JP3646494B2 - Cell for measuring optical properties of liquid and method for producing the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を照射して光学特性を測定する液体を、膜状にして収容する光学特性測定用セルおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
塗料、インキ、プラスチックなどの着色溶液の調色プロセスでは着色溶液の色彩を正確に把握することが必要であり、その1つの方法として、上記着色溶液に光を照射し、その透過光を分光分析する方法(例えば特開平8−94441号公報)が知られている。この種の測色方法では、測色用セルに着色溶液を収容して測色用セルを通じ光を透過させ、透過光をセンサで検知して着色溶液の分光透過率を測定する。
【0003】
ここで測色用セルとしては例えば図5、図6に示したようなものを用いることができる。図5は従来の測色用セルの一例を示す側面図、図6は、図5の測色用セルを構成する下部ガラス板を示す平面図である。
この測色用セル102は、図5に示したように、上部ガラス板104と下部ガラス板106とから成り、下部ガラス板106の上面には、図6に示したように、周辺部に、周方向で等間隔に4つの突起108が形成され、この突起108の高さにより上部ガラス板104と下部ガラス板106との間隔が規定される構造となっている。
【0004】
そして、測定対象の着色溶液は下部ガラス板106の中央部に滴下し、その上に上部ガラス板104を被せることで、上部ガラス板104と下部ガラス板106との間の隙間に着色溶液110が膜状に収容された状態となる。この状態で光を上部ガラス板104の上方から板面に対しほぼ垂直に入射させ、上部ガラス板104、着色溶液110、ならびに下部ガラス板106を透過した光を下部ガラス板106の下方で受光し、分光分析を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の測色用セル102では、着色溶液110を下部ガラス板106上に滴下して上部ガラス板104を被せるとき、余分な着色溶液110は上部ガラス板104と下部ガラス板106との隙間から流出するのみならず、突起108の上面上にも着色溶液110が乗ってしまう。そのため、突起108上面と上部ガラス板104の下面との間に着色溶液110が介在し、上部ガラス板104と下部ガラス板106との間隔が変化する結果、着色溶液層の厚みが変化し光の透過率が影響を受けて測定結果が不正確になるとうい問題が発生する。
【0006】
また、上部ガラス板104および下部ガラス板106の外周部において着色溶液110は空気に接しているため、この箇所で着色溶液110の揮発、乾燥が進み、着色溶液110の濃度が変化するため、測定精度が低下する。測色用セル102に収容されている着色溶液110は膜状となっており、極めて微量であるため、外周部での揮発、乾燥であってもその影響は大きい。
【0007】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、測定対象の液体が溢れることによる膜厚変化、および揮発、乾燥による濃度変化を防止して正確に液体の光学特性を測定できる液体の光学特性測定用セルを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、光を照射して光学特性を測定する液体を、膜状にして収容する光学特性測定用セルであって、第1の板体が第2の板体の上に載置されることで構成され、前記第1および第2の板体は少なくとも中央部が透明な材料により形成され、前記第1の板体は下面の中央部に凸部を有すると共に、該凸部の周囲の下面に下面側当接部を有し、前記第2の板体は上面の中央部に前記凸部が収容される凹部を有すると共に、該凹部の周囲の上面に上面側当接部を有し、前記凸部の先端面と凹部の底面は平坦面で形成され、前記第2の板体の上に第1の板体を、前記凸部を凹部に収容し、下面側当接部と上面側当接部を当接して載置した状態で、凸部の先端面と凹部の底面との間に均一の高さの隙間が形成されると共に、前記凸部の側面と凹部の側面との間に前記隙間に連通する空間が隙間の周囲に形成されるように構成され、前記空間は、前記凹部に前記液体が滴下された状態で前記凸部が収容されることで前記隙間から溢れた液体を貯留するように構成され、前記第2の板体の上面側当接部の上面に溝が形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記凹部の側面は、上方に至るに連れて中央部から離れるように外側に傾斜して形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記凸部および凹部は共に平面視円形に形成されていることを特徴とする。
【0010】
本発明の液体の光学特性測定用セルでは、第1の板体の凸部の側面と第2の板体の凹部の側面との間に空間が形成されるので、第2の板体の凹部に測定対象の液体を滴下した後、第1の板体を第2の板体上に載置した際、第1の板体の凸部と第2の板体の凹部との間の隙間から溢れた液体は上記空間内に貯留する。したがって、液体は凹部の外に溢れることがなく、従来のように溢れた液体が第1および第2の板体の当接部に介在することで上記隙間の大きさが変化し液体層の厚みが変化してしまうという問題は発生しない。
また、上記空間内には十分な量の液体を貯留させることができるので、空間部分で液体の揮発、乾燥が生じても、上記隙間に収容された液体は影響を直ぐに受けることはなく、したがって、揮発、乾燥の影響が現れる前に測定作業を終了することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図1は第1の板体を第2の板体から離した状態の断面側面図、図2は第1の板体を第2の板体に載置した状態の部分拡大断面図、図3は第2の板体の平面図である。
この液体の光学特性測定用セル2は、光を照射して測色するインキ(本発明に係わる液体)を膜状にして収容するものであって、第1の板体4を第2の板体6上に載置して構成されている。
第1および第2の板体4、6はいずれも石英ガラスにより同一直径で平面視円形に形成されている。
【0012】
第1の板体4の上面は平坦面で形成され、第1の板体4は下面中央に平面視円形の凸部8を有し、凸部8の周囲に下面側当接部402を有している。凸部8の先端面12は平坦面で形成され、凸部8の側面18は円筒面で形成され、下面側当接部402は環状の平坦面で形成され、先端面12と下面側当接部402と第1の板体4の上面は平行している。
【0013】
第2の板体6の下面は平坦面で形成され、第2の板体6は上面中央に、前記凸部8が収容される平面視円形の凹部10を有し、凹部10の周囲に上面側当接部9を有している。凹部10の底面14は平坦面で形成され、凹部10の側面19は円筒面で形成され、上面側当接部9は平坦面で形成され、底面14と上面側当接部9と第2の板体6の下面は平行している。
図3に示したように、上面側当接部9には、凹部10の側面19から第2の板体6の外周面に至る4つの溝7(特許請求の範囲の空気抜き路に相当)が等間隔をおいて形成されている。
【0014】
第1の板体4の凸部8の高さA(図1)は、第2の板体6の凹部10の深さBより1μmないし500μm低い。
したがって、図2に示したように、第2の板体6の上に第1の板体4を、凸部8を凹部10に収容し、下面側当接部9と上面側当接部402を当接して載置した状態で、凸部8の先端面12と凹部10の底面14との間に1μmないし500μm程度の均一の高さの隙間16が形成される。
また、第2の板体6の凹部10の直径は、第1の板体4の凸部8の直径より十分に大きく、したがって、図2に示したように第1の板体4を第2の板体6上に載置したとき、第1の板体4の凸部8の側面18と第2の板体6の凹部10の側面19との間に前記隙間16に連通する環状の空間20が形成される。
【0015】
このような構成の光学特性測定用セル2を用いてインキの測色を行う場合は、まず、第1の板体4を第2の板体6から外した状態で、第2の板体6を水平に配置した上で第2の板体6の凹部10内に測定対象のインキを数滴、滴下する。
そして、図2に示したように、第1の板体4を、凸部8を凹部10に収容し、下面側当接部9と上面側当接部402を当接して第2の板体6の上に載置する。ここで、第1の板体4を第2の板体6上に載置するとき、凹部10内の空気は上記溝7を通じて円滑に排出される。
【0016】
これにより、インキ21は、図2に示したように、凸部8の先端面12と凹部10の底面14との間の隙間16内に膜状に収容され、一方、この隙間16の箇所から溢れたインキ21は、第1の板体4の凸部8の側面18と第2の板体6の凹部10の側面19との間に形成された空間20内に収容される。
測色は、このようにインキを収容した光学特性測定用セル2に対して、第1の板体4の上方より光を照射して液体の光学特性測定用セル2を透過させ、透過した光を第2の板体6の下方で受光検出することで行う。
【0017】
したがって、本実施例の光学特性測定用セル2では、インキは凹部10の外に溢れることがなく、従来のように溢れたインキが第1および第2の板体4、6の当接部に介在することで上記隙間16の大きさが変化しインキ層の厚みが変化してしまうという問題は発生せず、正確に測色を行うことができる。
また、上記空間20内には十分な量のインキを貯留させることができるので、空間20部分でインキの揮発、乾燥が生じても、上記隙間16に収容されたインキは影響を直ぐに受けることはなく、したがって、揮発、乾燥の影響が現れる前に測定作業を終了することができ、正確な測色が可能である。
【0018】
以上、本発明について実施例をもとに説明したが、これはあくまでも一例であり、本発明はこの例に限定されることなく種々の形態で実施することができる。例えば、第1および第2の板体4、6の表面に撥水処理を施すことで、光学特性測定用セル2を効率よく洗浄できるよう図ることも有効である。
また、第1および第2の板体4、6は石英ガラスにより形成する以外にも、例えばBK7ガラスにより形成してもよい。
さらに、第2の板体6の凹部10の側面18を、図2に2点鎖線Wで示したように、外側に傾斜させることで、凹部10内の洗浄性を高めるように図ることも可能である。
そして、図1に示した第2の板体6の上面側当接部9や溝7を含む凹部10の周辺部22をセラミック材料により形成して光学特性測定用セル2を繰り返し使用した場合の摩耗を防止し、光学特性測定用セル2の耐久性を高めることも可能である。
また、第1の板体4の凸部8の箇所においてのみ光が透過すればよいので、第1の板体4における凸部8の周辺の箇所、および第2の板体6における凹部10の周辺の箇所は不透明な材料により形成してもよい。
さらに、この液体の光学特性測定用セル2による測色は、透過方式のみならず反射方式で行うこともでき、その場合には、第2の板体6の下面側に例えば白色の反射体を配置し、第1の板体4の上方から入射した光をこの反射体で上方に反射させ、第1の板体4の上方で検出すればよい。
【0019】
このような液体の光学特性測定用セルは、本発明による液体の光学特性測定用セル2の作製方法にもとづき例えば次のような手順で簡単に作製することができる。
図4は本発明の液体の光学特性測定用セルの作製方法の一例を示す工程図であり、各段階における各材料を側方から見た状態を示している。図中、図1ないし図3と同一の要素には同一の符号が付されている。
この液体の光学特性測定用セルの作製方法では、まず、図4の(A)に示したように、石英ガラスまたはBK7ガラスから成る第3、第4、第6の板体24、26、30を用意し、また、セラミック製の第5の板体28を用意する。
第3、第4、第6の板体24、26、30はいずれも本実施例では上下面が平行な平坦面で平面視円形に形成されている。第5の板体30は上下面が平行な平坦面で円環状に形成され、その中心に孔が貫通形成され、符号18はその内周面を示している。第3、第5、第6の板体24、28、30の直径は等しく、第4の板体26は、その直径が第3、第5、第6の板体24、28、30の直径より小さい。
第5の板体28の厚みは第4の板体26の厚みより1μmないし500μm大きく、また、第5の板体30の孔の内径は第4の板体26の直径より大きく、第5の板体30の上面には周面18から外周面に至る4つの溝7が周方向で等間隔に形成されている。
【0020】
そして、図4の(B)に示したように、第3の板体24の中央に板面どうしを密着させ第4の板体26を配置して両板体24,26を接合して第1の板体4を形成する。第3および第4の板体24、26の接合は、例えば、紫外線により硬化する接着剤を用いたUV接合や、陽極接合の技術によって行うことができる。次に、図4の(C)に示したように、第6の板体30上に凹部10を形成すべく第5の板体28を配置し接合して第2の板体6を形成する。第5の板体30と第6の板体28との接合も、上記第3および第4の板体24、26の接合の場合と同様の技術により行うことができる。
このように形成した第2の板体6の上に、上記第1の板体4を、第4の板体26を下側にし第5の板体28の内側に収容させた状態で載置することで、図1、図2に示した液体の光学特性測定用セルが完成する。
【0021】
なお、液体の光学特性測定用セルの作製方法としては、ここで説明した方法以外にも、例えば、石英ガラスなどの透明材料から成る板体を研削加工することで第1および第2の板体4、6を作製することも可能である。その場合には、例えば平面視円形の板体の周辺部を研削して中央部の凸部8を形成することで第1の板体4とし、同じく例えば平面視円形の板体の中央部を研削して凹部10を形成することで第2の板体6とする。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液体の光学特性測定用セルでは、第1の板体の凸部の側面と第2の板体の凹部の側面との間に空間が形成されているので、第2の板体の凹部に測定対象の液体を滴下した後、第1の板体を第2の板体上に載置した際、第1の板体の凸部と第2の板体の凹部との間の隙間から溢れた液体は上記空間内に貯留する。したがって、液体は凹部の外に溢れることがなく、従来のように溢れた液体が第1および第2の板体の当接部に介在することで上記隙間の大きさが変化し液体層の厚みが変化してしまうという問題は発生せず、液体の光学的特性を正確に測定することができる。
また、上記空間内には十分な量の液体を貯留させることができるので、空間部分で液体の揮発、乾燥が生じても、上記隙間に収容された液体は影響を直ぐに受けることはなく、したがって、揮発、乾燥の影響が現れる前に測定作業を終了することができ、液体の光学的特性を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の板体を第2の板体から離した状態の断面側面図である。
【図2】第1の板体を第2の板体に載置した状態の部分拡大断面図である。
【図3】第2の板体の平面図である。
【図4】本発明の液体の光学特性測定用セルの作製方法の一例を示す工程図である。
【図5】従来の測色用セルの一例を示す側面図である。
【図6】図5の測色用セルを構成する下部ガラス板を示す平面図である。
【符号の説明】
2 液体の光学特性測定用セル
4 第1の板体
6 第2の板体
8 凸部
10 凹部
16 隙間
18、19 側面
20 空間
24 第3の板体
26 第4の板体
28 第5の板体
30 第6の板体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical property measurement cell that contains a liquid for measuring optical properties by irradiating light, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In the toning process of colored solutions such as paints, inks, and plastics, it is necessary to accurately grasp the color of the colored solution. As one method, the colored solution is irradiated with light and the transmitted light is spectroscopically analyzed. There are known methods (for example, JP-A-8-94441). In this type of color measurement method, a color solution is accommodated in a color measurement cell, light is transmitted through the color measurement cell, the transmitted light is detected by a sensor, and the spectral transmittance of the color solution is measured.
[0003]
Here, for example, the cells shown in FIGS. 5 and 6 can be used as the color measuring cells. FIG. 5 is a side view showing an example of a conventional colorimetric cell, and FIG. 6 is a plan view showing a lower glass plate constituting the colorimetric cell of FIG.
As shown in FIG. 5, the
[0004]
Then, the colored solution to be measured is dropped on the central portion of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional
[0006]
In addition, since the
[0007]
The present invention has been made to solve such problems, and its purpose is to prevent changes in film thickness due to overflow of the liquid to be measured, and to prevent changes in concentration due to volatilization and drying, thereby accurately measuring the optical characteristics of the liquid. An object of the present invention is to provide a cell for measuring optical properties of a liquid that can measure the above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is an optical property measurement cell for storing a liquid for measuring optical properties by irradiating light in the form of a film, wherein the first plate is a second plate. The first and second plate bodies are formed of a transparent material at least in the center, and the first plate body has a convex portion in the center portion of the lower surface. A lower surface side contact portion is provided on a lower surface around the convex portion, and the second plate body has a concave portion in which the convex portion is accommodated in a central portion of the upper surface, and an upper surface side on an upper surface around the concave portion. A front end surface of the convex portion and a bottom surface of the concave portion are formed as flat surfaces, the first plate body is accommodated on the second plate body, the convex portion is accommodated in the concave portion, and the lower surface. While the side contact portion and the upper surface side contact portion are in contact with each other and placed, a gap with a uniform height is formed between the tip surface of the convex portion and the bottom surface of the concave portion, A space communicating with the gap is formed between the side surface of the convex portion and the side surface of the concave portion, and the convex portion is formed in a state where the liquid is dropped into the concave portion. Is stored to store the liquid overflowing from the gap, and a groove is formed on the upper surface of the upper surface side contact portion of the second plate .
Further, the present invention is characterized in that the side surface of the concave portion is formed to be inclined outward so as to move away from the central portion as it extends upward.
Further, the present invention is characterized in that both the convex portion and the concave portion are formed in a circular shape in plan view.
[0010]
In the liquid optical characteristic measuring cell of the present invention, since a space is formed between the side surface of the convex portion of the first plate and the side surface of the concave portion of the second plate, the concave portion of the second plate After dropping the liquid to be measured on the first plate body, when the first plate body is placed on the second plate body, from the gap between the convex portion of the first plate body and the concave portion of the second plate body The overflowing liquid is stored in the space. Therefore, the liquid does not overflow outside the recess, and the overflowed liquid is interposed in the contact portion of the first and second plate bodies as in the conventional case, whereby the size of the gap changes and the thickness of the liquid layer. The problem of changing will not occur.
In addition, since a sufficient amount of liquid can be stored in the space, even if the liquid is volatilized or dried in the space portion, the liquid stored in the gap is not immediately affected. The measurement operation can be completed before the effects of volatilization and drying appear.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
1 is a sectional side view of the first plate separated from the second plate, FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of the first plate placed on the second plate, FIG. These are top views of a 2nd board.
The liquid optical
Both the first and
[0012]
The upper surface of the first plate body 4 is formed as a flat surface. The first plate body 4 has a
[0013]
The lower surface of the
As shown in FIG. 3, the upper surface
[0014]
The height A (FIG. 1) of the
Therefore, as shown in FIG. 2, the first plate body 4 is accommodated on the
Further, the diameter of the
[0015]
In the case of performing ink colorimetry using the optical
Then, as shown in FIG. 2, the first plate 4 is accommodated in the
[0016]
Thereby, as shown in FIG. 2, the
In the colorimetry, the optical
[0017]
Therefore, in the optical
In addition, since a sufficient amount of ink can be stored in the
[0018]
The present invention has been described based on the embodiments. However, this is merely an example, and the present invention is not limited to this embodiment and can be implemented in various forms. For example, it is also effective to efficiently clean the optical
Further, the first and
Further, the
And when the
In addition, since light only needs to pass through at the location of the
Furthermore, the color measurement by the liquid optical
[0019]
Such a liquid optical property measuring cell can be easily manufactured, for example, by the following procedure based on the manufacturing method of the liquid optical
FIG. 4 is a process diagram showing an example of a method for producing a cell for measuring optical characteristics of a liquid according to the present invention, and shows a state in which each material at each stage is viewed from the side. In the figure, the same elements as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals.
In this method of manufacturing a cell for measuring optical characteristics of liquid, first, as shown in FIG. 4A, third, fourth, and
In the present embodiment, the third, fourth, and
The thickness of the
[0020]
Then, as shown in FIG. 4B, the plate surfaces are brought into close contact with the center of the
The first plate body 4 is placed on the
[0021]
In addition to the method described here, the liquid optical property measurement cell can be produced by grinding a plate made of a transparent material such as quartz glass, for example. 4, 6 can also be produced. In that case, for example, the peripheral portion of the circular plate body in plan view is ground to form the central
[0022]
【The invention's effect】
As described above, in the cell for measuring optical characteristics of a liquid according to the present invention, a space is formed between the side surface of the convex portion of the first plate body and the side surface of the concave portion of the second plate body. After dropping the liquid to be measured into the concave portion of the second plate body, when the first plate body is placed on the second plate body, the convex portion of the first plate body and the concave portion of the second plate body The liquid overflowing from the gap between the two is stored in the space. Therefore, the liquid does not overflow outside the recess, and the overflowed liquid is interposed in the contact portion of the first and second plate bodies as in the conventional case, whereby the size of the gap changes and the thickness of the liquid layer. Does not occur, and the optical characteristics of the liquid can be accurately measured.
In addition, since a sufficient amount of liquid can be stored in the space, even if the liquid is volatilized or dried in the space portion, the liquid stored in the gap is not immediately affected. The measurement operation can be completed before the effects of volatilization and drying appear, and the optical properties of the liquid can be accurately measured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional side view of a state in which a first plate is separated from a second plate.
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of a state in which a first plate is placed on a second plate.
FIG. 3 is a plan view of a second plate.
FIG. 4 is a process diagram showing an example of a method for producing a cell for measuring optical characteristics of a liquid according to the present invention.
FIG. 5 is a side view showing an example of a conventional colorimetric cell.
6 is a plan view showing a lower glass plate constituting the color measurement cell of FIG. 5. FIG.
[Explanation of symbols]
2 Cell for measuring optical characteristics of liquid 4
Claims (3)
第1の板体が第2の板体の上に載置されることで構成され、
前記第1および第2の板体は少なくとも中央部が透明な材料により形成され、
前記第1の板体は下面の中央部に凸部を有すると共に、該凸部の周囲の下面に下面側当接部を有し、
前記第2の板体は上面の中央部に前記凸部が収容される凹部を有すると共に、該凹部の周囲の上面に上面側当接部を有し、
前記凸部の先端面と凹部の底面は平坦面で形成され、
前記第2の板体の上に第1の板体を、前記凸部を凹部に収容し、下面側当接部と上面側当接部を当接して載置した状態で、凸部の先端面と凹部の底面との間に均一の高さの隙間が形成されると共に、前記凸部の側面と凹部の側面との間に前記隙間に連通する空間が隙間の周囲に形成されるように構成され、
前記空間は、前記凹部に前記液体が滴下された状態で前記凸部が収容されることで前記隙間から溢れた液体を貯留するように構成され、
前記第2の板体の上面側当接部の上面に溝が形成されている、
ことを特徴とする液体の光学特性測定用セル。A liquid for measuring optical characteristics by irradiating light and containing a liquid in a film shape,
The first plate is configured by being placed on the second plate,
The first and second plate bodies are formed of a material having at least a central portion transparent,
The first plate has a convex portion at the center of the lower surface, and has a lower surface side abutting portion on the lower surface around the convex portion,
The second plate body has a concave portion in which the convex portion is accommodated in a central portion of the upper surface, and an upper surface side contact portion on the upper surface around the concave portion,
The tip surface of the convex portion and the bottom surface of the concave portion are formed as flat surfaces,
The first plate body is placed on the second plate body, the protrusion is accommodated in the recess, and the lower end side contact portion and the upper surface side contact portion are in contact with each other, and the tip of the projection A gap having a uniform height is formed between the surface and the bottom surface of the recess, and a space communicating with the gap is formed around the gap between the side surface of the projection and the side surface of the recess. Configured,
The space is configured to store the liquid overflowing from the gap by accommodating the convex portion in a state where the liquid is dropped into the concave portion ,
A groove is formed on the upper surface of the upper surface side contact portion of the second plate body,
A cell for measuring the optical properties of a liquid.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP33121597A JP3646494B2 (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Cell for measuring optical properties of liquid and method for producing the same |
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