JP2017173056A

JP2017173056A - ハンセン溶解度パラメータの計算システムおよび計算方法

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Publication number: JP2017173056A
Application number: JP2016057636A
Authority: JP
Inventors: 雅和村瀬; Masakazu Murase; 理一郎太田; Riichiro Ota
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2017-09-28

Abstract

【課題】固体のハンセン溶解度パラメータ（ＨＳＰ）を精度良く計算し得る技術を提供する。【解決手段】固体の既知の表面自由エネルギーの各成分項とｍ種類（ｍ≧３）のプローブ液の既知のハンセン溶解度パラメータおよび既知の表面自由エネルギーの各成分項を用いて検討対象である固体とプローブ液との界面自由エネルギーを計算する手段と、プローブ液を高親和性であると判定し、或いはプローブ液を検討対象である固体に対し低親和性であると判定する手段と、３軸の座標の次元が該ハンセン溶解度パラメータの各成分項であるハンセン空間において高親和性であると判定されたプローブ液の座標を含み、かつ、低親和性であると判定されたプローブ液の座標を含まないハンセン溶解球の中心座標を計算して検討対象となる固体のハンセン溶解度パラメータとする。【選択図】図２

Description

本発明は固体のハンセン溶解度パラメータ（ＨａｎｓｅｎＳｏｌｕｂｉｌｉｔｙＰａｒａｍｅｔｅｒ：以下、ＨＳＰと略称する場合がある。）を計算するシステムおよびその方法に関する。

ハンセン溶解度パラメータ（ＨＳＰ）は、物質の溶解性の予測に用いられる物性値であり、ポリマー等の溶媒への溶解性評価、プラスチック材料への溶媒の浸透性評価、材料の接着性評価、および顔料の溶媒への分散性制御等に利用されている。非特許文献１には、ＨＳＰが既知であるプローブ液を用いて固体表面のＨＳＰを評価する方法が記載されている。具体的には、プローブ液を固体表面に滴下してぬれ性試験を行い、プローブ液の液滴が分断されることなく広がっている場合に高親和性であると判定する。そして、親和性を判断したプローブ液のＨＳＰの分極項と水素結合項とを２軸として２次元プロットを行い、高親和性と判断されたプローブ液のプロット点を全て含む円の中心座標を固体表面のＨＳＰとして計算する。

ＨａｎｓｅｎＳｏｌｕｂｉｌｉｔｙＰａｒａｍｅｔｅｒｓ：Ａｕｓｅｒ’ｓｈａｎｄｂｏｏｋ，２ｎｄｅｄ．，ＣＲＣＰｒｅｓｓ．，ｐａｇｅ１１３−１２３（２００７）

固体表面のＨＳＰを正確に計算する方法が求められている。非特許文献１のぬれ性試験による判定方法は、固体表面に滴下したプローブ液の広がり具合が測定毎に変わること、および、測定者が目視によって判断するために測定者の主観に影響され易いことから、親和性の判定に誤差が生じ易かった。また、固体表面のＨＳＰの成分項のうち、一般に最も大きな値となる分散項を計算できないため、固体表面のＨＳＰを正確に把握することは困難であった。

上記に鑑み、本発明者らは、親和性判定における測定誤差の影響を小さくし、固体のＨＳＰの各成分項を計算とすることによって、固体のＨＳＰをより精度良く計算し得る技術を提供することを目的とする。

本発明者らは、検討対象となる固体とプローブ液との界面自由エネルギーが大きいほど、固液接触面を形成している状態が不安定であることに着目し、界面自由エネルギーの値を用いて検討対象となる固体とプローブ液との親和性を判定して固体のＨＳＰを計算する技術を発明するに至った。

本発明は、下記（１ａ）〜（１ｃ）式または（２ａ）〜（２ｃ）式（以下、「計算式」という。）に含まれる検討対象である固体の既知の表面自由エネルギーの各成分項γ_Ｓ ^ｉとｍ種類（ｍ≧３）のプローブ液の既知のハンセン溶解度パラメータおよび既知の表面自由エネルギーの各成分項γ_Ｌ ^ｉとを用いて、該検討対象である固体と該プローブ液の界面自由エネルギーγ_ＳＬを計算する手段と、該界面自由エネルギーγ_ＳＬが判定値Ｊ以下である場合に該プローブ液を該検討対象である固体に対し高親和性であると判定し、該界面自由エネルギーγ_ＳＬが判定値Ｊを超える場合に該プローブ液を該検討対象である固体に対し低親和性であると判定する手段と、３軸の座標の次元が該ハンセン溶解度パラメータの各成分項であるδ_Ｄ／２、δ_Ｐ、δ_Ｈであるハンセン空間において該高親和性であると判定された該プローブ液の座標を含み、かつ、該低親和性であると判定された該プローブ液の座標を含まないハンセン溶解球の中心座標を計算して該検討対象となる固体のハンセン溶解度パラメータとする手段と、を有するハンセン溶解度パラメータ計算システムを提供する。

なお、上記（１ａ）〜（１ｃ）式および（２ａ）〜（２ｃ）式において、γ_Ｌはプローブ液の液体の表面自由エネルギーを示し、γ_Ｌ ^ｉはプローブ液の液体の表面自由エネルギーγ_Ｌの各成分項を示し、γ_Ｓは検討対象である固体の表面自由エネルギーを示し、γ_Ｓ ^ｉは固体の表面自由エネルギーγ_Ｓの各成分項を示し、添え字ｉは、上記（１）式の場合はｉ＝Ｄ，Ｐ＋Ｈであり、上記（２）式の場合はｉ＝Ｄ，Ｐ，Ｈであり、ｉ＝Ｄは分散項、ｉ＝Ｐは分極項、ｉ＝Ｈは水素結合項、ｉ＝Ｐ＋Ｈは分極項を示す。上記式中の各自由エネルギーの単位は、例えば、ｍＪ／ｍ^２である。

本発明では、検討対象である固体とプローブ液との界面自由エネルギーγ_ＳＬと判定値とを比較することによって、検討対象となる固体とプローブ液との親和性を判定する。この界面自由エネルギーγ_ＳＬの値は、既知の液体の表面自由エネルギーγ_Ｌの各成分項と、既知の固体の表面自由エネルギーγ_Ｓの各成分項を上記式（１ａ）〜（１ｃ）または（２ａ）〜（２ｃ）に代入することによって計算できる。液体の表面自由エネルギーγ_Ｌの各成分項はその多くが既知であり、固体の表面自由エネルギーγ_Ｓの各成分項はプローブ液と検討対象である固体との接触角の測定値から計算する方法が確立されているため、いずれも信頼性の高い既知の値として利用できる。信頼性の高い既知の値を用いて計算できるため、従来のぬれ性試験を行う場合と比較して測定毎の誤差や測定者の主観に影響され難く、検討対象となる固体のＨＳＰをより精度良く計算することができる。また、ＨＳＰの各成分項を計算することができるため、検討対象となる固体のＨＳＰをより精度良く計算することができる。

本発明では、前記プローブ液は、１０種類以上（ｍ≧１０）であることが好ましい。親和性の判定に用いる溶媒の種類が十分に多いことにより、検討対象となる固体のＨＳＰの計算値の精度が向上する。

本発明では、上記計算式の各自由エネルギーの単位がｍＪ／ｍ^２である場合に、前記判定値Ｊは、５≦Ｊ≦１０の条件を満たすことが好ましい。検討対象となる固体に応じてこの範囲で判定値Ｊを調整することで、ハンセン溶解球を構成する高親和性と判定される溶媒の個数を調整できる。

本発明では、前記ハンセン溶解球の中心座標を計算して該検討対象となる固体のハンセン溶解度パラメータとする手段は、高親和性と判定されたプローブ液のハンセン溶解度パラメータの各成分項の座標からの距離の和が最小となる座標を最小二乗法を用いて計算してハンセン溶解球の中心座標としてもよい。

本発明は、上記計算式に含まれる検討対象である固体の既知の表面自由エネルギーの各成分項γ_Ｓ ^ｉとｍ種類（ｍ≧３）のプローブ液の既知のハンセン溶解度パラメータおよび既知の表面自由エネルギーの各成分項γ_Ｌ ^ｉとを用いて、該検討対象である固体と該プローブ液との界面自由エネルギーγ_ＳＬを計算するステップと、該界面自由エネルギーγ_ＳＬが判定値Ｊ以下である場合に該プローブ液を該検討対象である固体に対し高親和性であると判定し、該界面自由エネルギーγ_ＳＬが判定値Ｊを超える場合に該プローブ液を該検討対象である固体に対し低親和性であると判定するステップと、３軸の座標の次元が該ハンセン溶解度パラメータの各成分項であるδ_Ｄ／２、δ_Ｐ、δ_Ｈであるハンセン空間において該高親和性であると判定された該プローブ液の座標を含み、かつ、該低親和性であると判定された該プローブ液の座標を含まないハンセン溶解球の中心座標を計算して該検討対象となる固体のハンセン溶解度パラメータとするステップと、を有するハンセン溶解度パラメータ計算方法として提供することもできる。

実施例のハンセン溶解度パラメータ計算システムを概念的に示す図である。実施例のハンセン溶解度パラメータ計算システムが実行するフローを示す図である。

本発明で用いられるプローブ液は、ハンセン溶解度パラメータが既知の溶媒であり、具体例を挙げると、水（Ｈ_２Ｏ）、グリセロール（ＧＬ）、ホルムアミド（ＦＡ）、チオジエチレングリコール（ＴＤＥＧ）、ジヨードメタン（ＤＩＭ）、エチレングリコール（ＥＧ）、１，１，２，２−テトラブロモエタン（ＴＢＥ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、１−ブロモナフタレン（ＢＮ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）、ニトロメタン（ＮＭ）、トランス−デカヒドロナフタレン（ＴＤＨＮ）またはヘキサン（ＨＸ）が挙げられる。

本発明のハンセン溶解度パラメータの計算システムは、プローブ液と固体との接触角を測定する測定部から接触角の測定データまたは固体の表面自由エネルギーの計算値の入力を受けるものであってもよい。検討対象となる固体表面とプローブ液との接触角から固体の表面自由エネルギーを計算する方法としては、従来公知の方法を用いることができ、具体例を挙げると、Ｋｉｔａｚａｋｉ−Ｈａｔａ式等を用いて作成した連立方程式を解いて固体の表面自由エネルギーの各成分項を計算する方法が知られている。プローブ液と固体との接触角の測定には、従来公知の接触角測定器を使用することができる。また、本発明のハンセン溶解度パラメータの計算システムは、固体の表面自由エネルギー等の既知の値について予め測定したデータまたは文献等に記載されたデータが入力または記憶されているものであってもよい。

また、本発明のハンセン溶解度パラメータの計算システムでは、判定値Ｊは、５≦Ｊ≦１０の条件を満たす範囲で測定条件に応じて変更してもよい。ハンセン溶解球を構成するプローブ液の個数を十分に確保することができる範囲で判定値Ｊを小さくすれば、測定対象となる固体に近いＨＳＰ値を有するプローブ液を用いて固体のＨＳＰ値を計算することができ、計算精度が向上する。ＨＳＰ値によって検討対象となる固体を比較検討する場合には、比較する複数の検討対象となる固体について共通の判定値Ｊを用いることが好ましい。

検討対象である固体のＨＳＰは、３軸の座標の次元が該ハンセン溶解度パラメータの各成分項であるδ_Ｄ／２、δ_Ｐ、δ_Ｈであるハンセン空間において、高親和性であると判定されたプローブ液の座標を含み、かつ、該低親和性であると判定されたプローブ液の座標を含まないハンセン溶解球の中心座標を計算することによって求めることができる。ハンセン溶解球の中心座標は、例えば、最小二乗法等を用いて、高親和性と判定されたプローブ液のハンセン溶解度パラメータの各成分項の座標からの距離の和が最小となる座標を計算することによって求めることができる。ハンセン溶解球の半径は相互作用半径Ｒｏと呼ばれる。相互作用半径Ｒｏが大きいハンセン溶解球が描かれる固体ほど多くの溶媒に対して高い親和性を示す。

また、本発明のハンセン溶解度パラメータの計算システムは、最終的に計算された固体のハンセン溶解度パラメータの計算値を提供できるものであればよいが、さらに、計算の過程で得られる各プローブ液についての界面自由エネルギーγ_ＳＬ等を出力可能であってもよい。検討対象となる固体のハンセン溶解度パラメータを計算する際に、このような情報を出力可能にすることによって、例えば、検討対象となる固体の各プローブ液への溶解性等を把握することができる。

本実施例では、上記式（２ａ）〜（２ｃ）を計算式として用いて検討対象となる固体とプローブ液との界面自由エネルギーγ_ＳＬを計算する場合を例示して、ハンセン溶解度パラメータ計算システムおよび計算方法について説明する。

図１に示すように、本実施例に係る固体のハンセン溶解度パラメータ計算システム１は、計算部１２と、出力部１４とを備えている。本実施例では、プローブ液として、水（Ｈ_２Ｏ）、グリセロール（ＧＬ）、ホルムアミド（ＦＡ）、チオジエチレングリコール（ＴＤＥＧ）、ジヨードメタン（ＤＩＭ）、エチレングリコール（ＥＧ）、１，１，２，２−テトラブロモエタン（ＴＢＥ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、１−ブロモナフタレン（ＢＮ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）、ニトロメタン（ＮＭ）、トランス−デカヒドロナフタレン（ＴＤＨＮ）およびヘキサン（ＨＸ）の１４種類の液体を用いる。表１に示すように、各プローブ液の表面自由エネルギーγ_Ｌの値および各成分項γ_Ｌ ^ｉおよびハンセン溶解度パラメータδ_ｉ（ｉ＝Ｄ，Ｐ，Ｈ）の値は、既知の値である。なお、添え字ｉについては、ｉ＝Ｄは分散項、ｉ＝Ｐは分極項、ｉ＝Ｈは水素結合項を示し、表面自由エネルギーγ_Ｌは、式（２ｃ）に基づいて計算することができる。また、表１に示す表面自由エネルギーの数値データの単位はｍＪ／/ｍ^２であり、ＨＳＰの数値データの単位はＭＰａ^１/２である。

ハンセン溶解度パラメータを測定する固体試料としては、ＰＴＦＥ板を準備した。ＰＴＦＥの固体の表面自由エネルギーγ_Ｓ ^ｉを表２に示す。なお、固体の表面自由エネルギー：γ_Ｓは、式（２ｂ）によって計算することができる。表２に示す表面自由エネルギーの数値データの単位はｍＪ／ｍ^２である。

ステップＳ１０１に示すように、計算部１２は、表１および表２に示す液体の表面自由エネルギーγ_Ｌおよびその各成分項γ_Ｌ ^ｉと、固体の表面自由エネルギーγ_Ｓおよびその各成分項γ_Ｓ ^ｉを上記式（２ａ）に代入することによって界面自由エネルギーγ_ＳＬを計算する。計算したγ_ＳＬを表３に示す。表３に示す表面自由エネルギーの数値データの単位はｍＪ／ｍ^２である。

次に、ステップＳ１０３に示すように、計算部１２は、表３に示す界面自由エネルギーγ_ＳＬと判定値Ｊとを比較する。計算部１２は、界面自由エネルギーγ_ＳＬが判定値Ｊ以下である場合にプローブ液を検討対象である固体に対し高親和性であると判定し、界面自由エネルギーγ_ＳＬが判定値Ｊを超える場合にプローブ液を検討対象である固体に対し低親和性であると判定する。本実施例では、判定値Ｊ＝１０としてプローブ液の親和性を判定した。その結果、１，１，２，２−テトラブロモエタン（ＴＢＥ）、１−ブロモナフタレン（ＢＮ）、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）、トランス−デカヒドロナフタレン（ＴＤＨＮ）およびヘキサン（ＨＸ）を高親和性と判定した。また、水（Ｈ_２Ｏ）、グリセロール（ＧＬ）、ホルムアミド（ＦＡ）、チオジエチレングリコール（ＴＤＥＧ）、ジヨードメタン（ＤＩＭ）、エチレングリコール（ＥＧ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）およびニトロメタン（ＮＭ）を低親和性と判定した。

次に、ステップＳ１０５に示すように、計算部１２は、３軸の座標の次元が該ハンセン溶解度パラメータの各成分項であるδ_Ｄ／２、δ_Ｐ、δ_Ｈである座標系（ハンセン空間）において、ステップＳ１０３で高親和性と判断されたプローブ液の座標を含み、かつ、ステップＳ１０３で低親和性であると判定されたプローブ液の座標を含まないハンセン溶解球の中心座標δ_ｉ（ｉ＝Ｄ，Ｐ，Ｈ）を計算した。具体的には、各プローブ液のハンセン溶解度パラメータδ_ｉの座標からの距離の和が最小となる座標を最小二乗法を用いて計算し、これをハンセン溶解球の中心座標とした。ハンセン溶解球の中心座標δ_ｉの計算結果を表４に示す。表４に示すＨＳＰの数値データの単位はＭＰａ^１/２である。なお、添え字ｉについては、ｉ＝Ｄは分散項、ｉ＝Ｐは分極項、ｉ＝Ｈは水素結合項を示す。計算部１２は、ハンセン溶解球の中心座標δ_ｉの計算結果を検討対象の固体のハンセン溶解度パラメータの計算値として出力部１４に出力する。

ハンセン溶解度パラメータを測定する固体試料として、ＰＦＡ板を用いたこと以外は、実施例１と同様のハンセン溶解度パラメータ計算システムを用いて、同様の測定方法で接触角θを測定し、同様の計算方法を実行した。なお、ＰＦＡの固体の表面自由エネルギーの値は、表２に示す既知の値を使用した。その結果、１，１，２，２−テトラブロモエタン（ＴＢＥ）、１−ブロモナフタレン（ＢＮ）、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トランス−デカヒドロナフタレン（ＴＤＨＮ）およびヘキサン（ＨＸ）を高親和性と判定し、その他のプローブ液を低親和性と判定した。また、ハンセン空間において、高親和性と判断されたプローブ液の座標を含み、かつ、低親和性であると判定されたプローブ液の座標を含まないハンセン溶解球の中心座標δ_ｉ（ｉ＝Ｄ，Ｐ，Ｈ）を計算して、ＰＦＡ板のＨＳＰを計算した。実施例１と同様に、実施例２における計算結果を表２〜４に示す。

ハンセン溶解度パラメータを測定する固体試料として、アクリル板を用いたこと以外は、実施例１と同様のハンセン溶解度パラメータ計算システムを用いて、同様の測定方法で接触角θを測定し、同様の計算方法を実行した。なお、アクリルの固体の表面自由エネルギーの値は、表２に示す既知の値を使用した。その結果、ホルムアミド（ＦＡ）、チオジエチレングリコール（ＴＤＥＧ）、ジヨードメタン（ＤＩＭ）、１，１，２，２−テトラブロモエタン（ＴＢＥ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、１−ブロモナフタレン（ＢＮ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）およびトリクロロエチレン（ＴＣＥ）を高親和性と判定し、その他のプローブ液を低親和性と判定した。また、ハンセン空間において、高親和性と判断されたプローブ液の座標を含み、かつ、低親和性であると判定されたプローブ液の座標を含まないハンセン溶解球の中心座標δ_ｉ（ｉ＝Ｄ，Ｐ，Ｈ）を計算して、アクリル板のＨＳＰを計算した。実施例３における計算結果を表２〜４に示す。

ハンセン溶解度パラメータを測定する固体試料として、ステンレス板（ＳＵＳ）を用いたこと以外は、実施例１と同様のハンセン溶解度パラメータ計算システムを用いて、同様の測定方法で接触角θを測定し、同様の計算方法を実行した。なお、ステンレスの固体の表面自由エネルギーの値は、表２に示す既知の値を使用した。その結果、チオジエチレングリコール（ＴＤＥＧ）、ジヨードメタン（ＤＩＭ）、１，１，２，２−テトラブロモエタン（ＴＢＥ）、１−ブロモナフタレン（ＢＮ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）、トランス−デカヒドロナフタレン（ＴＤＨＮ）およびヘキサン（ＨＸ）を高親和性と判定し、その他のプローブ液を低親和性と判定した。また、ハンセン空間において、高親和性と判断されたプローブ液の座標を含み、かつ、低親和性であると判定されたプローブ液の座標を含まないハンセン溶解球の中心座標δ_ｉ（ｉ＝Ｄ，Ｐ，Ｈ）を計算して、ステンレス板のＨＳＰを計算した。実施例４における計算結果を表２〜４に示す。

ハンセン溶解度パラメータを測定する固体試料として、銅板（Ｃｕ）を用いたこと以外は、実施例１と同様のハンセン溶解度パラメータ計算システムを用いて、同様の測定方法で接触角θを測定し、同様の計算方法を実行した。なお、銅の固体の表面自由エネルギーの値は、表２に示す既知の値を使用した。その結果、チオジエチレングリコール（ＴＤＥＧ）、ジヨードメタン（ＤＩＭ）、エチレングリコール（ＥＧ）、１，１，２，２−テトラブロモエタン（ＴＢＥ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、１−ブロモナフタレン（ＢＮ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）、トランス−デカヒドロナフタレン（ＴＤＨＮ）およびヘキサン（ＨＸ）を高親和性と判定し、その他のプローブ液を低親和性と判定した。また、ハンセン空間において、高親和性と判断されたプローブ液の座標を含み、かつ、低親和性であると判定されたプローブ液の座標を含まないハンセン溶解球の中心座標δ_ｉ（ｉ＝Ｄ，Ｐ，Ｈ）を計算して、銅板のＨＳＰを計算した。実施例５における計算結果を表２〜４に示す。

ハンセン溶解度パラメータを測定する固体試料として、亜鉛板（Ｚｎ）を用いたこと以外は、実施例１と同様のハンセン溶解度パラメータ計算システムを用いて、同様の測定方法で接触角θを測定し、同様の計算方法を実行した。なお、亜鉛の固体の表面自由エネルギーの値は、表２に示す既知の値を使用した。その結果、チオジエチレングリコール（ＴＤＥＧ）、ジヨードメタン（ＤＩＭ）、１，１，２，２−テトラブロモエタン（ＴＢＥ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、１−ブロモナフタレン（ＢＮ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）、トランス−デカヒドロナフタレン（ＴＤＨＮ）およびヘキサン（ＨＸ）を高親和性と判定し、その他のプローブ液を低親和性と判定した。また、ハンセン空間において、高親和性と判断されたプローブ液の座標を含み、かつ、低親和性であると判定されたプローブ液の座標を含まないハンセン溶解球の中心座標δ_ｉ（ｉ＝Ｄ，Ｐ，Ｈ）を計算して、亜鉛板のＨＳＰを計算した。実施例６における計算結果を表２〜４に示す。

実施例１〜６に示すハンセン溶解度パラメータ計算システムおよび計算方法によれば、検討対象である固体とプローブ液との界面自由エネルギーγ_ＳＬを用いて検討対象である固体とプローブ液との親和性を判定することができる。この界面自由エネルギーγ_ＳＬは、液体の表面自由エネルギーγ_Ｌおよびその各成分項と、固体の表面自由エネルギーγ_Ｓおよびその各成分項から計算することができる。液体の表面自由エネルギーγ_Ｌの各成分項はその多くが既知であり、固体の表面自由エネルギーγ_Ｓの各成分項はプローブ液と検討対象である固体との接触角の測定値から計算する方法が確立されているため、いずれも信頼性の高い既知の値として利用できる。信頼性の高い既知の値を用いて計算できるため、従来のぬれ性試験を行う場合と比較して測定毎の誤差や測定者の主観に影響され難く、検討対象となる固体のＨＳＰをより精度良く計算することができる。また、ＨＳＰの各成分項を計算することができるため、検討対象となる固体のＨＳＰをより精度良く計算することができる。本発明によれば、固体表面のＨＳＰを精度良く計算することができる計算システムまたは計算方法を提供することができる。

１ハンセン溶解度パラメータ計算システム
１２計算部
１４出力部

Claims

下記（１ａ）〜（１ｃ）式または（２ａ）〜（２ｃ）式（以下、「計算式」という。）に含まれる検討対象である固体の既知の表面自由エネルギーの各成分項γ_Ｓ ^ｉとｍ種類（ｍ≧３）のプローブ液の既知のハンセン溶解度パラメータおよび既知の表面自由エネルギーの各成分項γ_Ｌ ^ｉとを用いて、該検討対象である固体と該プローブ液の界面自由エネルギーγ_ＳＬを計算する手段と、
該界面自由エネルギーγ_ＳＬが判定値Ｊ以下である場合に該プローブ液を該検討対象である固体に対し高親和性であると判定し、該界面自由エネルギーγ_ＳＬが判定値Ｊを超える場合に該プローブ液を該検討対象である固体に対し低親和性であると判定する手段と、
３軸の座標の次元が該ハンセン溶解度パラメータの各成分項であるδ_Ｄ／２、δ_Ｐ、δ_Ｈであるハンセン空間において該高親和性であると判定された該プローブ液の座標を含み、かつ、該低親和性であると判定された該プローブ液の座標を含まないハンセン溶解球の中心座標を計算して該検討対象となる固体のハンセン溶解度パラメータとする手段と、
を有するハンセン溶解度パラメータ計算システム。

（上記（１ａ）〜（１ｃ）式および（２ａ）〜（２ｃ）式において、γ_Ｌはプローブ液の液体の表面自由エネルギーを示し、γ_Ｌ ^ｉはプローブ液の液体の表面自由エネルギーγ_Ｌの各成分項を示し、γ_Ｓは検討対象である固体の表面自由エネルギーを示し、γ_Ｓ ^ｉは固体の表面自由エネルギーγ_Ｓの各成分項を示し、添え字ｉは、上記（１）式の場合はｉ＝Ｄ，Ｐ＋Ｈであり、上記（２）式の場合はｉ＝Ｄ，Ｐ，Ｈであり、ｉ＝Ｄは分散項、ｉ＝Ｐは分極項、ｉ＝Ｈは水素結合項、ｉ＝Ｐ＋Ｈは分極項を示す。）
前記プローブ液は、１０種類以上（ｍ≧１０）である請求項１に記載のハンセン溶解度パラメータ計算システム。
上記計算式の各自由エネルギーの単位がｍＪ／ｍ^２である場合に、前記判定値Ｊは、５≦Ｊ≦１０の条件を満たす請求項１または２に記載のハンセン溶解度パラメータ計算システム。
前記ハンセン溶解球の中心座標を計算して該検討対象となる固体のハンセン溶解度パラメータとする手段は、高親和性と判定されたプローブ液のハンセン溶解度パラメータの各成分項の座標からの距離の和が最小となる座標を最小二乗法を用いて計算してハンセン溶解球の中心座標とする請求項１〜３のいずれかに記載のハンセン溶解度パラメータ計算システム。
上記計算式に含まれる検討対象である固体の既知の表面自由エネルギーの各成分項γ_Ｓ ^ｉとｍ種類（ｍ≧３）のプローブ液の既知のハンセン溶解度パラメータおよび既知の表面自由エネルギーの各成分項γ_Ｌ ^ｉとを用いて、該検討対象である固体と該プローブ液との界面自由エネルギーγ_ＳＬを計算するステップと、
該界面自由エネルギーγ_ＳＬが判定値Ｊ以下である場合に該プローブ液を該検討対象である固体に対し高親和性であると判定し、該界面自由エネルギーγ_ＳＬが判定値Ｊを超える場合に該プローブ液を該検討対象である固体に対し低親和性であると判定するステップと、
３軸の座標の次元が該ハンセン溶解度パラメータの各成分項であるδ_Ｄ／２、δ_Ｐ、δ_Ｈであるハンセン空間において該高親和性であると判定された該プローブ液の座標を含み、かつ、該低親和性であると判定された該プローブ液の座標を含まないハンセン溶解球の中心座標を計算して該検討対象となる固体のハンセン溶解度パラメータとするステップと、
を有するハンセン溶解度パラメータ計算方法。