(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状キャリアー中に懸濁された固体粒子または液滴粒子の分散体を含む試料の安定性の評価基準を決定する方法であって、粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁（interparticle potential energy barrier）が、隣接粒子が短い範囲の強い引力によって不可逆的に塊状化（irreversible agglomeration）するのに十分に互いに接近するを妨げるものであり、
前記方法は、
前記粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さを下げて有意に粒子の塊状化（particle agglomeration）の開始を加速するために、前記試料に応力因子（stress factor）を加える添加工程と、
応力因子の加えられたレベルに対して経過時間とともに粒子の塊状化を表す総体的に大きな粒子に関連づけられる分散相（ＰＤＰ）のパーセンテージの変化速度を算出する算出工程と、
前記安定性の測定として前記粒子の塊状化の速度における増加を検出する工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記応力因子が、前記試料のｐＨを変えることにより前記粒子上の表面電荷を低下させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記粒子が正味負の電荷を有し、前記応力因子が、前記試料のｐＨを下げるために前記試料に添加された酸または緩衝された酸であり、それにより前記正味負の電荷を減少することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記粒子が正味正の電荷を有し、前記応力因子が前記試料のｐＨを下げるために前記試料に添加された塩基または緩衝された塩基であり、それにより前記正味正の電荷を減少することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記応力因子が、前記試料に添加され、前記粒子上の正味の電荷を低減させるために適切な電荷の解離イオンを前記粒子の反対に荷電した表面に吸着させる吸着性電解質であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記粒子が正味負の電荷を有し、吸着性電解質から解離した前記イオンが、前記粒子の表面に結合して前記粒子上の正味の電荷を低減することにより前記粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の前記高さを下げる正に荷電したイオンを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記粒子が正味正の電荷を有し、吸着性電解質から解離した前記イオンが、前記粒子の表面に結合して前記粒子上の正味の電荷を低減することにより前記粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の前記高さを下げる負に荷電したイオンを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記応力因子が、前記試料に添加され、荷電粒子間で静電反発を部分的に遮蔽する解離した可動性イオンを生じることによって前記粒子の塊状化を促進する塩であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記応力因子が単純な１価の塩として加えられることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記１価の塩が塩化ナトリウムであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記応力因子が離れた時間間隔で段階的に増加するように連続的に加えられ、応力を加えられた前記試料中に、より高い応力レベルが連続的に生じ、
前記粒子の塊状化の速度における増加を検出す工程は、各応力因子を増加した後に反復されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記試料が２つ以上のバッチに分割され、
前記試料に応力因子を加える工程が、各バッチに種々のレベルの前記応力因子を加える工程を含み、
各バッチにおける前記粒子の塊状化の速度における増加を検出す工程は、１つまたはそれ以上の時間間隔Δｔの経過後に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記試料の対照バッチを用意し、前記対照バッチに応力因子を加えずに、前記時間間隔Δｔの経過後に前記対照バッチにおける粒子の塊状化の速度における増加を検出す工程を更に有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記応力因子を加えた直後に前記各バッチにおける粒子の塊状化の程度を検出する工程があることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記粒子の塊状化の速度における増加を検出す工程が、さらに、粒子サイズの適切な範囲について各バッチの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を測定し、測定された各粒子サイズ分布（ＰＳＤ）から粒子の塊状化を示す外れた大直径粒子のすそに含まれる全粒子の体積または質量の一部を記載する分散相のパーセンテージ（ＰＤＰ）を計算することを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記各応力因子レベルについて前記応力レベルにおける単位変化量当たりの前記粒子サイズ分布（ＰＤＰ）の増加を計算することをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
性能指数（ＦＭ）が、任意の値の経過時間について前記応力因子レベルにおける単位変化量あたりの前記ＰＤＰの増加から導かれ、前記経過時間は、不安定性における測定可能な加速を可能にし、その結果、粒子の塊状化における検出可能な増加を確定させるのに十分な長さとし、これらによると、任意の値の経過時間のＦＭ値および加えられた応力因子のレベルが大きいほど、前記試料が不安定であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
液状キャリアー中に懸濁された固体粒子または液滴粒子の分散体を含む試料の安定性を測定する装置であって、粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁（interparticle potential energy barrier）が、隣接粒子が短い範囲の強い引力によって不可逆的に塊状化（irreversible agglomeration）するのに十分に互いに接近するを妨げるものであり、
前記装置は、
前記試料をテスト容器に供給する供給手段と、
前記粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さを下げて有意に粒子の塊状化（particle agglomeration）の開始を加速するために、前記試料に応力因子（stress factor）を加える添加手段と、
応力因子の加えられたレベルに対して経過時間とともに粒子の塊状化を表す総体的に大きな粒子に関連づけられる分散相（ＰＤＰ）のパーセンテージの変化速度を算出する算出手段と、
前記安定性の測定として前記粒子の塊状化の速度における増加を検出する検出手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項１９】
前記粒子の塊状化の速度における増加を検出する手段が高感度検出器を含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記高感度検出器が単一粒子センサーであることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記検出器が単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）であることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記高感度検出器が、任意の時間間隔の間に任意の領域を通過する前記粒子に応じてＸ値を感知する検出器を含むことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記Ｘ値が、前記分散体試料の濁度に応じた光の減衰度の尺度であることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記Ｘ値が、前記分散体試料の粒子から任意の角度範囲に散乱した光の強度の尺度であることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記粒子の塊状化の速度における増加を検出する手段が、前記応力因子の適用により前記試料の安定性が低下する程度を測定する感度のよい定量的手段を含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２６】
前記感度のよい定量的手段が、普通の粒子サイズの範囲と、前記通常の粒子サイズより大きい塊状化の増大の指標である普通の分布を外れた大直径粒子のすそとにわたるサイズの関数として、粒子の濃度を示す粒子サイズ分布（particle size distribution:ＰＳＤ）を生成することを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記粒子の塊状化の速度における増加を検出する前記高感度検出器が、任意の時間間隔の間に任意の領域を通過する前記粒子に応じてＸ値を感知する検出器を含むことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記応力因子が前記容器の試料に加えられた後、前記粒子の塊状化の速度における増加を検出する手段に前記テスト容器から前記試料を供給する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子の塊状化または液滴の合体の開始を促進し、それにより分散体およびエマルジョンの安定性、特質および性能を評価するために分散体およびエマルジョンに応力を加える（stress）系統的な方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体、特に水に分散または懸濁された微細粒子からなり、２相系として分類されている多数の製品および中間体がある。これらの固体は、水性ポリマー懸濁液の場合は固体である。一方、これらの「粒子」（particles）は、水中油型エマルジョンの場合、懸濁流体に通常混和しない液滴、例えば、油滴からなり、油中水型エマルジョンの場合は水滴（通常、水溶性化学種を含む）からなる。さらに、より複雑な分散体が多相系として存在し、例えば、水中油中水型および油中水中油型エマルジョンを形成する。
【０００３】
「分散相」（dispersed phase）を含む粒子または液滴は、通常、０．１マイクロメーター（ミクロン，またはμｍ）または０．１μｍ未満から１μｍ、または１μｍを超えるまでの範囲の多様なサイズを有する。特定の製品の粒子または液滴サイズの分布は、当の分散体またはエマルジョンの化学組成（粒子または液滴と共に使われる分散剤（類）を含めて）および最終製品に到達するまでに使われる物理学的メカニズム（類）に左右される。物理学的メカニズムの例としては、油中水エマルジョンの場合、均質化が挙げられ、ポリマー懸濁液の場合、エマルジョン重合が挙げられる。分散相が固体粒子からなるか、それとも液滴からなるかは、粒子または液滴のサイズの分布を「粒子」サイズ分布（"particle" size distribution）、即ち、ＰＳＤとして示すのが便利である。粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を用いることにより、一般性が失われることがないからである。本明細書で「粒子」という言葉が使われている場合は、固体粒子および液滴の両方が含まれている。同様に、製品を「分散体」として表すのが便利であり、そのようにすることにより一般性が失われることがないからである。したがって、本明細書で「分散体」（dispersion）という言葉が使われていれば、エマルジョンおよび懸濁液の両方が含まれている。
【０００４】
分散体、懸濁液またはエマルジョンを基材とする多数の製品が広く使われている。以下のリストは、広範囲の既存の用途の代表的な例を示すものであるが、完璧なものではない。
ａ）半導体装置の製作中シリコン・ウエーハの化学機械的研磨（ＣＭＰ）処理に使われる無機（例えば、シリカ、アルミナおよび酸化セリウム）コロイド状懸濁液。
ｂ）塗料、コーティング、接着剤およびシーラントに使われる水性ポリマー懸濁液。
ｃ）ソース、ドレッシングおよび栄養補助食品などの飲料および食品として使われる食用水中油型エマルジョン（香料と着色剤を含む）。
ｄ）髪の毛の洗浄（シャンプー）およびコンデショニング、ハンド・ローション、手術前の手の洗浄液、並びにシーラント、可とう性ポッティング・コンパウンドおよび医療用移植組織に使われるシリコーンを基材とするエマルジョン。
ｅ）化粧品に使われるワックスおよび／または粘土含有エマルジョン。
ｆ）静脈投与薬物（例えば、麻酔剤）および非経口栄養摂取に使われる大豆油、ベニバナ油、オリーブ油、中間鎖長トリグリセリド油および／または魚油を基材とする油中水型エマルジョン。
ｇ）通常印刷およびインクジェット印刷の両方に使われ、顔料を基材とする懸濁液。
ｈ）撥水加工に使われるシランを基材とする水中油型エマルジョン。
ｉ）着色および日焼け止め剤に使われる無機（例えば、酸化チタン）コロイド状懸濁液。
ｊ）均質化全乳（または脂肪低減）分散体。
ｋ）潤滑油および燃料に使われる油中水型エマルジョンおよびミクロエマルジョン。
ｌ）超音波コントラスト・イメージングに使われる水中油型エマルジョン。
ｍ）道路補修に使われるアスファルトを基材とする水中油型エマルジョン。
【０００５】
これらおよびその他の分散体またはエマルジョンを基材とする製品の性能は、貯蔵中および使用中の製品の安定性に大きく依存している。本発明の文脈において、「安定性」（stability）という用語は、粒子を含む分散相が長時間（理想的には、無限に）にわたり塊状化したり合体することなく引き離されたままでいる傾向を指している。与えられた分散体またはエマルジョンの安定性は、通常、その化学組成だけでなく、製造プロセスの「詳細」（details）に関する関数である。これらの分散体またはエマルジョンを基材とする最終製品および中間物質の「特質」（quality）即ち、性能は、これらの製品や中間物質の安定性、即ち、これらを不安定化に向けて追いやることができる内在的な力に関係付けられることが多い。これらの製品の性能は、通常、当の分散体またはエマルジョンの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）と強く関係付けられる。粒子サイズ分布（ＰＳＤ）により影響を受ける重要な物理特性の例には、粘度、硬度、強度、伝導度（熱および電気）、外見、色、色調、光沢、風味、テクスチャーがある。
【０００６】
物理化学的安定性は、市販されている懸濁液または分散体を使用する場合重要な特性となる。不安定な分散体は、分散相の空間分布に不都合な変化が生じ、そうでなくても、均一に分布した微粒子または液滴が、それぞれ、不可逆的に塊状化するか合体するという特徴がある。液状分散体（例えば、水中油型または油中水型エマルジョン）の場合、液滴は合体し、より大きな、過剰サイズの「小球体」（globules）を生じ、最終的には肉眼で見えるスケールの相分離が起きる。このように、粒子が塊状化し、液滴が合体するプロセスは、粒子／液滴の平均サイズの増加だけでなく、「多分散性」（polydispersity）または粒子サイズ分布（ＰＳＤ）全体を含む粒子／液滴サイズの範囲の拡大をもたらす。商業的に調製された分散体またはエマルジョンにおける塊状化または合体がもたらす最もすさまじい影響は、粒子または液滴の平均サイズより大きい約１／２ｌｏｇから１ｌｏｇまでのサイズ範囲で起きることが多い。深刻な変化が起きるこのサイズ範囲は、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の大直径の「すそ（tail）」と呼ばれ、通常、最も注目される範囲である。安定した分散体の場合、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のすそを構成する比較的離れた位置の分布数は、数に重みづけした場合でも、容積に重みづけした場合でも、分散相全体の１％未満を占めるのが普通である。「良好な」（安定した、高品質の）製品の場合に得られた「基線（base line）」値よりも粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のすそが成長してしまうのは、あらゆる段階、即ち、製品の製造中、貯蔵中または配送中、または工業的消費者または個人消費者による不適切な使用、または二次の使用中で起こりうる。
【０００７】
多種多様な不良が発生すると、出来上がった製品が、消費者にとって魅力がなかったり、使用できなかったりすることもあるし、消費者が扱うと危険なことさえもある。このような不良のよくある例には、非常に多く、不安定な飲料濃縮液、牛乳製品、フード・ドレッシングまたはソースに関連する味のまずい、大粒子の集塊が原因のインクによるオリフィスの閉塞または印字不良、半導体装置の収率を低下させる、ＣＭＰスラリーによる研磨中のシリコンウェーハ表面における欠陥（例えば、かき傷）の発生、ラテックス粒子の凝集による多成分塗料またはワックス・エマルジョン液滴の凝集による保護仕上げ材料による表面のコーティング不良、または不完全なコーティング、合体した油滴または集塊化／融合リポソームを過剰に含む栄養剤または薬剤の静脈投与によるヒトまたは動物への被害などがある。
【０００８】
工業レベルにおける分散体（dispersion）またはエマルジョン（emulsion）の上記不良およびその他の不良の経済的コストは相当なもので、特に次善の製造技術類から生じる中間物質または最終製品の内部ロスに関連した経済的コストはかなりかかる。これらのロスは、新製品の開発中、または確立ずみであるがバッチ毎に広い変動を有する製品の製造において、よくわからない変数、または監視および調節することが困難な変数により起きる。品質の劣る製品が取引前の検査をすり抜け、次いで大量にリコールしなければならなくなると、一層大きなロスが生じる。さらに、工業的消費者が、原料または最終製品の必須成分として分散体またはエマルジョンを大規模に使用すると、莫大になりかねない経済的損失への脅威に必然的にさらされる。この製品がヒトによって内服されるものであるか、または非常に揮発性か可燃性の成分を含んでいる場合は、その後に生じる不都合な結果、または致命的な結果によって、製造不良に関連する健康上のリスクおよび経済的リスクを拡大することも最後に挙げておく。
【０００９】
多くの場合、研究対象の製品または物質は、コロイド状であり、この状態では大部分の粒子（または液滴）は１μｍより小さく、数平均直径は、通常、０．０５−０．１０μｍ（「マイクロエマルジョン」）、０．１０−１．０μｍ（「ミニエマルジョン」）、または１．０−１０．０μｍ（「マクロエマルジョン」）の範囲にある。この測定方法が十分な感度と分解能を有すると仮定して、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を測定すると、これらの分散体およびエマルジョンの安定性および特質（現在および将来共に）について価値のある、しばしばユニークな「枠」が得られる。このような情報は、与えられた製造プロセスの有効性および不安定性を判断する定量的で客観的な基準を与えることができるので、極めて価値のある情報である。最終的には、この知見から、当の製品を作るために用いる製造プロセスを最適化する手段を知ることができる。
【００１０】
上の用途リストから明らかなように、最も一般的な種類の分散体およびエマルジョンは、粒子または液滴の分散相を囲んでいる「連続」相が水からなる水系である。「水相は、純粋な水ではなく、必ず、分散媒体のｐＨを定めるために必要な所定濃度のＨ＋およびＯＨ−イオンと共に、１つ以上の荷電した可動性のイオン（電解質）と、場合によってはその他の溶解分子を含む。その他の溶解分子には、荷電したものとそうでないものがある。このため、水性分散体およびエマルジョンを安定化するために最も広く用いられた物理学的メカニズムは、電荷安定化のメカニズムとなる。このメカニズムに関する最初の包括的説明は、バーウエイ（Verwey）とオーバービーク（Overbeek）とにより、彼らの古典的モノグラフ「疎液性コロイドの安定性の理論（Theory of Stabilityof Lyophobic Colloids）」，エルセビア・サイエンス（Elsevier Science），アムステルダム（Amsterdam）（１９４８）によって初めて与えられた。この理論は、デラヤグイン（Derayaguin）およびランドー（Landau）により補強され、得られたコロイドの安定性に関する「ＤＬＶＯ理論」（Theory）（デラヤグイン（Derayaguin），ランドー（Landau），バーウエイ（Verwey）およびオーバービーク（Overbeek）による）は、「コロイドおよび界面化学の原理（Principlesof Colloid and Surface Chemistry）」，マルセル・デッカー（Marcel Dekker），ニューヨーク（New York）（１９７７）のヒーメンツ（Hiemenz）を含む多数の著者により精査されている。この理論は、水性媒体に懸濁された隣接粒子間に存在する２つの反対向きの力、即ち、クーロン（静電）反発力およびロンドン−ファンデルワールス引力の間の競合について定量的に説明している。
【００１１】
粒子間の静電反発力は、粒子の表面に存在する正味の電荷（正か負のいずれかの）から生じる。この電荷は、表面に共有結合している部分、即ち、当の粒子の固有部分から生じるものであり、この固有部分は周囲の水相中へのイオンの解離により当該部分の中性を失う。これらの反対に荷電した「対イオン」が連続相内に放出されることによって、表面に正味の電荷を残すかは、周囲の水性相のｐＨに対して「滴定可能な」表面結合部分の個々の解離定数、即ち、ｐＫａの値に左右される。１つの例は、カルボキシル化ポリスチレンラテックス粒子、即ち、粒子の表面に共有結合したＣＯＯＨ基を含むラテックス「ビーズ」であろう。水性相のｐＨがＣＯＯＨ基のｐＫａよりかなり大きいならば（即ち、ｐＫａ値よりもｐＨ値が２単位以上大きい）、Ｈ＋イオンの多くがＣＯＯＨ基から解離し、粒子の表面に結合した負に荷電したＣＯＯ−基が残る。逆に、水相のｐＨがｐＫａ値に接近すると（即ち、ｐＨ＝ｐＫａ）、Ｈ＋イオンの５０％のみが解離する。最悪の場合、ｐＨがｐＫａ値以下になるならば、表面電荷は大幅に低下し、ゼロに近づくこともある。何故ならば、より多くのＨ＋イオンが粒子上に吸着され、分散体が不安定になるからである。
【００１２】
一方、粒子の安定化を保証するために粒子上に存在する正味の電荷は、粒子の表面に吸着された荷電分子により与えられる。よく知られている例としては、同じポリスチレン・ラテックス粒子（ＣＯＯＨ基のない）があるが、この場合はドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）などのイオン性界面活性剤の分子により被覆されている。ＳＤＳモノマーの疎水性炭化水素からなる「すそ」は、同様に、疎水性ポリマー粒子の表面および／または内部に引きつけられる。一方、親水性ヘッド基は、周囲の水に最大限に曝されるように、表面上に都合よく配置されている。大部分のＮａ＋イオンは、水相内に自由に拡散し、吸着されたＳＤＳモノマーに属するＳＯ３−基によって粒子の表面には正味負の電荷が残っている。
【００１３】
正味の電荷が与えられた粒子の表面に存在する結果、粒子の表面に粒子から無限の距離においてゼロ値を有すると規定された、電位Ψ０が存在する。粒子の表面から距離ｘ、における電位の値Ψ（ｘ）は、図１に概略示しているように、ｘが大きくなると共に単調に低下する。距離パラメータｘは、ｘ＝（ｒ−２ａ）／２ａとして規定された正規化された粒子間の間隔であり、式中、ｒは２粒子（球と仮定して）の中心間の距離であり、ａは各粒子（サイズが均一と仮定して）の半径である。普通「スターン層」（Stern Layer）と呼ばれる、各粒子の表面を直接囲んでいる領域が、粒子表面とは反対の符号の電荷を有し且つ、粒子表面に引きつけられた比較的高濃度のイオンを含む。これら反対に荷電したイオンの濃度は、粒子表面からの距離が離れるにつれて次第に低下する。逆に、マクロ粒子と同じ符号を有する荷電イオンの濃度は、マクロ粒子から距離が離れるほど高くなる。正負両方の荷電可動性イオンを含み、マクロ粒子の間を自由に拡散し、スターン層を越えて延在する拡散領域は、グーイ−チャップマン層（Gouy-ChapmanLayer）と呼ばれる。図１に示されたΨ（ｘ）対ｘの挙動は、クーロンの法則により説明された隔離された電荷に関する公知の１／ｘの挙動を考えれば、驚くにあたらない。しかし、電位は、水性相における電解質（即ち、塩イオン）の存在により、通常、ｘの増加と共に１／ｘよりもかなり速やかに低下する。可動性荷電イオンは、荷電「マクロ」粒子からの距離を置いて存在する静電場を部分的に「遮蔽」したり、中和するのに役立つ。添加された反対電荷のイオンの濃度が高いほど、その粒子からの任意の距離における電位の遮蔽が大きくなる。
【００１４】
逆に、粒子上と同じ符号の電荷を有する可動性イオンは、表面により反発され、表面に近い所では、これらのイオンは相対的に不足することになる。粒子からの距離が離れるにつれて、反対符号の荷電イオンの濃度が低下し、同じ符号の荷電イオンの濃度が増加するので、粒子から離れた位置において、これらのイオンの濃度が同じ平均濃度に近づくことになる。ここでは、Ψの値が事実上ゼロになる。添加された電解質の濃度が高いほど、距離ｘが離れると共にΨ（ｘ）の減少が速くなる。電位が、表面上の値、Ψ０の１／ｅに低下する距離は、しばしば、１／κとして表される。ここで、κは周知のデバイ−ヒュッケル（Debye-Huckel）の式から得られる「逆遮蔽長さ」である。κの値は、電解質（１価イオンを仮定して）の平方根に依存して、電解質濃度が上がると増加する。電解質濃度が上がると、電気二重の減少（即ち、「厚さ」，１／κの低下）をもたらす。
【００１５】
与えられた荷電粒子から外側に向けて延在している電位は、隣接している粒子により運ばれた電荷と反応し、これら２つの粒子間に反発力を生じる。もちろん、第２の粒子から外側に向けて延在している類似の電位がある。このため、２つの粒子間に存在する反発静電力は、２つの電気二重層の「交差点」から生じると、説明されていることが多い。２つの粒子（または、事実上、２つの電気二重層）が互いに反発する程度は、ＤＬＶＯ理論において説明されている粒子間反発ポテンシャル・エネルギー、ＶＲ、により分析し説明されている。２つの荷電粒子の表面の間の間隔ｘの関数としてのＶＲの作用は、概略的に、図２に示されている（曲線「ＶＲ」）。
【００１６】
水性媒体に懸濁された荷電粒子の安定性に対する第２の基本的な影響は、２つの隣接粒子における電気双極子モーメント相互作用に由来する、ロンドン−ファンデルワールス引力である。１つの粒子における双極子モーメントは、局所的電荷密度のランダムな変動による、その他の粒子に一時的に作られた双極子モーメントにより誘起される。相互作用の強度は、粒子の組成に依存するハメーカー（Hamaker）係数により特徴づけられる。ロンドン−ファンデルワールス力は、比較的短い距離においてのみ有効であり、１／ｘ、よりもはるかに速く、粒子間隔、ｘ、と共に減少する。即ち、距離が長くなった場合のロンドン−ファンデルワールス力の減少は、電解質濃度が非常に低い場合に粒子間静電反発力がより遠距離まで及ぶために、この反発力により示された対応する減少よりもはるかに速い。その結果、引きつけられる粒子間のポテンシャル・エネルギーＶＡが粒子間隔の関数として得られるが、その作用も図２に概略示されている（曲線、「ＶＡ」）。
【００１７】
したがって、水性懸濁液中の２つの荷電粒子の間に存在する正味のポテンシャル・エネルギーＶＴＯＴは、粒子間の反発および引力の両ポテンシャル・エネルギーを加えることにより得られる。即ち、ＶＴＯＴ＝ＶＲ＋ＶＡである。この結果も、図２に概略示されている。ｘの値が非常に小さい場合、即ち、２つの粒子が効果的に接触している場合、小さな間隔における正の（反発）静電エネルギーよりも負の（引きつける）ロンドン−ファンデルワールス・ポテンシャル・エネルギーの方が完全に優勢であるために、ＶＴＯＴは大きな負の値になる。間隔が大きくなると、短い範囲の引力の影響が低減するために正味のポテンシャル・エネルギーは急上昇する。これら非常に小さな間隔では、これらの粒子は、事実上、不可逆的に塊状化され、２粒子系について最低エネルギー状態を表す深いエネルギー「井戸」にトラップされる。間隔がさらに広がると、正味のポテンシャル・エネルギーはついに最大値ＶＭＡＸに到達する。ＶＭＡＸは、粒子が十分荷電され、遮蔽電解質の濃度が十分低ければかなり大きな正の値である。ＶＴＯＴは反転し、粒子の間隔ｘがさらに大きくなると（即ち、ＶＲの影響が非常に大きくて、ＶＴＯＴ対ｘのプロットにおいて第２の最小値の出現を回避できると仮定すると）低下し、大きな間隔においてついにゼロまで下がる。ＶＴＯＴ対ｘの詳細な挙動や形は、２つの競合ポテンシャル・エネルギー関数、即ち、合わせるとＶＴＯＴになるＶＲおよびＶＡの大きさと形に左右される。
【００１８】
図２に概略示された正味の粒子間ポテンシャル・エネルギー曲線、ＶＴＯＴ対ｘの形と規模から、電荷により安定化された特定の分散体またはエマルジョンが長期間にわたり塊状化または合体に抵抗して、実際に、安定したまま留まれるかどうかが決まる。大きさＶＭＡＸを有するＶＴＯＴ対ｘのピークは、２つの荷電粒子が互いに接近しすぎる（ブラウン運動または拡散により）のを防ぐ粒子間「障壁」（barrier）を構成する。これは、これらの粒子が互いに強く引き付けあうと、強く短い範囲のロンドン−ファンデルワールス引力により作られる深いエネルギー井戸の中に、これらの粒子が不可逆的に落ちてしまうので、それを避けるためのものである。これらの粒子は、懸濁液の水相を通って拡散するので、これらの粒子はｋＴのオーダーの平均動力学的エネルギーを持っている。ここで、ｋはボルツマンの定数、Ｔは絶対温度である。粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さ、ＶＭＡＸが高いほど、これらはより強く反発しあうようであり、不可逆的な塊状化を起こすほど互いに十分接近することができない。ｋＴに比べてＶＭＡＸの値が高いほど、各粒子を囲んでいる「排除」の反発ゾーンが大きくなり、各粒子がランダムにこのゾーンを通って浸透しようとする確率、実際に浸透する確率は極めて小さくなる。
【００１９】
油／水の比が１で液滴の単一サイズが１μｍと仮定して、単純化された「エマルジョン」の「半減期」に対する粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の影響を推定することは有益である。これらの推定は、「薬剤投与形態：分散系（Pharmaceutical Dosage Forms:Disperse Systems）」，リーベルマンら（H.Liebermanet al）（編集），Ｖｏｌ．１，マーセルデッカー（Marcel Dekker），ニューヨーク（New York）（１９８８）における、フライバーグら（Friberget al）の（「エマルジョンの理論」（Theory of Emulsion）,ｐ．６３)により計算された。得られた液滴濃度は、単純化されたエマルジョンｍｌあたり約１０１１である。半減期ｔ１／２は、エマルジョン中の最初の液滴数の半分が塊状化するか合体するのに要する時間として定義されている。塊状化または凝集する速度は、単位容積あたりの粒子数の二乗、粒子の半径（球と仮定して）、および粒子の拡散係数に比例する。電荷による安定化がない場合、粒子がランダムな拡散により互いに自由に衝突すると、不可逆的な塊状化を生じ、半減期は１秒未満になる。粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁が存在すると、塊状化速度を遅らせるのに役立ち、それにより、半減期が長くなる。ＶＭＡＸ＝５ｋＴ（Ｔ＝２５℃）の場合、ｔ１／２は３８．２秒に延びるにすぎない。粒子間障壁の高さを、ＶＭＡＸ＝１０ｋＴと２倍にすると、ｔ１／２はかなり上がるが、１．５５時間にすぎず、複数年ではなくても、通常何週間または何ヶ月もの貯蔵寿命を持たねばならない最終製品としては明らかに不十分である。粒子間障壁の高さを、ＶＭＡＸ＝２０ｋＴにさらに２倍にすると、半減期は３．９１年になり、多くの商業製品にとって必要な年数に近い。「興味深いことに、ＶＭＡＸ＝５０ｋＴという粒子間障壁高さは、４．１７×１０１３年の半減期を意味し、確実に「安定な」エマルジョンを表す、これは、例えば、（ｍｌあたり１０１１個の中から）第１のペアの液滴が合体するのに２日必要である。」
【００２０】
原理的には、ＤＬＶＯ理論から、粒子のサイズおよび電解質濃度と共に、粒子上に存在する電荷量の独立した測定に基づいて、与えられた電荷により安定化された分散体またはエマルジョンについて粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さ（ｋＴの単位で）を推定することができる。したがって、原理的には、分散体およびエマルジョンの信頼できる半減期を推定し、製品の化学組成を「微調整」することにより所望の安定性を達成できるはずである。しかし、上記で概略を示したｔ１／２対障壁高さを推定している同じ著者が、このような理論的アプローチの実務における有用性については明らかに悲観的になっている。フライバーグら（Friberg et al）は、「電解質含有量による障壁の高さの変化に関する計算は科学的な観点からは興味深いが、製剤作業で日々努力をする価値としては限界がある」と書いている（前掲引用書，ｐ６６）。彼らは、信頼できる結論を確立するには長期間待たなければならないという、エマルジョンの安定性に関する中心的課題にも注目している（前掲引用書，ｐ７０）。「エマルジョンの製剤者のジレンマは、長期間経過した後に初めて調製の成功が判断できるという事実にある。１年の貯蔵寿命が必要であれば、原理的には、多数の試料がまだ変質していないかどうかがわかるには１年を待つ必要がある。」この大きな弱点は、「エマルジョン技術百科事典」（Encyclopediaof Emulsion Technology），ピー．ベッヒャー（P.Becher）（編集），Ｖｏｌ．２，マルセルデッカー（Marcel Dekker），ニューヨーク（NewYork）（１９８５），においてブルーアー（Breuer）の「化粧用エマルジョン」（Cosmetic Emulsion，ｐ．４２０)，によっても強調されている。「ラボテストは矢継ぎ早に実施されるのに、そこから長期の安定性を予測することは、依然としてとらえどころのない目標のままである。このことは商業的に極めて重要でありながら、この問題についてはごくわずかな基礎研究しか行われていない。このように、関心が低い理由の１つは、新しい予測方法の結果を実証するには非常に長い期間（例えば、２年の貯蔵）が必要であるためである。」
【００２１】
エマルジョンにおける合体（即ち、不安定性）の開始に影響する変数について基礎的な理解が欠けていることは、「エマルジョン技術百科事典」（Encyclopedia of Emulsion Technology），ピー．ベッヒャー（P.Becher）（編集），Ｖｏｌ．４，マルセルデッカー（MarcelDekker），ニューヨーク（New York）（１９９６），のウォルストラ（Walstra）の「エマルジョンの安定性」（Emulsion Stability），ｐ．５６，をみればわかる。「この章における論議から、（肉眼で見えるほどの大きさの）エマルジョンのような比較的単純なコロイドの場合でも、その安定性についてはほとんど知られていないことは明らかであると思われる。コロイドの相互作用エネルギーおよび凝集速度に対するコロイドの効果については確定されていない。特に、合体についてはさらに研究する必要があり、その場合、種々の変数を別々に研究する必要がある。また、部分合体についてより多くの研究を必要としているが、主要変数は確認されており、これらの変数の重要性は特定されている。実際にしばしば起きる複合不安定性を予測することははるかに困難であるが、このような予測はいくつかの場合に試みられている。」ウォルストラ（Walstra）（上掲引用書，ｐ．１１９）は、エマルジョンにおける合体の意味について存在する不確定性についてさらに話を続ける。「結論は、合体の定量的重要性は分かっていないということかもしれない。合体はおそらく変幻自在で、種々の界面活性剤について見られる液滴サイズの主因であるかもしれない。合体はおそらく新たに形成された液滴との間で起きるので、この考えは、主として水力学的条件に依存し分散相にはあまり依存しない臨界液滴サイズ（比較的大きなサイズは壊れる）が明らかに存在することと両立させることができる。」
【００２２】
乳たんぱく質系などの「複雑な」（complex）（即ち、多成分）エマルジョンにおける基本的な相互作用現象に関する知見が不足していることは、ジャーナル・オブ・フードサイエンス（J.Food Sci.），Ｖｏｌ．６５，ｐｐ．９３４−９４０（２０００）においてユーストンら（Euston et al）（ｐ．９４０）が認めている。「この研究は、２つの重要なポイントを強調している。第１に、非常に単純な系の使用は、食品系における乳たんぱく質の乳化特性を予測しようとする場合、あまり適切ではない。」「第２に、乳たんぱく質の相互作用は、乳たんぱく質の乳化特性に対して大きな効果を有することができるが、どの相互作用が重要か、どのようにして相互作用が起きるか、どのようにして相互作用が利用されうるか、について我々の知識には隔たりがある。我々がこの情報を利用して特定の用途の成分を上手く選択することができるようになるためには、この分野について系統的に研究する必要がある。」
【００２３】
安定性に関する加速テストが明らかに無駄であると共に、エマルジョンの安定性の重要性は、「薬剤投与形態：分散系」（Pharmaceutical Dosage Forms:Disperse Systems），リーベルマンら（H.Lieberman etal）（編集），Ｖｏｌ．１，マーセル・デッカー（Marcel Dekker），ニューヨーク（New York）（１９８８）の、ワイナー（Weiner）（序論（Introduction），ｐ．９）をみればわかる。「合体は、関係したすべてのグループにとって許容できないものであり、液滴界面おける乳化剤膜の強度、即ち、界面自由エネルギー障壁の関数である。合体に影響する因子およびクリーミングに影響する因子は、非常に異なっており、最善をつくしても、合体の安定性加速テストは、困難であり、扱いにくい。」ワイナーはさらに続けている。「エマルジョンまたは懸濁液の非可逆的沈殿に関する予測テストについては、その系が市場にあるようなものを超えたとしても、貯蔵寿命の予測にとって有用な信頼できる情報が得られる証拠は全くない。その上、その系にストレスをかけすぎると、実際の条件下では完全に受け入れられるかもしれない配合物までを見逃すリスクが生じる。」
【００２４】
フライバーグら（Friberg et al）（前掲引用書，ｐｐ．７０−７１）は、速くて信頼できる方法は存在しないことを認め悲観的な評価で結論づけている。「このような課題は、加速テストの信頼できる方法があれば、即ち、短期間の変化から長期の挙動を判断することができる方法が利用できるならば、回避されるであろう。残念ながら、一般性のあるこの種の方法は利用できない。特定の種のエマルジョンについて不安定化プロセスを加速する方法が使用されているが、これらの方法はそれらの適用分野内でのみ有用である。一方、それらが確立されている分野以外で使われると、これらの方法は完全に間違った結果を与える可能性があることは、あまり強調されていない。」
【００２５】
上で引用された文献からわかるように、この分野における未解決の中心的な課題は、与えられたエマルジョンまたは分散体がどの程度まで安定かを定めるためには極めて長い時間を必要とすることであった。したがって、安定性テストのプロセスを加速するために努力がなされた。過去の試みは、大抵が、問題があると思われる分散体の不安定性の開始を早める３つの手段の周りに集まっていた。即ち、１）温度を上げる（しばしば大幅に）、２）機械的手段により強い剪断力を誘起する、３）試料を遠心分離することにより大きな粒子／液滴の沈降または浮揚の速度を上げる、の３つである。これら種々の方法の有用性にも関わらず、大抵の場合、与えられたエマルジョンまたは分散体がどの程度まで安定であるのか、または周知の性能を有する基準製品と比べて特質がどの程度なのかについて、明白におよび／または一貫して信頼できる定量的情報をこれらの方法からは得られない。
【００２６】
「熱応力」（thermal stress）の原理について、ＤＬＶＯ理論は、分散体またはエマルジョンの安定性は、ｋＴ値を固定した場合、粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁高さＶＭＡＸが下がると共に低下することを教示している。したがって、ＶＭＡＸの値を固定した場合に温度を上げると（即ち、その反対をすれば分散体が一定）、同じ結果、即ち、安定性の低下をもたらすはずである。したがって、分散体が不安定性の徴候（例えば、水中油型エマルジョンにおける相分離の開始）を表す範囲は、温度の上昇と相関関係がある。化学反応の速度に対する温度の効果、ひいては、分散体、製剤の安定性に対する温度の効果については、ファーマコペイアル・フォーラム（Pharmacopeial Forum），Ｖｏｌ．２５，＃１，ｐｐ．７６５５−７６６１（一月-二月 １９９９），Ｖｏｌ．２５，＃４，ｐ．８６２７（七月-八月  １９９９）で補正、においてニュートン（Newton）（「薬剤調製の寿命における温度の役割（TheRole of Temperature in the Life of a Pharmaceutical Preparation）」）が精査している。
【００２７】
リパーゼの分析をするためのエマルジョンベースの試薬に対する経年劣化の効果をシミュレートするために温度を上げることが、クワンら（Kwan et al）による米国特許第５，３７８，６０９号（１９９５）において説明されている。安定エマルジョン配合物の吸光度は、５７℃で１２日間加熱した後の組成および活性が本質的には変わっていないことを示し、４℃で４年間貯蔵した場合と同等であった。この挙動は、不安定な対照試料について観察されたものと正反対であった。対照試料は、４℃で貯蔵した場合７日以内に劣化を開始し、５７℃における吸光度は直ぐに上昇を示し、これは沈殿の開始を意味している。
【００２８】
ファウルら（Faure et al）は、米国特許第６，３４７，８８４号において、特定の温度におけるガスオイル中のパラフィンの結晶化を含む相分離について炭化水素中水形エマルジョンの温度安定性を決める方法について述べている。相分離の開始は、燃焼効率を上げるために使われる水と油との混合物に部分的に浸漬される重量センサーの重量変化を監視することにより検出される。
【００２９】
ガーバーら（Garver et al）は、米国特許第６，２６３，７２５号（２００１）に、パルプまたは製紙プロセス水中のピッチまたは木材樹脂などのコロイド状の物質を検出し、識別するために、ＵＶ−可視光吸収または散乱に基づくオンライン・センサーを使用することを記載している。２つ以上の温度で行われたコロイド状混合物の光減衰または散乱測定の差または比により、温度に関する分散体の安定性の尺度が得られる。種々の試料について観察された熱安定性の差により、コロイド状流体の種々の成分を区別する手段が得られる。
【００３０】
エマルジョンの安定性を評価するための昇温方法は、ファーマシューティカル・ディベロプメント・アンド・テクノロジー（Pharm Dev Tech），Ｖｏｌ．１，ｐｐ．３３３−３４１（１９９６）においてヨーンら（Yoon et al）の（「レシチンにより安定化されたパーフルオロカーボン・エマルジョンの安定性予測器としての界面特性（Interfacialproperties as stability predictors of lecithin-stabilized perfluorocarbonemulsion）」）によっても利用された。水中油型エマルジョンでは、油滴相の安定化に役立てる（立体障害のメカニズムにより）プルロニックＦ６８（非イオン性界面活性剤）が使われ、電荷により仲介される安定化を上げるために卵のレシチンが使われた。２ヶ月にわたり液滴のＰＳＤの変化を検出するために、多数のエマルジョン配合物およびいくつかの粒子サイズ分析手段を用いて、熱動力学的な加速安定試験を５、２０、３７および６０℃で行った。一般に、測定最大平均直径、「ＤＭＡＸ」に到達するのに要する日数は、予想通り、温度の上昇と共に低下した。しかし、用いたいくつかの温度では、種々のエマルジョン配合物の中でかなりの変動が観察された。「ＤＭＡＸに到達する日数」は、６０℃では３日から１４日まで変動し、３７℃では常に１４日であり、２０℃では１４日から２１日まで変動し、５℃では大抵２１日であった。コレステロール（即ち、油滴の荷電コーティング）を添加すると、熱応力に対するエマルジョンの安定性を改善することが分かった。即ち、コレステロールは、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の顕著な変化が検出されるまでの時間を延長した。大抵の温度で観察された「ＤＭＡＸに到達する日数」のかなりの変動は、典型的な多成分エマルジョンの安定性を定量的に評価する手段としての温度応力の使用については限界があることを強調しているだけである。
【００３１】
レミントン（Remington）の「薬学の科学と実務」（The Scienceand Practice of Pharmacy），ゲナーロ（Gennaro）（編集），Ｖｏｌ．１，マック・パブリッシング（Mack Publishing），イーストン（Easton），ペンシルバニア州（１９５５）において、バダス（Vadas）（「薬剤の安定性」，ｐ．６４１）は、安定性評価を加速するために高温を使用するにあたり落とし穴があることを強調している。「エマルジョン配合物を遮蔽するために２つの単純なテストが使われる。第１に、エマルジョンの安定性は、エマルジョンを５０−７０℃に加熱し、エマルジョンの全体的な物理学的安定性を目視観察するか、濁度測定によりチェックすることにより決めることができる。通常、加熱に対して最も安定なエマルジョンは室温で最も安定である。しかし、６０℃のエマルジョンは室温では同じではないので、これは真実ではない。第２に、エマルジョンの安定性は「合体時間」テストにより推定することができる。これは粗い定量的テストではあるが、室温におけるエマルジョン安定性の全体的な違いを検出する場合には役立つ。」
【００３２】
上記のバダスにより指摘された第１のポイントは、エマルジョンの温度を実質的に上げるこの一見分かり易い方法には、実際には、重大な欠陥があることである。ＤＬＶＯ理論の原理を用いてエマルジョンの安定性を評価するのに必要とされる温度の上昇は、通常、エマルジョン自身を変えるほど十分大きくすればよい。エマルジョンの状態図の複雑さによって、これらの温度の上昇は、エマルジョンまたは分散体を著しく「異なる」系に、物理学的に言えば、著しく異なる粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を有する系に「転換」（converting）するという非常に望ましくない結果をもたらすおそれがある。温度の変数の利用は、隣接荷電粒子または液滴の間で正味の反発相互作用の有効性をかき乱すだけの手段であって、エマルジョンまたは分散体の特性を本質的に変化さずに残すものと考えられているだけに、上記のような挙動を起こす可能性があると、温度変数の利用に望んでいた目的とは全く正反対なものになってしまう。
【００３３】
エマルジョンの安定性を評価する場合に使われる第２の方法は、機械的応力の適用であり、例えば、エマルジョンまたは分散体に剪断力をかけるために１つまたは別の形でエマルジョンを「振とう」することである。中から強の剪断力をかけると、安定性のよいエマルジョンよりも迅速に合体する安定性の低いエマルジョンを生じると考えられている。例えば、デグイら（Degouy et al）は、米国特許第５，２５７，５２８号において、閉鎖回路において循環する流体の加速劣化に基づいて研究する装置、例えば、石油の掘削に使われているマッドの安定性をテストする装置について記載している。この流体は、所定の高温および圧力にさらされ、通常よりもはるかに速く循環され、はるかに高い剪断力を生じる結果になる。その結果、この流体は、エマルジョンのレオロジー特性、および最終的にはその安定性を明らかにするために比較的短時間ですむ、加速劣化を受けることになる。
【００３４】
しかし、事実上、一度ならず、加速安定試験のための機械的応力の適用を含む、この一見「分かり易い」方法は、不確実さおよび困難を伴うことが分かった。この方法に固有の制約は、静脈用エマルジョンの２つの製薬業者が編集者へのレターという形でやりとりした文書を精査することにより理解することができる。これは、「アメリカン・ジャーナル・オブ・ヘルス−システム・ファーマシー」（Am J Halth-Syst Pharm），Ｖｏｌ．５７，ｐｐ．１１７４−１１７６，１１７６−１１７７（２０００）において最近発行された（「プロポフォル・エマルジョン製品の間の製薬および抗菌作用上の差異（Pharmaceuticaland antimicrobial differences between propofol emulsionproducts）」）である。
【００３５】
第１のレターにおいて、レッドヘッド（Redhead）らは、彼らのブランド名製品である、物理学的安定性の加速試験（激しく振とうする）から得られた結果をまとめている。この製品は、静脈麻酔および沈静を目的として使われる１％のプロポフォルを含み、りん脂質により安定化された水中１０％大豆油形エマルジョン（ｐＨ６−９）であるエマルジョンに長期に及ぶ機械的応力を与えるために１６時間まで１分間あたり２７０回振とうする「手首の動作」で振る振とう器を用いた。振とう期間の関数として粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の変化を評価するために、いくつかの粒子サイズ分析方法を用いた。結果は、同種の汎用製品（ｐＨ４．５−６．４）について得られた結果と比較した。２時間振とうする間に、汎用製品は、大直径（２μｍより大）油滴の容積パーセンテージが大きく変化した。一方、ブランド名製品では、１６時間後も測定できる変化はなかった。汎用製品の安定性が比較的劣るのは、ｐＨが低いためであり、りん脂質により安定化された油滴の負の表面電荷（および対応するゼータ・ポテンシャル）が下がるものと予想される。
【００３６】
レッドヘッドらによるレターに対する回答として、ミレヨフスキー（Mirejovsky）らは、エマルジョンの安定性について信頼できる尺度を与える振とうテストの有効性を主張している。ミレヨフスキーらは、機械的に撹拌する方法における矛盾を挙げている（即ち、実際には、手首動作型の振とう器では上下運動が使われているのに対して、レッドヘッドらにより引用されたそれ以前の研究では振動運動が利用されている）。ミレヨフスキーらは、さらに、「ジャーナル・オブ・ペアレンテラル・サイエンス・アンド・テクノロジー」（J.Parenter. Sci. Technol.），Ｖｏｌ．３７，ｐｐ．１４５−１５０（１９８３）における、ハンスラニ（Hansrani）らの以前の研究を引用している。ハンスラニらの研究は、振動運動はエマルジョンを分離させる原因になりうるが、配合物が殺菌しても大丈夫ならば、配合物は振動により誘起された崩壊に対する耐性があると思われると認めている。ミレヨフスキーらは、「これらの例は、過剰の振とうと実際の状況におけるエマルジョンの安定性との間には、相関関係が確立されていないことを示している」と結論付けている。
【００３７】
分散体およびエマルジョンの安定性の評価を加速するために機械的応力を適用するにあたり、上で引用された問題が見込まれているにも関わらず、このようなテスト操作を行うための方法および機器が開発されている。エマルジョンの相変化を評価する装置および方法は、ダテ（Date）らにより、米国特許第５，３１９，９５８号（１９９４）に記載されている。一部のエマルジョンは滑り表面に塗布され、別の表面がテスト中滑り表面に対して押されている。センサー手段が、滑り方向において押し付け表面に加えられた力を測定している。測定された力に変化があれば、エマルジョンの相変化を評価することができる。エマルジョンの動的安定性（即ち、流動中）を特徴づける方法および装置がジョセフ（Joseph）らにより、米国特許第５，９８７，９６９号（１９９９）に記載されている。エマルジョンは、テスト容器内の固定表面と可動表面との間で画定された隙間から供給される。その結果、エマルジョンの動的安定性が、テスト容器内の流動サイクルに基づいて特徴づけられる。
【００３８】
ラマー（Lamar）３世らは、米国特許第３，９５０，５４７号（１９７６）に、食品調製後その食品のエマルジョンの安定性を決める方法を記載している。これらの方法の中で、最も簡単で最もローテクである方法は、単に「注視しながら待つ」ことからなる。３０分から４０時間までの種々の経過時間間隔において形成された、分離した脂肪相、水に富む相、油に富む相の容量％を、目盛をつけた透明な容器を用いて視覚で決める。その他の方法には、エマルジョンに熱および機械の両応力を加えることが含まれる。熱安定性は、試料を７１℃で２時間加熱し、次いで、相分離の兆しを視覚により評価して決められる。剪断安定性は、試料をワリング・ブレンダーにおいて高速撹拌（３２００ｒ．ｐ．ｍ．）にかけ、次いで、視覚による検査により決められる。
【００３９】
遠心分離は、加速条件でエマルジョンの安定性をテストする第３の手段として以前から挙げられていた。バダス（前掲引用書，ｐ．６４１）は、液滴が、周りの水相の密度よりも低い密度を有すると考えられる場合、エマルジョンの安定性を評価する遠心分離の有用性を精査している。「遠心分離もエマルジョンの安定性を決めるために使われる。分離した油の量を遠心分離の時間に対してプロットすると、横ばいの曲線が得られる。油の浮揚（クリーミング）速度を分あたりの遠心分離回転数の二乗に対してプロットすると、直線のグラフが得られる。浮揚速度は、ローターの中心からのエマルジョンと水との境界の距離の対数を、分あたりの各回転の時間に対してプロットする時に得られる線の勾配により表される。」エマルジョンと水との境界の経時的変化は、通常、種々の回転速度に対する、濁度の半径方向の分布を時間関数として測定すればわかる。単純な（重力）沈降／浮揚装置を用い濁度に基づいて測定する場合に長時間を必要とするがこれに比べて、遠心分離を使用すると、かなりのオイルを浮揚（クリーミング）させるのに必要な時間は、必要な低減時間に役立つ。しかし、遠心分離法には、起こり得る重大な欠点が少なくとも１つある。懸濁した液滴の沈降または浮揚を連続的に行うと、これらの液滴の局所的濃度が大きく変化する原因になる。即ち、オイル濃度の大きな勾配がエマルジョン中で時系列的に発達する。状態図の詳細な特性によってはやさしく攪乱させたときとはとは対照的に、エマルジョンが特性を大きく変えることは、おそらく、そうでなければ完全に可能である。この起こり得る課題は、上記のバダス（前掲引用書，ｐ．６４１）言及された温度の過度な上昇によりどちらかが起って生じ得る結果と酷似している。
【００４０】
最後になるが、カニッキー（Kanicky）ら（「石油産業における界面化学」，ｐ．２５７）が、「塗布表面およびコロイド化学のハンドブック」，ホルバーグ（Holberg）（編集），Ｖｏｌ．１，ジョン・ウイリーアンドサンズ（JohnWiley and Sons,Ltd,ウエストサセックス（West Sussｘ），英国（２００２），において、エマルジョン技術において依然としてある知識の隔たりを明らかにしている。カニッキーら（前掲引用書，ｐ．２５７）は、「エマルジョンは非常に複雑な系であることは明らかである。これらの系の複雑さを明確にすることを試みる理論的な研究が進展している。しかし、エマルジョンのタイプおよび安定性に関する大部分の予測は、理論からよりも経験的な観察から多くのものが導かれている。エマルジョンの製剤は、多くの産業界においては、科学的な方法でなくむしろ芸術であるとなおも考えられている。」と書いている。エマルジョン技術の種々の分野で研究している研究者による最近の評価は、分散体科学に存在する欠点に集まっている。例えば、ユーストンら（前掲引用書，２０００）、ミレヨフスキーら（前掲引用書，２０００）およびカニッキーら（前掲引用書，２００２）は、観察されたエマルジョンの安定性に対する理論モデルの適用では、比較的小さな進歩がなされているにすぎないことを確認している。これらのモデルには、実際のエマルジョンに適用されたブルーアー（前掲引用書，１９８５）、フライバーグら（前掲引用書，１９８８）およびワルストラ（前掲引用書，１９９６）により論議されたモデルがある。
【特許文献１】米国特許第６，３４７，８８４号
【特許文献２】米国特許第６，２６３，７２５号
【特許文献３】米国特許第５，２５７，５２８号
【特許文献４】米国特許第５，３１９，９５８号
【特許文献５】米国特許第３，９５０，５４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４１】
本発明の目的は、分散体およびエマルジョンの安定性を決めるために、より信頼できる定量的方法および装置を提供することである。
【００４２】
別の目的は、上で述べた従来技術で教示され、実行された方法と比較した場合、分散体およびエマルジョンの不安定性の開始を、かなり加速するような方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
これらの目的に対して、本発明は、有意な粒子の塊状化の開始を加速する方法で、特に、分散体またはエマルジョンの粒子の間の粒子間エネルギー障壁（interparticle energy barrier）の高さを下げることにより分散体またはエマルジョンの試料に応力を加えて（stress）る方法で、分散体またはエマルジョンの試料に対して物理化学的応力（physicochemical stress）を加えることを教示する。ここで、この障壁は、隣接粒子が、短い範囲の強い引力（strong, short-range atractive force）により不可逆的な塊状化（irreversible agglomeration）を可能にするのに十分なほど互いに接近するのを妨げるものである。
【００４４】
次いで、分散体またはエマルジョンの安定性は、本発明の好ましい実施形態において、単一粒子光学センサー（single-particle optical sensor:ＳＰＯＳ）などの高感度の定量的検出器を用いて粒子塊状化の増加を検出することにより決められる。このような感度のよい定量的検出器により、普通の粒子サイズの範囲と、普通のサイズより大きな普通の分布を外れた大直径粒子のすそ（a tail of large-diameter outlier particles）とにわたるサイズの関数として粒子の濃度を示す粒子サイズ分布（ＰＳＤ）が得られる。
普通の範囲を外れた粒子は、分散体またはエマルジョンの粒子の塊状化の指標である。
【００４５】
試料に応力を加える３種類のタイプの応力因子（stress factor）の１つが使われる。第１に、応力因子は、試料のｐＨを変えることにより粒子表面の電荷を低減する。粒子が正味負の電荷を有する場合は、応力因子は試料のｐＨを低減するために試料に添加された酸または緩衝酸である。粒子が正味正の電荷を有する場合は、応力因子は試料のｐＨを低減するために試料に添加された塩基または緩衝塩基である。
【００４６】
第２に、応力因子は、試料に吸着性電解質を添加することにより粒子の表面上の正味の電荷を低減し、適切な電荷の解離したイオンが粒子表面に吸着することを可能にする。粒子が正味負の電荷を有する場合は、添加された電解質から解離した正に荷電したイオンは、粒子の表面に結合し、粒子上の正味の電荷を低減し、その結果、粒子間ポテンシャル・エネルギーの障壁の高さを下げる。粒子が正味負の電荷を有する場合は、添加された電解質から解離した負に荷電したイオンは、粒子の表面に結合し、同様に、粒子上の正味の電荷を低減し、粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さを下げる。
【００４７】
第３に、応力因子は荷電粒子間の静電反発力を部分的に遮蔽し、粒子の塊状化を促進する。応力因子は、塩化ナトリウムなどの単純な１価塩として、または２価または３価の塩として加えられる。
【００４８】
粒子の塊状化の増加を検出する好ましい実施形態では、試料または試料から導かれたバッチの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の測定後、分散相のパーセンテージ（ＰＤＰ）が、測定された各粒子サイズ分布（ＰＳＤ）から計算される。次いで、各応力因子レベルについて経過時間によるＰＤＰ（分散相の容積％）の変化速度が計算される。次いで、性能指数（figure of merit:ＦＭ）が、与えられた応力因子レベルについて経過時間によるＰＤＰ（分散相の容積％）の変化速度から導かれる。安定した分散体またはエマルジョンはＦＭ値が比較的小さく、安定性の低い分散体またはエマルジョンはＦＭ値が比較的大きい。
【００４９】
試料のＦＭ値は、その他の方法でも得られる。経過時間が、加速された不安定性および粒子の有意な塊状化が確立されるほど十分長ければ、与えられた値の経過時間について応力因子レベルにおける単位変化量あたりのＰＤＰ（分散相の容積％）の増加が計算され、次いで、ＦＭ値が、与えられた値の経過時間について応力因子レベルにおける単位変化量あたりのＰＤＰ（分散相の容積％）の増加から導かれる。与えられた値の経過時間および加えられた応力因子のレベルについてＦＭ値が大きいほど、試料は不安定である。
【００５０】
試料のＦＭ値は、与えられた値の経過時間に関する応力因子レベルにおける単位変化量あたりのＰＤＰ（分散相の容積％）の増加と組み合わせられた与えられた応力因子に関する経過時間によるＰＤＰ（分散相の容積％）の変化速度からも導かれる。
【００５１】
本発明の１つの態様では、応力因子は隔置された時間間隔において段階的に増加させながら加えられ、連続的に増加するために応力因子レベルを生じ、粒子の塊状化の増加を検出する工程は、応力因子を増加させる毎に反復される。
【００５２】
本発明の別の態様では、試料はいくつかのバッチに分割される。対応する各バッチには、異なるレベルの応力因子が加えられる。粒子塊状化の増加は、各バッチについて測定され、この測定は、好適には、Δｔ時間経過後の各バッチの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の測定である。粒子の塊状化の増加は、各バッチに応力因子を加えた直後の各バッチにおいても検出できる。応力因子が加えられていない対照バッチが用意され、対照バッチにおける粒子の塊状化の増加は、Δｔ時間経過後検出される。
【００５３】
一方、高感度の検出器には、単一粒子の試料には応答しない検出器が含まれている。この検出器は、与えられた時間間隔について与えられた領域を通過する粒子に応答してＸ値を感知する。Ｘ値は、分散体またはエマルジョン試料の濁度に応答した光の減衰の尺度であり、分散体またはエマルジョン試料の粒子から与えられた角度範囲について散乱した光の強度の尺度である。
【００５４】
本発明の装置は、本発明の方法の工程を行うために使われる。この装置は、テスト容器、または別のバッチとしていくつかのテスト容器に、テスト中の分散体またはエマルジョンの試料を供給するために調剤ポンプを用いる。別の調剤ポンプは、上で述べたように、テスト容器内の試料に応力因子を供給する。次いで、テスト容器からの試料は、粒子の塊状化の増加を検出する検出器を通して供給される。１つの実施形態では、検出器は単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）などの単一粒子分析器であり、この分析器から粒子サイズ分布（ＰＳＤ）が得られ、この粒子サイズ分布（ＰＳＤ）には粒子の塊状化の程度の指標である、普通の分布を外れた大直径粒子のすそが含まれている。この装置により、ＰＤＰ（分散相の容積％）、ＰＤＰの変化速度、およびその応力因子レベルにおける単位変化量あたりのＰＤＰ（分散相の容積％）増加の計算が容易になり、これらのデータからＦＭ値が導かれる。第２の実施形態では、この検出器は、与えられた時間間隔について与えられた領域を通過する分散体またはエマルジョン試料の粒子に応答してＸ値を感知する。Ｘ値は、分散体またはエマルジョン試料の濁度に応答した光の減衰の尺度であり、分散体またはエマルジョン試料の粒子から与えられた角度範囲について散乱した光の強度の尺度である。
【００５５】
本発明の装置には、ポンプ、テスト容器への試料および応力因子の流れ、センサーの操作およびタイミング、および本発明の方法に従ってデータの計算および操作を調節するために適切にプログラムされたコンピュータ・コントローラ／プロセッサが含まれている。
【００５６】
本発明のこれらおよびその他の目的、特徴および利点は、添付図面を参照すればより十分に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
本発明の動機は、エマルジョンおよび分散体の安定性を決定する信頼性の高い、定量的な方法を求めるニーズが一般に、認められていることである。より具体的に述べると、本発明は、上で引用された文献で軽く触れられている技法などの現在使用している技法に比べてかなり加速された結果が得られる安定性をテストする新規な方法に関する。これから説明する新しい方法は、より加速された測定に関するだけでなく、改善された再現性および予想能力にも関する分散体の安定性テストをかなり改善するための永続的なニーズについて検討している。
【００５８】
先の説明から、分散体の安定性、即ち、粒子の有意な塊状化または分散相を含む液滴の合体に対する抵抗は、図２に概略示された粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さ、ＶＭＡＸ、に密接に関係している。与えられた温度Ｔ、および対応している熱エネルギーｋＴの場合、障壁が高いほど、電荷により安定化された分散体の安定性は良好であり、したがって、製造後の不可逆的な粒子の塊状化または液滴の合体（ついには相分離に導く）する前の時間が長いことが重要になる。
【００５９】
以前に精査したようにＶＭＡＸの値を上げるのに使える基礎的なメカニズムが２つある。この場合、粒子組成および濃度は固定しており、したがって、粒子間引きつけポテンシャル・エネルギーＶＡは、間隔ｘの関数として固定している。第１に、粒子／液滴の表面に付着した平均電荷量は上げることができ、その結果これらの表面上の平均電位、Ψ０、を上げる。この作用は、図２に概略示された粒子間反発ポテンシャル・エネルギーの全曲線、ＶＲ対ｘを「引き上げる」効果がある（即ち、すべてのｘ値についてＶＲ値を上げる）。下で説明されるように、粒子または液滴上の電荷を上げる基本的な方法が２つある。第２に、水相中の可動性イオンの濃度は、下げられるので、各粒子または液滴から延在している電界の遮蔽を低減する。この作用は、ＶＲ対ｘの曲線の距離をより長く「引き伸ばす」効果があり、したがって、粒子または液滴と関連した反発電気二重層の交差または重なりを大きくする。これら２つの作用のいずれかが、正味の粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さを上げる効果を有し、その結果、隣接粒子が、短い範囲の強い引力による不可逆的な塊状化を可能にするほど十分互いに接近するのを大いに妨げる。
【００６０】
したがって、本発明の主題である、分散体の安定性を加速して定量的にテストする方法を実行するために、電荷による安定化の原理を、事実上、「逆に」適用することができる。下で、かなりの粒子／液滴の塊状化の開始を加速し、そのプロセスにおいて、これらの分散体の安定性／特質の定量的な評価を得るために、問題の分散体の粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さを系統的に下げる手段について説明する。上で述べた、フライバーグら（上掲引用書，ｐ．６３）により計算された数値例により示されるように、エネルギー障壁の高さが下げられる程度により、エマルジョンまたは分散体の半減期の劇的な低減が達成される（即ち、ｋＴの値と関連して）。試料安定性が障壁高さとこのように強く依存していることは、比較的安定した「実施例」（即ち、試料）と、実質的に安定ではない別の実施例とを区別するのに有効な、安定性をテストする加速された方法をデザインする手段を与える。
【００６１】
しばしば、実質的に安定性に違いがある分散体の２つの実施例と対決することになる。通常存在する難問は、２つの実施例の内どちらがより安定であるかを明白に、信頼できる方法で決め、どれくらいの時間（通常、製品により複数の週、月または年）を必要としているかである。この制約は、以前に引用されたフライバーグら（上掲引用書，ｐ．７０）およびブルーアー（上掲引用書，ｐ．４２０）により強調されている。この制約因子は、最も安定性の低い試料が、不安定性のレベルに到達しなければならないということであり、即ち、測定および数量化可能な塊状化または合体の程度が信頼できる。幸い、その程度のものだが、各試料に安定性を与える原因となる物理学的メカニズムが、大きく加速された様式で、これらの実施例の間の差を明らかにするように利用することができる。１つの実施例が、安定性について、その他の実施例よりも「優れている」理由は、最終的には、その実施例のエネルギー障壁の高さが、「安定性の低い」試料の障壁の高さよりも高いという単純な事実によるものである。
【００６２】
後で説明する新規な方法の背後にある原理は、研究されている製品にとって明確な１つ以上の「応力因子」（後で説明する）を用いて問題の分散体にとって明確な１つ以上の予め定められた増分により、粒子間エネルギー障壁高さＶＭＡＸ（即ち、定められた温度（a given temperature）について）を下げることである。その結果、「安定性の低い」（inferior）分散体は、測定可能な不安定性の開始まで速やかに「押され」、さもなければ、加えられた応力因子がない場合により安定な分散体で起きるよりもはるかに迅速にこのポイントに到達する。随意に、分散体に応力の追加の増分を加えると、分散体の不安定性の動力学が定量的且つ詳細に精査されることを可能にする。
【００６３】
得られるエネルギー障壁の高さに対する、粒子間反発ポテンシャル・エネルギーを逐次的に低減する場合の効果は、図３に概略示されている。応力因子を加える前の分散体の「開始」反発エネルギーＶＲは、図３の曲線ＶＲ１により示されている。得られる正味（全部）の粒子間ポテンシャル・エネルギーも、曲線ＶＴＯＴ１により示されている。「図３に示されている引きつけポテンシャル・エネルギーＶＡも応力因子による影響を受けず一定であると考えられる。」増量した応力因子を加えると、粒子間反発エネルギーＶＲは、例えば、曲線ＶＲ１から曲線ＶＲ２へ漸減する結果になる。その結果、粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の、曲線ＶＴＯＴ１から曲線ＶＴＯＴ２への対応する高さ、ＶＭＡＸ、の低減がある。結果として、この分散体は次第に不安定になり、加速された粒子の塊状化を生じる。
【００６４】
加速された安定性をテストする新しい方法を実行する場合に必要な第２の要素がある。この要素は、分散体が１つ以上の応力因子を加えることにより安定性が低下する程度を決定するための感度のよい定量的な手段である。粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のパラメータは、固体粒子および液滴の両方に加えると、原理的には、分散体中で起きる粒子の合体または液滴の合体、それぞれ、の程度の信頼でき且つ直接的徴候を与える。（塊状化（agglomeration）という用語は、本明細書では、さらに、液中液形エマルジョンの場合に合体を示すために使われることがある。）上で示したように粒子／液滴の塊状化の存在は、分散体の不安定性の程度を物理学的に明示しており、不安定性に向かって大きく進んでいるほど、塊状化の程度は大きい。したがって、ＰＳＤ（小球体サイズ分布、即ち、ＧＳＤを含む）の測定は、エマルジョンまたは分散体の安定性を精査する最も直接的方法である。図４Ａ（実線曲線，１）は、粒子の塊状化が有意に起きる前に、比較的安定な分散体またはエマルジョンの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を単純に（様式化されて）表示している。図４Ａ（破線曲線，２）は、測定可能な量の塊状化が起きた時に、例えば、分散体に１つ以上の特定の応力因子を加えた後に、経過時間後の同じ試料の粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を単純な図でも示している。塊状化の増加は、不安定性に向かうごくわずかな前進の適度の指標であるとするならば、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の変化は、第１近似で、大直径の「普通の分布を外れた」（outlier）粒子の「すそ」（tail）における比較的小さな成長である。
【００６５】
粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の測定に用いられる技法は、事実上、問題の分散体が塊状化する状態における比較的小さな変化を検出できるほど十分感度が良好でなければならない。利用された技法が、粒子／液滴の塊状化における比較的小さな変化と関連した粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の変化に対して十分な感度が欠如していれば、本発明の新しい方法の根底にある原理を広く使えないことになる。その場合、分散体に加えられた応力は、比較的短時間で粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の意味のある変化を検出することができるほど、十分に塊状化を進行させるために望ましい応力よりも、さらに、大きくする必要がある。即ち、もはや分散体の仮想された小さな乱れは不必要になり、比較的大きなＶＭＡＸの低減が必要になるので、２つの潜在的な課題を生じることになる。第１に、このようなおそらく大きな応力は、分散体の「良好」および「粗悪」両方の実施例を生じ不安定になるので、これらの実施例は両方とも、短時間で、ほぼ類似した大規模な塊状化を示す。次いで、不可能でなければ、これら２つの試料の安定性に関して特質の差を定量化することは困難になるかもしれない。第２に、潜在的により厄介なことは、分散体に大きな応力を加えることはエマルジョンまたは分散体の基本的な特性を変えるというリスクを伴うので、これら比較されるべき２つの実施例は、物理化学的構造または特性について、もはやスタートの時によく似ていた試料とは言えない。
【００６６】
単一粒子光学センサー、即ち、単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）の技法は、加速された分散体の不安定化の初めの段階で起きる、オーバーサイズの粒子の集塊または合体した小球体の数のわずかな増加と関連した粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の「すそ」における成長を検出し定量化する役割には理想的に合致している。単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）技法（光学的粒子計数、またはＯＰＣとも呼ばれる）は感度がよいので大いに魅力的である。即ち、この技法は、研究対象のサイズ範囲の個々の粒子に応答することができる。光消光（ＬＥ）または光散乱（ＬＳ）いずれかの物理学的原理は、粒子が個別に明確に画定された光学的感知ゾーン（ＯＳＺ）を通過する時に流体に懸濁された粒子のサイズを検出するのに用いることができる。ＬＥ法では、得られる信号は、比較的大きな背景電圧レベルＶ０に重ねあわされた、高さΔＶＬＥの負に増加するパルスからなる。ＬＳ法では、ゼロ背景電圧レベルに理想的に重ねあわされた、高さΔＶＬＳの正に増加するパルスからなる。いずれの場合も、センサーが適切にデザインされていると仮定すると、パルスの高さは、粒子直径ｄと共に単調に増加する。したがって、粒子または液滴は、いくつかの周知の均一な直径の「標準」粒子（通常、ポリスチレン・ラテックス）を用いて得られた所定の「補正曲線」ΔＶＬＥ対ｄまたはΔＶＬＳ対ｄを用いて、測定されたこれらのパルス高さから大きさに従って分類することができる。
【００６７】
ＬＥ型ＳＰＯＳ技法は、通常、センサーの光学的デザインによって最大粒子サイズ範囲を与える。代表的なＬＥ型センサーである、モデルＬ４００−１．３（粒子サイズ分類装置、サンタバーバラ、カリフォルニア州）は、１．３から４００μｍまでの公称サイズ範囲を与え、ミニエマルジョンおよびマクロエマルジョン両方の大直径のすその測定に理想的に合致している。「以下で説明する結果は、このセンサーを用いて得られた。」低い方のサイズ検出しきい値は、大きな背景電圧Ｖ０がなく、且つ光源の強度を高めることにより与えられた粒子サイズについてパルス高さを上げる能力があるので、ＬＳ法を用いることによりかなり下げられる。しかし、事実上、ＬＳ型センサーは、ＬＥ方法を用いて容易に利用できる上の方のサイズ限界が欠けている。望ましいならば、ＬＥおよびＬＳの両方は、混成センサー・デザインにおいて併用することができ、ウエルス（Wells）らが米国特許第５，８３５，２１１号（１９９８）に記載したように「ＬＥ＋ＬＳ」と呼ばれる「合計した」応答を生じる。この方法は、ＬＥまたはＬＳいずれかの原理を単独で用いた場合には利用できない低い方のサイズ限界および広い動力学的サイズ範囲（例えば、０．５から４００μｍまで）の両方を得られる。
【００６８】
補正曲線を作るのに使われた標準粒子の特性に比べた、研究されている粒子または液滴の光学的特性、特に、屈折率の差が、単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）技法を用いて得られた「見かけの」粒子サイズ分布（ＰＳＤ）と実際のまたは真の粒子サイズ分布（ＰＳＤ）との間で矛盾を必ず生じる。ＬＳ法の場合、周囲の液体について粒子の屈折率「コントラスト」が、標準粒子のコントラストと著しく異なっているならば、理論的な補正を必要とするほど、矛盾を大きくすることができる。幸い、ＬＥ法を用いると、応答の大きさは、研究対象の大抵の試料の場合、粒子のコントラストにはあまり依存しない。したがって、ＳＰＯＳ−ＬＥにより得られた粒子サイズ分布（ＰＳＤ）測定値は、通常、その試料の真の粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の信頼できる代りの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）として役立つ。したがって、この試料の測定された「すそ」の成長は、応力により誘起された分散体の不安定性から生じるオーバーサイズの集塊または合体した液滴／小球体の数の実際の増加の定性的および定量的両方の真の説明になる。
【００６９】
短時間の説明に値する単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）技法と関連した追加の特徴または要件がいくつかある。第１に、研究対象の大抵の分散体またはエマルジョンは、分散相が、容積ベース（ｖ／ｖ）で全試料の少なくとも１％、時には４０％や５０％を占めており、非常に濃縮されている。したがって、１つ以上の検出可能な粒子が同時に光学的感知ゾーン（ＯＳＺ）を通過するような「偶然の」出来事から生じる粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の測定に人為的な間違いが入るのを避けるためには出発試料をかなり希釈する必要がある。得られる合体し、または歪められた信号パルスが、測定されたパルスの高さを系統的に膨張させ、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のすそにおいて大きなサイズの方へシフトさせる。その結果、単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）測定の場合、しきい値ｄ０より上の直径範囲の多くで、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の形が中程度乃至過酷に変形することがある。したがって、測定された粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の重大な変形および分散相の計算された容積パーセンテージ（「ＰＤＰ」については以下で説明する）における重大なエラーを避けるために、濃縮された試料は分析する前に必要な程度まで希釈しなければならない。この希釈作用は、固定された所定の希釈因子が適切であるか、または自動的に測定された値が望ましいかによって、種々の手段により達成することができる。濃縮試料を自動的に（または固定して）希釈する有用な方法および装置の実施例は、ニコリ（Nicoli）らによる米国特許第４，７９４，８０６号（１９８９）およびニコリによる米国特許第６，２１１，９５６号（２００１）に記載されている。
【００７０】
第２の問題は、分散相が含む粒子の大部分（通常、９９％より大）がｄ０未満であることを考えれば、即ち、適切なしきい値ｄ０の上の直径ｄの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の大直径のすそを、信頼できる、合理的に見て正確な測定が単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）−ＬＥ技法を用いて行うことができるかどうかである。これら多数の比較的小さな粒子は、研究対象の比較的大きな粒子／液滴の濃度が十分希釈されて、これらの粒子／液滴が感知ゾーンを一度に１つ通過することを保証されている時でも、必ず光学的感知ゾーン（ＯＳＺ）を同時に通過する。幸い、試料が十分希釈されていれば、ＳＰＯＳ−ＬＥにより測定されたように、問題の大抵の粒子について、比較的小さな粒子からなるこの「海」の存在は、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）に対する効果は比較的小さい。粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のすそを測定する必要性については、この特性が粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の未解決の固有の特性の１つを構成しているということがある。約５μｍより大きい（十分なコントラストを有すると考えられる）が、光学的感知ゾーン（ＯＳＺ）の厚さより小さい粒子の場合、パルスの高さΔＶＬＥは直径の二乗にほぼ比例する。粒子が比較的小さくなり、光源波長λに接近すると、光の消光の原因となる物理学的メカニズムは単純な幾何学的屈折からミー（Mie）の散乱理論により記述された光散乱にシフトする。パルスの高さは、ｄの減少と共に急速に低下する（４乗の関係で）。ｄ＜＜λの関係がある（典型的なセンサーでは約０．７μｍ）「レイリー領域」におけるさらに小さな粒子では、パルス高さはｄの６乗の関数として低下する。すべての意図および目的について、多数のこれらの粒子でさえ、事実上、ＳＰＯＳ−ＬＥ測定にとって不可視である。
【００７１】
したがって、事実上、光学的感知ゾーン（ＯＳＺ）を通過するサイズ低減粒子は、研究対象の比較的大きな粒子の個数に比べて通常桁外れに多い数であるが（ｄ＞ｄ０）、ＳＰＯＳ−ＬＥにより測定したようにに粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のすそに対する効果は無視できるほどである。もちろん、この主張は、試料懸濁液が十分且つ適切な程度まで希釈されていると仮定している。比較的小さな粒子が、事実上、無関係であることは、比較的低濃度で再び粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のすそを測定することにより確認することができる。最初の測定について選択された希釈が、適切であれば、オリジナル試料のｍｌあたりの粒子数（＃）として表された粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のすそは、実質的には同じであり、互いに重なるであろう。この等価性は、もちろん、計数される定められたサイズの粒子数が十分に多くないことから生じる統計学的変動、即ち、最小の粒子が測定される最大サイズにおける懸念とは別問題である。
【００７２】
上で述べたことから、ＳＰＯＳ−ＬＥ技法は、この技法の単一粒子分析および粒子サイズの変化に対する高い感度（通常二次、またはそれ以上）により、分散体の不安定性の加速と関連した粒子の塊状化における小さな増加の測定によく適合している。この技法の見かけの欠点、即ち、測定しきい値ｄ０より実質的に小さな粒子に対する感度が欠如していることは、本発明の文脈では、別の利点に変換される。「部分ＰＳＤ」、即ち、ｄ＞ｄ０のすそのみの測定は、比較的大きな粒子／液滴を表す全体の分布の小さな一部における小さな変化に対してよりよい感度で測定できる。測定された粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のすそと関連した容積率における個数の分別変化は、現在は、一層大きくなっている。したがって、ＳＰＯＳ−ＬＥ検出技法の「進歩」は、事実上、分散相を含むすべての粒子に答えるその他の「総体」技法の進歩に比べて実質的に向上している。したがって、単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）技法は、図４Ａにおける試料「１」に比べて「２」で見られた粒子サイズ分布（ＰＳＤ）における小さな絶対変化を、図４Ｂにおいて見られたはるかに大きな相対変化（ｄ＞ｄ０）に変換することができる。
【００７３】
本発明の方法を実行する場合、ＳＰＯＳ技法には明らかに利点があるにも関わらず、粒子サイズを分析するその他の技法が、試料の不安定性の開始と関連した粒子の集塊の個数の成長を特徴づけるために事実上使われることを実感することは重要である。単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）の１つの代替法は、個々の粒子にも答える技法であり、その商業的名称、商標「コールター・カウンター」、または商標「マルチサイザー」（Multisizer）「ベックマン・コールター社」（Beckman-Coulter Corp.，ヒーリー，フロリダ州）、および商標「エレクトロゾーン」（Electrozone）「粒子データ・インク」（ParticleData Inc.，エルムハースト，イリノイ州）によっても知られている。ほどほどに伝導する流体（即ち、水＋電解質）に懸濁された粒子は、非常に小さなオリフィスを通って一度に１つ通過し、オリフィスを横断して電気抵抗を瞬間的に増加させる。電流において生じる負に増加するパルスの高さは、粒子容積と共に単調に理想的に増加する。単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）を超えたその原理的な利点、即ち、粒子の光学特性に対する比較的非感受性にも関わらず、抵抗気孔技法には単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）に比べて多数の欠点がある。これらの欠点には、水相における比較的濃縮された電解質レベルの要件、閉塞に対する感受性、比較的低い粒子計数速度および比較的小さな動力学的サイズ範囲がある。これらの内第１の欠点は、研究対象の分散体への塩の系統的添加が本発明の重要な実施形態の１つを構成すると考えられるならば、特に深刻な問題であることが後で分かるであろう。
【００７４】
その他のサイズにより粒子を分類する方法は、以下で説明する試料を系統的に不安定化する方法と関連して使用する場合に考えられる。代替技法の最も普通の実施例は、「総体」方法、即ち、事実上、すべてのサイズの粒子に同時に応答する方法である。１つの例は、光子相関分光法（ＰＣＳ）としても知られている動力学的光散乱（ＤＬＳ）の例である。液体中に懸濁された粒子のランダムなブラウン運動または拡散により生じた散乱光強度（与えられた散乱角度において）における一時的変動は、強度自動補正機能を用いて分析することができる。強度自動補正機能は、推定粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を得るために１つ以上のアルゴリズムにより、数学的に「逆転」される。別の潜在的に実行可能な技法は、通常、２つの物理学的技法からなる。これらの技法は、大角度ミー散乱および前方角度フラウンホーファ（Fraunhofer）回折で、別々に、または組み合わせて使われる。角度依存性回折強度「パターン」は、推定粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を得るために、適切なアルゴリズムを用いて再び「逆転」される。本発明で開示された方法を実行することが考えられる、粒子サイズを分析する総体技法の別の例は、超音波減衰技法である。多量の試料を透過する超音波の、波長の関数としての変動は、適切な逆転アルゴリズムと組み合わせると、推定粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を得るために使用することができる。
【００７５】
通常は、粒子サイズ自体の測定とは関係ないが、本発明の方法を実行するために有効に利用できるかもしれないその他の分析技法が存在する事実を評価することは重要である。下で説明されるように、研究されている分散体に１つ以上の応力因子を加えることにより引き起こされた粒子の塊状化（または液滴の合体）における成長に対して十分な感度および再現性をもって応じることが、これらの代替技法にとって必要なすべてである。１例は、周知の光散乱の技法である。通常レーザー源により作られる光ビームは、適切な濃度（即ち、多重散乱による間違いを避けるために）の試料中を通過する。画定された感知容積内における比較的多数の粒子による同時に散乱した光は、不安定性の開始と関係した大粒子集塊の「すそ」における成長と共に単調に増加する信号応答を生じるように理想的に選択された適切な角度範囲において収集され、検出される。このようにして、散乱強度から、単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）または粒子サイズ分析に関するその他の技法（総体法を含む）を用いて、さもなければ、直接得られるであろう真の粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の「代用物」が得られる。
【００７６】
粒子サイズ分析器の代用器として使える第２の技法の例は、濁度測定器または分光光度計などの単純な方法である。適切な波長または波長範囲の光ビームは、与えられた厚さ（即ち、光路長）および適切な濃度の流体試料の中を通過する。光ビームが減衰する程度は、基本的な粒子サイズ分布（ＰＳＤ）に関係している。光学的デザインが最適化されていると仮定すると、試料の濁度、または光学密度は、理想的には、不安定性の開始と関連した大粒子の集塊の「すそ」の成長と共に単調に増加する。濁度測定および光散乱の技法は、互いにほぼ補完的なものと考えられ、即ち、粒子の塊状化の増加と共に、濁度は透過光強度が低下し、一方、光散乱と関連した強度は増加する。
【００７７】
これらおよびその他の総体技法は、粒子を基材とする多数の試料に適用し、有用であったが、これらの技法は本発明で開示された方法を実行する場合は、あまり有用でないことを証明することができる。単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）に比べて、これらの総体技法は、本来、これらの方法は、分散相を含むすべてのサイズ（関連したサイズ範囲において）の粒子に応答するという事実を考えれば、粒子の集塊の個数の小さな変化に対しては必ず感度が低い。それにも関わらず、これらの代替技法は、研究されている特定の分散体および使われた応力因子によっては、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の変化に対して十分な感度を有することを証明することができる。とにかく、以下で説明する本発明の方法を説明するために選択された実施例には、２つの異なるミニエマルジョンについて粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のすそを測定するためにＳＰＯＳ−ＬＥ技法の使用が含まれている。それにより、一般性が失われることはない。
【００７８】
本発明の主題であるこれらの方法の予測能力を説明するために、種々の応力因子に対する特定の分散体およびエマルジョンの応答について論議することは有用である。これらの実施例では、我々は、これらの分散体の不安定性の開始を系統的な方法で加速するために粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さを混乱させる異なるメカニズムを表す特殊なケースを選択し、それにより、粗悪な製品を確認する。この種のメカニズムの１つは、ｐＨの変化、例えば、「酸応力」（acid stress）により粒子または液滴上の表面電荷を低減することからなる。与えられた分散体に酸または塩基いずれの応力を加えるかは、その系を安定化するために使われているエマルジョンまたは界面活性剤の型により決められる。負に荷電している、例えば、６．５から９までのｐＨ範囲にあるアニオン性界面活性剤により被覆されている粒子を含む安定した分散体では、酸の添加（ｐＨと表面電荷の両方を低下させる）が適切な応力因子である。逆に、正に荷電している、４から６．５までのｐＨ範囲にあるカチオン性界面活性剤により被覆されている粒子を含む安定した分散体では、塩基の添加（ｐＨを上げて表面電荷を低下させる）が適切な応力因子である。系内で加速された不安定性を誘起する第２のメカニズムは、反対符号の荷電イオン、例えば、「塩化カルシウム応力（stress）」の選択的吸着による粒子または液滴上の表面電荷を低減することからなる。最後に、粒子間反発ポテンシャル・エネルギーを低減する第３のメカニズムは、その系に可動性荷電イオン、例えば、「塩化ナトリウム応力（stress）」を添加することからなる。水相におけるこれら非吸着性で、自由に拡散するイオンは、荷電粒子間に存在する粒子間反発力を生じる静電場を遮蔽するのに役立つ。
【００７９】
系統的に応力を加え、加速安定試験を成功させられる製品の第１の例は、乳製品脂肪エマルジョン、即ち、商業的に利用できる均質化された全乳である。全乳は、水に分散された乳製品脂肪液滴を含む水中油型エマルジョンである。脂肪液滴は、中程度に大きい分子量（約２３，０００ドールトン）のたんぱく質である牛カゼインのコーティングにより荷電安定化されている。牛カゼインは、そのアニオン性アミノ酸ヘッド基のイオン化によりその第１の乳化作用を示す。脂肪の液滴に正味負の電荷を与え、さらに、液滴間の静電反発力を与えることにより、カゼインの分子が立体障害のメカニズムを介した合体に対して、さらに、安定化させる。商業的に利用できるミルクは、一般に、貯蔵寿命が約２週間である。均質化された分散体の特質は、簡単なセンサー評価により定性的に評価することができる。これらには、その分散体が分散相からの乳製品の脂肪が連続バルク水相から分離することが視覚で明らかであるかどうか、および／または悪臭および／または腐敗した味、即ち、最終製品の「酸敗」（souring）があるかどうかが含まれる。ミルクの酸敗は、分散体の失敗を示しており、酸敗の発生は理想的には容器に印刷された賞味期限（expiration date:ＥＤ）と一致しているか、またはその期限の直後である。ただし、このようなケースはほとんどない。
【００８０】
単一製造者からの全乳の３バッチ、具体的には、６月８日（「０６０８」）、６月１２日（「０６１２」）および６月１５日（「０６１５」）、について、これらの賞味期限（ＥＤ）により調べ、確認した。基準点として、第１の研究は、バッチ＃１、バッチ＃２およびバッチ＃３、それぞれ、の製造者が定めた貯蔵寿命より、１日前、５日前および８日前に始めた。各実験について、製品は、相分離の証拠は視覚で、悪臭の存在は嗅覚により、ｐＨにより、および粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の大直径のすそ（１．８μｍより大）の測定により調べた。粒子サイズ分析は、光の消光に基づく単一粒子光学感知（ＳＰＯＳ）、または「ＳＰＯＳ−ＬＥ」（商標アキュサイザー（Accusiser）７８０／ＡＰＳ，パーティクル・サイジング・システムズ・インク（Particle Sizing SystemsInc.），サンタバーバラ，カリフォルニア州）の技法を用いて行った。すべての場合、結果は１．８ミクロンより大きな（範囲：１．８−５０μｍ）脂肪油滴の場合、分散相の容積パーセンテージ（ＰＤＰ）として表される。２つの異なる研究が、全乳の３バッチの各々について行われ、種々の応力因子の作用が調べられた。
【００８１】
第１の研究の目的は、全乳の安定性に対する「ｐＨ応力」（pH stress）の効果を評価することであった。牛のカゼインにより、通常、ｐＨ＝６．５に安定化された、この負に荷電された分散体は、酸の添加により応力をかけられ、細かく分散したミルク脂肪液滴上の表面電荷を低減され、塊状化を誘起する。ミルクバッチは、標準緩衝液を用いて酸性にされた。この緩衝液は、０．１Ｍ（２１．０１ｇ／Ｌ）のクエン酸１水和物（Ｃ６Ｈ８Ｏ７・Ｈ２Ｏ）および０．２Ｍ（２８．４４ｇ／Ｌ）の二塩基性無水りん酸ナトリウム（Ｎａ２ＨＰＯ４）の原液から作られた。特定の容積の各原液を一緒に加え所望ｐＨ値６．１および５．７を有する最終緩衝液を作った。これらのｐＨ値は、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー（J Biol Chem），Ｖｏｌ．４９，ｐ．１８３（１９２１）にマッキルベイン（McIlvaine）により記述されているこれら２つの溶液の混合物を用いて作ることができるｐＨ＝２．２−７．８の範囲に入っている。この緩衝ミルク試料は、適切な「マッキルベイン緩衝混合物」と１：１の容積比で混合した。したがって、これらの試料の最終脂質濃度は、非緩衝の対照の半分と等しい。その結果、各緩衝試料の容積分散相の容積パーセンテージＰＤＰの計算により、基線における新しい最終脂質濃度に適切に調節された。これらの試料の水相のｐＨを２段階で下げるために３つの全乳試料の別々のアリコートに２種類の緩衝液を組み合わせて添加した。酸応力の作用は、液滴に吸着された牛カゼイン分子内の負に荷電したアミノ酸基の一部を次第に中和することにより脂肪液滴の表面上の平均電荷を系統的に低減することであった。この作用の結果として、粒子間反発力の系統的低減（２段階で）があり、それにより、やがて、脂肪液滴の合体のプロセスを加速することを可能にする。
【００８２】
３バッチ各々（３種類の賞味期限（ＥＤ）値）からの全乳のアリコートを、調節された酸誘起応力および酸の添加後４つの時点、即ち、ｔ＝０，８０，１６０および２４０分（近似的に）に測定された粒子サイズ分布（ＰＳＤ）にさらされた。「各試料の真の経過時間は、各ＰＤＰ測定を行うために必要な数分に起因する累積された遅延により、これらの値とは幾分ずれている。」時間上の順番が始まる前に、各バッチは、自身の「対照」粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を確定するために、酸を添加せずに測定した。次いで、各々は、２つの比較的低い、固定されたｐＨレベル、即ち、ｐＨ１＝６．１およびｐＨ２＝５．７において標準緩衝液を用いて酸応力にさらされた後、指定された時点において再び分析した。これらの値は、牛カゼインの場合等電点（電荷約０）、ｐＨ約４．７、に次第に接近するように選択された。ミルク試料は、室温（２３−２６℃）で行われた粒子サイズ分布（ＰＳＤ）測定の前は、ずっと４−８℃で冷蔵した。
【００８３】
図５には、外因的緩衝液がない場合に、全乳の３つの対照試料から得られた、ＰＤＰ値（即ち、全脂肪容積のパーセンテージとして表された、１．８μｍより大きい脂肪液滴の容積）対経過時間、ｔ、が描かれている。ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔのプロットは、バッチ＃１（「０６０８」，中実円）および＃２（「０６１２」，中実四角形）についてはほとんど同じ（実験のばらつきは別にして）である。しかし、バッチ＃３（「０６１５」，中実三角形）について得られたプロットは、その他の「比較的古い」バッチに比べて大直径脂肪液滴のパーセンテージがわずかに高い。この後の挙動は、興味深いが、簡単に理解されるように、特に意味はない。
【００８４】
３つの全乳試料に対する酸応力の作用により、まず図６に示されているように驚くべき結果が得られる。最低レベルの応力、即ち、６．５から６．１に下げられたｐＨにおいて、バッチ＃２（中実四角形，図６）のＰＤＰ（分散相の容積％）は、大きな（即ち、合体）脂肪液滴の容積が経過時間と共に、ｔ＝０における約０．８％からｔが約２４０分の時の１．２５％まで着実に増加することを示している。これらの変化は、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の大きな直径のすそにおける脂肪液滴のかなりの成長（即ち、合体）を反映している。この結果と対照的に、バッチ＃１（中実円）および＃３（中実三角形）のＰＤＰ（分散相の容積％）は、時間について本質的には一定に留まり（再び、実験上のノイズは別にして）、容積比１：１に希釈された「緩衝試料」においてさえも安定性の変化を測定できないことを示している。もちろん、この驚くべきことは、各バッチについて提示された賞味期限（ＥＤ）値に基づいて、最も古い製品であるバッチ＃１（「０６０８」）が、ｐＨの低下により、最大の不安定性を示す試料になるはずである。酸応力の作用が、バッチ＃２が時間と共に加速された不安定性（液滴の合体）を示す原因になるほど十分大きい（即ち、粒子間エネルギー障壁の低下が十分大きい）ならば、４日早い賞味期限（ＥＤ）を有するバッチ＃１は同じか、または悪い挙動を示すはずである。明らかに、これはそのようなケースではない。テストの日付は、バッチ＃１の賞味期限（ＥＤ）を定めるわずか１日前であったが、バッチ＃２の賞味期限（ＥＤ）の前には５日あった。しかし、これら２つの試料に酸応力を加えた後に得られたＰＤＰ（分散相の容積％）値に基づくと、テスト前のバッチ＃１のミルクに比べて、バッチ＃２のミルクの品質はかなり劣化していた。この発見は、２つの製品について定められた賞味期限（ＥＤ）値に基づいて予想される挙動の完全な逆転を表している。
【００８５】
３バッチのミルクについて同じ挙動が、図７に反映されており、図７はより強力な応力の試料、即ち、６．５から５．７へのｐＨの大幅な低下に従って得られたＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔの関係を示している。この場合、バッチ＃２のＰＤＰ（分散相の容積％）値（中実四角形）は、ｐＨの低下が幾分マイルドな場合（６．５から６．１へ）の１．２５％に比べて、２４０分後に約１．４％に増加した。この挙動は驚くにあたらない。与えられたレベル（即ち、ΔｐＨ）における特定の応力因子（例えば、ｐＨの低減）を加えることにより試料が一旦不安定性を示すと、応力レベルが高いほど（即ち、ΔｐＨが高いほど）、応答が大きくなる（即ち、ＰＤＰ（分散相の容積％）が大きい）。しかし、驚くべきことは、この比較的大きいレベルの酸応力によりバッチ＃１の挙動（中実円）になおも変化が認められないという事実である。最後に、驚くべきことではないが、賞味期限（ＥＤ）の前にフルに８日残されている、３バッチのミルクの中で「最も若い」バッチ＃３（中実三角形）について得られたＰＤＰ（分散相の容積％）に対して比較的高いレベルの酸応力効果を測定できなかったことである。
【００８６】
図５−７に示した、ミルクの各バッチについて経過した時間および酸応力レベル（ｐＨ）に対する計算したＰＤＰ（分散相の容積％）の観察された依存性は、表Ｉにまとめている。各ｐＨ値およびミルクの各バッチについて、ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔのデータについてなされた線形回帰分析の結果も、表Ｉにまとめている。理想値（ｒ＝１）に非常に近く、ＰＤＰ（分散相の容積％）と経過時間、ｔ、との間のほぼ完璧な相関関係値は、酸応力（ｐＨ）の各レベルのバッチ＃２（０６１２）により示される。具体的には、ｐＨ＝６．１および５．７の場合、それぞれ、ｒ＝０．９９５および０．９９７（表Ｉの肉太タイプ）。最小二乗法により得られた低減ｐＨの各値と関連して表示された勾配の値は、観察されたＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔのデータに対して直線的に一致し、バッチ＃２の粗悪さ、即ち、酸応力因子の適用後そのバッチがいかに迅速に不安定化するか、有用な定量的尺度を与える。その特定の応力レベルの適用により試料内に誘起された不安定性の定量的尺度に到達するために、ｐＨの変化、ΔｐＨ、による勾配の増加（即ち、対照試料に比べて）を分割することは役立つであろう。ｒ値が、バッチ＃２の場合、１に非常に近い値であるという事実は、本発明で略述された加速された応力テスト方法の予測値を強調し、この試料について以前に引きだされた不安定性または粗悪さという結論を承認する。計算されたＰＤＰ（分散相の容積％）値と経過時間の間のそのような強い相関関係は、以前に定性的に記述したように、各応力レベル（即ち、各低減ｐＨ値）についてバッチ＃１または＃３のいずれかについて見出されていない。回帰分析の値は明らかであり、即ち、この値は定量的な意味が観察された実験結果と関連することを可能にしている。
【００８７】
酸応力（ｐＨ５．７）を加えられたバッチ＃２のミルク試料についてＳＰＯＳ−ＬＥにより得られた代表的な粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の結果から、図７のＰＤＰ（分散相の容積％）値が計算され、図８に示されている。大直径（１．８μｍより大）脂肪液滴（またはより正確には「小球体」）の４つのすそは、ｐＨ＝５．７にて酸応力を加えられたバッチ＃２について近似的経過時間０，８０，１６０および２４０分において得られた。これらのすそは、個数濃度、即ち、ミルクｍｌあたりの＃粒子（液滴）対粒子直径（μｍ）の形でプロットされている。これらは、酸または低ｐＨにより試料に応力を加えたことにより生じた液滴の合体により、大きい脂肪の小球体濃度が増加したことを明らかに示している。これらの「すそ」の結果は、以前に記述した図４Ｂに概略描かれたすそに似ている。図９は、図８の粒子濃度のすそに対応する脂肪小球体の絶対容積率（absolute volume fraction）の微分分布（differential distribution）を示している。経過時間の増加による各液滴直径における分散相の容積率は明らかに増加する。各試料に関するすべての容積率の累積和（すべての粒子直径にわたる）は、図７にプロットされている、バッチ＃２（ｐＨ＝５．７）の各ＰＤＰ（分散相の容積％）値を生じる。要約すると、酸応力により脂肪液滴の表面電荷を下げると、テストで良好であったか、または以前に定められた賞味期限（ＥＤ）に基づいて最初は失敗すると考えられていた比較的古いバッチに比べて、比較的粗悪なミルク製品であることが、確認できる結果になる。これらのバッチへ応力を加えることは、この予想外の結果を発見するためには必要であった。何故ならば、酸応力のないＰＤＰ（分散相の容積％）値は、テストした３つすべてのバッチについて、本質的には、同じであるからである（図５）。したがって、分散相中で生じる大きな粒子または液滴の容積率の小さな変化を感知できる感度のよい測定と連結した、段階的にエマルジョン／分散体に応力を加えるこの新しい系統的な方法の有用性は明らかである。
【００８８】
第２の研究は、全乳の同じ３バッチを、第２の種類の応力因子、即ち、吸着性電解質（adsorbing electrolyte）を添加することからなる。この電解質は、脂肪液滴の表面に吸着することができる適切な電荷のイオンの解離を可能にする。具体的に述べると、無機２価塩である、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）をミルク試料に加え、解離したＣａ＋＋イオンを液滴の表面に結合させる。応力を加えられた試料は、塩化カルシウム２水和物（ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ）０．２Ｍ（２９．４ｇ／Ｌ）からなる標準原液を用いて調製された。所望の添加カルシウム濃度０．００５Ｍ（０．７３５ｇ／Ｌ）を作るために、３９ｍＬのミルクに１ｍＬの塩化カルシウム原液を加えた。所望の最終塩化カルシウム濃度が０．０１０Ｍ（１．４７ｇ／Ｌ）の場合は、カルシウム原液とミルク試料の比は２倍にした（即ち、１９ｍＬに１ｍＬ添加した）。その結果、カルシウムにより応力を加えられた各試料の容積ＰＤＰの計算は、基線における新しい最終脂質濃度に適切に調整した。したがって、これらの試料における水相のカルシウム濃度を２段階で上げるために、３つの全乳試料の別々のアリコートに２種類のカルシウム応力濃度が加えられた。第１の研究で使われた酸応力因子のように、この第２の応力因子は、液滴上の正味の電荷を低減し、液滴間エネルギー障壁の高さを下げ、液滴の合体を促進するようにデザインされた。しかし、この場合、表面電荷を低減する手段は異なっている。第１に、正に荷電したＣａ＋＋イオンは、反対に荷電した液滴（牛カゼインがすでに吸着した分子によりｐＨ６．５において負に荷電した）の表面に吸着し、各粒子上の電荷の正味の低減を生じる。この試料に添加されたＣａＣｌ２の濃度が高いほど、カゼインで被覆された各脂肪液滴に結合されたＣａ＋＋イオンの数は大きく、得られる脂肪液滴上の平均電荷は低い。「この結論は、添加されたＣａ＋＋の濃度は電荷を逆転させ、粒子上に正味正の電荷を生じるほどは高くないと仮定している。」
【００８９】
したがって、第１近似で、ＣａＣｌ２の添加によりミルク試料に応力を加える（stress）ことは、第１の研究において添加された酸によりミルク試料に応力を加えることと同じ効果を有し、即ち、脂肪液滴上の正味の電荷を低減することにより液滴間エネルギー障壁の高さを下げる。しかし、作用する追加の因子、即ち、ミルクの連続水相内を拡散する解離した、可動性のＣａ＋＋およびＣｌ−イオンによる荷電粒子と関連した電気二重層の厚さ（および重なり）の潜在的にかなりの低減がある。この遮蔽メカニズムは、障壁高さをさらに下げる効果を有し、これが分散した脂肪液滴に不安定化させる応力を追加することになる。原理的には、このメカニズムの追加は、さもなければ、液滴間の静電反発力の遮蔽のかなりの増加がない場合に、単に液滴上の平均電荷を低減（与えられた量）することにより起きる、液滴の合体をより迅速に、且つより広範なものにする。
【００９０】
第２の研究は、酸応力研究が行われた後２日間行われた。したがって、バッチ＃１の賞味期限（ＥＤ）は１日超過しており、バッチ＃２の賞味期限（ＥＤ）までに３日残っており、バッチ＃３の賞味期限（ＥＤ）までに６日残っていた。各バッチは、添加Ｃａ＋＋の２種類の濃度、即ち、０．００５Ｍおよび０．０１Ｍにおいて「カルシウム応力」にさらされた。各バッチには、ＣａＣｌ２を添加していない、それ自身の「対照」があった。これらのミルク試料は、２４時間にわたり６つの異なる時間間隔で調べ、すべての試料は、前と同様に、室温で行い、分析の間は冷蔵（４−８℃）した。脂肪液滴の合体と比較した分散体の安定性に対するイオンによる攻撃の効果は、図１０−１３にまとめている。図１０には、「対照」試料（ＣａＣｌ２無添加，中実円）および添加ＣａＣｌ２の２つの濃度、即ち、０．００５Ｍ（中実四角形）および０．０１Ｍ（中実三角形）に対するバッチ＃１（「０６０８」）の２４時間にわたるＰＤＰ（分散相の容積％）の計算値対ｔの関係をまとめている。図１０と同じ記号を用いて、図１１は、バッチ＃２（「０６１２」）の結果、および図１２は、バッチ＃３（「０６１５」）の結果をまとめている。図１３は、図１１の圧縮バージョンであり、バッチ＃２、０．０１ＭＣａＣｌ２（中実三角形）の全データポイントをプロットすることができる。
【００９１】
図１０および１２から分かるようににミルクに０．００５ＭのＣａＣｌ２を添加すると、バッチ＃１および＃３の測定されたＰＤＰ（分散相の容積％）値に対してたいした効果はない。０．００５Ｍおよび０．０１０Ｍアリコート、それぞれ、について、容積比１：３９および１：１９で希釈した「カルシウム応力試料」においてさえも安定性の変化は測定できなかった。即ち、測定されたＰＤＰ（分散相の容積％）のすそを含む大直径脂肪小球体の濃度において有意な成長はなかった。明らかに、このレベルの添加ＣａＣｌ２では、調べた時間内では、バッチ＃１および＃３を不安定化するには十分ではなかった。しかし、この最低レベルのカルシウム応力により、図１１で分かるようににバッチ＃２のＰＤＰ（分散相の容積％）（ｔ＝０を除いて）が測定できるほど増加した。もう一度、バッチ＃１が指定された賞味期限（ＥＤ）を１日過ぎているのに比べて、バッチ＃２は、指定された賞味期限（ＥＤ）まで３日残っているにも関わらず、応力を加えられると低い特性を示した。
【００９２】
添加ＣａＣｌ２の濃度を２倍の０．０１Ｍへ上げた時に得られた対応する結果とこれらの結果を比較することは有益である。バッチ＃１の場合（図１０，中実三角形）、この高いレベルの応力により、ｔ＝０における１％未満から、ｔ＝２４時間におけるほぼ１．５％まで、ＰＤＰ（分散相の容積％）が時間によりかなりの成長を示した。たとえ、この試料は以前、分析時間中、自身に加えられた酸応力のレベルに抵抗したとしても、バッチ＃１は、この比較的高いレベルのカルシウム応力により明らかに影響を受けた。おそらく、この試料が古くなったことと関係があるであろう（即ち、この試料の賞味期限（ＥＤ）を超えている）。重要なことは、その製品が古いにも関わらず、バッチ＃１を不安定化するためには最高濃度のＣａＣｌ２応力因子がなおも必要であったことを指摘する必要があることである。バッチ＃２の場合（図１１，中実三角形）、比較的高い応力レベルでもかなりｔに依存するＰＤＰ（分散相の容積％）の成長が得られ、１２時間までの経過時間の場合、バッチ＃１の場合に観察されたＰＤＰ（分散相の容積％）の成長を思い出させる。しかし、１２時間を越えると、図１３に記載されているように（ＰＤＰ（分散相の容積％）が５倍に圧縮されている、中実三角形）、測定されたＰＤＰ（分散相の容積％）は時間の経過と共に大いに加速され、２４時間後にはほぼ７％に達する。「このポイントで酸敗する明確な証拠もあった。」この結果は、以前バッチ＃２で得られた結果と完全に一致しており、その他の２つの試料、特にバッチ＃１に比べて＃２が劣ることを再び確定している。明らかに、１２時間以上経過した後添加されたＣａＣｌ２について測定されたＰＤＰ（分散相の容積％）のいつかは起きるはるかに大きな非線形応答を考えれば、このレベルの塩化カルシウム応力は、バッチ＃２の場合の分散体の「小さな」不安定性であるとはもはや考えることはできない。「以前は安定なバッチ＃１でさえも、このケースの濃縮条件下では「つぶれた」。」バッチ＃３の場合（図１２，中実三角形）、比較的高い応力レベルでは、十分な経過時間をとってもＰＤＰ（分散相の容積％）の成長はごくわずかであり、これはこのバッチが「最も若い」ミルク製品であり、したがって、最も安定ではないという事実と一致している。
【００９３】
各バッチのミルクについて、経過時間およびカルシウム応力レベル［ＣａＣｌ２］に対する計算されたＰＤＰ（分散相の容積％）の観察された依存性は、図１０−１３に示し、表ＩＩにもまとめている。各［ＣａＣｌ２］値および各ミルクバッチに関するＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔのデータについて行われた線形回帰分析の結果も、表ＩＩにまとめている。ほとんど理想的な値の相関係数、ｒ、は、カルシウム応力レベル、［ＣａＣｌ２］、の各々についてバッチ＃２（０６１２）により示されている。具体的に述べると、［ＣａＣｌ２］＝０．００５Ｍおよび０．１Ｍについて、それぞれ、ｒ＝０．９２７および０．９３４である（表ＩＩの太字タイプ）。各々の［ＣａＣｌ２］値と関連して表示された勾配値は、再び、バッチ＃２の劣等性について有用な定量的尺度を与える。酸応力の場合と同様に、与えられた応力レベルを加えることにより試料中に誘起された不安定性の定量的尺度を得るために添加された［ＣａＣｌ２］値により勾配の増加（即ち、対照試料に比べて）を分割することは有用であろう。バッチ＃２の場合は、ｒ値が１に比較的近いという事実は、本発明で略述された加速応力テスト方法の予測値を再び強化し、この試料について以前引きだされた不安定性または劣等性に関する結論を再確認している。上で定性的に記述したように、用いた最高の応力レベル、［ＣａＣｌ２］＝０．０１Ｍにおいて、計算されたＰＤＰ（分散相の容積％）値と経過時間、ｔ、との間でかなり強い相関関係（ｒ＝０．８９７）が、バッチ＃１について見出された。これに対して、同じ最高の応力レベルにおいて、バッチ＃３について、ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔの応答に関してほどほどの強さの相関関係（ｒ＝０．６９３）が見出された。これは、バッチ＃３が、全部で３つの試料の中で最も若く、おそらくは最も安定していたという事実によるものである。用いた最高の［ＣａＣｌ２］においてバッチ＃２だけでなく、バッチ＃１および＃３も、ｒ値がかなり高いという事実は、このカルシウム応力因子については「しきい値」限界が存在しているらしいということを示唆している。このレベルでは、これらの固有の特性に関係なく、ミルクのすべてのバッチにおいて不安定性が誘起される。
【００９４】
カルシウム応力を含む、第２の研究に関連した記述を終わるにあたり、図１１および１３に示された高いＰＤＰ（分散相の容積％）値を生じた、比較的高いレベルのＣａＣｌ２、０．０１Ｍ、を添加した劣等なミルク試料について得られた粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を簡単に調べることも有益である。６つの経過時間において得られた、微分濃度（differential consentration）粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のすそ、即ち、＃粒子／ｍｌ対粒子直径（１．８μｍより大）の関係は、図１４に示されている。図１１において明らかである、約１２時間までは時間の経過と共にＰＤＰ（分散相の容積％）の値が次第に増加することは、互いによく似た粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のすそを有する、図１４における比較的小さな「詳細」（detail）として見られる。図１３で見られたこの時点におけるＰＤＰ（分散相の容積％）の非常に大きな成長に対応する、２４時間後に観察されたすその桁外れの成長により、これらの変化は小さく見える。これら６つの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）のすその絶対容積率の対応するプロットは、図１５に示されている。再び、バッチ＃２について１２時間と２４時間との間に発達した大きな（「普通の範囲を外れた」）脂肪小球体の濃度の明らかに桁外れの増加があり、これは、以前に加えられたその他の応力因子を用いて劣等試料として確認されたことと一致している。これらのカルシウム応力実験の結果は、全乳の安定性に対する添加カルシウムイオンの時間依存性、並びに濃度依存性効果は、バッチ＃２について定められた貯蔵寿命（ＥＤ）と応力下の観察された安定性との間の一致が欠けていることを、再び、証明している。この場合、ミルク試料に加えられた高いレベル（即ち、０．０１Ｍ）のカルシウム応力は、すべての配合物が１度および２度以上反対の影響を受けているので、必要なレベルよりも高かったようである。それにも関わらず、高い応力レベルに対するバッチ＃２（以前、欠点があると確認された）の応答は、再び、その他のバッチよりもかなり大きかった。以前に記述したように、液滴表面へのカルシウムイオンの吸着と連結した別の遮蔽メカニズムは、酸応力の場合と比べて液滴の合体がより迅速且つ広範に生じた。
【００９５】
上で精査された応力研究の結果は、この新しい加速された応力テスト方法が、同じ処理プラントにより製造された３バッチのミルクの間の有意な差を検出する能力があることを明らかに証明している。本発明の新規な方法の適用は、２種類の応力因子によりミルク試料の間の特性の差を利用する。各応力因子は、液滴間のポテンシャル・エネルギー障壁の相対的な高さ、ＶＭＡＸ／ｋＴ、を下げる作用を有する。相対的な高さは、液滴が合体する速度を低減する原因であり、受け入れ可能な期間について製品の安定性を保証する。相対的障壁高さを低減するメカニズムは、各応力因子毎に異なるが、ミルクのバッチ＃２の場合は、その他のバッチに比べて、安定性の観点から明らかに劣ると確認された。したがって、本明細書で開示された新規な方法は、定性的および定量的な両方の根拠に基づいて、従来の方法では信頼できる確認ができない分散体とエマルジョンとの間の安定性または特性の差を識別できることは明らかである。市販される製品の従来の賞味期限の決定は、確定されているものでも、必ずしも正しくないことは明らかである。
【００９６】
分散体の加速された応力テストに関する新規な方法の一般的な適用可能性および有効性を、さらに、説明するために、別の型の水中油型エマルジョンに適用された、類似の研究から得られた結果をまとめることが有用である。この分散相は、油滴の表面に負電荷を与えるために利用され、アニオン性界面活性剤により安定化された植物油の液滴からなる。下で記述するように、植物脂肪エマルジョンに加えられた応力因子の１つは、その有効性を、上で記述されたミルク研究において加えられた応力因子により表されたメカニズムとは異なるメカニズムから導いている。応力を加えられた試料は、光の消光（即ち、ＳＰＯＳ−ＬＥ）に基づく粒子サイズ分析（ＳＰＯＳ）を用いて分析され、その結果は、再び、種々の経過時間間隔において大直径（範囲：１．８−５０μｍ）油滴（「小球体」）の容積パーセンテージ、即ち、ＰＤＰ、として表された。
【００９７】
これらの研究（３つの異なる実験）では、１価カチオン（Ｎａ＋，Ｋ＋）の低濃度（０．０５Ｍ）混合物および２価カチオン（Ｃａ＋＋，Ｍｇ＋＋）の低濃度（０．００３Ｍ）混合物を５％ｗ／ｖ水中油型植物脂肪エマルジョンに添加し、時間が経過した場合のエマルジョン安定性に対する添加イオン（吸着性および遮蔽性の両方）の混合物の作用を評価した。これらの実験を通して使われた不安定化カチオンのこの基線混合物は、以後、「混合イオン化学種」と呼ばれる。植物脂肪エマルジョンおよび混合イオン化学種の最終分散体は、前のように、時間、ｔ＝０（即ち、混合イオン化学種の添加直後）における粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の測定により評価された。この分散体は、室温（２３−２６℃）で、８、１６、２０、２４および２８時間後に再び測定された。得られたＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔの関係は図１６にまとめている。粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の大直径のすそに測定可能な成長があり、これは、約２０時間（１２００分）後に現れた有意な油滴合体の開始を示している。得られたＰＤＰ（分散相の容積％）値は、その直後にかなり成長した。この「対照」実験は、植物油エマルジョンへの低濃度の混合イオン化学種の添加は、エマルジョンを不安定にするが、約２４時間経過後、初めて明確な徴候が現れることを確立した。
【００９８】
本明細書で開示された新規な方法の有効性をさらに評価するために、この電荷により安定化された植物油エマルジョンに異なる応力因子を系統的に加え、このエマルジョンの不安定な特性が、２０時間よりもはるかに早く、即ち、大いに加速されて確認されるかどうかを決める。これらの因子の１つは、単純な１価塩、ＮａＣｌ、の調節された添加であった。ミルク分散体へのＣａＣｌ２の添加とは異なり、添加されたＣａ＋＋イオンの一部の結合により脂肪液滴上の電荷を低減させ、分散体へのＮａＣｌの添加は、負に荷電した油滴へのＮａ＋イオンのかなりの結合を生じることはない。むしろこの場合は、添加された塩イオンの主な作用は、荷電した液滴（即ち、これらの液滴と関連した電気二重層を収縮させる）の間の静電反発力を部分的に遮蔽することであり、したがって、これらの液滴の合体を促進する。単純な１価塩、ＮａＣｌ、の使用は、静電粒子間反発力を部分的に遮蔽する場合について記述されているが、単純な２価または３価塩も、静電反発力を部分的に遮蔽する場合に使用されることが理解されている。
【００９９】
第２シリーズの実験では、「混合イオン化学種」の基線量（base line amount）（以前使われた同じ濃度）が、今述べた実験で使用された同じ植物油エマルジョン（５％ｗ／ｖ）（即ち、「基線」分散体）の４つの別々のアリコートまたはバッチに添加された。同時に（ｔはほぼ０）、今述べた遮蔽のみのメカニズムを用いて、これらのバッチは系統的に応力を加えられた。各試料において、次第にＮａＣｌの濃度が上げられた。即ち、バッチ＃１＝０Ｍ（「対照」，基線混合イオン化学種）、バッチ＃２＝０．０５Ｍ（２．９３ｇ／Ｌ）、バッチ＃３＝０．１Ｍ（５．８６ｇ／Ｌ）、バッチ＃４＝０．１５Ｍ（８．７９ｇ／Ｌ）。「バッチ２−４は、バッチ＃１に塩応力のレベルを上げたものを加算したものに等しかった。」その結果、塩応力を加えられた各試料の容積ＰＤＰの計算は、基線における新しい最終脂質濃度に近似的に調節された。次いで、各バッチは、以前と同様であるが、異なる５つの時点、即ち、ｔ＝０、６０、１２０、１８０および２４０分（近似的な時間）における、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の測定から室温（２３−２６℃）における安定性について評価された。この研究は、近似的に２０時間からわずかに１−４時間までの範囲で有意に測定できる油滴合体の開始を系統的に加速できるようにデザインされた。
【０１００】
これらの測定の結果は、図１７にまとめられ、各時点および添加されたＮａＣｌ濃度、即ち、０Ｍ（「対照」，中空円）、０．０５Ｍ（中実円）、０．１Ｍ（中実四角形）、０．１５Ｍ（中実三角形）について得られたＰＤＰ（分散相の容積％）値を示している。明らかに、添加されたＮａＣｌの濃度の上昇により生じるＰＤＰ（分散相の容積％）値の段階的な、加速された増加がある。加えられた応力のレベルが高いほど、油滴の有意な合体の開始が早くなる。最高レベルの応力、即ち、０．１５ＭのＮａＣｌを添加した場合、最も早い時点、ｔがほぼ０においてＰＤＰ（分散相の容積％）が倍増した。これは、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の測定を完了させるのに必要な５分程度の短時間の間に、すでに、試料のかなりの不安定化があったことを意味している。応力レベル、即ち、添加されたＮａＣｌの濃度を正しく選択することにより、この試料は、定量化可能な応力がない場合（即ち、２０時間より大，図１６）に必要な時間よりもはるかに短時間でこの試料の基本的な不安定性の度合いを明らかにすることができることは明らかである。
【０１０１】
不安定化混合イオン化学種を添加された植物脂肪エマルジョンの場合、経過時間および塩応力レベル、［ＮａＣｌ］、に対する計算されたＰＤＰ（分散相の容積％）の依存性（図１７に示した）は表ＩＩＩにまとめている。［ＮａＣｌ］の各値に関するＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔのデータについてなされた線形回帰分析の結果も、表ＩＩＩにまとめている。ほとんど理想的な相関係数の値、ｒ、が、すべての応力レベル［ＮａＣｌ］について得られる。具体的には、［ＮａＣｌ］＝０．０５Ｍ、０．１０Ｍおよび０．１５Ｍ、それぞれ、についてｒ＝０．９５８、０．９８０および０．９７３である（表ＩＩＩにおける太字タイプ）。各［ＮａＣｌ］値と関連して表示された勾配値は、再び、混合イオン化学種の存在する植物脂肪エマルジョンの不安定性または劣等性の程度の有用な定量的尺度になる。前のように、与えられた応力レベルを加えることにより試料中に誘起された不安定性の定性的尺度に到達するために、添加された［ＮａＣｌ］の濃度により、勾配の増加（即ち、対照試料に比べて）を分割することは有用である。［ＮａＣｌ］の３つのすべての値について、ｒ値のすべてが１に近いという事実は、本発明で略述された加速された応力テスト方法の予測値を再び強化し、この試料について引きだされた不安定性に関する結論を認めることになる。この植物脂肪エマルジョンは、図１６に示され且つ以前に述べられたように、混合イオン化学種の添加により約２０時間後には、不安定になることがすでに観察されている。かなりの、異なる量のＮａＣｌの系統的な添加は、ＮａＣｌの意図された作用、即ち、分散体の再現性のある不安定性の開始を加速するのに役立った。
【０１０２】
第３の実験では、混合イオン化学種（同じ濃度）が、同じ植物油エマルジョン（５％ ｗ／ｖ）の４種類のアリコートまたはバッチに再び添加され、以前の実験で利用された同じ「基線」分散体を形成した。同時に（ｔはほぼ０）、以前に述べたミルクの安定性研究の１つで利用された技法に類似した酸の添加（即ち、ｐＨ低減）により、これらのバッチは系統的に応力を加えられた。しかし、この場合、逐次段階における最終分散体のｐＨを下げるために、比率を上げた塩酸（HCl）がバッチに添加された。出発エマルジョンを含む植物油滴は、約３．２の等電点（ｐＨ）を有するレシチン界面活性剤により安定化された。低い酸条件下で正味負の電荷を誘起するアニオン性界面活性剤により安定化されたこの分散体は、酸の添加により応力を加えられ、細かく分散したミルク液滴上にある静電電荷を低減し、塊状化を誘起する。応力が加えられていない出発試料のｐＨは６．５６であった。これらのバッチのエマルジョン（普通の不安定化する混合イオン化学種を含む）に、増量した酸応力（acid stress）を加えると、約０．００６Ｍ（０．２２８ｇ／Ｌ）、０．０１２Ｍ（０．４５６ｇ／Ｌ）および０．０２５Ｍ（０．９１２ｇ／Ｌ）のＨＣｌ濃度に等しく、これらの試料において、それぞれ、５．６５、５．１３および４．４６の最終ｐＨ値を生じた。したがって、油滴上の電荷は逐次的に低下した。得られる酸応力試料の最終ｐＨ値は、バッチ＃１（「対照」）がｐＨ＝６．５６、バッチ＃２がｐＨ＝５．６５、バッチ＃３がｐＨ＝５．１３、バッチ＃４がｐＨ＝４．４６であった。前の実験におけるように、各バッチは５つの時点、即ち、ｔ＝０、６０、１２０、１８０および２４０分（近似的時間）において粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を測定することにより評価された。前のように、この研究は、有意に測定できる油滴の合体の開始を加速するためにデザインされた。カルシウム応力を加えられた各試料の容積ＰＤＰの計算は、基線における新しい最終脂質濃度に対して適切に調節された。
【０１０３】
これらの測定の結果は図１８にまとめられており、各時点および低減されたｐＨ値、即ち、ｐＨ＝６．５６（「対照」，中空円）、ｐＨ＝５．６５（中実円）、ｐＨ＝５．１３（中実四角形）、ｐＨ＝４．４６（中実三角形）に関するＰＤＰ（分散相の容積％）値を示している。図１８に示されたＰＤＰ（分散相の容積％）プロットは、混合イオン化学種を加算した植物油エマルジョンを含む分散体にＮａＣｌにより応力を加えた場合に得られた図１７に示されたプロットに似ている。測定されたＰＤＰ（分散相の容積％）値が、ｐＨの低下と共に、段階的に加速されて増加する。分散体の不安定性の程度を確立するために必要な時間枠における加速は、ＮａＣｌにより分散体に応力を加えた場合に得られた加速に似ている。加えられた応力のレベルが大きいほど、有意な油滴の合体の開始が早くなる。最高レベルの応力、即ち、ｐＨ＝４．４６において、最も早い時点、即ち、ｔがほぼ０の時に、ＰＤＰ（分散相の容積％）値が５０％以上増加した。もう一度、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）測定を完了させるのに必要な５分程度の短時間でこの試料はかなり不安定になった。前のように、応力レベルを正しく選択すると、この場合はＨＣｌの添加によりｐＨが低減し、この分散体は、定量化可能な応力のない場合に必要であった時間よりもはるかに短時間で、この分散体の基本的安定性の度合いを明らかにすることが強制され得る。
【０１０４】
不安定化混合イオン化学種を添加された植物脂肪エマルジョンの場合、経過時間および酸応力レベル（ｐＨ）について計算されたＰＤＰ（分散相の容積％）の依存性（図１８に示した）は表ＩＶにまとめている。ｐＨの各値に関するＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔのデータについてなされた線形回帰分析の結果も、表ＩＶにまとめている。再び、すべての酸応力（ｐＨ）レベルについて、ほとんど理想的な相関係数の値、ｒ、が示される。具体的には、ｐＨ＝５．６５、５．１３および４．４６、それぞれ、についてｒ＝０．９７２、０．９８７および０．９９６である（表ＩＶにおける太字タイプ）。各ｐＨ値と関連して表示された勾配値は、再び、混合イオン化学種の存在する植物脂肪エマルジョンの不安定性または劣等性の程度の有用な定量的尺度になる。前のように、与えられた応力（ｐＨ）レベルを加えることにより試料中に誘起された不安定性の定性的尺度に到達するために、ｐＨの変化（ΔｐＨ）により、勾配の増加（即ち、対照試料に比べて）を分割することは有用である。低減したｐＨの３つのすべての値について、ｒ値のすべてが１に近いという事実は、本発明で略述された加速された応力テスト方法の予測値を再び強化し、この試料について引きだされた不安定性に関する結論を認めることになる。かなり増量した酸の系統的な添加は、酸の意図された作用、即ち、分散体の再現性のある不安定性の開始の加速に役立った。
【０１０５】
上で精査された実験において、特定の明確に定義された応力因子が、２種類の電荷により安定化されたエマルジョンおよび「分散相の容積パーセンテージ」、即ち、ＰＤＰ、に対して系統的に加えられた。ＰＤＰ（分散相の容積％）は、本発明の方法の３つの好ましい実施形態の根拠を形成する、感度のよい、定量的手段により、経過時間の関数として決定された。下に記述した各実施形態は、加速された根拠に基づいて試料の安定性を評価するために、研究対象の分散試料に対する異なる特定の応力因子の系統的な適用に集中している。
【０１０６】
図１９に概略示された、本発明の方法の第１の実施形態は、問題の分散体またはエマルジョンの連続相のｐＨの上昇または低下を含む制御されたｐＨの変化からなる応力因子「Ａ」を利用している。この実施形態では、出発試料のｐＨの変化によりこの試料に応力を加えることにより、粒子（または液滴）の表面上の平均電荷量を低下させ、粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さ、ＶＭＡＸ、の低減をもたらし、その結果隣接粒子の不可逆的な塊状化（または隣接液滴の合体）の速度を加速する。試料のｐＨを上げるか、下げるかは、粒子（または液滴）が正常な、かき乱されていない状態で正味負または正の電荷を帯びているかによる。かき乱されていない分散体のｐＨが「等電点」即ち、ＩＥＰ（即ち、粒子上の電荷がほぼゼロであるｐＨ値）より大きいならば、これらの粒子は正味負の電荷を帯びている。この場合、応力因子は、１つ以上の所定の増分により試料のｐＨを下げることからなる。この系統的滴定は、出発試料への１つ以上の測定した量の濃縮された酸（「純粋な」または緩衝された形にある）の添加により達成される。得られたｐＨ値の各低減は、分散体をそのＩＥＰに接近させ、したがって、粒子の塊状化または合体へ向かう同様に比較的大きな傾向をもたらす。
【０１０７】
反対に、出発分散体のｐＨがＩＥＰより低いならば、これらの粒子は正味正の電荷を帯びている。この場合、応力因子は、濃縮された塩基（再び、純粋または緩衝された形で）の系統的な添加を介して、１つ以上の所定の増分による分散体のｐＨを上げることからなる。ｐＨ値の各上昇により、分散体はそのＩＥＰに一層接近し、最終的には負に荷電した粒子を含む分散体に酸を加えることにより得られた同じ結果を達成し、分散体は加速された根拠に基づいて、より加速された粒子の塊状化または合体により明らかにされる不安定性に向かって次第に「押され」る。
【０１０８】
図１９に概略示されたように、テストされる出発分散体またはエマルジョンは、Ｎ＋１個の別々のアリコートまたはバッチ、即ち、１００、１０１、１０２、．．．１０Ｎ（Ｎは１以上）に分割される。各アリコートには、安定性テストの特定のデザインにより同じ試料容積か、または、おそらく、異なる容積が含まれている。試料アリコートは、何らかの（酸または塩基）応力にさらされていないので、安定性テストの「対照」を構成する１００と呼ばれる。この対照試料をテスト計画に含めることは、厳密には必要ではない。しかし、１つの製造期間と別の期間との間で起きる試料組成の変動を考えれば、通常は、テスト手順に応力を加えられなかった試料を含めることが望ましい。このようにして、粒子の塊状化における小さな変化を検出する信頼できる新しい加速された応力テスト方法の能力は、潜在的に高められ、個々のバッチの特質に言及することになる。
【０１０９】
以後ｔ＝０と呼ばれる、加速された応力テストのスタートにおいて、特定量の酸または塩基がＮ＝１試料の１１１のアリコートに添加される。酸応力が適切な場合、分散体のｐＨは、与えられた（通常は、必ずしも予め決められた値ではないが）増加、ΔｐＨ１、によりその出発値（即ち、対照試料のｐＨ）、ｐＨ０、から低減し、新しい値、ｐＨ１＝ｐＨ０−ΔｐＨ１、を生じる。この新しい、比較的低い値は、理想的に測定されるが、応力因子の追加後計算することができる（試料アリコートの容積およびｐＨを下げるために使われる高濃度の酸または緩衝液の容積およびｐＨに基づいて）。一方、出発分散体のｐＨの増分ΔｐＨ１による上昇が適切な場合では、塩基の添加による影響を受けて、分散体の得られるｐＨは、ｐＨ１＝ｐＨ０＋ΔｐＨ１として表すことができる。
【０１１０】
図１９に概略表示されたように、酸または塩基の添加（適切であればどちらでもよい）からなる応力因子「Ａ」は、テストされる分散体のＮ個の別々の（理想的には同一の）アリコート１１１、１１２、．．．１１Ｎに加えられる。一部の場合には、問題の分散体は、比較的よく特徴づけられており、および／または分散体の安定性または安定性の欠如を決めるためにただ１つの応力レベル、即ち、プラスまたはマイナスのΔｐＨ１を加える必要があることを予測できる（きちんとした製造プロセスの日常監視の間に）。そのような場合、Ｎ＝１で十分である。しかし、新製品または改良製品が評価される場合は、大きな正確さおよび信頼性を潜在的に生じる、首尾一貫した一組のＰＤＰ（分散相の容積％）の結果を得るために、本明細書で記述された種々の実施例により示されたように、少なくとも２つの（即ち、Ｎは２以上）レベルの上昇した応力を加えるべきである。非常に少ない場合、追加の増分応力、即ち、プラスまたはマイナスのΔｐＨＩ（ここで、Ｉ＝１、２、．．．、Ｎである）を加えると、得られるＰＤＰ（分散相の容積％）の信頼性が高まり、したがって、試料安定性に関する結論に対する信頼感が高まる結果になる。一般に、Ｎ個の異なるレベルの応力因子「Ａ」がこの分散体に加えられると、Ｎ個の応力を加えられた試料アリコートについて得られるｐＨ値は、酸応力の場合は、ｐＨＩ＝ｐＨ０−ΔｐＨＩ、または塩基応力の場合は、ｐＨＩ＝ｐＨ０＋ΔｐＨＩであり、ここで、Ｉ＝１、２、．．．、Ｎであり、且つΔｐＨ１＜ΔｐＨ２＜．．．＜ΔｐＨＮである。
【０１１１】
これらの出発試料アリコートに、Ｎ個の異なる酸または塩基応力を加えた後、各々の試料、並びに応力を加えられていない対照（＃０）試料の粒子サイズ分布（ＰＳＤ）は、十分な感度および分解能を有する粒子サイズ分析の技法を用いて１２において測定される。すでに上で述べた理由から、評価されるエマルジョンまたは分散体の型に基づいて、通常、光消光（ＬＥ）の原理に基づくが、随意に、光散乱（ＬＳ）またはこれら２つ（「ＬＥ＋ＬＳ」）の組み合わせに基づく単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）の技法が好ましい。この場合、測定された粒子サイズ分布（ＰＳＤ）は、通常、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）が含む最大粒子の「すそ」を画定する直径ｄ０以上の粒子直径に関連している。しきい値ｄ０は、所望の最大分析時間および試料希釈の程度に基づいて、得られる粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の統計学的意味（即ち、信号／ノイズの比）を最大にするように選択される。通常、各試料アリコートの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の測定は、酸または塩基応力因子を加えた直後に（即ち、できるだけ速く）行われる。しかし、特定の試料については、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の測定を開始する前に試料に応力因子を加えた後、特定の時間待つことが望ましい場合もある。応力テストに使われる装置の複雑さによっては、試料アリコートを順次測定する場合もあれば、いくつかの独立センサーおよび関連機器を用いて、各単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）測定を並行して、ほぼ同時に行う場合もある。
【０１１２】
各試料アリコートについて粒子サイズ分布（ＰＳＤ）（ｄはｄ０以上）の測定を行った直後に、各試料の「パーセント分散相」、即ち、ＰＤＰ（通常、ｄはｄ０以上）、対応する応力レベル（ΔｐＨＩ）および経過時間は、測定された各粒子サイズ分布（ＰＳＤ）から１３において計算される。このステップに続いて、１４における遅延時間、Δｔ、が各試料について起こり、その後粒子サイズ分布（ＰＳＤ）が再び測定され、各試料について対応するＰＤＰ（分散相の容積％）値が計算される。遅延時間、Δｔ、は、通常、すべての試料についてほぼ同じであるように選択されるが、これは要件ではない。随意に、Δｔは、選択された酸または塩基応力のレベルにより１つ以上の試料について異なるように選択される。一方、試料アリコートの全体について粒子サイズ分布（ＰＳＤ）測定を行うために必要な時間および加えられた種々の応力レベルから生じる加速された粒子の塊状化の特性時間により、一連の粒子サイズ分布（ＰＳＤ）測定の間の公称遅延時間がゼロになるように選べる。後者の場合、一連の試料アリコートについて粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の測定およびＰＤＰ（分散相の容積％）値の計算が、一連の測定の間にかなりのアイドル期間がなく、連続的に処理できる効果がある。
【０１１３】
酸または塩基により応力を加えられた一連の試料アリコート（応力を加えられていない対照試料を含む）に関する粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の測定および対応するＰＤＰ（分散相の容積％）計算の反復サイクルが、加えられた各応力レベルに関する経過時間の関数として、ＰＤＰ（分散相の容積％）の信頼できる決定を可能にするほど十分長い時間をかけて行われる。加えられた応力のレベルが正しく選択されていると仮定されているので、少なくとも最高レベルの応力（即ち、最高のΔｐＨＩ）について、所望の比較的短時間の後、ＰＤＰ（分散相の容積％）値のかなりの増加が観察される。測定および計算のサイクルの数は、安定性および有効性について過去によく特徴づけされている分散体の場合は、特に、前もって決定されている。一方、安定性および特性について比較的新しく且つ「未知」である分散体については、測定サイクルの数、したがって、加速された応力テストの全期間は「無制限」である。この場合、手順は、加えられた（酸または塩基）応力の１つ以上のレベルについて、ＰＤＰ（分散相の容積％）値の変化の信頼できる決定を可能にするほど十分な時間が経過して初めて終了になる。ＰＤＰ（分散相の容積％）値の意味のある変化が、妥当な長さの時間が経過した後、最高レベルの応力が加えられた場合でも観察されないならば、その手順は、新しい一連の比較的高い応力レベル、ΔｐＨＩ、を用いて反復されるであろう。
【０１１４】
上に記述された手順から、一組のＰＤＰ（分散相の容積％）値（ｄはｄ０以上）が、ｐＨおよび時間、ｔ、の関数として得られる。これらのＰＤＰ（分散相の容積％）値から、少なくとも２つの潜在的に有用な量、または一連の量が、１５において導かれる。これらの内第１は、与えられた各ｐＨ値における、経過時間、ｔ、によるＰＤＰ（分散相の容積％）の変化速度∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜ｐＨである。この偏導関数の値は、加えられた（酸または塩基）応力の各レベル、ｐＨＩ、即ち、ｐＨ１、ｐＨ２、．．．ｐＨＮについて別々に計算される。各ｐＨ値について、ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔのデータの線形回帰分析により得られたこの「勾配」の値は、全乳の３試料については表Ｉに、上で述べた植物脂肪エマルジョンについては表ＩＶに示されている。酸により応力を加えられたミルク試料の場合は、ｐＨ１＝６．１（図６）およびｐＨ２＝５．７（図７）の両方について、ＰＤＰ（分散相の容積％）は、試料「０６０８」および「０６１５」の場合は時間が経過してもほぼ一定であり、試料「０６１２」の場合は時間と共に直線的に増加した。線形回帰分析により得られたこの勾配、Δ（ＰＤＰ）／Δｔ、は、ｐＨ１＝６．１の場合が０．００２０４、ｐＨ２＝５．７の場合が０．０００２６０であった。
【０１１５】
上で述べた植物脂肪エマルジョン（混合イオン化学種を加算）の場合も、加えられた酸応力と関連して低減した特定のｐＨ値の場合、ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔのプロットにおいて観察された限られた量の曲がりがあった（図１８）。その場合、∂（ＰＤＰ）／∂ｔの値は、ｐＨ値（即ち、後者が低下すると増加する）だけでなく、ｔの値にもある程度依存した。いずれにしても、使われたすべてのｐＨ値について、ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔにおける曲がりの度合いは、直線的な近似を可能にするほど十分小さく、勾配Δ（ＰＤＰ）／Δｔを、ｐＨＩの各値を単一の値により特徴づけられるほどであった。表ＩＶに示されたように、ｐＨが５．６５から５．１３へ、さらに、４．４６へ低下する毎に勾配の値は、０．０００３７から０．０００７２、さらに、０．０００９９へと次第に増加した。「対照試料，ｐＨ＝６．５６の場合、勾配は０．００００３と無視できるほどであった。」
【０１１６】
一連のＰＤＰ（分散相の容積％）値から導くことができる別の量、即ち、与えられた値の経過時間値、ｔ、について、ｐＨの単位変化量あたりのＰＤＰ（分散相の容積％）の増加があり、∂（ＰＤＰ）／∂（ｐＨ）｜ｔと書ける。この偏導関数の値は、経過時間値が大きくなった場合に計算することができる（各所望のｔ値についてＰＤＰ（分散相の容積％）値を得るために、必要ならば、実際の実験時間の間に内挿する）。与えられたｔ値の場合の∂（ＰＤＰ）／∂（ｐＨ）の値は、一般に、ｐＨに依存し、ＰＤＰ（分散相の容積％）は、ｐＨの増加（または減少）と共に、必ずしも直線的には増加しない。しかし、応力レベルの変化（即ち、ΔｐＨ）によるＰＤＰ（分散相の容積％）の変化を記述するためには直線的近似を用いるのが便利であり、その場合、「勾配」は、ｔの各値のΔ（ＰＤＰ）／Δ（ｐＨ）により近似することができる。もちろん、この勾配は、∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜ｐＨの正の勾配を考えれば、時間ｔの経過と共に、この勾配は一般に大きくなるであろう。例えば、酸により応力を加えられたミルクバッチ０６１２から生じたデータの場合（表Ｉ）、６．６から６．１へのｐＨの低下（即ち、ΔｐＨ＝−０．５）と関連した勾配Δ（ＰＤＰ）／Δ（ｐＨ）は、次のように時間と共に大きくなる、即ち、０．０７（８０分）、０．４８（１６０分）および０．８５（２４０分）。６．６から５．７へのｐＨの低下（即ち、ΔｐＨ＝−０．９）に基づく勾配の対応する計算値は、０．１７（８０分）、０．４１（１６０分）および０．６２（２４０分）である。酸により応力を加えられた植物脂肪エマルジョンの場合（表ＩＶ）、６．５６から５．６５へのｐＨの低下（即ち、ΔｐＨ＝−０．９１）と関連した勾配Δ（ＰＤＰ）／Δ（ｐＨ）は、次のように時間と共に大きくなる、即ち、−０．００１（６０分）、０．０４０（１２０分）、０．０５８（１８０分）および０．０８７（２４０分）。６．５６から５．１３へのｐＨの低下（ΔｐＨ＝−１．４３）に基づく対応する勾配値は、０．０２８（６０分）、０．０６４（１２０分）、０．０８９（１８０分）および０．１３４（２４０分）である。最後に、６．５６から４．４６へのｐＨの低減（ΔｐＨ＝−２．１）に基づく勾配値は、０．０４６（６０分）、０．０７６（１２０分）、０．１１２（１８０分）および０．１３５（２４０分）である。したがって、この分散体の場合、勾配Δ（ＰＤＰ）／Δ（ｐＨ）は、すべての経過時間値について、ΔｐＨの増加と共に大きくなる。
【０１１７】
第１の実施形態に関する論議を締めくくるにあたり、残されているものは、研究されている分散体の１６における「性能指数」の決定である。性能指数は、分散体の安定性を定量的に特徴づけることができ、且つ同じ分散体のその他の実施例またはその他の製品全体と比較することができる。おそらく、この試料について性能指数、即ち、ＦＭを定義する最も単純で最も直接的な方法は、∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜ｐＨの計算値を用いることである。安定分散体は比較的小さな値の∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜ｐＨを得、一方、与えられた応力レベル、ΔｐＨ、について、不安定な分散体は、このパラメータの比較的大きな値を得るであろう。この分散体のｐＨが与えられた量、ΔｐＨＩ、だけ変化した後に得られた∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜ｐＨの値は、ｐＨの変化によりいかにして迅速に分散体が不可逆的な塊状化を行うかを説明する。酸または塩基により応力を加える前の出発試料の安定性は、したがって、この値に基づいて格づけすることができる。ｐＨＩにおける与えられた増分（即ち、ΔｐＨＩ）に関する∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜ｐＨの値が大きいほど、出発試料の安定性は低い。
【０１１８】
一方、与えられた値の経過時間後のｐＨの変化に対するＰＤＰ（分散相の容積％）値の感度は、出発試料の安定性の評価に使用することができる。即ち、与えられた値の経過時間値ｔについて、∂（ＰＤＰ）／∂（ｐＨ）｜ｔの値を用いてＦＭを定義することができる（加速された不安定性を自身が主張することができるほど、経過時間は十分長いと仮定して）。与えられた値の経過時間値ｔについて、∂（ＰＤＰ）／∂（ｐＨ）｜ｔの値が大きいほど、且つ加えられた応力の値ΔｐＨＩが小さいほど、出発試料の安定性は低い。加速された応力テストを行う場合に、与えられたｐＨ変化に対するこの分散体の感度は、最適応力レベルまたは応力レベルの範囲の決定に使うことができる。
【０１１９】
要約すると、研究対象の分散体の性能指数を定義するために少なくとも２つの単純な方法がある。これらは、１）与えられた応力レベルΔｐＨＩの場合、経過時間についてＰＤＰ（分散相の容積％）の変化を測定する、および２）与えられた値の経過時間ｔの場合ｐＨについてＰＤＰ（分散相の容積％）の変化を測定する。得られる値は個別に考えることができるが、これらの測定値は組み合わせて（直線的または非直線的に）最初の２つから導かれた第３の値を形成することもできる。これら１つまたは２つ以上の計算または誘導された値は、同じ方法で作られた製品の成功した実施例、またはその他の比肩できる製品について、以前に得られた「基準値」と比較することができる。このような比較により、問題の製品がその製造、販売および使用を可能にするほど十分安定しているかどうか、またはこの製造プロセスの主要な態様（原料の品質を含めて）の改良を必要としているかどうかを決める手段が得られる。個別または全体の値（即ち、適切なアルゴリズムに組み込む）として用いるかにより、この分散体のＦＭの１つ以上の尺度を定め、したがって、製品の安定性を評価する手段が得られる。
【０１２０】
図２０に概略まとめられた本発明の第２の実施形態は、１つを除いてすべての点で第１の実施形態と同じである。唯一の差は、第２の実施形態は、特定の電解質の制御された系統的な添加からなる「Ｂ」という標識をつけた異なる応力因子を利用していることであり、この電解質は解離後、研究対象の分散体またはエマルジョン中の荷電粒子により吸着（部分的に）されるイオンを供給することである。反対に荷電粒子または液滴による荷電したイオンの吸着は、粒子および液滴の表面上の平均電荷を低減させる。添加された電解質の濃度が高いほど、粒子または液滴の荷電した表面上に吸着される荷電イオンの平均数は多く、粒子および液滴の上に生じる正味の電荷は低い。このようにして、分散体に応力を加える正味の作用は、第１の実施形態により与えられたように、ｐＨの増減により分散体に応力を加えることにより達成された作用に似ている。電荷の低減を達成するこのメカニズムは、２つの実施形態の各々において全く異なっているが、定性的に言えば、正味の作用は同じである。第１の実施形態におけるように、電荷のこの低減は、粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さＶＭＡＸを低減させ、したがって、分散体またはエマルジョンにおける隣接粒子／液滴の不可逆的な塊状化の速度を加速することになる。電荷により安定化された研究対象の分散体への吸着性電解質の添加は、分散体に対して第２の不安定化作用を有することに注意する必要がある。この分散体の連続相への可動性イオン（正負両方）の導入は、隣接粒子間の静電反発力の部分遮蔽をもたらす。この作用は、吸着性イオンにより生じた粒子上の低減した電荷に起因する低下とは無関係に、粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さを下げる。この遮蔽作用は、下で述べる第３の実施形態の主題である。
【０１２１】
研究対象の分散体またはエマルジョンの加速された応力テストに関する第２の実施形態を実行する場合、２つの選択をしなければならない。第１に、適切な電解質、即ち、解離後、反対に荷電粒子／液滴の表面によりかなりの程度まで吸着されるイオンを提供する電解質を選択しなければならない。上で述べたミルク試料についてなされた応力テストの場合、塩化カルシウムは、解離したＣａ＋＋イオンは全乳の分散相を含む（牛）カゼインを被覆した脂肪に対して明らかに親和力を持っているので、電解質の良好な選択であることが判明した。通常、研究対象の分散体に応力を加える場合、荷電粒子／液滴にある程度吸着するイオンを提供する種々の電解質が適切な候補である。第２の選択は、もちろん、一度選択されたならば、添加される電解質の適切な濃度範囲である。理論的考察（即ち、ＤＬＶＯ理論の数値予測と共に選択イオン吸着のモデルを用いて）に基づいて推定することができる。一方、より典型的には、適切な濃度範囲は、研究対象の分散体の応力テストを通して、トライアル・アンド・エラーにより決めることができる。
【０１２２】
図２０で分かるように、第１の実施形態で使われた同じ手順が、２００、２０１、２０２．．．２０Ｎにおいて提供される試料のバッチまたはアリコートを第２の実施形態においても利用される。唯一の差は、２１０、２１１、２１２．．．２１Ｎにおける出発試料のＮ個の別々のアリコートに加えられる応力因子の特性にある。選択された電解質の種々の量の原液（即ち、与えられた濃度）が、ｔ＝０における出発試料の各アリコート（公称「スタート」）に加えられ、それにより、試料アリコートの各々、即ち、［電解質］１、［電解質］２、．．．、［電解質］Ｎにおいて種々の所望濃度の吸着性イオン（これらの対イオンと共に）を作る。Ｎ個の試料アリコート（電解質を添加せずに、対照試料＃０も作られる）に対して応力因子を加えた後、応力テストの各サイクルを含む一連の手順は、第１の実施形態について上で記述したものと同じである。これら（対照を含む各試料アリコートについて）は、１）粒子サイズ分析、好適にはＳＰＯＳ−ＬＥの適切な技法を用いて、２２における粒子サイズ分布（ＰＳＤ）（ｄはｄ０以上）の測定、２）２３におけるＰＤＰ（分散相の容積％）（通常、ｄはｄ０以上）の計算、３）随意に、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）測定の次のサイクルおよびＰＤＰ（分散相の容積％）計算が始まる前に、時間、Δｔ（通常、各アリコートについて必ずしも実質的には同じではないが）が２４において経過することを可能にする。
【０１２３】
第１の実施形態におけるように、異なるＮ個の加えられた応力、即ち、添加された電解質の種々の濃度、［電解質］Ｉ、および種々の経過時間について得られた一連のＰＤＰ（分散相の容積％）値が、加えられた応力因子に対するこの分散体の感度を記述する量を生じる。これらの量は、研究対象の分散体またはエマルジョンの安定性を評価するために使うことができる。２５におけるこれらの第１は、添加された電解質の与えられた濃度、［電解質］、について、∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜［電解質］と記載された経過時間によるＰＤＰ（分散相の容積％）の変化速度である。この偏導関数の値は、加えられた各レベルの吸着性電解質応力、［電解質］Ｉ、の各レベル、即ち、［電解質］１、［電解質］２、．．．、［電解質］Ｎについて別々に計算されている。各〔ＣａＣｌ２〕値に関するＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔのデータの線形回帰分析により得られたこの勾配の値は、上で述べた全乳の３試料について表ＩＩに示されている。このＰＤＰ（分散相の容積％）は、最低応力レベル、〔ＣａＣｌ２〕＝０．００５Ｍ、における試料「０６０８」および「０６１５」について時間の経過と共にほぼ一定である。試料「０６１２」の場合、〔ＣａＣｌ２〕＝０．００５Ｍおよび０．０１Ｍの両方の場合、ＰＤＰ（分散相の容積％）は時間と共に直線的に増加した（図１１）。線形回帰分析により得られた勾配、Δ（ＰＤＰ）／Δｔは、〔ＣａＣｌ２〕＝０．００５Ｍの場合は０．０００２３であり、〔ＣａＣｌ２〕＝０．０１Ｍの場合は０．０００３８であった。最高応力レベル、〔ＣａＣｌ２〕＝０．０１Ｍにある試料「０６０８」の場合、ＰＤＰ（分散相の容積％）は時間と共にほぼ直線的に増加し、勾配は０．０００４３であった。
【０１２４】
一連のＰＤＰ（分散相の容積％）値から導くことができる別の量があり、これは、与えられた経過時間値、ｔ、について∂（ＰＤＰ）／∂［電解質］｜ｔと記載された電解質濃度、［電解質］、の単位増加量あたりのＰＤＰ（分散相の容積％）の増加である。その値は、各経過時間値（適切且つ必要であれば、実験時間の間で内挿する）について計算し、一般に、［電解質］に依存、即ち、ＰＤＰ（分散相の容積％）は必ずしも［電解質］の増加と共に直線的に増加しない。しかし、応力レベル（即ち、［電解質］）の変化によりＰＤＰ（分散相の容積％）の変化を説明するためには直線近似を用いるのが便利であり、その場合、「勾配」はΔ（ＰＤＰ）／Δ［電解質］により各ｔ値について近似することができる。もちろん、この勾配は、一般に、∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜［電解質］について正の勾配を考えれば、時間、ｔ、と共に大きくなるであろう。例えば、塩化カルシウムにより応力を加えられたミルクバッチ０６１２の場合（表ＩＩ）、〔ＣａＣｌ２〕＝０．００５と関連した勾配Δ（ＰＤＰ）／Δ［電解質］は、利用できるデータから計算することができ、時間と共に、次のように増加するであろう、即ち、４０（８０分）、１９（１６０分）、２３（２４０分）および６４（６６０分）。
【０１２５】
第１の実施形態におけるように、第２の実施形態で利用された吸着性電解質応力に関連した偏導関数、即ち、∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜［電解質］および∂（ＰＤＰ）／∂［電解質］｜ｔの計算値は研究対象の分散体について性能指数を確立するために２６において使用することができる。ＦＭを定義するために量∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜［電解質］が使われるならば、安定な分散体はこのパラメータの値が比較的小さくなり、一方、安定性の低い分散体は与えられた応力レベル、［電解質］、について比較的大きな値を得るであろう。一方、ＦＭは、与えられた値の経過時間ｔについて、∂（ＰＤＰ）／∂［電解質］｜ｔの計算値を用いて定義することができる。これらの導関数の量のいずれを用いるか、単独か、それとも互いに組み合わせる（適切なアルゴリズムにより）かは、研究対象の分散体および使われた電解質応力因子の型（および濃度範囲）に依存する。上で述べた、塩化カルシウムにより応力を加えられたミルク試料の場合、試料「０６０８」のＰＤＰ（分散相の容積％）（図１０）は、〔ＣａＣｌ２〕＝０．００５Ｍの場合は時間が経過してもほぼ一定であったが、〔ＣａＣｌ２〕＝０．０１Ｍの場合は中程度の直線的な増加を示した。劣るとして確認された試料「０６１２」のＰＤＰ（分散相の容積％）（図１１および１３）は、〔ＣａＣｌ２〕＝０．００５Ｍの場合にすでに時間と共に小さな増加を示し、〔ＣａＣｌ２〕＝０．０１Ｍの場合は時間と共に大きな、非直線的で加速的な増加を示した。最後に、最も若く、最も安定な試料、「０６１５」のＰＤＰ（分散相の容積％）（図１２）は、試料「０６０８」のように、〔ＣａＣｌ２〕＝０．００５Ｍの場合経過時間による変化は本質的にはなかった。しかし、〔ＣａＣｌ２〕＝０．０１Ｍの場合でさえ、ＰＤＰ（分散相の容積％）は時間と共にごくわずかに増加した（即ち、試料「０６０８」の場合よりもはるかに少ない）。明らかに、３バッチのミルクに関する応力因子として吸着性Ｃａ＋＋を用いると、これらのバッチを効果的且つ明白に格付けすることを可能にした。最も若い試料「０６１５」は、その賞味期限（ＥＤ）を考えると、当然であるが、最も安定している、しかし、最も古い試料「０６０８」は２番目に安定しており、中年の試料「０６１２」はこれらの賞味期限（ＥＤ）を考えると驚くべきことに、試料「０６０８」よりはるかに不安定であることが明らかになった。
【０１２６】
わきにある問題として、第２の実施形態を実行する場合に選ばれた電解質は、荷電粒子／液滴の表面に強すぎるほど吸着するイオンを生じないと考えられる。さもなければ、添加された電解質の濃度の範囲が狭すぎて、その範囲を超えると、粒子上の得られる正味の電荷は、非常に小さい（最低の［電解質］）から最高（最大の［電解質］にある）へ改変することができる。応力因子の適用に対する分散体の応答（即ち、粒子／液滴上の正味の電荷）のこのような圧縮は、電解質濃度、経過時間、または両方における変化に対するＰＤＰ（分散相の容積％）の直線的な応答を達成することを困難にするおそれがある。
【０１２７】
本発明の第３で、最後の実施形態は、第２の実施形態に類似しており、図２１に概略まとめられている。第２の実施形態のように、第３の実施形態も、添加された電解質を利用しているが、ここでは、単に出発試料に応力を加える「塩」と呼ぶことにする。この場合、応力因子「Ｃ」として標識を付けられた塩は、解離すると、分散体の分散相に含まれている荷電粒子または液滴によりかなり吸着されない荷電イオンを生じることに、唯一の差がある。むしろ、解離塩イオンは、分散体の連続相に留まり、その中で自由に拡散する。したがって、この実施形態では、粒子または液滴上に存在する平均電荷量は、出発試料のアリコートへのこの塩の添加量を変えても、実質的に変わらない。したがって、添加された塩が分散体の安定性を低減する方法（即ち、塊状化を促進する）は、粒子間反発力が粒子の表面上にある正味の電荷の低減により下げられる第１および第２の実施形態において達成された方法とは異なる。むしろ、この場合は、粒子間反発力は連続相に可動性イオンを添加することにより低減される。これらのイオンは、各荷電粒子から発する電場を部分的に中和したりまたは「遮蔽する」のにこれらのイオンが作用するように、熱力学的平衡において分布する。加えられたこれらの遮蔽イオンの結果として、粒子間反発ポテンシャル・エネルギーＶＲ（ｘ）は、隣接粒子間の隔離ｘの増加と共により迅速に減少する。「図１−３を参照のこと。」即ち、電気二重層の厚さを特徴づけるデバイ−ヒュッケルの逆遮蔽長さ、κ−１、は短かくなる。この反発静電場の増加した遮蔽の正味の結果は、この分散体を不安定化する作用のある粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁の高さＶＭＡＸの低減である。
【０１２８】
第３の実施形態を実行する場合、再び、２つの選択をしなければならない。第１に、適切な塩、即ち、解離後、反対に荷電した粒子／液滴の表面によりほとんど吸着されない研究されている分散体の水相に留まっているイオンを提供する塩を選択しなければならない。「各荷電粒子と関連した電気二重層の厚さを収縮させる解離した塩イオンの効果は、デバイ−ヒュッケルの理論により教示されているように、イオンの原子価に強く依存している。」上で述べた植物油エマルジョン（混合イオン化学種を加算）についてなされた応力テストの場合、塩化ナトリウムは、添加された塩としては良好な選択であることが判明した。第２の選択には、添加される塩の適切な濃度範囲がある。再び、ＤＬＶＯ理論を用いて推定することができる。しかし、通常は、適切な濃度範囲は、研究対象の分散体の応力テストを通して、トライアル・アンド・エラーにより決めることができる。
【０１２９】
図２１で分かるように、第１および第２の実施形態で使われた同じ手順が、第３の実施形態でも利用される。対照バッチ３００、およびＮ個の追加バッチ３０１、３０２．．．３０Ｎが用意されている。唯一の差は、３１１、３１２．．．３１Ｎにおける出発試料のＮ個の別々のアリコートに加えられる応力因子の特性にある。選択された塩の種々の量の原液（即ち、与えられた濃度）が、ｔ＝０（公称「スタート」）における出発試料の各アリコートに添加され、それにより、試料アリコートの各々において種々の所望濃度の遮蔽性イオンを作る。これら加えられた塩の最終濃度は、［塩］１、［塩］２、．．．、［塩］Ｎと呼ばれる。Ｎ個の試料アリコート（対照試料に塩が加えられていない）に対して応力因子を加えた後、応力テストの各サイクルを含む一連の手順は、以前の２つの実施形態について上で記述したものと同じである。これら（対照を含む各試料アリコートについて）は、１）粒子サイズ分析、好適にはＳＰＯＳ−ＬＥの適切な技法を用いて、３２における粒子サイズ分布（ＰＳＤ）（ｄはｄ０以上）の測定、２）３３におけるＰＤＰ（分散相の容積％）（通常、ｄはｄ０以上）の計算、３）随意に、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）測定の次のサイクルおよびＰＤＰ（分散相の容積％）計算が始まる前に、時間、Δｔ（通常、各アリコートについて必ずしも実質的には同じではないが）が３４において経過することを可能にする。
【０１３０】
最初の２つの実施形態におけるように、加えられたＮ個の異なる応力レベル、即ち、添加された塩の種々の濃度、［塩］Ｉ、および種々の経過時間について得られた一連のＰＤＰ（分散相の容積％）が、加えられた応力因子に対する分散体の感度を記述する計算された量を３５において導く。即ち、これらの量は、研究対象の分散体またはエマルジョンの安定性を評価するために使うことができる。これらの内第１は、添加された塩の与えられた濃度、［塩］、について、∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜［塩］と記載された経過時間によるＰＤＰ（分散相の容積％）の変化速度である。この偏導関数の値は、加えられた各レベルの塩応力、［塩］Ｉ、の各レベル、即ち、［塩］１、［塩］２、．．．、［塩］Ｎについて別々に計算されている。各〔ＮａＣｌ〕値に関するＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔのデータの線形回帰分析により得られたこの勾配の値は、上で述べた植物脂肪エマルジョンについて表ＩＩＩに示されている。特定値の〔ＮａＣｌ〕についてＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔのプロットにおいて中程度の曲がりが観察された（図１７）。その場合、（ＰＤＰ）／∂ｔの値は、〔ＮａＣｌ〕の値（即ち、後者が上がると増加する）だけでなく、ｔの値にも中程度依存する。いずれにしても、用いた〔ＮａＣｌ〕のすべての値について、ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔの曲がりの度合いは、直線近似を可能にするほど十分小さく、勾配、Δ（ＰＤＰ）／Δｔが、〔ＮａＣｌ〕の各値について単一の値により特徴づけられた。表ＩＩＩに示されたように、〔ＮａＣｌ〕が０．１Ｍから、０．１５Ｍへ、さらに、０．２Ｍへ、それぞれ、増加すると、勾配の値は、０．０００８５から、０．００１５２へ、さらに、０．００１９５へと次第に上昇した。「対照試料の場合は、勾配は０．００００９８と無視できた。」
【０１３１】
一連のＰＤＰ（分散相の容積％）値から導くことができる別の量があり、これは、与えられた値の経過時間値ｔについて、［塩］の単位増加量あたりのＰＤＰ（分散相の容積％）の増加である、∂（ＰＤＰ）／∂［塩］｜ｔである。この量の値は、各経過時間値（必要であれば、実験時間の間で内挿する）について計算される。与えられたｔ値に関する∂（ＰＤＰ）／∂［塩］の値は、一般に、［塩］に依存、即ち、ＰＤＰ（分散相の容積％）は必ずしも［塩］の増加と共に直線的に増加しない。しかし、応力レベル（即ち、［塩］）の変化によりＰＤＰ（分散相の容積％）の変化を説明するためには直線近似を用いるのが便利であり、その場合、「勾配」はΔ（ＰＤＰ）／Δ［塩］により各ｔ値について近似することができる。もちろん、この勾配は、一般に、∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜［塩］について正の勾配を考えれば、時間ｔと共に大きくなるであろう。例えば、上で述べた塩化ナトリウムにより応力を加えられた植物脂肪エマルジョン（混合イオン化学種を加算）の場合、〔ＮａＣｌ〕＝０．１Ｍと関連した勾配Δ（ＰＤＰ）／Δ［塩］は、表ＩＩＩに記載のデータから計算することができ、時間と共に、次のように増加するであろう、即ち、０．５５（６０分）、０．９７（１２０分）、１．６３（１８０分）および２．５９（２４０分）。最後に、〔ＮａＣｌ〕＝０．２Ｍと関連した勾配の値は、０．８５（６０分）、１．３０（１２０分）、２．３３（１８０分）および２．８１（２４０分）である。したがって、このエマルジョンの場合、勾配Δ（ＰＤＰ）／Δ［塩］は、経過時間のすべての値について〔ＮａＣｌ〕が上がると共に増加する。
【０１３２】
以前の実施形態におけるように、第３の実施形態で利用された塩遮蔽応力に関連した偏導関数、即ち、∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜［塩］および∂（ＰＤＰ）／∂［塩］｜ｔの計算値は、研究対象の分散体について性能指数を確立するために３６において使用することができる。ＦＭを定義するために量∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜［塩］が使われるならば、安定な分散体はこのパラメータの値が比較的小さくなり、一方、安定性の低い分散体は与えられた応力レベル［塩］、について比較的大きな値を得るであろう。一方、ＦＭは、与えられた値の経過時間ｔ、について、∂（ＰＤＰ）／∂［塩］｜ｔの計算値を用いて定義することができる。これらの導関数の量のいずれを用いるか、単独か、それとも互いに組み合わせる（適切なアルゴリズムにより）かは、研究対象の分散体および使われた塩応力因子の型（および濃度範囲）に依存する。上で述べた、塩化ナトリウムにより応力を加えられた植物油エマルジョン（不安定化する混合イオン化学種を加算）の場合、加えられた応力因子の３つのレベルすべて、即ち、〔ＮａＣｌ〕＝０．０５Ｍ、０．１０Ｍおよび０．１５Ｍ、について、ＰＤＰ（分散相の容積％）は時間と共にいく分非直線的に増加することが判明した（図１７）。３つの場合すべてにおいて、かなりの不安定性に向かうエマルジョンの漸進的変化（即ち、かなりの液滴合体）が、塩化ナトリウムの添加により実質的に加速された。応力のレベル〔ＮａＣｌ〕が大きいほど、液滴合体の絶対的限度、即ち、ＰＤＰ（分散相の容積％）値が大きく、時間によるＰＤＰ（分散相の容積％）の変化速度、即ち、∂（ＰＤＰ）／∂ｔが高い。
【０１３３】
例えば、上に記述した１つ以上の実施形態を用いて、試料分散体の加速応力テストに関する１つ以上の方法を実行するには、一般に、特殊な器具類を使う必要がある。図１９−２１に示された３つの実施形態のいずれかを実行するのに適している典型的装置の単純化されたブロック図を、図２２に示している。コンピュータ制御された自動試料採取手段３８は、研究対象の試料の多数のバッチ（所定の適切な濃度を有する）に応力テストを受けさせることができる。自動試料採取手段３８は、制御された支持部材３９を含むものとして概略示されている。この支持部材３９は、図示されているように、上下および横方向に動くことができるので、この部材は、下で説明されるように、パイプ５５および５６を動かせ、試料分散体またはエマルジョンおよび応力因子をテスト容器４０、４１、４２および４３に選択的に供給することができ、パイプ７２を動かす。パイプ７２は、テスト容器から試料および応力因子の混合物を選択的に抜き出す。図２２に示された実施例には、適切な容積の容器４０、４１、４２および４３に含まれた試料分散体の４つの別々のバッチがある。これらのバッチの内の３個（＃１，＃２および＃３として指定された）は、特定の選択された応力因子（即ち、酸または塩基，吸着性電解質または遮蔽塩）にさらされる予定であり、各バッチは異なる応力レベル（即ち、［電解質］または［塩］のΔｐＨまたは濃度）を受け入れるようにデザインされている。追加の試料バッチ（＃０として指定された）に対しては、応力因子は加えられず、以前に記述したように対照試料としての役割を果たす。
【０１３４】
２つの別々の流体工学サブシステムが図２２に示されている。第１の流体工学サブシステム５０（上の右手コーナー）は、一時保存容器５４からパイプ５６を通って自動試料採取手段に配置された適切な試料バッチ容器４０、４１、４２および４３に、適切な濃度のオリジナル試料分散体の所定の容積を送り届けるために流体調剤手段５２（例えば、シリンジポンプ）を用いる。この流体調剤手段は、通常、同じコンピュータ・コントローラ／プロセッサ・サブシステム１００により制御されている。このサブシステム１００は、図２２に概略示された自動試料採取手段およびテスト装置を含むその他のサブシステムを制御している。第２の流体工学サブシステム６０（上の左手コーナー）は、容器６４からパイプ６６を通って、選択された応力因子を含む所定の容積の流体を送り届けるために個別の流体調剤手段６２（例えば、別のシリンジポンプ）を用いる。上で述べたように、この流体は、特定のモル濃度およびｐＨ（または特定の組成およびｐＨを有する特定の緩衝液）の比較的濃縮された酸または塩基、または比較的濃縮された電解質または塩、またはそれらの組み合わせである。図２２に示された流体調剤手段の各々は、同じコンピュータ・コントローラ／プロセッサ・サブシステム１００により制御されている。このサブシステム１００は、応力テスト装置を含むその他のサブシステムと連通し、制御するためにも使われる。通常、所望の容積のオリジナル試料分散体流体は、まず、自動試料採取手段に含まれる試料バッチ容器の各々に調剤される。所望の（通常、比較的小さな容積）容積の「応力因子」流体は、次いで、試料バッチ容器の各々（即ち、図２２の＃１，＃２および＃３）に調剤される。特定の試料バッチにとって望ましい最終ｐＨまたは電解質／塩の濃縮、即ち、応力レベルにより決められた各容器に添加された応力因子流体の容積は異なる。機械的プロペラ、または好適には磁気により作動する撹拌棒などの撹拌手段（図示せず）は、調剤中各容器に添加された応力因子およびオリジナル試料分散体流体を効果的に混合するために使われ、各容器の懸濁液が均質になっていることを保証する。各試料バッチの加速された応力テストの公称の開始時間（即ち、ｔ＝０）は、その応力因子流体がそのバッチ内に調剤され、この時間がシステムコンピュータ・コントローラ／プロセッサ１００により記録される時に確定される。
【０１３５】
適切な、所定の時間、Δｔ（図１９−２１）が経過後、所定量の応力を加えられた試料分散体流体が所望の試料バッチ容器から取り出され、以前に記述されたように、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）（ｄ＞ｄ０）を得るために利用される粒子サイズ分析器サブシステム８０を介して取り出される。粒子サイズ分析器８０は、単一の粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）であり、光学を形作るビーム８４および光学的フローセル８６を介して光検出器８８に光ビーム８３を発射する。粒子サイズ分析器８０は、光消光（ＬＥ）の原理で動作するのが好ましいが、上で説明したように、特定の用途の場合は、光散乱（ＬＳ）型でもよいし、複合したセンサー・デザインＬＥ＋ＬＳを使ってもよい。いずれの場合も、この分析器により粒子サイズ分布（ＰＳＤ）が得られる。粒子サイズ分析器８０の「下流」側に配置された、適切なポンプ手段７０（例えば、第３のシリンジポンプ）が、所望の量の応力を加えられた試料分散体流体が、パイプ７２を介して、試料バッチ容器からドレイン７４に取り出される。分析対象の応力を加えられた分散体は、光学的フローセル８６を介して定められた流速において取り出される。このセルを通過する流体の総容積は、試料バッチ容器において本来利用できる容積（およびテストの総経過時間の間に分離された個別の分析の予期される総数）および得られる粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の所望の統計学的精度により決められる。ＳＰＯＳ型粒子サイズ分析器８０を通過する適切なサイズ（即ち、ｄ＞ｄ０）の粒子により作られる信号は、信号調整器９０において適切に調整後、コンピュータ・コントローラ／プロセッサ１００において適切な電子回路を用いて分析される（必ずしも、その他のサブシステムを調節するために使われるコンピュータと同じでなくてもよい）。その結果、粒子の塊状化の状態について情報を明らかにする粒子サイズ分布（ＰＳＤ）が得られる（例えば、ＰＳＤの大粒子の「すそ」を含むもの）。
【０１３６】
所定量の応力を加えられた各試料バッチ（随意に、応力を加えられていない対照試料バッチを加算）は、同様に、各試料バッチ容器の中に応力因子を最初に調剤した後、所定の時間間隔において粒子サイズ分析器８０を一度に１個通過させる。各バッチについて別々の粒子サイズ分析器サブシステム８０を用いることにより、所定量の各バッチを、対応する粒子サイズ分析器サブシステムを介して同時に並行して供給することができる。その結果、そのバッチについて、各経過時間ｔにおいて応力を加えられた各試料バッチに関する粒子サイズ分布（ＰＳＤ）が得られる。各ＰＳＤ、ＰＤＰ（分散相の容積％）の値（即ち、ｄ＞ｄ０）から、さらに、応力因子流体の種々の容積の添加を反映させるために、最終的に計算されたＰＤＰ（分散相の容積％）値においてなされた適切な補正を用いてシステム・コンピュータにより計算される。応力を加えられた各試料バッチについてこのようにして得られた一連の結果、即ち、ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔは、以前に記述したように、研究対象の試料分散体の加速された応力テストに関する「粗データ」を構成する。一連のＰＤＰ（分散相の容積％）値から、このコンピュータは、研究対象のその他の誘導された量を得るために使われ、上で記述したように、分散体の安定性および／または特性を特徴づけるために使われる。これらの特性には、与えられた値の経過時間値ｔ、およびこの方法の３つの実施形態と関連して以前に述べたように、偏導関数∂（ＰＤＰ）／∂ｔ｜［応力レベル］および∂（ＰＤＰ）／∂［応力レベル］｜ｔを含むＰＤＰ（分散相の容積％）に関連した量が含まれるがこれらに限定されない。
【０１３７】
自動試料採取器３８は、ポンプ５２からのパイプ５６、およびポンプ６２からのパイプ６６が、オリジナル試料または応力因子を選択された容器４０、４１、４２または４３内に調剤するために動かされ、さらに、パイプ７２がポンプ７０を介して選択された容器４０、４１、４２または４３から液体を排出するために動かされることを概略示しているが、必要な場合には、流体運動を操作するためにコンピュータ制御されたバルブシステムなどその他の手段が必要になることは明らかである。
【０１３８】
以前に述べたように、単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）技法の使用に頼ることなく、本発明の方法を用いて、研究対象の分散体の加速された応力テストを行うことは可能である。代わりに、その他の技法である粒子サイズ分析が、応力を加えられた試料バッチの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を得るか、または特徴づけるために使える。したがって、図２２に示されたＳＰＯＳ型粒子サイズ分析器サブシステム８０の代わりに、その他の型の粒子サイズ検出器を使用することができる。使用可能な潜在的に有用な技術の例には、上で述べた方法、とりわけ、電気抵抗気孔、動的光散乱、レーザー回折（即ち、ミー散乱および／またはフラウンホーファ回折）、超音波減衰がある。しかし、関連装置において粒子サイズ分析器それ自体を用いることなく、本発明で開示された加速応力テストの方法を行うことができることも、理解されるべきである。以前に述べた実施例には、濁度の技法（即ち、試料分散体の一部の経路を通過する間に起きる光の減衰）および光散乱の技法がある。各々の場合、本明細書で「Ｘ」と呼ばれる単一の数量または数値は、与えられた値の経過時間間隔ｔにおける与えられた応力を加えられた試料分散体について作られるであろう。これら代わりの測定技法のいずれからも粒子サイズ分布（ＰＳＤ）は得られないであろう。したがって、各試料および経過時間間隔についてＰＤＰ（分散相の容積％）値も得られないであろう。代わりに、応力を加えられた試料分散体から得られた、例えば、濁度または光散乱強度と等しい一次測定量「Ｘ」のみが利用できるであろう。
【０１３９】
試料の安定性を特徴づけるための代わりの技法のこれら２つの実施例のいずれかの場合、器具は適切にデザインされていると仮定して、分散体に応力を加えることにより、Ｘ値は、粒子の塊状化の程度と共に単調に増加するであろう。加えられた応力の与えられたレベルについて経過時間が長いほど、一般に、測定Ｘ値は大きくなるであろう。同様に、与えられた長さの経過時間について加えられた応力のレベルが大きいほど、一般に、Ｘ値は大きくなるであろう。したがって、粒子サイズ分析の使用に基づく装置の場合におけるように、テスト対象の分散体の安定性または特性を特徴づけるために使用できる測定量、Ｘ、から導かれた量もある。これらには、∂Ｘ／∂ｔ｜［応力レベル］および∂Ｘ／∂［応力レベル］｜ｔが含まれるが、これらに限定されない。粒子サイズ分析にかこれらの代替技法の１つを用いて本発明の方法を実行するために使える装置は、図２３に概略示されているように、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）またはＰＤＰ（分散相の容積％）値は得られない。
【０１４０】
図２２の粒子サイズ分析器８０は、フローセル１８６を通して光ビーム１８４を発射する光源１８２を含むセンサー１８０により置換される。次いで、光ビームは、濁度検出器としての機能がある光センサー１８８に当たる。試料分散体における粒子の塊状化が進むと、フローセル１８６を通過する時に光ビームの強度が低下する。したがって、濁度検出器１８８により検出された信号ＶＸの低下は、粒子の塊状化の増加を示しており、分散体試料の特質が低いことを意味している。信号ＶＸは、濁度検出器１８８から、スイッチ１８９を介して、信号調整器１９０およびコンピュータ・コントローラ／プロセッサ１００のに供給され、信号ＶＸから導かれた特性Ｘを生じる。
【０１４１】
一方、光散乱検出器１９２は、フローセル１８６において粒子から散乱した光を受け入れる。粒子の塊状化の増加は、光検出器１９２に当たる散乱光を増加させ、検出器１９２で発生した信号ＶＸを増加させ、試料分散体の塊状化の増加および特質の低下を意味する。信号ＶＸは、スイッチ１８９を介して、信号調整器１９０およびコンピュータ・コントローラ／プロセッサ１００に供給され、信号ＶＸから導かれた特性Ｘを生じる。図２３のこの代替装置の操作の順番は、上でまとめられた、図２２の好適な装置（単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）に基づく）について記述した順番と本質的には同じである。同一の参照数値は同一の部分を示した。
【０１４２】
これらの実施形態の記述から、研究中の特定の分散体の安定性は、「多次元的」、即ち、この特定の分散体は２つ以上の物理学的メカニズムによる作用を受けることは明らかである。このような場合、この種の分散体の最も有効な応力テストは、多次元的応力因子の使用により、２つ以上の型の応力因子の同時適用を必要とするかもしれない。基本的には、上で記述した実施形態の２つ、または３つすべてを同時に組み合わせることになる。例えば、与えられた分散体は、比較的高度に荷電している粒子により安定化され、一方では、粒子間に比較的数の少ない可動性イオンも存在する。この場合、粒子に系統的に応力を加える最も有効な方法は、特定の電解質（１つ以上の濃度で）を添加することかもしれない。この電解質は、粒子上の電荷および反発静電エネルギーＶＲの両方を低減し、これらの作用の両方は、エネルギー障壁高さＶＭＡＸの低減をもたらす。一般に、多次元応力因子は、本明細書において記述された実施形態では単独で利用された２つ以上の応力因子を組み合わせることにより明確に処理され、種々の組み合わせおよび濃度／強度において加えられる。再び、これらの応力因子には、酸（または塩基）の添加、吸着性電解質の添加、および非吸着性塩の添加がある。
【０１４３】
この論議を終えるに当たり、本発明の主要なアイデアおよび顕著な特徴を精査することは有用である。与えられた懸濁液またはエマルジョンに特定の応力因子を加えることは、ついには最終配合物において現れるであろう欠陥を明らかにするために、本来この製品にある不安定化プロセスを加速するようにデザインされている。本発明は、分散体の定められた貯蔵寿命または使用寿命を通して分散体の安定性、および最終的には性能を予測するために、代わりの尺度、即ち、１つ以上の応力因子の使用を提案している。応力因子は、粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁高さＶＭＡＸの近似的な指標であり、したがって、最終製品の安定性および特質について前兆となる情報を提供している。応力因子の主要な目的は、荷電により安定化された分散体においてＶＭＡＸの大きさにより支配される既存の粒子間安定性を撹乱する正味の効果を定量的に確認することである。本質的には、１つ以上の応力因子の系統的な適用と連結した、粒子を大きさに従って分類する高感度の技法の使用により本発明において略述された方法が、ＶＭＡＸの系統的滴定により分散体の基本的な安定性低下の測定を可能にする。２種類の水中油型エマルジョン／分散体に対する１つ以上の応力因子の組織的適用と極めて感度のよい粒子を大きさに従って分類する能力（ＬＥ−ＳＰＯＳ）の連結は、上で詳細に説明された。これら新規な方法は、ＶＭＡＸの代わりの尺度を与える結果依存性変数、「ＰＤＰ」、を利用している。時間によるＰＤＰ（分散相の容積％）、即ち、ＰＤＰ対ｔ、に対する応力因子の定量的作用（累積的および示差的の両方）の解釈は、本発明の根底にある新規性に対して、ユニーク且つ重要である。
【０１４４】
この方法は、ＶＭＡＸの変化（即ち、低下）に関する結果を定量的に検出するために、本発明で開示された方法の能力に関する３つの基本的な見通しから特に重要である。第１に、この方法は、さもなければ、種々の応力因子の過剰なレベルの適用から生じるオリジナル配合物の物理化学構造の潜在的にかなりの変化（即ち、相図の変化）を最小限にするか、または全く回避する。さもなければ、異なる物理学的特性を有する、かなり異なる分散体またはエマルジョンが作られ、したがって、このような過剰の応力負荷をかけた後の分散体の挙動は、オリジナル分散体の挙動とは異なることが予想される。第２に、さもなければ、普通または中程度の応力にも耐えられない特定の極端に不安定な分散体の安定性は、今では評価できる。例えば、いくつかの場合、この分散体を含む成分の特性により、非常に小さな応力により誘起された撹乱により決められた２つの配合物の間の安定性の差は、ＶＭＡＸのわずかな本来の差に基づいて２つの安定性のレベルの間の違いを識別するために、正確な測定を必要とする。第３に、応力因子応答のこのような「微調整」は、研究対象の分散体の性能全体を評価する、この方法の前兆を全体として感知する能力を大いに高めるであろう。
【０１４５】
上の説明は、同じ出発分散体の多数のバッチに対して１つ以上の応力因子を加えることにより、与えられた分散体の安定性を評価する方法を教示している。ここで、各バッチは、最初に（即ち、公称ｔ＝０）、異なる応力レベルまたは強度にさらされる。この方法は、そこにある応力レベルと同じように多数の試料バッチを用いて、種々の応力レベルの効果が測定される「並行処理」の形式を構成している。この「怪力（brute-force）」のある方法は、比較的新しい分散体、即ち、安定性または特性についてよく特徴づけられていない新しい分散体を加速された応力テストにより調べる場合は特に適切である。この方法は、研究対象の分散体について最適応力「プロフィル」を定める場合、即ち、与えられた応力因子について有効範囲の応力レベルを定める場合は有効である。この有用な第１ステップは、通常、研究対象の分散体の日常製造を開始する前に、研究開発段階で適用される。
【０１４６】
しかし、一旦、研究対象の分散体について最適応力プロフィルが確立されると、本発明の方法は、アプローチは異なるが、同等の効果を有する「連続処理」の方法を適用できることは明らかである。即ち、不安定性の加速された開始を達成するために、単一バッチの出発試料は、レベルを上げながら反復して（即ち、周期的に）応力を加えられる。与えられた応力レベルにおける与えられた応力因子は、最初、即ち、ｔ＝０において、単一の試料バッチに加えられる。定められた、適切な時間が経過した後、ＰＤＰ（分散相の容積％）の計算に続いて、同じ試料バッチが、比較的高いレベルにおいて、さらに、同じ応力因子を用いて応力が加えられる。この手順は周期的に繰り返され、その度にＰＤＰ（分散相の容積％）が決められる。得られるＰＤＰ対ｔのプロットは、単調に増加する（「くぼんだ」）曲線になると予想され、その曲線の詳細な挙動、即ち、∂（ＰＤＰ）／∂ｔ対ｔは、研究対象の分散体が基本的に安定であることを明らかにする。一連の加えられた応力レベルについて、出発（応力を加えられていない）分散体が安定しているほど、得られるＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔのプロットは「より平坦に」（曲がりが少ない）なる。既知試料について以前に得られた基準曲線と得られる曲線を比較すると、受け入れ可能な安定性が、生産バッチの特質を監視し、証明することを可能にする。その結果、本発明の日常の商業的および私的使用は、一般に、標準品質保証／品質管理（ＱＡ／ＱＣ）計画の一部としてその適用を伴い、時間が経つとさらに洗練されたデータベースを発展させ、与えられた分散体について標準操作手順の一部になる。
【０１４７】
本発明の新規な方法は、与えられた分散体の応答、即ち、与えられた応力因子の適用に対する単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）または別の十分な感度を有する技法により測定された、与えられたサイズ範囲にわたる粒子塊状化の成長は、応力レベルの大きさ、経過時間および分散体の基本的安定性について、感度のよい、再現性のある関数であるという仮定に基づいている。したがって、コロイドの安定性（例えば、ＤＬＶＯ理論に基づいて）の理論モデルから独立した、任意の型の分散体またはエマルジョンの相対的安定性は、加えられた応力の１つ以上のレベル（即ち、大きさ）に関するＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔ（応力を加えた後の経過時間）の挙動から判断することができる。このコンセプトは、本発明の方法を用いて評価されている特定の試料よりも安定性が高いか低い（即ち、それぞれ、特質が高いか低い）分散体の粒子サイズ分布（ＰＳＤ）対ｔの仮想プロットと実際のプロットを比較することにより容易に理解することができる。
【０１４８】
図２４Ａには、ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔ、ｐＨの２組のプロットが含まれている。１組のプロット（実線曲線）は、システム、即ち、以前に述べた植物脂肪エマルジョンに不安定化混合イオン化学種（ｔ＝０に添加された）を加算したシステムから得られた実際の応答を表している。その他の組のプロット（破線曲線）は、類似な、より安定なエマルジョンからの「仮想的な」応答を示している。実線曲線（および関連データポイント）は、「酸応力」に対して負に荷電した液滴を含むエマルジョンの応答を表している、図１８に示された結果と同一である。ｐＨの、６．５６（対照，中空円）から、５．６５（中実円）、５．１３（中性四角形）および４．４６（中実三角形）への逐次的低下は、図１８および図２４Ａの両方に示された液滴合体における時間依存性の成長を生じている。破線曲線は、類似の試料について得られた仮想的な応答を表している。この試料は、実線曲線により表されたエマルジョンよりやや安定であったと仮定している。与えられた応力レベルについて（即ち、より低いｐＨ値）時間の経過と共にＰＤＰ（分散相の容積％）が増加していることが分かる。しかし、応答の大きさ、即ち、液滴合体の程度は、応力を加える前の仮想試料の高い安定性を考えれば、あらゆるｔ値について低い。あらゆるｔ値について、実際の試料および仮想試料について得られたＰＤＰ（分散相の容積％）値の差は、以前に述べた理由から、応力レベルが上がると共に成長することが予想される。
【０１４９】
図２４Ｂは、仮想エマルジョン（破線曲線）は図２４Ａで表されたものよりも安定であると仮定して、ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔ、ｐＨの実際および仮想的な結果の間の類似の比較を示している。この場合、エマルジョンについて実際に測定して得られたプロット（実線曲線）に比べて、この第２のおそらくより安定な仮想試料について得られた仮想ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔプロットのより大きな「抑圧」さえもある。同様に、図２５Ａおよび２５Ｂは、同じ種類のエマルジョンについて、実際および仮想ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔ、ｐＨプロットの間の比較を示しており、２つの仮想試料（破線曲線）は、テストされた実際の試料（実線曲線，すべての図で同じ）よりも、それぞれ、やや安定性が低いか、かなり安定性が低い。
【０１５０】
本発明の有用性について上のコンセプトを拡張すると、特定の応力因子に答えた実験用エマルジョンで観察された差は、さらに、コメントする価値がある。植物脂肪エマルジョンの研究は、主要な依存性変数である、「ＰＤＰ」、に大いに影響を及ぼす、時間、応力因子および応力レベルなどの独立因子がいくつかあるので、再び、本発明の方法を適用する１つの方法を説明するのに役立つ。詳細に述べると、ＰＤＰ（分散相の容積％）に対する時間依存性応力因子の作用の具体的な例は有用である。精査するために、図１６は、低濃度の混合イオン化学種の添加により不安定性に向かって「押された」植物脂肪エマルジョンについて２８時間を超えてＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔの挙動を示している。不安定性の明確な証拠は、約２４時間経過するまで現れなかった。この結果を考慮して、同じエマルジョンが、はるかに短い経過時間で不安定性の徴候（即ち、ＰＤＰ（分散相の容積％）のかなりの増加）を加速しようとして２つの異なる応力因子により系統的に刺激を受けた。その結果、研究は、種々のレベルの２種類の応力因子、即ち、普通に必要な時間の１／４、即ち、わずか（約）２４０分以下で不安定性の測定可能な有意な作用を引き出すようにデザインされた「強度」を用いて行われた。
【０１５１】
例えば、植物脂肪エマルジョン（不安定化する混合イオン化学種を加算）を酸（即ち、低減ｐＨ）応力にさらし、図１８および表ＩＶに示された結果を得た。エマルジョンの測定された応答、即ち、ＰＤＰ（分散相の容積％）、は、加えられた応力の各レベル、またはｐＨ値について、経過時間ｔと共にほぼ直線的に増加することが分かった。ｐＨが低下すると、ＰＤＰ（分散相の容積％）とｔとの間に正の相関関係が認められた。相関係数ｒは、ｐＨ＝５．６５（ΔｐＨ＝−０．９１）の場合の０．９７２から、ｐＨ＝４．４６（ΔｐＨ＝−２．１）の場合の０．９９６まで上昇した。これらの高い値は、測定されたＰＤＰ（分散相の容積％）値とｐＨ応力を加えた後の経過時間との間に強い相関関係が存在することを確認している。
【０１５２】
これらの発見は、液滴表面への水素イオン（Ｈ＋）の濃度依存性の吸着と一致しており、粒子間反発ポテンシャル・エネルギーＶＲおよび得られるエネルギー障壁の高さ、ＶＭＡＸを次第に低減させ、加速された合体を生じる。明らかに、酸応力のレベルが高いほど、経過時間とＰＤＰ（分散相の容積％）値との相関関係は良好である。このエマルジョンの最も有効な応力テストをデザインするために、最も高いｒ値が得られる比較的小さな範囲のｐＨ値に焦点を当てた、一連の追加研究が正当化される。予備研究（表ＩＶ）において、最高のｒ値（０．９９）は、ｐＨ値が５．１３および４．４６の場合に得られた。したがって、次の一連の実験は、これらのｐＨ値の付近でデザインされるであろう。ｐＨ＝５．１３の場合は、ｔ＝０において直ぐに変化があったので、５．４８および５．３１などｐＨを５．１３より上に段階的に上げると、それ以下ではＰＤＰ（分散相の容積％）の変化が直ぐには誘起されない、しきい値レベルが確定することになる。同様に、ｐＨを４．４６から、４．６９、さらに、４．９１へ段階的に上げると、ｔ＝０において、ｐＨを５．１３から４．４６へ徐々に下げる作用を示すのに使える。これらおよび追加の実験により、与えられたエマルジョンについて応力レベルを最適化することができるであろう。したがって、種々の実験条件下でΔＰＤＰ相関関係を用いる目的は、与えられたエマルジョンまたは分散体の安定性を最高に特徴づける意味のある応力因子の範囲および濃度を確認することである。
【０１５３】
最後に、これらの説明は液状分散体に焦点を当てたが、本発明で開示されたこれらの方法は、真の溶液に適用できる。即ち、特定の応力因子は、溶液に含まれた活性または不活性成分の沈殿を誘起するために溶液にも適用することができ、最終的には、溶液に使用または適用した場合逆の変化に導くことになる。与えられた製品に対する基線または経過レベル（histrical level）から溶液中における粒子の出現または成長は、このような微粒子問題を欠いている製品に比べて劣ることを暗示している。したがって、真の溶液の場合、沈殿は、劣等製品における応力のわずかな撹乱により誘起されうる主な特性になるであろう。再び、粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の変化（例えば、沈殿と関連した粒子サイズの成長）に十分敏感である分析技法は、研究対象の溶液に対する適切な応力因子／レベルの適用と組み合わせることができる。このような方法は、溶液ベースの製品の加速応力テストを可能にし、劣等製品と優秀な製品とを区別できるようにする。
【０１５４】
本明細書に記述した加速された応力研究による予測の最終目的は、受け入れ可能な安定性基準であると考えられると共に、分析される個々の製品の特性および製品の用途に左右される。例えば、非常にコストの高い（即ち、価値のある）製品の場合、その製品に関する加速された応力テストに基づいて製造された製品の合否の決定、本発明の適用は、無病誤診の数を最小限にする特定の最終目的に基づくべきである。即ち、このテストの特殊性は有病誤診について寛容度が比較的高いことを認めて、できるだけ１００％に近づけるべきである。逆に、主な健康結果を有する製品の場合、与えられた分散体またはエマルジョンに応力因子を加える特性は、有病誤診の数を最小限にする非常に感度のよい目的に基づくべきである。即ち、このテストの感度は、この特性は生死の問題であるから、無病誤診に対して必ず比較的高い寛容度があることを認めて、できるだけ１００％に近づけるべきである。明らかに、感度は特殊性に対して逆の関係にあり、感度が向上すると特殊性は低下し、その逆もある。感度と特殊性とを関係づける通常の技法は、受容者／作動特性として知られている。その場合、これらの方法を適用するコストまたは結果が深刻な問題ではなく、最終目的もそのテストもそのような厳密な明細書を必要としない場合は、用いたテストの型とこれらのテストの感度および特殊性との間のコスト効果のあるバランスを達成することができる。明らかに、製造者は、個々の根拠に基づいてこのような決定を行うであろう。可能であればいつでも、これらの重要な決定を行う場合は、各製品について１つ以上の応力因子および／または条件が適用されるべきである。最終的には、与えられた製品に関する時間をかけて得られた累積データ／経験が、本発明で開示された方法の最適な適用を決めるであろう。
【０１５５】
本発明は、分散体およびエマルジョンの特質を評価するために使用されることを意図しており、理想的には、これらを使用したり、適用する前に、選択的な粒子サイズ分析により得られた応答が、劣等製品を識別する場合に非常に感度が高く、および／または明確であることである。本発明で開示された手順は、包装する前、並びに販売ルートにのせる前に最終包装ユニットの特定数をテストする場合に、生産サイクルの最後に使われる「性能評価」方法として記述されている。本発明は、上では、加速安定試験により記述されたが、このような強調は単に説明のためのものであり、いずれにしても、限定されることを意味するものではない。分散体技術の分野における熟練者は、本発明のその他の適切な改良を決めるであろう。例えば、最終バッチの失敗および／または商業製品のロスを最小限にするように、分散体の大規模な商業的製造および加工手順を最適化することが予想される。したがって、これらの方法は、製品を製造中に、予め決められた「処理中」のポイントにおいて、製品に適用することもできる。これらの研究により作られたデータは、いろいろな様式で、特定の製造または商業的操作に適用されうる。性能の「合格」または「不合格」を決めるために特定の製品明細書の作成など、製造された製品の特質を改良する様式に本発明を適用することが望ましいであろう。これらは、製品の寿命−使用サイクルの間に、製品の製造、流通および／または適用の間のいろいろな時に適用される。
【０１５６】
いかなる規模でも、分散体またはエマルジョンの製造における重要な「瞬間」は、主要な処理間隔において起きる。これらの瞬間は、しばしば、種々の混合または適用工程に関連づけられ、物理化学的条件は、分散体またはエマルジョンの組成、処理または最終用途、並びに個々の製造者について明確である。重要な瞬間は、その分散体が同じ製造者により別の生産地点で作られる場合でも異なることがある。したがって、本発明で開示されたこれらの方法は、製品の生産および寿命−使用サイクルを通して製造された製品の多くの態様の最適化を可能にするであろう。商業用または特別に調製された分散体またはエマルジョンの工業的または私的製造者は、分散体等の最終特質または安全プロフィルを改良するだけでなく、現在利用できる製品に対して通例定められた貯蔵寿命を延長し、さらに、経済的ロスまたは廃棄物を低減させる。本明細書で導入されたこれらの方法の適用は、輸送、貯蔵および最終使用条件の間に起きる可能性のある応力に対する、その製品の物理化学的寛容度も改良するかもしれない。これらの応力は、製品が最終使用者によりさらされたり、加えられるものである。である。これらには、使用するまでのあらゆるレベルにおけるその製品の取扱いの間に起こりうるリスクの高いできごともある。最終的には、本明細書で記述されたこれらの方法は、多くの場合、私有的である様式で特別に適用されるであろう。例えば、これらは、次のような一般的条件、即ち、分散体またはエマルジョンの組成、加えられた応力因子の型、所望の分散体またはエマルジョンを達成する手段（例えば、機械撹拌、粉砕、均質化、重合など）、混合の順番、生産者の経験、および製造、輸送および最終使用者の環境の物理学的条件に依存する（ただし、これらに限定されない）。したがって、本明細書で記述されたこれらの方法および実施形態は、高品質で、安全に消費できる製品を毎日製造しようと努力する間に、分散体およびエマルジョンの開発と流通とのいろいろな段階で適用することができる。
【０１５７】
本発明は、その好適な実施形態を参照しながら説明してきたが、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、そこでなされた形式および細部の前述およびその他の変化は、当業者には理解できるであろう。
【０１５８】
【表１】
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【０１５９】
【表２】
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【０１６０】
【表３】
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【０１６１】
【表４】
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【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】粒子上の電荷（電位Ψ０）および水性相中の荷電した可動性イオンから生じる「電気二重層」または静電ポテンシャル・エネルギーを、粒子表面からの距離ｘの関数として概略示している。
【図２】引きつけポテンシャル・エネルギーＶＡおよび反発ポテンシャル・エネルギーＶＲから生じる障壁高さＶＭＡＸを有する正味の粒子間ポテンシャル・エネルギーＶＴＯＴを概略示している。
【図３】引きつけポテンシャル・エネルギーＶＡを固定して、反発ポテンシャル・エネルギーＶＲ（曲線ＶＲ１およびＶＲ２）、の強度の上昇の結果として、粒子間ポテンシャル・エネルギー障壁（曲線ＶＴＯＴ１およびＶＴＯＴ２）の高さＶＭＡＸの漸増を概略示している。
【図４Ａ】安定した分散体またはエマルジョン（実線曲線「１」）、および粒子の塊状化または液滴の合体に導くかなり不安定になり始めた後（破線曲線「２」）の粒子サイズ分布（粒子サイズ分布（ＰＳＤ）−＃粒子対直径，ｄ）を概略示している。
【図４Ｂ】粒子または液滴直径が、測定したしきい値ｄ０よりも大きい場合、安定（実線曲線「１」）、および不安定（破線曲線「２」）な分散体またはエマルジョンの図４Ａに記載されている単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）（＃粒子対直径，ｄ）により得られた粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の大粒子の「すそ」の拡大図を示している。
【図５】全乳の３つの「対照」バッチ（ｐＨの変化なし）、即ち、「０６０８」またはバッチ＃１（中実円）、「０６１２」またはバッチ＃２（中実四角形）、および「０６１５」またはバッチ＃３（中実三角形）、について得られた分散相（ｄ＞１．８μｍ）のパーセンテージ（ｖ／ｖ）、または「ＰＤＰ（分散相の容積％）対経過時間」を示している。
【図６】酸応力（ｐＨ＝５．７）を加えた後（ｔ＝０）全乳の３バッチ、即ち、「０６０８」（中実円）、「０６１２」（中実四角形）および「０６１５」（中実三角形）について得られたＰＤＰ（分散相の容積％）（ｄ＞１．８μｍ）対経過時間の関係を示している。
【図７】酸応力（ｐＨ＝６．１）を加えた後（ｔ＝０）全乳の３バッチ、即ち、「０６０８」（中実円）、「０６１２」（中実四角形）および「０６１５」（中実三角形）について得られたＰＤＰ（分散相の容積％）（ｄ＞１．８μｍ）対経過時間の関係を示している。
【図８】図７に示された４つのＰＤＰ（分散相の容積％）値（中実四角形）に対応する、酸応力（ｐＨ＝５．７）を加えた後全乳のバッチ＃２、即ち、「０６１２」について、単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）により得られた粒子サイズ分布（ＰＳＤ）（＃粒子数／ｍｌ＞１．８μｍ）の大粒子の「すそ」の成長を示している。
【図９】図８に示された４つの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の「すそ」（ｄ＞１．８μｍ）に対応する、酸応力（ｐＨ＝５．７）を加えた後全乳のバッチ＃２、即ち、「０６１２」について、絶対容量率（即ち、ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｄ）における漸増を示している。
【図１０】塩化カルシウム応力、即ち、０ＭのＣａＣｌ２，「対照」（中実円）、０．００５ＭのＣａＣｌ２（中実四角形）および０．０１ＭのＣａＣｌ２（中実三角形）を加えた後（ｔ＝０）全乳の「０６０８」バッチについて得られたＰＤＰ（分散相の容積％）（ｄ＞１．８μｍ）対経過時間の関係を示している。
【図１１】塩化カルシウム応力、即ち、０ＭのＣａＣｌ２，「対照」（中実円）、０．００５ＭのＣａＣｌ２（中実四角形）および０．０１ＭのＣａＣｌ２（中実三角形）を加えた後（ｔ＝０）全乳の「０６１２」バッチについて得られたＰＤＰ（分散相の容積％）（ｄ＞１．８μｍ）対経過時間の関係を示している。
【図１２】塩化カルシウム応力、即ち、０ＭのＣａＣｌ２，「対照」（中実円）、０．００５ＭのＣａＣｌ２（中実四角形）および０．０１ＭのＣａＣｌ２（中実三角形）を加えた後（ｔ＝０）全乳の「０６１５」バッチについて得られたＰＤＰ（分散相の容積％）（ｄ＞１．８μｍ）対経過時間の関係を示している。
【図１３】図１１のスケールを圧縮されたバージョンであり、塩化カルシウム応力、即ち、０ＭのＣａＣｌ２（中実円）、０．００５ＭのＣａＣｌ２（中実四角形）および０．０１ＭのＣａＣｌ２（中実三角形）を加えた後（ｔ＝０）全乳の「０６１２」バッチについてＰＤＰ（分散相の容積％）（ｄ＞１．８μｍ）対経過時間の関係を示している。
【図１４】図１３に示された６個のＰＤＰ（分散相の容積％）値（中実三角形）に対応している塩化カルシウム応力（０．０１ＭのＣａＣｌ２）を加えた後ミルク試料「０６１２」について単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）により得られた粒子サイズ分布（ＰＳＤ）（＃粒子数／ｍｌ＞１．８μｍ）の大粒子の「すそ」の成長を示している。
【図１５】図１４に示された４つの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）の「すそ」（ｄ＞１．８μｍ）に対応している、酸応力（ｐＨ＝５．７）を加えた後全乳のバッチ「０６１２」について、絶対容量率（即ち、ＰＤＰ（分散相の容積％）対ｄ）における漸増を示している。
【図１６】２８時間にわたり不安定にするイオン性化学種を加えた後（ｔ＝０）レシチンにより安定化された植物油エマルジョンについて、ＰＤＰ（分散相の容積％）（ｄ＞１．８μｍ）対経過時間（時間で表示され、１８００分に最大値を有する）の関係を示している。
【図１７】塩化ナトリウム、即ち、０ＭのＮａＣｌ（中空円）、０．０５ＭのＮａＣｌ（中実円）、０．１０ＭのＮａＣｌ（中実四角形）および０．１５ＭのＮａＣｌ（中実三角形）を加え、混合イオン性化学種を加えた後（ｔ＝０）、図１６の植物油エマルジョンについて得られたＰＤＰ（分散相の容積％）（ｄ＞１．８μｍ）対経過時間の関係を示している。
【図１８】酸応力、即ち、ｐＨ６．５６，対照（中空円）、ｐＨ５．６５（中実円）、ｐＨ５．１３（中実四角形）およびｐＨ４．４６（中実三角形）を加え、混合イオン性化学種を加えた後（ｔ＝０）、図１６の植物油エマルジョンについて得られたＰＤＰ（分散相の容積％）（ｄ＞１．８μｍ）対経過時間の関係を示している。
【図１９】粒子上の正味の電荷を低減させる、試料に酸または塩基を添加することからなる（いずれか適切なものを）、応力因子「Ａ」を系統的に加えることにより、分散体またはエマルジョンの安定性を加速して決定する本発明の方法の第１の実施形態を概略示している。
【図２０】粒子上の正味の電荷を低減させる、吸着性イオンを含む特殊な電解質を試料に添加することからなる、応力因子「Ｂ」を系統的に加えることにより、分散体またはエマルジョンの安定性を加速して決定する本発明の方法の第２の実施形態を概略示している。
【図２１】粒子間静電反発力を低減させる、非吸着塩を試料に添加することからなる、応力因子「Ｃ」を系統的に加えることにより、分散体またはエマルジョンの安定性を加速して決定する本発明の方法の第３の実施形態を概略示している。
【図２２】単一粒子光学センサー（ＳＰＯＳ）に基づいて粒子サイズ分析器を含む典型的な装置の単純化された略図を示している。この装置は、本明細書に記載された分散体またはエマルジョンの安定性を加速して決定する新しい方法のいずれかを実行するのに使われる。
【図２３】濁度または光散乱などの粒子サイズ分析以外の技法を含む典型的な装置の単純化された略図を示している。この装置は、本明細書に記載された分散体またはエマルジョンの安定性を加速して決定する新しい方法のいずれかを実行するのに使われる。
【図２４Ａ】酸応力を加えた後、植物脂肪エマルジョンについて得られた、測定されたＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔの関係、および類似したほどほどに安定した試料について得られる仮想的な関係（破線曲線）を示している。
【図２４Ｂ】仮想的なＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔの関係（破線曲線）が、図２４Ａに描かれたものよりもかなり安定性のよい試料について得られるものであることを除いて、図２４Ａと同じである。
【図２５Ａ】酸応力を加えた後、植物脂肪エマルジョンについて得られた、測定されたＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔの関係（図１８と同じ中実曲線）、および類似したほどほどに安定した試料について得られる仮想的な関係（破線曲線）を示している。
【図２５Ｂ】仮想的なＰＤＰ（分散相の容積％）対ｔの関係（破線曲線）が、図２５Ａに描かれたものよりもかなり安定性の低い試料について得られるものであることを除いて、図２５Ａと同じである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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