(57)【要約】物質表面の濡れ性の評価可能な新たな方法を提供する。液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜表面を撮像すること、及び前記液膜表面における干渉縞の有無に基づき、物質の濡れ性を評価することを含む、物質の濡れ性を評価する方法。
2018034349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質の濡れ性を評価する方法であって、
液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、
前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜表面を撮像すること、及び
前記液膜表面における干渉縞の有無に基づき、物質の濡れ性を評価することを含む、評価方法。
【請求項２】
物質の濡れ性を評価する方法であって、
液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、
前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜の干渉縞を撮像すること、及び
前記干渉縞に基づいて、前記物質の濡れ性を評価することを含む、評価方法。
【請求項３】
物質の濡れ性を評価する方法であって、
液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、
前記液体が除去された領域と、前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜の干渉縞とを撮像すること、
前記撮像データに基づいて、液体除去領域と干渉縞との相関関係を算出すること、
前記相関関係に基づいて、前記物質の濡れ性を評価することを含む、評価方法。
【請求項４】
前記撮像は、前記気体の噴射中に行うことを含む、請求項１から３のいずれかに記載の評価方法。
【請求項５】
前記撮像は、前記物質に光を照射した状態で行い、
前記光を照射する照明の光軸を、前記撮像を行う撮像手段の光軸又は前記気体を噴射するノズルの軸と一致させる、請求項１から４のいずれかに記載の評価方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の評価方法によって、物質の濡れ性を評価することを含む、物質を製造する方法。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の評価方法により物質の濡れ性を評価するための装置であって、
前記気体を噴射する手段、
前記気体の噴射によって、前記液体が前記物質の表面における干渉縞を撮像する手段、及び
照明を備え、
前記照明の光軸が、前記検出手段の光軸又は前記ノズルの軸と一致する、評価装置。
【請求項８】
物質の表面の性状を評価する方法であって、
液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、
前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜表面を撮像すること、
前記気体の噴射を停止すること、
前記気体の噴射による液体の除去、前記液膜表面の撮像及び気体の噴射の停止をこの順番で繰り返し行うこと、及び
得られた撮像に基づいて、前記物質の表面に処理された処理膜の変化又は耐久性を評価することを含む、評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、物質の濡れ性の評価方法、及び物質の濡れ性を評価可能な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業製品の開発や品質管理において、物質表面、界面の特性を定量的に評価することは非常に重要である。物質表面の特性評価法のうち、接触する液体と物質表面との物理化学的相互作用を調べる手法において、濡れ性は親/疎水性だけでなく、接着性、離型性、防汚性などにも密接に関連しており、設計上・品質管理上極めて大きなファクターとなる。【０００３】
物質の濡れ性評価法としては、例えば、評価したい物質（対象物）の表面上に液滴を形成し、液滴と対象物表面との接触角により評価する接触角法、対象物表面を下に向けて液体中に浸漬させ、下方より空気等を供給して物質表面に付着させ、接触角の計測を行うキャプティブバブル法、或いは固体・液体・気体の界面における表面張力そのものを計測するWilhelmy法などが知られている。
また、本発明者らは、評価したい物質（対象物）の表面を液体で覆い、そこに気体を噴射して液体を排除した後、液体が排除された領域の寸法を測定することによって、細胞シートの濡れ性を評価する方法を提案している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１３／１７６２６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、濡れ性を評価する対象物質は多岐にわたることから、従来の濡れ性評価方法では、十分に濡れ性を評価することができない場合がある。
そこで、本開示は、物質表面の濡れ性を評価可能な新たな方法、及びそれに用いる装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、一態様において、物質の濡れ性を評価する方法であって、液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜表面を撮像すること、及び前記液膜表面における干渉縞の有無に基づき、物質の濡れ性を評価することを含む評価方法に関する。【０００７】
本開示は、一態様において、物質の濡れ性を評価する方法であって、液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜の干渉縞を撮像すること、及び前記干渉縞に基づいて、前記物質の濡れ性を評価することを含む評価方法に関する。【０００８】
本開示は、一態様において、物質の濡れ性を評価する方法であって、液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、前記液体が除去された領域と、前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜の干渉縞とを撮像すること、前記撮像データに基づいて、液体除去領域と干渉縞との相関関係を算出すること、前記相関関係に基づいて、前記物質の濡れ性を評価することを含む評価方法に関する。【０００９】
本開示は、一態様において、本開示の評価方法により物質の濡れ性を評価するための装置であって、前記気体を噴射する手段、前記気体の噴射によって、前記液体が前記物質の表面における干渉縞を撮像する手段、及び照明を備え、前記照明の光軸が、前記検出手段の光軸又は前記ノズルの軸と一致する、評価装置に関する。【００１０】
本開示は、一態様において、物質の表面の性状を評価する方法であって、液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜表面を撮像すること、前記気体の噴射を停止すること、前記気体の噴射による液体の除去、前記液膜表面の撮像及び気体の噴射の停止をこの順番で繰り返し行うこと、及び得られた撮像に基づいて、前記物質の表面に処理された成膜等の処理膜の変化又は耐久性を評価することを含む評価方法に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、一態様において、物質表面の濡れ性を評価できる新な評価方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施例１で使用した測定装置の画像の一例である。
【図２】図２は、実施例１において濡れ性の評価を行った結果を示す画像の一例である。
【図３】図３は、実施例２において濡れ性の評価を行った結果を示す画像の一例である。
【図４】図４は、実施例３で使用したディッシュの画像である。
【図５】図５は、実施例３において濡れ性の評価を行った結果を示す画像の一例である。
【図６】図６は、実施例４において濡れ性の評価を行った結果を示す画像の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示は、液体に覆われた物質の表面に気体を噴射することによって液体が除去された領域に、物質の濡れ性に応じて干渉縞が発生するという新たな知見に基づく。本開示は、発生した干渉縞の寸法及び模様等に基づいて濡れ性を評価できるという新たな知見に基づく。
【００１４】
本開示の方法により、濡れ性を評価できるメカニズムには明らかではないが、以下のように推測される。
液体で覆われた物質の表面に気体を噴射すると、物質の表面の液体が除去される。この時、液体が除去されて物質の表面が露出しているように見える部分には、物質の濡れ性に依存した微小な厚みの液膜が保持される。この液膜表面には物質の濡れ性に依存した干渉縞が発生することから、干渉縞の発生の有無、並びに干渉縞の寸法及び模様等によって濡れ性を評価することができる。ただし、本開示はこれらのメカニズムに限定して解釈されなくてもよい。
【００１５】
［濡れ性の評価方法］
本開示は、一態様において、液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去することを含む、物質の濡れ性を評価する方法（本開示の評価方法）に関する。
【００１６】
本開示の評価方法の第１の態様として、液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜表面を撮像すること、及び液膜表面における干渉縞の有無に基づき、物質の濡れ性を評価することを含む評価方法に関する。
【００１７】
本開示の評価方法の第２の態様として、液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜の干渉縞を撮像すること、及び前記干渉縞に基づいて、前記物質の濡れ性を評価することを含む評価方法に関する。
【００１８】
本開示の評価方法の第３の態様として、前記液体が除去された領域と、前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜の干渉縞とを撮像すること、前記撮像データに基づいて、液体除去領域と干渉縞との相関関係を算出すること、前記相関関係に基づいて、前記物質の濡れ性を評価することを含む評価方法に関する。
【００１９】
本開示の評価方法によれば、一又は複数の実施形態において、評価対象となる物質の濡れ性を非接触評価することができる。本開示の評価方法によれば、一又は複数の実施形態において、物質の濡れ性を視覚的に判断することができる。本開示の評価方法によれば、一又は複数の実施形態において、金属成膜等の表面処理の有無を検出することができる。本開示の評価方法によれば、一又は複数の実施形態において、成膜ムラ等の物質の表面処理のムラを検出することができる。
【００２０】
〔液体の除去〕
本開示の評価方法は、液体に覆われた物質の表面に気体を噴射すること、該気体の噴射により物質表面を覆う液体を除去することを含む。
【００２１】
物質の表面を覆う液体の種類は、特に限定されない。液体としては、一又は複数の実施形態において、水性媒体が挙げられる。水性媒体は、一又は複数の実施形態において、水からなるものであってもよく、その他の成分を含んでいてもよい。水性媒体としては、一又は複数の実施形態において、水、緩衝液、及び液体培養培地が挙げられる。水としては、一又は複数の実施形態において、蒸留水、イオン交換水、又は超純水等が挙げられる。液体は、特に限定されないその他の一又は複数の実施形態において、有機溶媒であってもよい。有機溶媒としては、一又は複数の実施形態において、ジヨードメタン又はｎ−ヘキサデカン等が挙げられる。
【００２２】
液体は、一又は複数の実施形態において、評価対象となる物質の表面全体を覆うように配置されている。物質の表面を覆う液体の厚さは、特に制限されず、評価対象となる物質に応じて適宜決定することができる。液体の厚さは、一又は複数の実施形態において、０．５ｍｍ〜５ｍｍである。物質表面を覆う液体の厚さは、均一であってもよいし、不均一であってもよい。
【００２３】
物質に噴射する気体の種類は特に制限されず、評価対象となる物質の材質及び物質を覆う液体の種類等の諸条件に応じて適宜設定できる。気体としては、一又は複数の実施形態において、物質に悪影響を与えないものが好ましく、気体としては、空気、及び窒素、アルゴン等の不活性ガスが挙げられる。気体は、滅菌してから用いてもよいし、滅菌することなく使用してもよい。
【００２４】
気体の噴射量（噴流印加圧）は、評価対象となる物質の材質、物質を覆う液体の種類、液体の厚さ等の諸条件に応じて適宜設定できる。気体の噴流印加圧は、一又は複数の実施形態において、１ｋＰａ〜５０ｋＰａである。
【００２５】
気体は、一又は複数の実施形態において、評価対象となる物質の上部から噴射され、物質の鉛直上方から噴射されてもよいし、物質の斜め上方から噴射されてもよい。気体は、濡れ性の分布をより正確に評価する点から、一又は複数の実施形態において、物質の略鉛直上方から噴射されることが好ましい。
【００２６】
気体の噴射位置は、一又は複数の実施形態において、評価対象となる物質の略中央で行ってもよいし、中央以外であってもよい。
【００２７】
気体の噴射箇所は、一又は複数の実施形態において、一箇所のみで行ってもよいし、スキャニングするように複数箇所で行ってもよい。
【００２８】
気体の噴射回数は、一又は複数の実施形態において、１回であってもよいし、２回又はそれ以上であってもよい。気体の噴射は、一又は複数の実施形態において、連続的に行われてもよく、間欠的に行われてもよい。気体の噴射時間は、一又は複数の実施形態において、０．１秒〜５秒である。
【００２９】
気体を噴射する方法は、特に制限されず、一又は複数の実施形態において、適当な気体噴射手段を利用して行うことができる。気体噴射手段としては、一又は複数の実施形態において、気体の噴射部と気体の供給部を適宜組み合わせて用いることができる。気体の噴射部としては、一又は複数の実施形態において、気体用ノズルが挙げられる。気体の供給部としては、一又は複数の実施形態において、コンプレッサーやガスボンベが挙げられる。気体の噴射部と気体の供給部とを適当な気体の流路を介して接続し、気体の噴射部から気体を噴射することができる。噴射する気体から微細なゴミを除去し、評価対象となる物質へのコンタミネーションを低減する点から、気体の噴射部と気体の供給部との間に、パーティクルフィルター等のフィルターを配置してもよい。気体用ノズルの内径は、気体の噴射量等の諸条件に応じて適宜設定できる。気体用ノズルの内径は、一又は複数の実施形態において、１０μｍ〜５００μｍである。気体の噴射距離（液層の表面から気体の噴射部先端（例えば、ノズルの先端）までの距離）は、気体の噴射量等の諸条件に応じて適宜設定できる。気体の噴射距離は、一又は複数の実施形態において、０．５ｍｍ〜５ｍｍである。
【００３０】
気体の噴射は、気体の流れを制御する適当な手段により制御でき、一又は複数の実施形態において、レギュレータや電磁弁を適宜組み合わせて気体の噴射を制御することができる。気体の噴射の制御は、自動で行われてもよく、手動で行われてもよい。例えば、コンピュータからレギュレータや電磁弁を制御することにより、自動的に気体の噴射を制御することができる。
【００３１】
〔液膜表面／干渉縞の撮像〕
本開示の評価方法は、気体の噴射によって、物質の表面から液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜表面を撮像することを含む。
【００３２】
本開示において「物質の表面に形成される液膜」とは、気体を噴射することによって物質の表面から液体が除去されるが、その過程で物質表面に残存する液体によって形成される膜のことをいう。液膜は、一又は複数の実施形態において、均一であってもよいし、不均一であってもよい。液膜表面には、一又は複数の実施形態において、物質表面の濡れ性等に応じて、干渉縞が発生しうる。したがって、本開示の評価方法は、液膜表面の撮像に替えて、該液膜の干渉縞を撮像してもよい。
【００３３】
液膜表面又は干渉縞の撮像は、一又は複数の実施形態において、気体の噴射中に行ってもよいし、気体の噴射後に行ってもよい。撮像は、一又は複数の実施形態において、噴射開始前から噴射終了後までの間行ってもよいし、噴射開始直後から噴射終了後までの間行ってもよく、さらに、噴射終了後に継続して行ってもよいし、液体除去領域が平衡となった状態で行ってもよい。
【００３４】
本開示の評価方法は、一又は複数の実施形態において、液膜表面又は干渉縞の撮像と共に、液体が除去された領域を撮像することを含んでいてもよい。液膜表面又は干渉縞とともに液体が除去された領域を撮像することによって、一又は複数の実施形態において、より精度の高い濡れ性の評価や、多面的な評価をすることができる。本開示において「液体が除去される領域（液体の除去領域）」とは、液体に覆われた物質の表面に気体を噴射することによって、物質の表面から液体が除去された範囲、又は液体から物質が露出した部分をいう。
【００３５】
撮像は、一又は複数の実施形態において、連続して行ってもよいし、断続的に行ってもよい。撮像は、一又は複数の実施形態において、１回であってもよいし、２回以上の複数回であってもよい。撮像は、一又は複数の実施形態において、自動的に行ってもよいし、手動で行ってもよい。
【００３６】
本開示の評価方法は、表面処理ムラを検出する点から、一又は複数の実施形態において、気体の噴射箇所をスキャニングするように移動させること、及び各噴射箇所で干渉縞の撮像を行うことを含んでいてもよい。
【００３７】
撮像は、一又は複数の実施形態において、可視光、赤外線、及び紫外線等といった光を検出するものを用いて行うことができる。一又は複数の実施形態において、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ及び３Ｄスキャナ等が挙げられる。より精度の高い濡れ性分布の評価を行う点からは、高解像度のカメラを使用することが好ましい。
【００３８】
より精度の高い濡れ性分布の評価を行う点から、撮像は、評価対象となる物質に光を照射した状態で行うことが好ましい。より精度の高い濡れ性分布の評価を行う点からは、光を照射した照明の光軸が、撮像手段の光軸又は前記気体を噴射するノズルの軸と一致するようにすることが好ましい。照明としては、特に制限されるものではなく、より精度の高い濡れ性分布の評価を行う点からは、ＬＥＤが好ましい。
【００３９】
〔濡れ性の評価〕
本開示の評価方法は、上記撮像に基づき、物質の濡れ性を評価することを含む。
【００４０】
濡れ性の評価としては、一又は複数の実施形態において、液膜表面における干渉膜の発生の有無、発生した干渉膜の寸法、形状及び干渉縞の移動速度等により行うことができる。
【００４１】
液膜表面又は干渉膜の撮像と共に液体除去領域を撮像した場合は、一又は複数の実施形態において、液体除去領域と干渉縞との相関関係を算出し、それにより濡れ性を評価してもよい。相関関係としては、一又は複数の実施形態において、液体除去領域の寸法と干渉縞の寸法との差、液体除去領域の広がる速度と干渉縞の広がる速度等が挙げられる。
【００４２】
液体除去領域と干渉縞との相関関係の算出は、一又は複数の実施形態において、液体除去領域の寸法、形状、外周の移動速度、曲率、及び干渉縞の寸法、形状、干渉縞の移動速度、曲率等を測定することを含んでいてもよい。
【００４３】
本開示において「液体の除去領域の曲率」としては、一又は複数の実施形態において、液体の除去領域の外周を形成する曲面の曲率が挙げられ、また、液体が除去されて物質が露出した部分と除去された液体との境界の曲率ともいうことができる。より正確に濡れ性分布を評価する点から、検出した液体の除去領域の外周が波形等の複数の曲率を有する場合、それぞれの曲率を測定することが好ましい。
【００４４】
本開示の評価方法において評価対象となる物質は特に制限されず、濡れ性の評価が必要な物質が挙げられる。物質としては、一又は複数の実施形態において、化学、生物学及び創薬等における基礎研究、及び再生医療等を含む医療に用いられる器具及び素材、ならびに工業製品等が挙げられる。評価対象となる物質としては、物質を液体で覆った状態で評価を行う観点から、一又は複数の実施形態において、バイオフィルムが発生しうる物質等が挙げられる。
【００４５】
本開示の評価方法によれば、一又は複数の実施形態において、気体の噴射による液体の除去、干渉縞の撮像、及び気体の噴射停止をこの順番で繰り返し行うことにより、物質の表面に形成された金属成膜等の処理膜の変化又は耐久性等を評価することができる。気体の噴射を停止して所定の時間が経過すると、液体除去領域は消滅し、物質の表面は再度液体によって覆われた状態になる。あるいは、液体の追加若しくは容器を揺らすなどして、再度液体によって覆われた状態とする。この状態で再度の気体の噴射及び干渉縞の撮像を行うことによって、物質の表面に形成された成膜等の処理膜の変化又は耐久性等を評価することができる。
【００４６】
本開示は、一又は複数の実施形態において、液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜表面を撮像すること、前記気体の噴射を停止すること、前記気体の噴射による液体の除去、前記液膜表面の撮像及び気体の噴射の停止をこの順番で繰り返し行うこと、及び得られた撮像に基づいて、前記物質の表面に処理された成膜等の処理膜の変化又は耐久性を評価することを含む評価方法に関する。本態様において、一又は複数の実施形態において、２回目以降の液体の噴射は、物質の表面が液体に覆われる状態で行うことが好ましい。本態様は、一又は複数の実施形態において、液膜の干渉縞を撮像した後、気体の噴射を停止すること、及び該気体の噴射の停止により、液体が除去された領域が液体で覆われることを確認した後に、気体の噴射を行うことを含む。本態様は、一又は複数の実施形態において、気体の噴射箇所を固定して行うことが好ましい。
【００４７】
［濡れ性の評価を含む製造方法］
本開示は、その他の態様において、物質に対して親水化処理又は疎水化処理を行う工程、及び、前記処理後の物質の濡れ性を評価することを含む物質を製造する方法であって、前記濡れ性の評価を本開示の評価方法で行うことを含む、製造方法に関する。本開示の製造方法によれば、
【００４８】
［評価装置］
本開示は、一態様において、本開示の評価方法により物質の濡れ性を評価するための装置であって、前記気体を噴射する手段、前記気体の噴射によって、前記液体が前記物質の表面における干渉縞を撮像する手段、及び照明を備え、前記照明の光軸が、前記検出手段の光軸又は前記ノズルの軸と一致する、評価装置（本開示の評価装置）に関する。
【００４９】
本開示の評価装置は、一又は複数の実施形態において、前記撮像手段により得られた画像を解析する解析手段を含んでいてもよい。
【００５０】
本開示はさらに以下の限定されない一又は複数の実施形態に関する。
〔１〕  物質の濡れ性を評価する方法であって、
液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、
前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜表面を撮像すること、及び
前記液膜表面における干渉縞の有無に基づき、物質の濡れ性を評価することを含む、評価方法。
〔２〕  物質の濡れ性を評価する方法であって、
液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、
前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜の干渉縞を撮像すること、及び
前記干渉縞に基づいて、前記物質の濡れ性を評価することを含む、評価方法。
〔３〕  物質の濡れ性を評価する方法であって、
液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、
前記液体が除去された領域と、前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜の干渉縞とを撮像すること、
前記撮像データに基づいて、液体除去領域と干渉縞との相関関係を算出すること、
前記相関関係に基づいて、前記物質の濡れ性を評価することを含む、評価方法。
〔４〕  前記撮像は、前記気体の噴射中に行うことを含む、〔１〕から〔３〕のいずれかに記載の評価方法。
〔５〕  前記撮像は、前記物質に光を照射した状態で行い、
前記光を照射する照明の光軸を、前記撮像を行う撮像手段の光軸又は前記気体を噴射するノズルの軸と一致させる、〔１〕から〔４〕のいずれかに記載の評価方法。
〔６〕  〔１〕から〔５〕のいずれかに記載の評価方法によって、物質の濡れ性を評価することを含む、物質を製造する方法。
〔７〕  〔１〕から〔５〕のいずれかに記載の評価方法により物質の濡れ性を評価するための装置であって、
前記気体を噴射する手段、
前記気体の噴射によって、前記液体が前記物質の表面における干渉縞を撮像する手段、及び
照明を備え、
前記照明の光軸が、前記検出手段の光軸又は前記ノズルの軸と一致する、評価装置。
〔８〕  物質の表面の性状を評価する方法であって、
液体に覆われた物質の表面に気体を噴射して前記液体を除去すること、
前記液体が除去されることによって前記物質の表面に形成される液膜表面を撮像すること、
前記気体の噴射を停止すること、
前記気体の噴射による液体の除去、前記液膜表面の撮像及び気体の噴射の停止をこの順番で繰り返し行うこと、及び
得られた撮像に基づいて、前記物質の表面に処理された処理膜の変化又は耐久性を評価することを含む、評価方法。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例により本開示をさらに詳細に説明するが、これらは例示的なものであって、本開示はこれら実施例に制限されるものではない。【００５２】
（実施例１）
［濡れ性の評価］
下記装置を使用し、下記のディッシュ表面の濡れ性分布を評価した。
＜ディッシュ＞
ディッシュ（Ｐｒｏｄｕｃｔ＃４３０５８９、Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｉｎｓｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）（φ６０ｍｍ，Ｍａｔｅｒｉａｌ：Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ，Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ：Ｎｏｔ  Ｔｒｅａｔｅｄ）の表面を真空プラズマ処理することにより、表面が親水化処理されたディッシュ（接触角：６７．６度）を準備した。
＜測定装置＞
図１に示す構成の測定装置を準備した。カメラは、産業用カメラ（画素数：４Ｍピクセル、素子：１”ＣＭＯＳ）を使用し、照明はＬＥＤ照明を使用し、内径５００μｍのノズルを使用した。本実施例で使用した装置は、カメラの光軸と照明の光軸とが同軸になるように設定した。【００５３】
＜干渉縞の測定＞
ディッシュ内に３．３ｍｌのｍｉｌｌｉＱを配置した（液厚：１．５ｍｍ）。ディッシュ表面とノズルの先端との距離が１５ｍｍとなるように、ノズルをディッシュ中央の上部に配置し、ノズルからディッシュに対して空気を１秒間印加した。ノズルの印加圧は、４０ｋＰａとした。その結果を図２に示す。【００５４】
図２は、噴射中の画像の一例であって、図２の下図は、上図の破線部の領域を拡大したものです。
図２に示すように、液体が除去されることによって物質表面に形成された液膜表面に干渉縞が確認された。さらに、時間の経過に伴い、干渉縞が広がっていく様子が確認できた。
親水化処理を行わなかったディッシュ（接触角：８１．８度）を用いて同様の測定を行ったところ、干渉縞は確認されなかった。
これにより、液体で覆われた物質に対して気体を噴射し、それにより液体が排除された領域を撮像し、干渉縞の発生の有無を確認することによって、物質の濡れ性を評価できることが示唆された。【００５５】
（実施例２）
［濡れ性の評価２］
シリコンウエハ（接触角：２５．６度）を配置したディッシュ（Ｐｒｏｄｕｃｔ＃４３０５８９、Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｉｎｓｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）（φ６０ｍｍ，Ｍａｔｅｒｉａｌ：Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ，Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ：ＮＯＴ  Ｔｒｅａｔｅｄ）を使用した以外は、実施例１と同様に行った。その結果を図４に示す。【００５６】
図３は、噴射中の干渉縞の発生の経時的な変化を示す画像の一例である。いずれの画像においても、実施例１と同様に干渉縞の発生と、時間の経過に伴う干渉縞の広がりが確認できた（図中の矢印で示す部分）。
干渉縞が広がる速度が実施例１よりも速かった。これは、ディッシュの表面の濡れ性（接触角）の違いによるものであると考えられる。
これらにより、液体で覆われた物質に対して気体を噴射し、それにより液体が排除された領域を撮像し、干渉縞が広がる速さや寸法を測定することによって、物質の濡れ性を評価できることが示唆された。【００５７】
（実施例３）
［濡れ性の評価３］
図４に示す疎水性表面と親水性表面とを有するディッシュを用いた以外は、実施例１と同様に行った。その結果を図５に示す。
＜ディッシュ＞
ディッシュ（Ｐｒｏｄｕｃｔ＃４３０５８９、Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｉｎｓｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）（φ６０ｍｍ，Ｍａｔｅｒｉａｌ：Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ，Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ：ＮＯＴ  Ｔｒｅａｔｅｄ）の表面に、半円状のシリコーンゴムを貼り付けた後、ディッシュ表面に窒素ガスプラズマをまんべんなく吹き付けて親水化処理を行った。その後、シリコーンゴムを除去することにより、親水化処理された表面（親水性表面、接触角：７５．２°）と親水化処理していない表面（疎水性表面、接触角：８７．８°）とを有するディッシュ（図４）を準備した。【００５８】
図５は、噴射中の画像の一例であって、下図は、上図の破線部の領域を拡大したものである。
図５において、左側半面が親水性表面であり、右側半面が疎水性表面である。図５に示すように、親水性表面（左側半面）では液体が除去された領域に半月状の干渉縞の発生が確認できた。これに対し、疎水性表面（右側半面）では干渉縞は発生しなかった。これにより、液体で覆われた物質に対して気体を噴射し、それにより液体が排除された領域を撮像して干渉縞を測定することによって、物質の濡れ性を評価できた。【００５９】
（実施例４）
［濡れ性の評価４］
アルミニウム（Ａｌ）を蒸着したディッシュ又はＡｌを蒸着していないディッシュを使用し、ノズル印加圧を１０ｋＰａとした以外は、実施例１と同様に行った。その結果を図６に示す。【００６０】
図６は、噴射中（噴射開始０．３秒後）の画像の一例を示す。図６において左側がＡｌ蒸着していないディッシュの画像の一例であり、右側がＡｌ蒸着したディッシュの画像の一例である。図６に示すように、いずれも同心円状の干渉縞が発生したが、Ａｌ蒸着したディッシュの干渉縞の方がより鮮明かつより密であった。よって、液体で覆われた物質に対して気体を噴射し、それにより液体が排除された領域を撮像して干渉縞を測定することによって、金属蒸着などの表面処理の有無を検出できることが示唆された。【００６１】
（実施例５）
［濡れ性の評価５］
Ａｕを成膜したディッシュを使用し、ノズル印加圧を１０ｋＰａとし、空気噴射する位置を移動させた以外は、実施例１と同様に行った。【００６２】
Ａｕを成膜した表面であるにもかかわらず、空気を噴射する位置によって、干渉縞の形状及び鮮明さの違い等が確認された。これは、Ａｕ成膜時の成膜ムラにより、表面の濡れ性が異なったことが考えられる。よって、液体で覆われた物質に対して気体を噴射し、それにより液体が排除された領域を撮像して干渉縞を測定することによって、成膜ムラが検出できることが示唆された。【００６３】
次に、空気を噴射する位置を固定し、空気の噴射と停止とを繰り返し３回行った以外は上記と同様に行った。２回目以降の空気の噴射は、空気の噴射停止により、物質の表面が液体に覆われた状態になったこと（先の空気の噴射によって液体が除去された領域が液体によって覆われたこと）を確認した後に行った。
空気の印加と停止とを繰り返し行うことにより、除去された領域に発生する干渉縞の形状が変化することが確認された。具体的には、１回目の空気印加時では、干渉縞の形状はほぼ同心円状であったにもかかわらず、２回目以降は円状からいびつな形状に変化することが確認された。これは、時間の経過とともに成膜の剥離や酸化膜の生成などに影響されたものと考えられる。よって、液体で覆われた物質に対して気体の噴射と、それにより液体が排除された領域を撮像することによる干渉縞の測定とを交互に繰り返し行うことによって成膜の耐久性に相当する性質を検出できることが示唆された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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