態の測定方法から求めた平均粒径１μｍの球形シリカ粒子のハンセン球を示す図である。
【図４】ハンセン溶解度パラメータ（δｄ、δｐ、δｈ）の三次元空間において、動的光散乱法から求めた平均粒径１μｍの球形シリカ粒子のハンセン球を示す図である。
【図５】本実施形態の測定方法で得られたウォッシュバーン角度θと動的光散乱法で測定された粒子径Ｄとの関係を示す図である。
【図６】本実施形態の測定方法から求めた粒径６３μｍの非球形シリカ粒子のハンセン球を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下において、本発明の実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
本発明の実施形態に係る測定方法は、粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）を求める測定方法であって、少なくとも３種以上の溶剤Ｓｉに対して、浸透速度法を用いて、粒子のぬれ性を溶剤ごとに良と否のいずれかに分類する分類工程と、
分類結果に基づき、溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）の位置座標に配置された三次元空間において、ハンセン球を求める工程と、
ハンセン球の中心の位置座標を粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）として導出する工程と、を有する。
【００１７】
ハンセン溶解度パラメータ（Hansen Solubility Parameter：ＨＳＰ）は、材料同士の溶解性（ぬれ性）を表す指標であり、溶解性をロンドン分散力項（δｄ）、双極子間力項（δｐ）、水素結合力項（δｈ）の三次元ベクトルで表したものである。各材料に対して、溶解性を（δｄ、δｐ、δｈ）の三次元空間における位置座標で表したとき、当該三次元空間における材料間の距離（ＨＳＰ距離）が近いほど、相溶性が高いとする。
【００１８】
ここで、ロンドン分散力は、微小時間における分子中の電荷の偏りにより生じる引力であり、無極性分子ではファンデルワールス力に等しい。ロンドン分散力に起因した溶解性がδｄである。双極子間力は、双極子モーメントを持った分子（極性分子）の双極子間に作用する引力であり、双極子間力に起因した溶解性がδｐである。水素結合力は、電気陰性度が大きな原子と共有結合して陽性を帯びた水素原子が、別の陰性な原子を陰イオンの半径に近い平衡距離にまで引き付けることによって生じる強い分子間力である。水素結合力に起因した溶解性がδｈである。
【００１９】
材料ｉのＨＳＰを（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）、材料ｊのＨＳＰを（δｄｊ、δｐｊ、δｈｊ）としたとき、材料ｉと材料ｊ間のＨＳＰ距離Ｒａは、下記の数式１で表され、Ｒａが小さいほど、材料ｉと材料ｊの相溶性（親和性）が高くなる。
［数式１］
Ｒａ＝｛４（δｄｉ−δｄｊ）２＋（δｐｉ−δｐｊ）２＋（δｈｉ−δｈｊ）２｝１／２
【００２０】
一実施形態では、溶剤の粒子に対するぬれ性を評価することにより、溶剤と粒子との親和性を評価し、ＨＳＰを求める。好ましくは、少なくとも３種以上の溶剤Ｓｉに対して、粒子Ｐに対するぬれ性を示す指標を求め、指標値に応じて、粒子Ｐと溶剤Ｓｉとの親和性を良または否のいずれかに分類する。そして、各溶剤ＳｉのＨＳＰ（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）が配置された三次元座標空間において、ハンセン球を求める。
ハンセン球は、親和性が否と分類された溶剤のＨＳＰを可能な限り含まず、親和性が良と分類された溶剤のＨＳＰを可能な限り含む最小球である。好ましくは、ハンセン球は、親和性が否と分類された溶剤のＨＳＰを含まず、親和性が良と分類された溶剤のＨＳＰを全て含む最小球である。そして、最小球（ハンセン球）の中心座標を粒子ＰのＨＳＰとする。
【００２１】
ぬれ性を示す指標としては、粒子を溶剤に接触させたときの接触角θを用いることが考えられる。この場合、接触角θが閾値以下の場合に溶剤との親和性を良と分類し、接触角θが閾値を超える場合に溶剤との親和性を否と分類することができる。
【００２２】
接触角θを求める方法として、浸透速度法によるものの他に、粒子を圧縮して得られた板に溶剤を滴下させたときの接触角を求める方法、粒子を圧縮して得られた板を溶剤に浸漬させた後で引き抜くときの接触角を求める方法も考えられる。しかしながら、これらの方法では、粒子を板状に圧縮する必要があるため、高圧によって粒子が損傷したり、表面特性が改変されたりして、接触角が粒子本来の接触角から変化する虞がある。
浸透速度法により接触角θを評価することで、粒子と溶剤との接触角を正確に評価することができる。
【００２３】
浸透速度法は、径の細い毛管内を溶剤が毛管現象によって浸透していくときの浸透速度を測定することによって、溶剤のぬれ性を評価する方法である。
具体的には、通液自在な底面を有する容器内に粒子Ｐを充填した後、容器の底面を溶剤と接触させ、溶剤を容器の上方に向かって、粒子間の隙間に浸透させる。このときの容器内に浸透した溶剤の浸透高さＨの時間変化を測定することで、粒子Ｐの溶剤に対するぬれ性を評価することができる。
【００２４】
接触角をθ、溶剤の表面張力をγ、溶剤の粘度をη、粒子の毛管半径をｒ、時刻をｔとして、浸透高さＨの時間変化は、下記の数式２で表すことができる。数式２は、ウォッシュバーン（Washburn）式と呼ばれている。
［数式２］
Ｈ２＝（γｒｃｏｓθ／２η）・ｔ
【００２５】
浸透高さＨの時間変化を上記数式２にフィッティングすることで、γｒｃｏｓθ／２ηが求められ、γ、ｒ、ηの値から、接触角θが求められる。しかしながら、容器内に充填された粒子Ｐに対して浸透速度法を適用する場合、粒子の毛管半径ｒの値を求めることは困難である。
【００２６】
しかしながら、ＨＳＰを求めるにおいては、溶剤の接触角θが閾値以下か否かに基づき、溶剤との親和性を良または否の２種類に分類し、分類結果に基づいてハンセン球を求める。この目的では、接触角θの値を特定する必要はなく、３種以上の溶媒について、接触角θの大小関係が分かれば十分である。
【００２７】
つまり、上記数式２より、ｒおよびθの具体的な値を知ることはできないにしても、溶剤の表面張力γおよび粘度ηは既知であるから、ｒｃｏｓθの値を求めることはできる。そして、３種以上の溶剤に対して、ｒが略一定となる条件で浸透高さＨの時間変化を測定することによって、ｒｃｏｓθの大小関係から、接触角θの大小関係を知ることができる。これにより、接触角θの具体的な値が分からなくても、ＨＳＰを求めることができる。
【００２８】
粒子の毛管半径ｒは、容器内に充填された粒子Ｐ間の間隙の大きさに対応すると考えられる。したがって、粒子の毛管半径ｒは、粒子Ｐの粒度および粒径分布に依存し、粒子Ｐを容器内に充填したときの粒子Ｐの空隙率にも依存すると考えられる。したがって、３種以上の溶剤に対して、粒子Ｐの空隙率が一定となるようにして浸透高さＨの時間変化を測定することによって、ｒが略一定の条件で浸透速度を測定することができる。この結果、ｒｃｏｓθの大小関係から、接触角θの大小関係が分かり、ＨＳＰを求めることができる。
【００２９】
Ｗ＝ｒｃｏｓθとする。ｒが略一定であれば、Ｗの値を、粒子Ｐの溶剤に対するぬれ性（親和性）を示す指標として扱ってよい。指標Ｗは、下記の数式３により、浸透高さＨの時間変化から求められる。
この場合、分類工程において、ＷもしくはＷの関数を閾値と比較して、粒子の溶剤に対するぬれ性（親和性）を良と否のいずれかに分類することができる。例えば、指標Ｗが閾値以上である場合には、粒子の溶剤に対するぬれ性（親和性）を良と分類し、指標Ｗが閾値未満の場合には、粒子の溶剤に対するぬれ性（親和性）を否と分類することによって、ＨＳＰを求めることができる。
［数式３］
Ｈ２＝（γ／２η）Ｗ・ｔ
【００３０】
溶剤Ｓｉごとに求めた指標Ｗｉのうち、最も大きな指標をＷ１とする。より簡便な方法として、最もぬれ性の高い溶剤Ｓ１の接触角θ１を０°とみなしても構わない。このとき、ｃｏｓθ１＝１であるので、Ｗ１＝ｒｃｏｓθ１＝ｒとなる。溶剤Ｓｉにおける接触角θｉは、上記数式２または数式３に基づき、下記数式４より求めることができる。
［数式４］
ｃｏｓθｉ＝Ｗｉ／ｒ
＝Ｗｉ／Ｗ１
【００３１】
上記数式４により求まる接触角θｉは、実際のぬれ性を示す接触角と必ずしも一致するわけではないが、このようにして導出した接触角θｉによっても、ＨＳＰを正確に求めることができる。以下において、上記数式４から求められる接触角θｉを、真の接触角と区別するために、ウォッシュバーン角度θｉと呼ぶことにする。分類工程において、ウォッシュバーン角度θｉが閾値以下の場合に、粒子Ｐの溶剤Ｓｉに対するぬれ性（親和性）を良と分類し、ウォッシュバーン角度θｉが閾値より大きい場合に、粒子Ｐの溶剤Ｓｉに対するぬれ性（親和性）を否と分類してよい。
【００３２】
あるいは、数式４で与えられるウォッシュバーン角度θｉの代わりに、粒子の毛管半径ｒとして適当な値Ｑを仮定し、ｃｏｓθｉ＝Ｗｉ／Ｑで与えられる接触角θｉをウォッシュバーン角度と定義しても構わない。
【００３３】
上記の指標Ｗｉ、または、ウォッシュバーン角度θｉは、同一溶剤に対する測定を複数回行って得られた複数のＷｉまたはθｉの測定結果に対して、平均をとるなどの統計処理により求められる値であってよい。
【００３４】
また、溶剤の浸透高さＨの時間変化を測定するに際して、浸透高さＨの時間変化を直接測定する代わりに、容器内に浸透した溶剤の質量の時間変化を測定してもよい。容器の浸透高さ方向に垂直な面における断面積（容器の内側壁の閉じた輪郭が形成する面積）をＳとし、溶剤の密度をρとし、容器内に充填された粒子Ｐの空隙率をεとするとき、容器内に浸透した溶剤の質量Ｍは、Ｍ＝ε・ρＳＨで表される。これを数式３に代入することで、数式５が導かれる。
［数式５］
Ｍ２＝（γ／２η）ε２ρ２Ｓ２Ｗ・ｔ
【００３５】
数式５より、質量Ｍの時間変化から、Ｗ（＝ｒｃｏｓθ）を求め、Ｗの溶剤ごとの大小関係から、ＨＳＰを求めることができる。したがって、溶剤の浸透高さＨの時間変化を測定することは、容器内に浸透した溶剤の質量Ｍの時間変化を測定することを含む。
【００３６】
勿論、粒子Ｐが充填された容器を写真撮影し、画像解析を行う等の方法によって、あるいは、目視で浸透高さＨを確認することによって、浸透高さＨの時間変化を直接測定し、数式３に基づいてＷを求め、ＨＳＰを求めてもよい。
【００３７】
なお、空隙率εは、粒子Ｐの真密度と、容器内に充填された粒子Ｐの質量および見かけの占有体積（または、かさ密度）と、に基づき導出される。空隙率εは、粒子Ｐを容器内に充填するときに、容器内で粒子Ｐが占める占有容積（粒子間の間隙の容積を含む）を圧力により変化させることで調節が可能である。粒子Ｐの質量を一定とし、占有容積を一定とすることで、空隙率εも略一定に制御される。
【００３８】
上記方法によれば、高密度もしくは比較的大きなミクロンオーダーの粒子においても、ＨＳＰの測定を簡便かつ迅速に行うことができる。
【００３９】
なお、溶剤ＳのＨＳＰを評価する方法としては、公開されたプログラムとして、例えば、ハンセン球法を用いたＨＳＰｉＰプログラム（Ｈａｎｓｅｎ  Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｉｎ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ）、［平成３０年２月９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.hansen-solubility.com/HSPiP/＞、が知られている。この方法では、ハンセン溶解度パラメータが既知の複数の溶剤に対し、対象とする材料Ｓの溶解性を溶解実験によって確認する。その後、（δｄ、δｐ、δｈ）の三次元空間において、溶解実験に用いた溶剤のハンセン溶解度パラメータをプロットする。次に、当該材料が溶解しない溶剤のハンセン溶解度パラメータを含まずに、当該材料が溶解する溶剤のハンセン溶解度パラメータの集団を囲む最小球を求める。そして、最小球の中心座標を材料Ｓのハンセン溶解度パラメータとする。
【００４０】
良溶媒（ぬれ性が良）か貧溶媒（ぬれ性が否）かの分類に用いる指標Ｗ（＝ｒｃｏｓθ）またはウォッシュバーン角度の閾値は、任意の値であってよい。閾値がいくつであっても、測定対象の溶剤の数が十分多く、且つ、溶剤のＨＳＰが３次元空間内において均一に分散している限り、同じハンセン球が求められる。しかしながら、測定対象の溶剤の数が少ない場合、あるいは、測定対象の溶剤が３次元空間内において偏って分布している場合には、閾値によっては、貧溶媒のＨＳＰを含まない球を求めると、どうしても特定の良溶媒が当該球の中に含まれなくなってしまうことがある。または、閾値によっては、良溶媒のＨＳＰを全て含む球を求めると、どうしても特定の貧溶媒が当該球の中に含まれてしまうことがある。測定溶剤が少ない場合には、このようなイレギュラーが最少になるように閾値を設定することで、正確なハンセン球を求めることができる。
例えば、前者の場合、特定の良溶媒が貧溶媒として分類されるように、ウォッシュバーン角度θの閾値を減少させ、良溶媒と貧溶媒の分類を再度行えばよい。後者の場合、特定の貧溶媒が良溶媒に分類されるように、ウォッシュバーン角度θの閾値を増加させ、良溶媒と貧溶媒の分類を再度行えばよい。
【００４１】
上記のイレギュラーは、測定対象の溶剤の少なさや、測定誤差、あるいはＨＳＰ理論の不完全性によるものと推察される。しかしながら、イレギュラーが発生する場合であっても、ＨＳＰは一定の精度でもって算出することができる。
【００４２】
ハンセン球は、イレギュラーが最少になるように、すなわち、ぬれ性（親和性）が否に分類され且つＨＳＰがハンセン球内に位置する溶剤の数と、ぬれ性（親和性）が良に分類され且つＨＳＰがハンセン球外に位置する溶剤の数との合計が最少（好ましくは、ゼロ）となるように選択される。
【００４３】
以下に、本発明の一実施形態に係るＨＳＰ測定方法について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るＨＳＰ測定方法を示すフローチャートである。図２は、ＨＳＰ測定方法において用いられる測定装置１００の構成を示す模式図である。
【００４４】
測定装置１００は、通液自在な底面１０４を有し、粒子Ｐを収容するための第１容器１０１と、上部に開口を有し、溶剤Ｓを収容するための第２容器１０２と、を備える。また、測定装置１００は、測定部１０７と、ＨＳＰ算出部（コンピュータ）１２０と、を備える。測定部１０７は、粒子Ｐが収容された第１容器の底面１０４を第２容器に収容された溶剤Ｓと接触させ、溶剤を第１容器内へ上方に浸透させるときに、溶剤の底面１０４からの浸透高さＨを測定する。ＨＳＰ算出部１２０は、３種以上の溶剤Ｓｉについての浸透高さＨの時間変化に基づき、粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータを算出する。
【００４５】
本実施形態において、測定装置１００は、第１容器１０１の位置を固定するための容器ホルダ１１１、第２容器１０２の位置を調節し、固定するための容器ホルダ１１２、および、電子天秤１１４（測定部１０７）を備えている。第２容器１０２は、容器ホルダ１１２の台座の上に配置される。台座は、上下方向に可動であり、第２容器の水平方向の位置を固定するとともに、上下方向の位置を調節可能である。
一方、第１容器１０１は、第１容器１０１の上部側（底面１０４と反対側）で容器ホルダ１１１と固定される。容器ホルダ１１１は、電子天秤１１４の天秤上に配置されている。電子天秤１１４は、粒子Ｐ、第１容器１０１内に浸透した溶剤Ｓを含む第１容器１０１および容器ホルダ１１１の質量を計測する。容器ホルダ１１２の台座を上方向に移動させ、第１容器１０１の底面１０４を第２容器１０２内の溶剤Ｓと接触させたとき、電子天秤１１４によって測定される質量の変化量から、第１容器１０１内に浸透した溶剤Ｓの質量が求められる。
【００４６】
ＨＳＰ算出部１２０は、溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが保持された記憶部と、浸透高さＨの時間変化から、粒子Ｐのぬれ性を溶剤Ｓｉごとに良と否のいずれかに分類した分類結果を取得する分類部と、溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）の位置座標に配置された三次元空間において、分類結果に基づきハンセン球を求め、ハンセン球の中心の位置座標を粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）として導出するハンセン球導出部と、を備える。好ましくは、ＨＳＰ算出部１２０は、粒子Ｐのぬれ性を示す指標Ｗを求める指標導出部を、さらに備える。
なお、これら記憶部、指標導出部、分類部、およびハンセン球導出部は、コンピュータのハードウェア資源（ＣＰＵや各種記憶装置等）及びソフトウェア資源（ＯＳ、各種ドライバ、データベース管理ソフト等）を使用して演算処理を行う機能的手段であり、演算処理の実行が、ＣＰＵによりその実行が制御されるプログラムを実行することによりソフトウェア的に実現される。また、ＨＳＰ算出部１２０は、演算処理を行うに際して必要な情報を一時的に保持するための記憶手段を適宜コンピュータ内に備えている。
【００４７】
測定装置１００は、図示しないが、第１容器１０１内に収容した粒子Ｐの空隙率εを調整するための部品をさらに備えていてもよい。当該部品は、例えばプランジャーであり、第１容器の上部（底面１０４と反対側）から部品を介して粒子Ｐに圧力が加えられることによって、容器１０１内に充填された粒子Ｐが占める占有容積（粒子間の間隙の容積を含む）が調整される。
粒子Ｐの空隙率εは、粒子Ｐの質量、粒子Ｐの真密度、および、占有容積から求められる。粒子Ｐの質量が一定で、占有容積が一定である限り、空隙率εも略一定となる。好ましくは、透明な容器１０１に目盛がつけられているとよい。複数の溶剤Ｓｉに対する浸透速度の測定において、占有容積を一定に制御し易くなる。また、溶剤の浸透高さＨを目視で確認し易くなる。
【００４８】
測定装置１００を用いてＨＳＰを算出する場合、先ず、図１のステップ＃１１に示すように、通液自在な底面１０４を有する第１容器１０１内に粒子Ｐを充填する。続いて、粒子Ｐを充填した第１容器を容器ホルダ１１１に取り付ける。また、溶剤Ｓが収容された第２容器を容器ホルダ１１２の台座上に配置する。第１容器の底面１０４が第２容器の開口の上方に位置するように、第１容器が取り付けられた容器ホルダ１１１を電子天秤１１４の天秤上に載せる。
【００４９】
次に、図１のステップ＃１２に示すように、第１容器１０１の底面１０４を溶剤Ｓと接触させ、溶剤Ｓを第１容器上方に向かって、第１容器１０１内の粒子Ｐ間の隙間に浸透させる。容器ホルダ１１２の台座を上方向に移動させ、第１容器１０１の底面１０４を第２容器１０２内の溶剤Ｓの液面と一致させることによって、毛管現象によって、溶剤が第１容器内の粒子Ｐ間の隙間に浸透してゆく。
【００５０】
次に、図１のステップ＃１３に示すように、容器１０１内に浸透した溶剤Ｓの浸透高さＨの時間変化を測定する。浸透高さＨの時間変化は、電子天秤１１４により計測される、浸透した溶剤の質量Ｍの時間変化より求められる。図２の例では、溶剤の質量Ｍの時間変化は、有線ネットワーク１１６を介してＨＳＰ算出部１２０に送信される。
【００５１】
次に、図１のステップ＃１４に示すように、ＨＳＰ算出部１２０の指標導出部が、溶剤Ｓについて、粒子Ｐのぬれ性を示す指標Ｗを求める。具体的には、例えば、電子天秤１１４が計測した質量Ｍの時間変化を、数式５でフィッティングすることで、数式５における指標Ｗを求める。
【００５２】
ステップ＃１１〜＃１４を、３種以上の溶剤Ｓｉについて、粒子Ｐの空隙率εが一定となるようにして行い、溶剤Ｓｉごとにぬれ性を示す指標Ｗｉを導出する。
【００５３】
その後、図１のステップ＃１５に示すように、ＨＳＰ算出部１２０の分類部が、溶剤Ｓｉごとに、粒子のぬれ性を良と否のいずれかに分類した分類結果を取得する。分類結果は、指標ＷｉもしくはＷｉの関数を閾値と比較することによって求められる。分類結果は、例えば、溶剤Ｓｉのそれぞれについて、指標Ｗｉが閾値以上である場合に、粒子の溶剤Ｓｉに対するぬれ性を良と分類し、指標Ｗｉが閾値未満の場合には、粒子の溶剤Ｓｉに対するぬれ性を否と分類した結果である。
【００５４】
また、指標導出部は、指標Ｗｉのうち、最も大きな前記指標をＷ１としたとき、Ｗｉ／Ｗ１＝ｃｏｓθｉから求められるウォッシュバーン角度θｉを、ぬれ性を示す指標として導出してもよい。この場合、分類結果は、ウォッシュバーン角度θｉが閾値以下の場合に、粒子の溶剤Ｓｉに対するぬれ性を良と分類し、ウォッシュバーン角度θｉが閾値より大きい場合に、粒子の前記溶剤Ｓｉに対するぬれ性を否と分類した結果としてよい。
【００５５】
また、分類部が指標Ｗｉおよび／またはθｉに基づき分類処理を行ってもよいし、分類部が分類の基準となる指標Ｗｉおよび／またはθｉをコンピュータのディスプレイに表示させたうえで、操作者に分類結果を入力するように促してもよい。後者の場合、ＨＳＰ算出部１２０は、溶剤Ｓｉと、溶剤Ｓｉに対応する指標Ｗｉおよび／またはθｉとの組み合わせを、指標値が大きいまたは小さい順に並び替えて表示させるとよい。
【００５６】
次に、図１のステップ＃１６に示すように、ＨＳＰ算出部１２０のハンセン球導出部が、記憶部に保持された溶剤ＳｉのＨＳＰを参照し、各溶剤Ｓｉの分類結果に基づき、粒子ＰのＨＳＰを求める。具体的には、ハンセン球導出部は、溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）の位置座標に配置された三次元空間において、分類結果に基づきハンセン球を求める。そして、ハンセン球の中心の位置座標を粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）として導出する。
【００５７】
ステップ＃１１〜＃１４の各処理については、浸透速度の測定（ステップ＃１１〜＃１３）が溶剤Ｓｉについて完了した後に、ステップ＃１４を行い、その後、異なる溶剤Ｓｉ＋１について浸透速度の測定を行ってもよいし、全ての溶剤Ｓｉについて浸透速度の測定（ステップ＃１１〜＃１３）が完了した後で、全ての溶剤Ｓｉについてステップ＃１４を一括して行ってもよい。
【００５８】
以下に、本発明の一実施形態に係るＨＳＰ算出プログラムについて、詳細に説明する。ＨＳＰ算出プログラムは、図１および図２において、ＨＳＰ算出部１２０が行うステップ＃１４〜＃１６の各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００５９】
ＨＳＰ算出プログラムは、浸透速度法に基づき、粒子Ｐが収容された容器内に浸透する溶剤の浸透高さの時間変化Ｈの測定データから、粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）を求めるプログラムであり、プログラムによりコンピュータが実行する処理は、例えば、下記のステップを含む。
【００６０】
（ｉ）３種以上の溶剤Ｓｉについて、測定データを取得するステップ。
図１において、ステップ＃１３で測定した時間変化を取得するステップである。浸透高さＨの時間変化は、溶剤Ｓｉについての測定の一部または全部が完了するたびに、逐次、測定装置１００が測定値の時系列データをコンピュータに送信し、コンピュータが時系列データを受信することにより取得するものとしてもよいし、全ての溶剤Ｓｉについての測定が完了した後で、全ての溶剤Ｓｉについての測定値の時系列データを、一括して、測定装置１００がコンピュータに送信し、コンピュータが時系列データを受信することにより取得するものとしてもよい。あるいは、測定装置１００が測定した時系列データを所定の記憶装置に保持しておき、コンピュータが時間変化を記憶装置から読み出すことにより取得してもよい。
【００６１】
測定データは、溶剤Ｓｉの浸透高さＨの時系列データのほか、粒子Ｐが収容された容器内に浸透した溶剤Ｓｉの質量Ｍの時系列データであってもよい。すなわち、浸透高さＨの時間変化の測定データは、質量Ｍの時間変化の測定データを含む。
【００６２】
（ｉｉ）溶剤Ｓｉのそれぞれにつき、浸透高さＨの時間変化から、溶剤Ｓｉに対する粒子Ｐのぬれ性を示す指標Ｗを算出するステップ。
図１のステップ＃１４に対応するステップである。好ましくは、指標Ｗは、上記数式４で与えられるＷｉもしくはθｉである。
【００６３】
（ｉｉｉ）溶剤Ｓｉのそれぞれにつき、溶剤のハンセン溶解度パラメータ（ＨＳＰ）を取得するステップ。例えば、各溶剤のＨＳＰが記憶されたデータベースから、対応する溶剤のＨＳＰを読み出すことにより取得することができる。
【００６４】
（ｉｖ）溶剤Ｓｉのそれぞれについて、指標Ｗの値に基づき溶剤Ｓｉに対する粒子Ｐのぬれ性を良と否のいずれかに分類した分類結果を取得するステップ。
図１のステップ＃１５に対応する。分類結果は、上述の通り、指標Ｗの値に応じて、溶剤Ｓｉごとの指標Ｗｉを閾値と比較することにより得られる。当該ステップ内で比較処理を行ってもよいし、指標Ｗｉをコンピュータの画面に表示させ、操作者に分類結果の入力を促してもよい。後者の場合、溶剤Ｓｉと、溶剤Ｓｉに対応する指標Ｗｉおよび／またはθｉとの組み合わせを、指標値が大きいまたは小さい順に並び替えて表示させるとよい。
【００６５】
（ｖ）溶剤Ｓｉのハンセン溶解度パラメータが（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）の位置座標に配置された三次元空間において、分類結果に基づきハンセン球を求め、ハンセン球の中心の位置座標を粒子Ｐのハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）として導出するステップ。
図１のステップ＃１６に対応する。
【００６６】
次に、本発明の実施形態について実施例に基づいて更に説明する。
【００６７】
《実施例１》
浸透速度法を用いて、上記の方法により球形シリカ粒子（宇部エクシモ製、「ハイプレシカＦＲ  Ｎ２Ｎ」）のＨＳＰを測定した。シリカ粒子は、コールカウンター法による平均粒子径が１μmのものを用いた。
【００６８】
ＨＳＰ測定に使用した１９種類の溶剤を表１に示す。表１には、各種溶剤のＨＳＰとともに、溶剤の密度ρ、表面張力γ、および粘度ηの値も示されている。密度ρ、表面張力γ、および粘度ηの値は、上記式４に基づき指標Ｗを求め、ＨＳＰを算出するために用いられる。また、シリカ粒子の空隙率εは、第１容器内に充填したシリカ粒子の圧縮体積および質量（１ｇ）と、シリカ粒子の真密度２．２Ｍｇ／ｍ３と、から算出される。これらの溶剤に対して、シリカ粒子の圧縮体積および質量を同じとした条件で、溶剤の浸透高さＨの時間変化を評価し、数式５におけるＷ（＝ｒｃｏｓθ）を求めた。
【００６９】
上述の通り、粒子間の毛管半径ｒの測定は困難であるので、上記式から接触角θの値を求めることは困難である。しかしながら、ＨＳＰの測定においては、粒子の各溶剤に対するぬれ性について、相対的な大小関係が分かれば十分であり、接触角θの具体的な値まで特定する必要はない。各溶剤の接触角θの大小関係が分かれば、接触角θが閾値以下か否か（Ｗが閾値以上か否か）を判定することで、ハンセン球を導出することができる。そして、ハンセン球の中心座標から、ＨＳＰを算出することができる。
【００７０】
表１に示す１９種類の溶剤のそれぞれにおいて、浸透速度の測定を２回行い、計３８回の測定の中で最も親和性の高い大きなＷが得られたｏ−ジクロロベンゼンの接触角を０°とみなして、粒子の毛管半径ｒ（＝Ｗ１）を求めた。粒子の毛管半径ｒは、０．２１μｍであった。
【００７１】
このようにして求めた毛管半径ｒに基づいて、３８回の測定のそれぞれについて数式４におけるθｉを求め、同一溶剤の測定結果に対してθｉの平均を求め、平均値を各溶剤のウォッシュバーン角度として評価した。
【００７２】
各溶剤の接触角（ウォッシュバーン角度）θｉを評価した結果、および、ウォッシュバーン角度θｉに基づき、シリカ粒子と各溶剤とのぬれ性（親和性）を分類した結果を表２に示す。表２では、ウォッシュバーン角度θｉが閾値以下の場合に、ぬれ性を示すスコアを１（良溶媒）とし、ウォッシュバーン角度θｉが閾値より大きい場合に、ぬれ性を示すスコアを０（貧溶媒）として表している。
【００７３】
上述のＨＳＰ算出プログラムを用いて、各溶剤のハンセン溶解度パラメータを（δｄ、δｐ、δｈ）の三次元空間に配置し、ハンセン球を求めた。貧溶媒（ぬれ性が否）と分類された溶剤のＨＳＰを含まずに、良溶媒（ぬれ性が良）と分類された溶剤のＨＳＰをすべて含む最小球（ハンセン球）を求めることができた。そして、ハンセン球の中心の位置座標をシリカ粒子のハンセン溶解度パラメータ（δｄＰ、δｐＰ、δｈＰ）として導出した。
【００７４】
このとき、良溶媒と貧溶媒との分類に用いるウォッシュバーン角度θの閾値は、表２のテトラヒドロフランが良溶媒で、トルエンが貧溶媒に分類されるように、５２°以上５６°未満の値に設定された。
【００７５】
得られたハンセン球を図３に示す。右上がりの斜め模様が付された丸印が良溶媒のＨＳＰで、縦線模様が付された四角印が貧溶媒のＨＳＰで、左上がりの斜め模様が付された球がハンセン球である。結果、平均粒径１μｍの球形シリカ粒子のＨＳＰは、δｄＰ＝１８．６１、δｐＰ＝７．７７、δｈＰ＝５．６７と求められた。δｔ＝｛δｄＰ２＋δｐＰ２＋δｈＰ２｝１／２は、２１．８９と求められた。
【００７６】
【表１】
2019138779.tif 000003
【００７７】
【表２】
2019138779.tif 000004
【００７８】
《比較例１》
次に、実施例１で用いた球形シリカ粒子のＨＳＰを、動的光散乱法により測定した結果を示す。表３に、測定に使用した３５種類の溶剤と、各溶剤のＨＳＰ、測定された粒子径、および、良溶媒を１で、貧溶媒を０で表したスコアを示す。良溶媒と貧溶媒との分類に用いた粒子径の閾値は、シリカ粒子の平均粒子径の２倍である２μｍとした。すなわち、動的光散乱法による測定の結果、粒子径が２μｍ以下となった溶剤を良溶媒に分類し、粒子径が２μｍより大きい溶剤を貧溶媒に分類した。なお、表３中の−（ハイフン）は、シリカ粒子同士が凝集、沈殿してしまい、動的光散乱法による測定が不可能であった溶剤を示している。これらの沈殿が発生した溶剤は、貧溶媒に分類した。
【００７９】
しかしながら、動的光散乱法によるハンセン球の導出では、表３で貧溶媒と分類された溶剤のＨＳＰを含まない球を求めると、良溶媒と分類されたテトラヒドロフランをどうしても球内に含めることができないイレギュラーが発生した。また、表３で良溶媒と分類された溶剤のＨＳＰを全て含む球を求めると、貧溶媒と分類されたメチレンジクロライドが球内に含まれてしまうイレギュラーが発生した。
【００８０】
得られたハンセン球を図４に示す。右上がりの斜め模様が付された丸印が良溶媒のＨＳＰで、縦線模様が付された四角印が貧溶媒のＨＳＰで、波線の模様が付された球がハンセン球である。イレギュラーである良溶媒で球の外側にあるテトラヒドロフランのＨＳＰを、左上がりの斜め模様が付された丸印で示している。また、イレギュラーである貧溶媒で球の内側にあるメチレンジクロライドのＨＳＰを、横線模様が付された四角印で示している。
結果、平均粒径１μｍの球形シリカ粒子のＨＳＰは、δｄＰ＝１９．４５、δｐＰ＝７．５２、δｈＰ＝６．６５と求められた。δｔ＝｛δｄＰ２＋δｐＰ２＋δｈＰ２｝１／２は、２０．９４と求められた。
【００８１】
したがって、浸透速度法に基づいたＨＳＰ測定により、動的光散乱法と同等のＨＳＰが得られた。
【００８２】
さらに、浸透速度法によるウォッシュバーン角度θと、動的光散乱法による粒子径Ｄとの両方の測定結果がある溶剤について、そのウォッシュバーン角度θと粒子径Ｄとを比較した。
図５に、ウォッシュバーン角度θと動的光散乱法で測定された粒子径Ｄとの関係を示す。浸透速度法によるウォッシュバーン角度θ、および、動的光散乱法による粒子径Ｄは、ともに粒子と溶剤とのぬれ性（親和性）を示す指標であり、測定値にばらつきがあるものの、相関係数Ｒ＝０．８２の強い相関を有している。よって、図５より、浸透速度法によるＨＳＰ測定の一定の有効性が確認される。
【００８３】
【表３】
2019138779.tif 000005
【００８４】
《実施例２》
続いて、動的光散乱法では測定が困難なシリカ粒子の浸透速度法によるＨＳＰ測定を行った結果を示す。シリカ粒子は、非球形の粒子（高純度科学製、品番「ＳＩＯ０９ＰＢ」）であり、目開き６３μｍの篩を通過する粒径が６３μｍ以下の粒子を用いた。上記非球形シリカ粒子の場合、実施例１の球形シリカ粒子と比較して細孔体積が少なく、測定が困難なことからシリカ粒子の第１容器内への充填質量を１ｇから２ｇに変更した。
【００８５】
実施例１と同様にして、ウォッシュバーン角度を評価することにより、ＨＳＰを求めた。ＨＳＰ測定に使用した１９種類の溶剤を表４に示す。上記溶剤の組み合わせは、実施例１で用いた組み合わせと同一であるが、溶剤ごとの接触角の大小関係が相違する結果となった。表４に、各溶剤のＨＳＰ、浸透速度法により測定されたウォッシュバーン角度θ、および、良溶媒を１で、貧溶媒を０で表したスコアを示す。各溶剤の密度ρ、表面張力γ、および粘度ηについては、表１に示されているため、割愛した。
【００８６】
ｏ−ジクロロベンゼンのウォッシュバーン角度については、２回測定を行ったうちの一方の測定において、全ての溶剤の中で最もぬれ性が高い（Ｗが大きい）結果が得られたためウォッシュバーン角度を０°とした。一方で、他方の測定ではウォッシュバーン角度が３６°と求められた。このため、両者の平均をとり、ｏ−ジクロロベンゼンのウォッシュバーン角度は１８°と評価された。ウォッシュバーン角度は、ぬれ性が高い領域において測定結果のばらつきが大きく出る傾向がある。しかしながら、本実施例では、両方の測定でウォッシュバーン角度は閾値以下であり、どちらの測定結果でも良溶媒に分類されるため、ＨＳＰ測定の最終結果には影響しない。
【００８７】
良溶媒と貧溶媒との分類に用いたウォッシュバーン角度θの閾値は、ハンセン球の球面と貧溶媒との距離が最も近く、かつ上述のイレギュラーが最も少なくなるものを選び、ウォッシュバーン角度θが４９°のピリジンまでを良溶媒に分類した。
【００８８】
粒径６３μｍ以下の非球形シリカ粒子では、ハンセン球の導出において、表４で貧溶媒と分類された溶剤のＨＳＰを含まない球を求めると、良溶媒と分類された１−メトキシ−２−プロパノールをどうしても球内に含めることができないイレギュラーが発生した。また、表４で良溶媒と分類された溶剤のＨＳＰを全て含む球を求めると、貧溶媒と分類されたＮ−メチル−２−ピロリドンが球内に含まれてしまうイレギュラーが発生した。
【００８９】
得られたハンセン球を図６に示す。右上がりの斜め模様が付された丸印が良溶媒のＨＳＰで、縦線模様が付された四角印が貧溶媒のＨＳＰで、波線の模様が付された球がハンセン球である。イレギュラーである良溶媒で球の外側にある１−メトキシ−２−プロパノールのＨＳＰを、左上がりの斜め模様が付された丸印で示している。また、イレギュラーである貧溶媒で球の内側にある１−メチル−２−ピロリドンのＨＳＰを、横線模様が付された四角印で示している。
【００９０】
結果、粒径６３μｍ以下の非球形シリカ粒子のＨＳＰは、δｄＰ＝１８．８１、δｐＰ＝６．７７、δｈＰ＝６．６９と求められた。
【００９１】
表５に、実施例１、比較例１、および、実施例２のシリカ粒子のＨＳＰ測定結果を示す。粒径６３μｍ以下の非球形シリカ粒子は、粒子径と形状は異なるが、表面性状は平均粒径１μｍの球形シリカ粒子と同様であり、平均粒径１μｍの球形シリカ粒子と同等のＨＳＰが得られた。しかしながら、平均粒径１μｍの球形シリカ粒子と粒径６３μｍ以下の非球形シリカ粒子との間に、特に双極子間力項δｐの値について、ＨＳＰの相違がみられる。
【００９２】
上述の数式１に基づき、シリカ粒子間のＨＳＰ距離Ｒａを求めた。動的光散乱法による平均粒径１μｍの球形粒子と粒径６３μｍ以下の非球形シリカ粒子とのＨＳＰ距離ＲａはＲａ＝１．４８であった。また、浸透速度法による平均粒径１μｍの球形シリカ粒子と粒径６３μｍ以下の非球形シリカ粒子とのＨＳＰ距離ＲａはＲａ＝１．４８であった。いずれもＨＳＰ距離Ｒａは１．５以下であり、類似していると確認できた。
【００９３】
【表４】
2019138779.tif 000006
【００９４】
【表５】
2019138779.tif 000007
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明に係る溶解度パラメータの測定方法および測定装置、ならびに溶解度パラメータ算出プログラムは、無機粉末の表面状態を測定することが可能であることから、無機材料と有機材料を組み合わせた複合材料の高機能化が達成される。複合材料は、導電材料、ＥＭＣ材料、記録材料、磁性材料、摺動材料、封止材料、制振材料、歯科材料、断熱材料、熱伝導材料、浮力材料等、多種多様な機能材料としての利用が可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１００：本発明の一実施形態に係る測定装置、１０１：第１容器、１０２：第２容器、１０４：第１容器の底面、１０７：測定部、１１１、１１２：容器ホルダ、１１４：電子天秤、１１６：有線ネットワーク、１２０：ＨＳＰ算出部、Ｐ：測定対象の粒子、Ｓ：溶剤
【図１】
2019138779.tif 000008
【図２】
2019138779.tif 000009
【図３】
2019138779.tif 000010
【図４】
2019138779.tif 000011
【図５】
2019138779.tif 000012
【図６】
2019138779.tif 000013