(57)【要約】  本発明は、実質的に混合しない第１液体と第２液体の界面を形成するための方法及び装置に関し、特に、この界面の表面張力を測定するための方法及び装置に関する。本発明によれば、所定量の第１液体が第１縦穴に加えられ、この第１縦穴は閉じた底部と、壁部と、水平表面中に設けた上部開口部を有する。所定量の第２液体が例えば孔又はスリーブの形をした第２縦穴に加えられ、この第２縦穴は上部開口部と下部開口部を有する。この下部開口部はシール関係で水平表面上に載り、この水平表面は下部開口部とスライド係合したときにのみ下部開口部をシールする。第２縦穴の下部開口部が第１縦穴の上部開口部と位置合わせされることによって、所定量の第２液体が所定量の第１液体の表面上に堆積し、所期の液間界面を形成する。
2008544292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に混合しない第１液体と第２液体の界面における表面張力を測定する方法であって、以下の工程を含む方法、
水平表面を有する第１本体に設けた第１又は下部縦穴に所定量の前記第１液体を加える工程、前記下部縦穴は閉じた底部と、開口部を形成するために前記底部から延設された壁部を有する、
第２又は上部縦穴に所定量の前記第２液体を加える工程、前記上部縦穴はその上部開口部から下部開口部に延設された壁部を有し、第１位置においては、この下部開口部が前記水平表面によってシールされる、
シールされた前記上部縦穴と前記水平表面を前記第１位置から第２位置に互いに相対移動させることによって前記上部縦穴の下部開口部を前記下部縦穴の開口部に位置合わせし、前記第１液体上に前記第２液体を堆積させ、前記第１液体と第２液体の界面を形成する工程、
プローブを前記界面中に導入する工程、並びに
前記界面の表面張力を測定する工程。
【請求項２】
前記下部縦穴の開口部は前記水平表面にあり、前記上部縦穴の下部開口部は周縁によって形成され、この周縁は前記水平表面に載り、前記水平表面とのスライド係合において前記第１本体に対して相対移動する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記上部縦穴は第２本体に設けられるか又は第２本体の一部を形成し、前記第２本体の水平表面は、前記上部縦穴の下部開口部を含むとともに前記第１本体とのスライド係合においてこの第１本体の水平表面上に載る請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記上部縦穴は、前記第２本体の水平表面から前記上部開口部を含む上面まで延設された孔の形状である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１液体及び第２液体は異なる密度を有し、密度が低い方の液体を前記上部縦穴に加える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記下部縦穴の壁部及び底部と、さらにオプションとして前記第１本体の水平表面とは、使い捨て挿入物として形成された層を有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記上部縦穴の壁部と、さらにオプションとして前記第２本体の水平表面とは、使い捨て挿入物として形成された層を有する請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記使い捨て挿入物は疎水性材料から形成され、好適にはポリオレフィンポリマーから形成される請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記使い捨て挿入物は疎水性材料から形成され、好適にはポリオレフィンポリマーから形成される請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
係合する前記第１本体の水平表面及び第２本体の水平表面のうち少なくとも一方は、ポリテトラフルオロエチレンポリマーなどの疎水性の、かつオプションとして低摩擦の、材料でコーティングされている請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記プローブは表面張力を測定するためにマイクロスケールに接続される請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記プローブはクロムニッケルワイヤプローブである請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１液体は水溶液であり、前記第２液体は油である請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１液体は水性洗剤溶液である請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１液体及び第２液体のうち一方が水溶液であり、他方がオクタノールなどの高級アルコールである請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記下部縦穴及び上部縦穴が筒状に形成されており、５〜５０ｍｍの、好適には１０〜２０ｍｍの直径を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記プローブは、前記界面が形成される前に、前記上部縦穴の底面に近接して上部縦穴の液体に導入される請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記プローブは、このプローブを前記上部縦穴の液体に導入する前に、前記下部縦穴に加えるものと同じ液体で湿潤処理される請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
表面張力は、前記界面の形成から２０秒以内の時間枠で測定される請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
実質的に混合しない第１液体と第２液体の界面を形成する方法であって、以下の工程を含む方法、
第１又は下部縦穴に所定量の前記第１液体を加える工程、前記下部縦穴は閉じた底部と、前記底部から延設され上部開口部を形成する壁部を有する、
第２又は上部縦穴に所定量の前記第２液体を加える工程、前記上部縦穴はその上部開口部から下部開口部に延設された壁部を有し、前記上部縦穴の下部開口部が水平表面に載り、前記水平表面が前記上部縦穴の下部開口部のための閉じた底部を形成する、
前記上部縦穴と水平表面を互いに相対移動させ、前記第１縦穴が前記第２縦穴と位置合わせしたときに前記下部開口部を通る通路を形成することによって、前記第２液体を前記１液体の表面上に堆積させ、前記第１液体と第２液体の間に界面を形成する工程。
【請求項２１】
実質的に混合しない第１液体と第２液体の界面を形成する方法であって、以下の工程を含む方法、
水平表面を有する第１本体に設けた第１又は下部縦穴に所定量の前記第１液体を加える工程、前記下部縦穴は閉じた底部と、前記底部から延設され縦穴開口部を形成する壁部を有する、
第２又は上部縦穴に所定量の前記第２液体を加える工程、前記上部縦穴はその上部開口部から下部開口部に延設された壁部を有し、前記下部開口部は、第１位置にあるときには前記水平表面によってシールされる、
シールされた前記上部縦穴と前記水平表面を前記第１位置から第２位置に互いに相対移動させることによって、前記上部縦穴の下部開口部を前記下部縦穴の上部開口部に位置合わせし、前記第１液体上に前記第２液体を堆積させ、前記第１液体と第２液体の界面を形成する工程。
【請求項２２】
前記下部縦穴の縦穴開口部は前記水平表面にあり、前記上部縦穴の下部開口部は周縁によって形成され、この周縁は前記水平表面に載り、前記水平表面とのスライド係合において前記第１本体に対して相対移動する請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記上部縦穴は第２本体に設けられるか又は第２本体の一部を形成し、前記第２本体の水平表面は、前記上部縦穴の下部開口部を含むとともに前記第１本体とのスライド係合においてこの第１本体の水平表面上に載る請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
さらに、プローブを前記界面中に導入する工程と、前記界面の表面張力を測定する工程を含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
実質的に混合しない第１液体と第２液体の界面を形成する装置であって、以下を含む装置、
水平表面を有する第１本体、この第１本体には所定量の前記第１液体を収容するための第１又は下部縦穴が設けられ、この下部縦穴は閉じた底部と前記底部から延設された壁部を有し、前記壁部は縦穴開口部を形成する、
所定量の前記第２液体を収容する第２又は上部縦穴、この上部縦穴はその上部開口部から下部開口部まで延設された壁部を有し、前記下部開口部は、前記水平表面でシールされるように構成されるとともに、前記水平表面に対し相対移動し、前記第２液体が前記縦穴開口部を通って前記第１液体の表面上に堆積するための通路を形成可能に構成されている。
【請求項２６】
前記上部縦穴の下部開口部は第１位置において前記水平表面でシールされるように構成されており、前記上部縦穴及び前記第１本体は、前記第１本体の水平表面が前記上部縦穴の下部開口部を閉じる前記第１位置から、前記上部縦穴の下部開口部が前記第１本体の下部縦穴の上部開口部と位置合わせされる第２位置まで互いに相対移動可能に構成されている請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記下部縦穴の縦穴開口部は前記水平表面にあり、前記上部縦穴の下部開口部は周縁によって形成され、この周縁は、前記水平表面に載り、前記水平表面とのスライド係合において前記本体に対して相対移動するように構成されている請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記上部縦穴は第２本体に設けられるか又は第２本体の一部を形成し、前記第２本体の水平表面は、前記上部縦穴の下部開口部を含むとともに前記第１本体とのスライド係合においてこの第１本体の水平表面上に載る請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記上部縦穴は、前記第２本体の水平表面から当該上部縦穴の上部開口部を含む上面まで延設された孔の形状である請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記下部縦穴を含む前記第１本体は、その縦穴開口部を含む上部水平表面と、下部水平表面を有する請求項２５に記載の装置。
【請求項３１】
前記下部縦穴の壁部及び底部と、さらにオプションとして前記第１本体の水平表面とは、使い捨て挿入物として形成された層を有する請求項２５に記載の装置。
【請求項３２】
前記孔と、さらにオプションとして前記第２本体の水平表面とは、使い捨て挿入物として形成された層を有する請求項２８に記載の装置。
【請求項３３】
前記使い捨て挿入物は疎水性材料から形成され、好適にはポリオレフィンポリマーから形成される請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
前記使い捨て挿入物は疎水性材料から形成され、好適にはポリオレフィンポリマーから形成される請求項３２に記載の装置。
【請求項３５】
係合する前記第１本体の水平表面及び第２本体の水平表面のうち少なくとも一方は、ポリテトラフルオロエチレンポリマーなどの疎水性の、かつオプションとして低摩擦の、材料でコーティングされている請求項２８に記載の装置。
【請求項３６】
実質的に混合しない第１液体と第２液体の界面の表面張力を測定する装置であって、以下を含む装置、
請求項２５に記載の第１液体と第２液体の界面を形成する装置、
前記上部縦穴及び下部縦穴を位置合わせする手段、
形成された液間界面の中にプローブを導入する手段、並びに
前記液間界面の表面張力を測定する手段。
【請求項３７】
前記プローブは表面張力を測定するためにマイクロスケールに接続される請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記プローブはクロムニッケルワイヤプローブである請求項３６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、一般的には実質的に混合しない２つの液体の界面を形成する方法に関するものであり、特に、この界面における表面張力を測定するための方法に関する。本発明は、このような界面を形成するための装置と、界面の表面張力を測定するための装置にも関する。本発明は、油と水溶液など、実質的に混合しない２つの液体間の表面張力及び乳化作用を測定するために用いることができる。本発明はさらに、例えば表面活性物質の、界面における表面張力への影響を測定するために用いることができる。本発明は特に、表面活性剤及び洗剤の、油水界面における油性物質又は脂肪性物質への影響を測定するのに有用である。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
液体の表面張力は、例えば、典型的には空気である気体と、液体との界面に配置したプローブに作用した力を測定することによって測定することができる。このようなプローブは、ヴィルヘルミプレート（Wilhelmy plate）などの薄いプラチナプレートでよく、これが界面に配置される。プローブの別構造は、例えばデュヌイリング（du Nouy ring）などの、小径の金属ワイヤの形態を取っている。
【０００３】
表面張力の変化は、プローブに付着する液体量の変化として明らかになる。液体の表面張力が低下するとプローブに付着する量が直線的に減少し、逆に液体の表面張力が上昇するとプローブに付着する量が直線的に増加する。付着液体はプローブに上下方向の力を加え、マイクロバランスを用いてこれを測定することが可能である。気水界面における表面張力を測定する方法については「水性溶液の表面張力測定方法」という名称のＷＯ  ０２／０５５９９６、及び「表面張力測定方法」という名称のＷＯ  ２００４／０２５２７７に記載されており、これらは本明細書に引用文献として包含される。
【特許文献１】ＷＯ  ０２／０５５９９６
【特許文献２】ＷＯ  ２００４／０２５２７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空気などの気体と液体の界面における表面張力を測定することに加え、実質的に混合しない液体同士の界面においても表面張力及びその変化を測定する必要性が存在する。このような測定情報は、例えば、界面活性剤及び洗剤の乳化特性を特定するのに重要となる可能性がある。洗剤を開発する際には、その洗剤がいかに早く又は効率的に、脂肪若しくは油を乳化又は分解するか、すなわち例えば洗濯作業中に脂肪物質及び油状物質をどの程度効果的に除去するか、を知るために不可欠である。このような効果の測定は、洗剤を含む水溶液と油など、２つの液の界面における表面張力の変化を測定することによって可能である。
【０００５】
しかし、問題は、表面張力及びその変化の測定を迅速、正確かつ敏感に可能にする液間界面を適切に形成することにある。また、大規模に又はスクリーニング用に迅速で効率的な界面形成及び表面張力測定ができる装置を開発し、例えば、通常評価対象液体のいずれかに溶解される種々の製品の表面活性特性の評価などの製品開発に利用することも望まれている。このような装置は、液体間の動力研究において有用なツールとしても利用可能性を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の要旨
本発明は、そのもっとも広い意味では、実質的に混合しない第１液体と第２液体の界面を形成する方法と装置に関し、うち方法は以下の工程を含む。すなわち、
第１又は下部縦穴（first or lower well）に所定量の前記第１液体を加える工程、前記下部縦穴は閉じた底部と、前記底部から延設され上部開口部を形成する壁部を有する、
第２又は上部縦穴（second or upper well）に所定量の前記第２液体を加える工程、前記上部縦穴はその上部開口部から下部開口部に延設された壁部を有し、前記上部縦穴の下部開口部が水平表面に載り、前記水平表面が前記上部縦穴の下部開口部のための閉じた底部を形成する、
前記上部縦穴と水平表面を互いに相対移動させ、前記第１縦穴が前記第２縦穴と位置合わせしたときに前記上部縦穴の下部開口部を開口させ前記下部開口部を通る通路を形成することによって、前記第２液体を前記１液体の表面上に堆積させ、前記第１液体と第２液体の間に界面を形成する工程。
【０００７】
この方法は、界面の表面張力を測定するために利用される場合には、さらに、プローブを界面中に導入する工程と、前記界面の表面張力を測定する工程を含む。
【０００８】
より具体的には、本発明の対象は、実質的に混合しない第１液体と第２液体の界面を形成する方法であって、以下の工程を含む方法である。すなわち、
水平表面を有する第１本体に設けた第１又は下部縦穴に所定量の前記第１液体を加える工程、前記下部縦穴は閉じた底部と、前記底部から延設され縦穴開口部を形成する壁部を有する、
第２又は上部縦穴に所定量の前記第２液体を加える工程、前記上部縦穴はその上部開口部から下部開口部に延設された壁部を有し、前記下部開口部は、第１位置にあるときには前記水平表面によってシールされる、
シールされた前記上部縦穴と前記水平表面を前記第１位置から第２位置に互いに相対移動させることによって、前記上部縦穴の下部開口部を前記下部縦穴の上部開口部に位置合わせし、前記第１液体上に前記第２液体を堆積させ、前記第１液体と第２液体の界面を設ける工程。
【０００９】
本発明の別の対象は、上述の方法によって形成された実質的に混合しない第１液体と第２液体の界面、における表面張力を測定する方法である。この表面張力測定方法は、さらに、さらに、プローブを界面中に導入する工程と、前記界面の表面張力を測定する工程を含む。
【００１０】
本発明は、上記各方法を実施する装置類にも関する。まず、本発明による、界面を形成するための装置は以下を含む。すなわち、
水平表面を有する第１本体、この第１本体には所定量の前記第１液体を収容するための第１又は下部縦穴が設けられ、この下部縦穴は閉じた底部と前記底部から延設された壁部を有し、前記壁部は縦穴開口部を形成する、
所定量の前記第２液体を収容する第２又は上部縦穴、この上部縦穴はその上部開口部から下部開口部まで延設された壁部を有し、前記下部開口部は、前記水平表面でシールされるように構成されるとともに、前記水平表面に対し相対移動し、前記第２液体が前記縦穴開口部を通って前記第１液体の表面上に堆積するための通路を形成可能に構成されている。
【００１１】
一好適実施形態によれば、前記上部縦穴の下部開口部は第１位置において前記水平表面でシールされるように構成されており、前記上部縦穴及び前記第１本体は、前記第１本体の水平表面が前記上部縦穴の下部開口部を閉じる前記第１位置から、前記上部縦穴の下部開口部が前記第１本体の下部縦穴の上部開口部と位置合わせされる第２位置まで互いに相対移動可能に構成されている。
【００１２】
一好適実施形態によれば、前記下部縦穴の縦穴開口部は前記第１本体の水平表面にあり、前記上部縦穴の下部開口部は周縁によって形成され、この周縁は、前記水平表面に載り、前記水平表面とのスライド係合において前記本体に対して相対移動するように構成されている。
【００１３】
一好適実施形態によれば、前記上部縦穴は別の第２本体に設けられるか又は第２本体の一部を形成し、前記第２本体の水平表面は、前記下部開口部を含むとともに、前記第１本体とのスライド係合においてこの第１本体の水平表面上に載る。したがって、この上部縦穴を孔又はスリーブの形状にし、その壁部を前記下部開口部から上部開口部まで延設することができる。一実施形態においては、前記上部縦穴は孔（bore）の形状をし、この孔は、下部開口部を含む水平表面から、当該孔の上部開口部を含む第２本体上面まで延設することができる。別の一実施形態においては、前記第１本体と第２本体がそれぞれ、下部水平表面と上部水平表面を備える。
【００１４】
本発明は、実質的に混合しない２つの液体同士の間で表面張力を測定する装置にも関する。この装置は、第１液体と第２液体の界面を形成する上記装置に加えて、さらに、前記上部縦穴及び下部縦穴を位置合わせする手段、形成された液間界面の中にプローブを導入する手段、並びに前記液間界面の表面張力を測定する手段を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
発明の詳細な説明
本発明は特に、実質的に混合しない２つの液体の界面における表面張力の測定に関する課題を解決することを意図している。「実質的に混合しない液体（essentially immiscible liquids）」という文言は、容易には混合・溶解しない液体を意味する。このことは、液体同士が互いに不溶性である、溶性がきわめて乏しい又は低溶性であると特徴づけることが可能なことを意味する。ただし重要な点は、液体同士が少なくとも、表面張力測定を行うために確保された時間枠内では実質的に混合・溶解しない点である。本発明によれば、表面張力の測定が通常、界面形成後に迅速に行われる。表面張力の測定は通常、界面形成後約６０秒以内によって典型的には界面形成から約２０秒以内に行われる。ただし、さらに短い時間を適用することも可能である。一例としては、水溶液と油が実質的に混合しない液体として挙げられる。また、最終的には少なくともある程度まで混合する液体同士も対象である。このような例としては、油と水性洗剤溶液が挙げられる。対象となる他の液体構成としては、例えば薬物などの様々な物質の表面活性特性の測定に使用可能な、水溶液類とオクタノール（octanol）などの高級アルコール類（higher alcohols）とがあり、或いは、例えばオイル回収システムの開発に用いられる、水溶液類とガソリンとがある。
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明を説明する。図面のうち図１ａと図１ｂに示す本発明の一好適実施形態では、所定量の第１液体を受け入れる第１又は下部縦穴（first or lower well）１４を有する第１又は下部本体１０が設けられている。縦穴１４の開口部は、本体１０の上部水平表面に位置する。この装置には下部周縁１７を有する孔（bore）の形状をした第２上部縦穴（second upper well）１６も設けられており、その孔は、第２又は上部本体１２に設けられた上部水平表面２２から下部水平表面２４まで延設されている。縦穴１６の開口部とその周縁１７を含む下面２４は、第１本体１０とのスライド係合状態で、第１本体１０の上部水平表面１８に載るように構成されている。この実施形態においては、第１本体１０の上面１８は孔の下部開口部をシールして孔の閉底を形成し、このようにして形成された縦穴１６は、下部縦穴１４の第１液体との界面が形成される前に、所定量の第２液体を受け取り収容することができる。図１ｂの文字「Ａ」にはこれら縦穴１４、１６の相対位置が示されているが、この相対位置では、縦穴同士が位置合わせされておらず、適量の液体を上部縦穴と下部縦穴にそれぞれ導入することが可能である。下部縦穴に加える液体の量は、好適には、その液体の表面が本体１０の上部水平表面１８と同一面もしくは実質的に同一面に設定されるか、又は上部水平表面１８よりも上に膨らむように設定され、これにより、第１縦穴における当該量の第１液体の上面と第２縦穴の下部開口部との間に間隙ができるのを回避する。後記する通り、下部縦穴における余剰液体は、その後の縦穴同士の相対移動によって掃去又は除去される。
【００１７】
これら縦穴の位置合わせによって評価対象の液体同士の界面が形成される限り、上部縦穴及び下部縦穴は基本的にどのような形状又は構成をとってもよい。本発明の一好適実施形態では、上部縦穴１６の下部開口部又は孔と下部縦穴１４の上部開口部とが同一の水平断面を有する。好適には両縦穴が筒状であり、したがって両断面は実質的に円形である。この場合、第２位置おいて縦穴同士を位置合わせすることによって一体化した縦穴となり、その高さは下部縦穴の高さと上部縦穴の高さを合わせた高さとなり、液体同士の界面は実質的に、下部縦穴の上部開口部と上部縦穴又は孔の下部開口部との接点に形成される。ただし、下部縦穴などの縦穴の形状は、円形の水平断面を有する逆円錐台形又は四角形の水平断面を有する逆四角錐台形を選択してもよい。この場合、上部縦穴は、界面を形成し表面張力測定が可能なあらゆる形状をとることができる。従って、例えば逆円錐台形を選択した下部縦穴を、筒状である上部縦穴又は孔と組合せて使用することができる。
【００１８】
所定量の液体を下部縦穴と上部縦穴とに加えた後、本体１２、１０はそれぞれの表面１８、２４に沿って相対移動し、その間に、縦穴１６の下部開口部が表面１８の上部に対しシールされている位置から第２位置に、すなわち図１ｂの文字「Ｂ」で記した位置にスライド係合し、この位置では、下部縦穴１４の真上に上部縦穴１６があって縦穴１６、１４が位置合わせされた関係になる。上部本体及び下部本体の動きは適切な案内・制御手段によって案内されることが有利であり、これは図示の実施形態においては、下部本体に形成されて上部本体１２の適切な手段と適切に協働するガイドレール２０から構成されている。ただし、本体１０、１２間の相対移動を制御するのには適切ないかなる手段をも使用可能なことは理解できよう。縦穴１４を有する本体１０と縦穴１６を有する本体１２とが図１ｂの文字「Ｂ」で示す位置に達して第２縦穴の下部開口部が第１本体の水平表面からずれると、上部縦穴の液体が第２縦穴の下部開口部を通して下部縦穴の液体表面上に解放されて液体同士の所期の界面を形成する。
【００１９】
界面を形成する両液体は実質的に混合することがないのみならず、通常異なった密度を有する。本発明によれば、両液体を縦穴に加える際には、低密度の液体を上部縦穴に加え、高密度の液体を下部縦穴に加える。この結果、縦穴同士を位置合わせし高密度の液体の上部に低密度の液体を配置した後には液体再配置をせずに、適切且つ即時に液体同士の界面が形成される。
【００２０】
本体１０、１２は当該目的に適したいかなる材料によっても作ることができ、これは機械的且つ寸法的に安定した材料である。このような材料は、通常Delrin（登録商標）として知られるポリアセタール樹脂などの、適切なプラスチック材料とすることができる。
【００２１】
図１には示されていないが、本発明の実施形態によれば、下部縦穴１４の内壁と底部、及びオプションとして本体１０の上部水平表面１８には、使い捨てできる挿入物の形態をとった表面層を装着することが可能である。この実施形態によれば、さらに、孔１６の内壁も、及びオプションとして本体１２の下部水平表面２４も、使い捨て挿入物の形態をとった表面層を有することが可能である。使い捨て挿入物は、好適にはポリオレフィンポリマーなどの疎水性材料によって形成される。この実施形態の有利な点は、液体と接する部分を、及びオプションとして縦穴１４、１６を有する本体１０、１２の摺動面を、使用後に除去・廃棄することが可能になり、これによって使用後の縦穴の洗浄が不要になるか又は少なくとも容易になり、特に費用面及び時間効率面で優れた解決手段となる点にある。
【００２２】
別の一好適実施形態によれば、第１本体の係合水平表面１８及び第２本体の係合水平表面２４のうち少なくとも一方がポリテトラフルオロエチレンポリマーなどの、疎水性を有し、オプションとして低摩擦の、材料によって覆われており、これによって表面の濡れが軽減され、本体同士のスライド相対移動を円滑にして縦穴同士の迅速な位置合わせを容易にし、かつ、縦穴１４、１６の液体同士の間に適切な界面を形成する。この実施形態の変形例によれば、このような材料から成る別体のプレート又はシートを、コーティングの代わりに本体同士の間に用いることが可能である。一実施形態によれば、このプレート又はシートは第１本体と第２本体の間に移動可能に配置することができ、プレート又はシートは第１本体１０又は第２本体１２に実質的に対応した形状を備えるのが有利であり、前記シートの孔及びサイズは、下部縦穴の上部開口部の水平断面、上部縦穴の下部開口部の水平断面、又は両水平断面に対応させるのが有利である。この一実施形態によれば、所定量の第１液体を下部縦穴へ、第２液体を上部縦穴に加えることによって本発明による界面を形成することができ、縦穴が位置合わせされた時には、両縦穴の第１液体及び第２液体は中間シートによって最初は分離されており、次の工程においてシートを動かしてシートの孔を下部縦穴の上記開口部と上部縦穴の下部開口部とに位置合わせし、第１液体の上に第２液体を堆積させて所期の界面を形成する。
【００２３】
界面における表面張力を測定するためには、適切なプローブが用いられる。例えば液体／気体の界面に通常用いられるプローブのいずれかを用いることができ、このようなプローブは当業者には公知のものである。プローブを上部縦穴１６の液体に導入する前には、下部縦穴１４に加える液体と同じ液体でプローブを湿潤処理しておくと有利である。このようにプローブを湿潤処理することによって、上部縦穴１６の液体がプローブに付着したために測定の妨げとなり不正確な測定結果になる状況を避けることが可能である。一好適実施形態においては、プローブは適切な方法でマイクロスケール又はマイクロバランスに接続され、界面における表面張力又はその変動を測定する。本発明の一好適実施形態においては、プローブはクロムニッケル（Ｃｒ−Ｎｉ）ワイヤプローブである。
【００２４】
界面が形成される前には、すなわち本装置が図１ｂにおいて文字「Ａ」と記した位置にあるときには、プローブを、上部縦穴１６の底面に近接して上部縦穴１６の液体に導入すると有利である。実際にはこれはプローブを縦穴１６の底部に非常に近接した位置に吊下することによって行われ、オプションとして、次の段階でプローブを幾分引き戻す。縦穴同士が位置合わせされ界面が形成された後、プローブは形成界面の中に吊下され、界面の表面張力の迅速な測定と記録が可能となる。
【００２５】
界面表面張力の測定は、界面形成後に極力早期に行うのは当然だが、少なくとも、正確な測定結果を得るのに不利となる界面変化が起こる前に行われる。水性洗剤溶液と油との間に形成された界面に関しては、当該表面張力の変化は通常、界面の形成から約２０秒以内の時間枠で測定される。もちろん、対象液体同士が混合不可能であって不利な分解変化が界面で発生するおそれが実質的にない場合には、必要に応じて許容可能な時間枠を長くしてもよい。
【００２６】
先に述べたように、一好適実施形態においては、両縦穴の形状は筒状である。縦穴は通常小さく、５〜５０ｍｍ、好適には１０〜２０ｍｍの直径を有することが可能である。測定に必要とされる溶液の量を最小限にするためには縦穴のサイズを比較的小さなものにするのが好適であり、取り扱いもより容易になる。表面張力測定装置のうち、例えば多数のサンプルシステムの測定が必要となるスクリーニング用の装置では通常、図示実施形態に示すような、下部縦穴を有する第１本体が第２本体の上部縦穴と協働する装置を列状又は一連に、いずれかを別体にして構成される。これに代え、下部本体が同一本体に列状の下部縦穴を設けて構成され、これら下部縦穴の列が単一の上部本体に配置した同数の上部縦穴又は孔と協働可能に構成することも想定できるし、或いは、各別の上部本体に設けた各上部縦穴と、各下部縦穴とが協働可能に構成することも想定できる。この実施形態の一変形例では、複数の上部縦穴を同一本体に設けた列状の縦穴に構成し、各上部縦穴が、個別又は共通の下部本体に設けた対応下部縦穴と協働可能に構成してもよい。このような構成においても、対応する上部縦穴及び下部縦穴を適切に位置合わせした後、縦穴の上下対のうち全部又は一部において、界面形成を同時に行うことができ、さらに、オプションとして表面張力の測定も同時に行うことができる。このような構成によって、多数の測定を非常に効率的に行うための手段が提供される。
【００２７】
図２は、水性洗剤溶液と油の界面における表面張力を測定した結果を示す。この水溶液はｐＨ１０の硫酸ナトリウム緩衝剤中に１０％のドデシル硫酸ナトリウムを含み、この水溶液を下部縦穴に加えた。この試験で用いられた油はキャノーラ油であり、上部縦穴に加えた。界面の表面張力は、プローブとマイクロスケールを用いて５０秒間測定され、記録された。油水間の表面張力の変化は迅速に平衡状態に達することが分かり、このことは、洗剤の表面活性が油に接した後、迅速に有効になることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１ａ】本発明の好適実施形態による装置を示す図であって、この装置のパーツ分離状態を示す図
【図１ｂ】本発明の好適実施形態による装置を示す図であって、第１本体の上面を第２本体がスライドするように組付けた後の装置を示す図
【図２】本発明に基づいて行った測定の結果を示す図であって、油と水性洗剤溶液との界面において表面張力を測定した場合の図
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【国際調査報告】
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