JP5315429B2 - Dynamic contact angle meter and method for measuring dynamic contact angle - Google Patents

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本発明は、固体表面に対する液体のぬれ性を示す指標として用いられる接触角の測定に関し、特に、固体表面と液体が相対的に移動する場合の接触角である動的接触角を測定する動的接触角計および動的接触角の測定方法に関する。   The present invention relates to measurement of a contact angle used as an index indicating the wettability of a liquid with respect to a solid surface, and in particular, a dynamic that measures a dynamic contact angle that is a contact angle when a solid surface and a liquid move relative to each other. The present invention relates to a contact angle meter and a method for measuring a dynamic contact angle.

従来、固体表面における液体の接触角は、一般的に平板状の固体試料上に所定量の液体試料を滴下して側方から撮像することにより測定されている。すなわち、固体試料上の液滴を側方からCCDカメラ等により撮像し、これにより得られた液滴の側面画像に基づいて、液滴が固体試料表面と接する部分の角度を算出する(例えば、特許文献1参照)。この方法で測定される接触角は、固体表面に対し液体が静止している状態での接触角であるため、静止接触角と呼ばれることもある。   Conventionally, the contact angle of a liquid on a solid surface is generally measured by dropping a predetermined amount of a liquid sample onto a flat solid sample and imaging from the side. That is, a droplet on a solid sample is imaged from the side by a CCD camera or the like, and an angle of a portion where the droplet contacts the surface of the solid sample is calculated based on a side image of the obtained droplet (for example, Patent Document 1). The contact angle measured by this method is a contact angle in a state where the liquid is stationary with respect to the solid surface, and is sometimes called a stationary contact angle.

一方、例えばスピンコートや遠心脱水等の分野においては、固体表面に対して液体が相対的に移動する、すなわち固液界面が移動する状態でのぬれ性を評価する必要があり、このような場合に使用される指標として動的接触角がある。この動的接触角には、固液界面の進行方向側(前方側)における接触角である前進接触角と、進行方向の反対側(後方側)における接触角である後退接触角との2種類の接触角がある。   On the other hand, in fields such as spin coating and centrifugal dehydration, it is necessary to evaluate the wettability in a state where the liquid moves relative to the solid surface, that is, the solid-liquid interface moves. There is a dynamic contact angle as an index used for. There are two types of dynamic contact angles: an advancing contact angle that is a contact angle on the traveling direction side (front side) of the solid-liquid interface and a receding contact angle that is a contact angle on the opposite side (rear side) of the traveling direction. There is a contact angle.

動的接触角の測定方法としては、固体試料上の液滴を拡張・収縮させる拡張/収縮法、固体試料を傾けて液滴を固体表面上で滑らせる滑落法(転落法)、および液体試料中に固体試料を沈降・浮上させるウィルヘルミー法等が従来知られている。しかしながら、これらの測定方法は、固体試料および液体試料の性状によっては、適切な測定が行えない場合があり、高精度な測定を安定して行うことが難しいという問題があった。また、固液界面の移動速度の違いによる動的接触角の変化、すなわち動的接触角の速度依存性を測定することが困難であった。   Measurement methods for dynamic contact angle include expansion / contraction methods that expand and contract droplets on a solid sample, sliding methods that tilt the solid sample and cause the droplets to slide on the solid surface (tumbling method), and liquid samples The Wilhelmy method, etc., in which a solid sample settles and floats inside is conventionally known. However, these measurement methods have a problem in that it is difficult to perform high-accuracy measurement stably depending on the properties of the solid sample and the liquid sample. In addition, it is difficult to measure the change in dynamic contact angle due to the difference in moving speed at the solid-liquid interface, that is, the speed dependency of the dynamic contact angle.

一方、固体試料上の液滴に針状管体を挿入し、針状管体によって液滴を保持した状態で固体試料を移動させることにより、動的接触角を測定する方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。   On the other hand, a method for measuring a dynamic contact angle by inserting a needle tube into a droplet on a solid sample and moving the solid sample while holding the droplet by the needle tube has been proposed. (For example, refer to Patent Document 2).

特開2002−277373号公報JP 2002-277373 A 特許第3767500号公報Japanese Patent No. 3767500

しかしながら、上記特許文献2に記載の測定方法では、液滴の保持力が針状管体の外周面における付着力によって決まるため、液体試料の種類や固体試料との組み合わせによっては針状管体から液滴が外れてしまい、測定不能となる場合があるという問題があった。このため、液体試料および固体試料の性状や組み合わせ等に応じて、針状管体の材質および表面処理を慎重に選定するだけでなく、固体試料の移動速度も適切に設定する必要があり、測定の準備段階から非常に手間がかかるものとなっていた。   However, in the measurement method described in Patent Document 2, since the retention force of the droplet is determined by the adhesion force on the outer peripheral surface of the needle-shaped tube, depending on the type of the liquid sample and the combination with the solid sample, There was a problem that the liquid droplets were detached and measurement was impossible. For this reason, it is necessary not only to carefully select the material and surface treatment of the needle tube according to the properties and combination of the liquid sample and solid sample, but also to set the moving speed of the solid sample appropriately. It was very time consuming from the preparation stage.

また、同測定法においては、液滴が針状管体に引き寄せられて固体試料から浮き上がるのを防止するために、針状管体の外径を固液界面の外径の1/2以下にする必要があり、液滴の保持力に限界があるという問題があった。このため、固体試料を高速で移動させる場合には針状管体から液滴が外れやすく、動的接触角を測定可能な固液界面の移動速度が限定されるものとなっていた。従って、やはり動的接触角の速度依存性を測定することが困難であった。   In this measurement method, the outer diameter of the needle-like tube is reduced to 1/2 or less of the outer diameter of the solid-liquid interface in order to prevent droplets from being drawn to the needle-like tube and floating from the solid sample. There is a problem that there is a limit to the retention force of the droplets. For this reason, when the solid sample is moved at a high speed, the liquid droplet is easily detached from the needle tube, and the moving speed of the solid-liquid interface capable of measuring the dynamic contact angle is limited. Therefore, it is still difficult to measure the speed dependency of the dynamic contact angle.

さらに、針状管体の外径が固液界面の外径の1/2以下に限定されることにより、固液界面の移動に伴う液滴の変形量が大きくなると共に外乱の影響を受けやすくなるため、固体試料の移動開始から動的接触角を測定可能な安定状態となるまでに時間を要するという問題があった。このため、例えば所定の測定範囲にわたって動的接触角を連続的に測定し、固体試料表面における動的接触角の分布を求めるといったことは、困難であった。   Furthermore, since the outer diameter of the needle-like tube is limited to 1/2 or less of the outer diameter of the solid-liquid interface, the amount of deformation of the droplet accompanying the movement of the solid-liquid interface becomes large and is susceptible to disturbance. Therefore, there is a problem that it takes time from the start of movement of the solid sample to a stable state in which the dynamic contact angle can be measured. For this reason, for example, it is difficult to continuously measure the dynamic contact angle over a predetermined measurement range and obtain the distribution of the dynamic contact angle on the surface of the solid sample.

本発明は、斯かる実情に鑑み、動的接触角の測定を多彩な条件下で安定的に行うことが可能な動的接触角計および動的接触角の測定方法を提供しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention intends to provide a dynamic contact angle meter and a dynamic contact angle measurement method capable of stably measuring a dynamic contact angle under various conditions. is there.

(1)本発明は、固体試料の測定面に対向して配置され、前記測定面に対向する対向面、前記対向面の外周において前記測定面に対向しない外周面、および前記対向面に連通する収容部を備える対向部材と、前記収容部内を通じて前記測定面と前記対向部材の間に前記液体試料を供給する供給装置と、前記固体試料および前記対向部材を前記測定面に略沿う方向において相対移動させる移動機構と、前記測定面と前記対向部材の間の液体試料を前記固体試料および前記対向部材の相対移動方向に略直交する方向から撮像する撮像装置と、前記収容部内の前記液体試料と連続する前記液体試料が前記対向面と前記測定面の間において前記外周面に接触することなく架橋を形成した状態で前記固体試料および前記対向部材が相対移動中に前記撮像装置が撮像した画像に基づいて動的接触角を導出する接触角導出装置と、を備えることを特徴とする、動的接触角計である。 (1) The present invention is arranged to face the measurement surface of the solid sample , and communicates with the facing surface facing the measurement surface, the outer peripheral surface of the facing surface that does not face the measuring surface, and the facing surface. Relative movement of the opposing member having the accommodating portion, the supply device for supplying the liquid sample between the measuring surface and the opposing member through the accommodating portion, and the solid sample and the opposing member in a direction substantially along the measuring surface A moving mechanism, an imaging device that images a liquid sample between the measurement surface and the opposing member from a direction substantially orthogonal to a relative movement direction of the solid sample and the opposing member, and the liquid sample in the storage unit. the imaging to said solid sample and the opposing member is relatively moved in a state of forming a cross-linked without contacting the outer peripheral surface between the liquid sample of the measuring surface and the opposing surface Location is characterized in that and a contact angle derivation device for deriving a dynamic contact angle on the basis of the image captured, a dynamic contact angle meter.

(2)本発明はまた、前記移動機構は、前記測定面における所定の測定範囲にわたって前記対向部材が前記固体試料に対して相対移動可能に構成されることを特徴とする、上記(1)に記載の動的接触角計である。   (2) In the above (1), the moving mechanism may be configured such that the facing member is movable relative to the solid sample over a predetermined measurement range on the measurement surface. It is a dynamic contact angle meter of description.

(3)本発明はまた、前記接触角導出装置は、前記測定範囲内に設定された複数の測定点を前記対向部材が通過中の画像に基づき、前記複数の測定点ごとに動的接触角を導出することを特徴とする、上記(2)に記載の動的接触角計である。 (3) In the present invention, the contact angle deriving device may further include a dynamic contact angle for each of the plurality of measurement points based on an image of the opposing member passing through the plurality of measurement points set within the measurement range. The dynamic contact angle meter according to (2) above, characterized in that

(4)本発明はまた、固体試料の測定面に対向して配置され、前記測定面に対向する対向面、前記対向面の外周において前記測定面に対向しない外周面、および前記対向面に連通する収容部を備える対向部材を使用する動的接触角の測定方法であって、前記固体試料の前記測定面に前記対向部材を対向させて配置し、前記収容部内を通じて前記測定面と前記対向部材の間に液体試料を供給し、前記収容部内の前記液体試料と連続する前記液体試料が前記対向面と前記測定面の間において前記外周面に接触することなく架橋を形成した状態で、前記固体試料および前記対向部材を前記測定面に略沿う方向において相対移動させ、前記固体試料および前記対向部材の相対移動中に、前記測定面と前記対向部材の間の液体試料を前記固体試料および前記対向部材の相対移動方向に略直交する方向から撮像して動的接触角を測定すること特徴とする、動的接触角の測定方法である。

(4) The present invention is also arranged to face the measurement surface of the solid sample, facing the measurement surface, an outer peripheral surface that does not face the measurement surface in the outer periphery of the facing surface, and communicates with the facing surface A method for measuring a dynamic contact angle using a facing member including a housing portion, wherein the facing member is disposed to face the measurement surface of the solid sample, and the measurement surface and the facing member are disposed through the housing portion. In the state where the liquid sample is supplied between the liquid sample and the liquid sample in the container, and the liquid sample continues to form a bridge between the facing surface and the measurement surface without contacting the outer peripheral surface. The sample and the facing member are relatively moved in a direction substantially along the measurement surface, and the liquid sample between the measurement surface and the facing member is moved to the solid sample and the facing member during the relative movement of the solid sample and the facing member. Serial characterized by measuring the dynamic contact angle is captured in the relative movement direction of the opposing member from a direction substantially perpendicular to a method of measuring a dynamic contact angle.

(7)本発明はまた、前記測定面における所定の測定範囲にわたって前記対向部材を前記固体試料に対して相対移動させることを特徴とする、上記(6)に記載の動的接触角の測定方法である。   (7) The method for measuring a dynamic contact angle according to (6) above, wherein the counter member is moved relative to the solid sample over a predetermined measurement range on the measurement surface. It is.

(8)本発明はまた、前記測定範囲内に設定された複数の測定点ごとに動的接触角を測定することを特徴とする、上記(7)に記載の動的接触角の測定方法である。   (8) The dynamic contact angle measurement method according to (7), wherein the dynamic contact angle is measured for each of a plurality of measurement points set within the measurement range. is there.

本発明に係る動的接触角計および動的接触角の測定方法によれば、動的接触角の測定を多彩な条件下で安定的に行うことが可能という優れた効果を奏し得る。   According to the dynamic contact angle meter and the dynamic contact angle measuring method according to the present invention, it is possible to achieve an excellent effect that the dynamic contact angle can be stably measured under various conditions.

(a)および(b)本発明の実施形態に係る動的接触角計の概略図である。(A) And (b) It is the schematic of the dynamic contact angle meter which concerns on embodiment of this invention. (a)および(b)対向部材の先端部およびその周辺を拡大して示した概略図である。(A) And (b) It is the schematic which expanded and showed the front-end | tip part of the opposing member, and its periphery. (a)〜(f)対向部材のその他の形態の例を示した概略図である。(A)-(f) It is the schematic which showed the example of the other form of the opposing member. (a)〜(e)動的接触角の測定手順を示した概略図である。(A)-(e) It is the schematic which showed the measurement procedure of the dynamic contact angle. (a)および(b)動的接触角の測定手順を示した概略図である。It is the schematic which showed the measurement procedure of (a) and (b) dynamic contact angle. (a)〜(c)動的接触角のその他の測定方法の例を示した概略図である。(A)-(c) It is the schematic which showed the example of the other measuring method of a dynamic contact angle. (a)〜(c)架橋の適切な体積を求める手法の一例を示した概略図である。It is the schematic which showed an example of the method of calculating | requiring the appropriate volume of (a)-(c) bridge | crosslinking.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

まず、本発明の実施の形態に係る動的接触角計1について説明する。図1(a)および(b)は、本実施形態に係る動的接触角計1の概略図である。なお、同図(a)は動的接触角計1の正面図であり、同図(b)は動的接触角計1の平面図である。   First, the dynamic contact angle meter 1 according to the embodiment of the present invention will be described. 1A and 1B are schematic views of a dynamic contact angle meter 1 according to the present embodiment. 1A is a front view of the dynamic contact angle meter 1, and FIG. 1B is a plan view of the dynamic contact angle meter 1. FIG.

同図に示されるように、動的接触角計1(以下、単に接触角計1と呼ぶ)は、ベース10と、ベース10上に配置されたステージ20と、ステージ20の側方に配置された撮像装置30と、撮像装置30の反対側においてステージ20の側方に配置された照明装置40と、ステージ20の上方に配置された対向部材50と、対向部材50に接続される供給装置60と、コンピュータ70と、を備えて構成されている。   As shown in the figure, a dynamic contact angle meter 1 (hereinafter simply referred to as a contact angle meter 1) is disposed on a base 10, a stage 20 disposed on the base 10, and a side of the stage 20. The imaging device 30, the illumination device 40 disposed on the side of the stage 20 on the opposite side of the imaging device 30, the opposing member 50 disposed above the stage 20, and the supply device 60 connected to the opposing member 50. And a computer 70.

この動的接触角計1は、固体試料2の測定面2a(上面)と対向部材50の間に液体試料3の架橋4を形成し、この状態で固体試料2と対向部材50を測定面2aに沿って相対的に移動させることにより、固体試料2の液体試料3に対する動的接触角を測定するものである。   This dynamic contact angle meter 1 forms a bridge 4 of the liquid sample 3 between the measurement surface 2a (upper surface) of the solid sample 2 and the opposing member 50, and in this state, the solid sample 2 and the opposing member 50 are connected to the measurement surface 2a. The dynamic contact angle of the solid sample 2 with respect to the liquid sample 3 is measured by relatively moving the sample along the axis.

ベース10は、ステージ20、撮像装置30、証明装置40および供給装置60等を支持する部材である。本実施形態では、これらの装置はブラケット12、14等を介して適宜の位置に配置されている。また、ベース10は、透明な素材から構成されてこれらの装置全体を覆うカバー16を備えており、温度や湿度等、測定雰囲気の状態を一定に保つことができるようになっている。また、ベース10は、ステージ20上面の水平度を維持するために、高さ調整機構を備えた脚部18を備えている。   The base 10 is a member that supports the stage 20, the imaging device 30, the certification device 40, the supply device 60, and the like. In the present embodiment, these devices are arranged at appropriate positions via the brackets 12, 14 and the like. The base 10 includes a cover 16 that is made of a transparent material and covers the entire apparatus, and can maintain a constant measurement atmosphere such as temperature and humidity. In addition, the base 10 includes a leg portion 18 having a height adjusting mechanism in order to maintain the level of the upper surface of the stage 20.

ステージ20は、固体試料2が測定面2aを上にした状態で上面に載置される所謂X−Yステージである。なお、固体試料2の形状は、特に限定されるものではなく、測定面2aを有する形状であればよい。ステージ20は、固体試料2を水平面内において互いに直交する2方向(XおよびY方向)に移動させる移動機構22と、固体試料2を昇降させる(Z方向に移動させる)昇降機構24と、を備えている。   The stage 20 is a so-called XY stage on which the solid sample 2 is placed on the upper surface with the measurement surface 2a facing up. The shape of the solid sample 2 is not particularly limited as long as the shape has the measurement surface 2a. The stage 20 includes a moving mechanism 22 that moves the solid sample 2 in two directions (X and Y directions) orthogonal to each other in a horizontal plane, and a lifting mechanism 24 that moves the solid sample 2 up and down (moves in the Z direction). ing.

移動機構22は、固体試料2をXまたはY方向に移動させることで、固体試料2および対向部材50を測定面2aに略沿う方向において相対移動させるものである。移動機構22は、ステッピングモータおよびボールねじ伝動機構等の既知の構造(図示省略)により、XおよびY方向における所定の移動範囲にわたって固体試料2を移動可能、且つ移動範囲内の任意の位置で停止可能に構成されている。   The moving mechanism 22 moves the solid sample 2 in the X or Y direction, thereby relatively moving the solid sample 2 and the facing member 50 in a direction substantially along the measurement surface 2a. The moving mechanism 22 can move the solid sample 2 over a predetermined moving range in the X and Y directions by a known structure (not shown) such as a stepping motor and a ball screw transmission mechanism, and stops at an arbitrary position within the moving range. It is configured to be possible.

これにより、移動機構22は、固体試料2の測定面2aにおける所定の測定範囲Aにわたって対向部材50を固体試料2に対して相対的に移動させると共に、測定範囲A内における任意の相対的位置に対向部材50を配置可能となっている。また、移動機構22は、固体試料2のXおよびY方向における移動速度、すなわち固体試料2と対向部材50の相対速度を、所定の速度範囲内で変更可能となっている。   Thereby, the moving mechanism 22 moves the opposing member 50 relative to the solid sample 2 over a predetermined measurement range A on the measurement surface 2a of the solid sample 2, and at an arbitrary relative position in the measurement range A. The opposing member 50 can be disposed. Further, the moving mechanism 22 can change the moving speed of the solid sample 2 in the X and Y directions, that is, the relative speed of the solid sample 2 and the facing member 50 within a predetermined speed range.

昇降機構24は、固体試料2をZ方向に移動させることで、固体試料2と対向部材50の間の距離を調整するものである。昇降機構24は、ステッピングモータおよびボールねじ伝動機構等の既知の構造(図示省略)により、Z方向における所定の移動範囲にわたって固体試料2を移動可能、且つ移動範囲内の任意の位置で停止可能に構成されている。   The elevating mechanism 24 adjusts the distance between the solid sample 2 and the facing member 50 by moving the solid sample 2 in the Z direction. The elevating mechanism 24 can move the solid sample 2 over a predetermined movement range in the Z direction and can stop at any position within the movement range by a known structure (not shown) such as a stepping motor and a ball screw transmission mechanism. It is configured.

ステージ20は、コンピュータ70に制御されて動作する。なお、ステージ20は、垂直方向(Z方向)を軸として固体試料2を回転させる回転機構をさらに備えるものであってもよい。また、ステージ20は、固体試料2の測定面2aを水平面に対して傾斜させる傾斜機構をさらに備えるものであってもよい。   The stage 20 operates under the control of the computer 70. The stage 20 may further include a rotation mechanism that rotates the solid sample 2 around the vertical direction (Z direction). Further, the stage 20 may further include a tilt mechanism that tilts the measurement surface 2a of the solid sample 2 with respect to the horizontal plane.

撮像装置30は、固体試料2と対向部材50の間の液体試料3(すなわち、架橋4)を側方から撮像するものであり、本実施形態では、拡大レンズ系を備えるCCDカメラから構成されている。撮像装置30は、コンピュータ70に制御されて架橋4を拡大して撮像し、画像データをコンピュータ70に送信する。コンピュータ70は、撮像装置30から受信した画像データをハードディスクやフラッシュメモリ等の所定の記憶手段(図示省略)に記憶して保存する。なお、本実施形態の撮像装置30は、X方向から架橋4を撮像するように配置されている。   The imaging device 30 images the liquid sample 3 (that is, the bridge 4) between the solid sample 2 and the facing member 50 from the side, and is configured by a CCD camera having a magnifying lens system in this embodiment. Yes. The imaging device 30 is controlled by the computer 70 to enlarge the bridge 4 and take an image, and transmits the image data to the computer 70. The computer 70 stores the image data received from the imaging device 30 in a predetermined storage unit (not shown) such as a hard disk or a flash memory and saves it. In addition, the imaging device 30 of this embodiment is arrange | positioned so that the bridge | crosslinking 4 may be imaged from a X direction.

照明装置40は、撮像装置30によって固体試料2と対向部材50の間の架橋4を撮像する場合に架橋4を背後から照明するものである。照明装置40は、例えばハロゲンランプやLED等の光源を備え、撮像装置30の反対側から固体試料2と対向部材50の間の液体試料3に向けて光を放射するように構成されている。   The illuminating device 40 illuminates the bridge 4 from behind when the imaging device 30 images the bridge 4 between the solid sample 2 and the facing member 50. The illumination device 40 includes a light source such as a halogen lamp or an LED, and is configured to emit light from the opposite side of the imaging device 30 toward the liquid sample 3 between the solid sample 2 and the facing member 50.

対向部材50は、固体試料2の測定面2aとの間に液体試料3の架橋4を形成すると共に、架橋4を形成した液体試料3を保持することにより、液体試料3を固体試料2に対して相対移動させるものである。本実施形態では、対向部材50は円筒状(管状)の部材であり、軸方向の一端(先端)が固体試料2の測定面2aに対向した状態で配置され、他端(基端)が供給装置60に接続されている。   The facing member 50 forms the bridge 4 of the liquid sample 3 between the measurement surface 2a of the solid sample 2 and holds the liquid sample 3 on which the bridge 4 has been formed, so that the liquid sample 3 is fixed to the solid sample 2. To move relative to each other. In the present embodiment, the facing member 50 is a cylindrical (tubular) member, and is arranged with one end (tip) in the axial direction facing the measurement surface 2a of the solid sample 2, and the other end (base end) is supplied. It is connected to the device 60.

供給装置60は、対向部材50と固体試料2の測定面2aの間に液体試料3を供給するものである。供給装置60は、所定量の液体試料3を収容すると共に対向部材50が固定されるシリンダ(シリンジ)62と、シリンダ62内に挿入されるプランジャ(ピストン)64と、プランジャ64を移動させる駆動機構66と、を備えている。   The supply device 60 supplies the liquid sample 3 between the facing member 50 and the measurement surface 2 a of the solid sample 2. The supply device 60 contains a predetermined amount of the liquid sample 3 and a cylinder (syringe) 62 to which the opposing member 50 is fixed, a plunger (piston) 64 inserted into the cylinder 62, and a drive mechanism that moves the plunger 64. 66.

供給装置60は、コンピュータ70に制御されてプランジャ64を移動させることによって液体試料3をシリンダ62内から押出し、対向部材50の内部に供給する。そして、対向部材50の内部から溢れ出た液体試料3が、対向部材50と測定面2aの間に供給される。すなわち、供給装置60および対向部材50は、注射器のような構造となっており、プランジャ64の移動距離を調整することによって液体試料3の供給量を調整可能となっている。   The supply device 60 is controlled by the computer 70 to move the plunger 64 to push out the liquid sample 3 from the cylinder 62 and supply the liquid sample 3 to the inside of the facing member 50. Then, the liquid sample 3 overflowing from the inside of the facing member 50 is supplied between the facing member 50 and the measurement surface 2a. That is, the supply device 60 and the opposing member 50 have a structure like a syringe, and the supply amount of the liquid sample 3 can be adjusted by adjusting the movement distance of the plunger 64.

また、図示は省略するが、供給装置60は、コンピュータ70に制御されて昇降可能(Z方向に移動可能)に構成されている。従って、本実施形態では、供給装置60を下降させることによって対向部材50を固体試料2の測定面2aに先端を近接させた測定位置に配置し、供給装置60を上昇させることによって対向部材60を測定位置から退避させるようになっている。   Although not shown, the supply device 60 is configured to be movable up and down (movable in the Z direction) under the control of the computer 70. Therefore, in this embodiment, the opposing member 50 is disposed at a measurement position where the tip is close to the measurement surface 2 a of the solid sample 2 by lowering the supply device 60, and the opposing member 60 is raised by raising the supply device 60. It is designed to be retracted from the measurement position.

コンピュータ70は、図示は省略するが、CPUと、ROM、RAM、ハードディスクおよびフラッシュメモリ等の記憶手段と、液晶ディスプレイ等の表示手段と、キーボードおよびマウス等の入力手段と、を備えて構成されている。また、コンピュータ70は、記憶手段にインストールされたプログラムを実行することにより実現される機能構成として制御手段72と、画像処理手段74と、を備えている。   Although not shown, the computer 70 includes a CPU, storage means such as ROM, RAM, hard disk, and flash memory, display means such as a liquid crystal display, and input means such as a keyboard and a mouse. Yes. Further, the computer 70 includes a control unit 72 and an image processing unit 74 as a functional configuration realized by executing a program installed in the storage unit.

制御手段72は、ステージ20、撮像装置30、照明装置40、および供給装置60等を制御するものである。そして、画像処理手段74は、撮像装置30により撮像した画像を処理して動的接触角を導出するものである。なお、本実施形態では、制御手段72および画像処理手段74をプログラムの実行によって実現しているが、これらの装置を専用の回路から構成するようにしてもよい。また、制御手段72および画像処理手段74を、それぞれ専用のコンピュータから構成するようにしてもよい。   The control means 72 controls the stage 20, the imaging device 30, the illumination device 40, the supply device 60, and the like. Then, the image processing means 74 processes the image picked up by the image pickup device 30 and derives the dynamic contact angle. In the present embodiment, the control unit 72 and the image processing unit 74 are realized by executing a program, but these devices may be configured by dedicated circuits. Further, the control means 72 and the image processing means 74 may be configured from dedicated computers, respectively.

次に、対向部材50の詳細について説明する。図2(a)および(b)は、対向部材50の先端部およびその周辺を拡大して示した概略図である。なお、同図(a)および(b)では、対向部材50の一部を断面にして示している。   Next, details of the facing member 50 will be described. FIGS. 2A and 2B are schematic views showing the tip end portion of the opposing member 50 and its periphery in an enlarged manner. In FIGS. 2A and 2B, a part of the facing member 50 is shown in cross section.

対向部材50は、上述のように、円環状の先端面52が固体試料2の測定面2aに対向するように配置される円筒状の部材であり、対向部材50の内部は供給装置60からの液体試料3が通過する供給通路54となっている。そして、同図(a)に示されるように、供給装置60から供給通路54を通じて供給された液体試料3は、先端面52と測定面2aの間において架橋4を形成するようになっている。   As described above, the facing member 50 is a cylindrical member disposed so that the annular tip surface 52 faces the measurement surface 2 a of the solid sample 2, and the inside of the facing member 50 is from the supply device 60. It is a supply passage 54 through which the liquid sample 3 passes. As shown in FIG. 5A, the liquid sample 3 supplied from the supply device 60 through the supply passage 54 forms a bridge 4 between the tip surface 52 and the measurement surface 2a.

このように、先端面52と測定面2aの間において液体試料3の架橋4を形成するようにすることで、液体試料3を対向部材50の外周面56に略接触させないようにすることができるため、対向部材50によって液体試料3を安定的に保持することが可能となる。すなわち、本実施形態では、外周面56のぬれ性および付着力によって液体試料3が外周面56上に広がり、液体試料3が対向部材50側に引き寄せられて測定面2aから離れてしまうといった事態を防止することが可能となっている。   Thus, by forming the bridge 4 of the liquid sample 3 between the tip surface 52 and the measurement surface 2a, the liquid sample 3 can be prevented from being substantially in contact with the outer peripheral surface 56 of the facing member 50. Therefore, the liquid sample 3 can be stably held by the facing member 50. That is, in the present embodiment, the liquid sample 3 spreads on the outer peripheral surface 56 due to the wettability and adhesion of the outer peripheral surface 56, and the liquid sample 3 is attracted to the opposing member 50 side and separated from the measurement surface 2a. It is possible to prevent.

これにより、本実施形態では、固体試料2および液体試料3の幅広い組み合わせにおいて安定的に動的接触角を測定することが可能となっている。また、固体試料2と対向部材50を従来以上に高速で相対移動させた場合においても、安定的に動的接触角の測定を行うことができるため、幅広い速度範囲にわたって動的接触角の測定を行うことが可能となっている。すなわち、本実施形態では、従来測定が困難であった動的接触角の速度依存性を測定することが可能となっている。   Thereby, in this embodiment, it is possible to stably measure the dynamic contact angle in a wide range of combinations of the solid sample 2 and the liquid sample 3. In addition, even when the solid sample 2 and the opposing member 50 are relatively moved at a higher speed than before, the dynamic contact angle can be stably measured, so the dynamic contact angle can be measured over a wide speed range. It is possible to do. That is, in this embodiment, it is possible to measure the speed dependence of the dynamic contact angle, which has been difficult to measure conventionally.

また、動的接触角を測定するためには液体試料3を変形させる必要があるところ、本実施形態ではこの変形部分を架橋4から構成しているため、先端面52と測定面2aの間の距離Lおよび液体試料3の供給量を調整することで、液体試料3の変形部分を測定に最適な体積とすることが可能となっている。これにより、本実施形態では、架橋4の体積を調整することで、液滴を使用する従来の手法と比較して、無駄な変形を少なくすると共に外乱の影響を受けにくいようにすることができるため、動的接触角の測定を安定的且つ高精度に行うことが可能となっている。   Further, in order to measure the dynamic contact angle, the liquid sample 3 needs to be deformed. In the present embodiment, since the deformed portion is composed of the bridge 4, the gap between the tip surface 52 and the measurement surface 2a is determined. By adjusting the distance L and the supply amount of the liquid sample 3, the deformed portion of the liquid sample 3 can be set to an optimum volume for measurement. Thus, in the present embodiment, by adjusting the volume of the bridge 4, it is possible to reduce unnecessary deformation and make it less susceptible to disturbance as compared with the conventional method using droplets. Therefore, the dynamic contact angle can be measured stably and with high accuracy.

さらに、本実施形態では、液体試料3は、供給通路54内に一部が収容されると共に、この供給通路54内の液体試料3と連続した状態で、先端面52と測定面2aの間において架橋4を形成するようになっている。すなわち、供給通路52は、液体試料3が架橋4を形成する一方の面である先端面52と連通し、架橋4と連続した(繋がった)状態の液体試料3を収容する収容部58としても機能している。   Further, in the present embodiment, the liquid sample 3 is partially accommodated in the supply passage 54 and is continuous with the liquid sample 3 in the supply passage 54 between the tip surface 52 and the measurement surface 2a. A bridge 4 is formed. That is, the supply passage 52 communicates with the tip surface 52 that is one surface on which the liquid sample 3 forms the bridge 4, and also serves as a storage portion 58 that stores the liquid sample 3 that is continuous (connected) with the bridge 4. It is functioning.

このように、対向部材50に収容部58を設けることで、外周面56に触れさせることなく液体試料3と対向部材50の接触面積を増やすことが可能となるため、液体試料3の性状によらず、十分な保持力(付着力)を確保することができる。これにより、本実施形態では、固体試料2および液体試料3のより幅広い組み合わせにおいて安定的に動的接触角を測定することが可能であると共に、より幅広い速度範囲にわたって安定的に動的接触角の測定を行うことが可能となっている。   Thus, by providing the accommodating part 58 in the opposing member 50, it becomes possible to increase the contact area of the liquid sample 3 and the opposing member 50 without touching the outer peripheral surface 56. Therefore, according to the property of the liquid sample 3. Therefore, a sufficient holding force (adhesive force) can be ensured. As a result, in this embodiment, it is possible to stably measure the dynamic contact angle in a wider range of combinations of the solid sample 2 and the liquid sample 3, and to stably adjust the dynamic contact angle over a wider speed range. Measurement can be performed.

なお、測定中における対向部材50の先端面52と、固体試料2の測定面2aとの間の距離Lは、液体試料3が架橋4を形成可能な距離であれば特に限定されるものではないが、液体試料3の自重による影響を排除すると共に架橋4を適切な体積とし、測定を安定的に行うためには、測定中の距離Lは、対向部材50の外径D1の30〜70%の範囲内であることが好ましい。   The distance L between the front end surface 52 of the facing member 50 and the measurement surface 2a of the solid sample 2 during measurement is not particularly limited as long as the liquid sample 3 can form the bridge 4. However, in order to eliminate the influence of the self-weight of the liquid sample 3 and to set the bridge 4 to an appropriate volume and perform measurement stably, the distance L during measurement is 30 to 70% of the outer diameter D1 of the facing member 50. It is preferable to be within the range.

また、対向部材50の外径D1は、特に限定されるものではないが、架橋4を適切な体積として測定を安定的に行うためには、外径D1は、0.5〜4mmの範囲内であることが好ましい。また、対向部材50の内径D2は、特に限定されるものではなく、液体試料3の流動性や、対向部材50の強度および剛性、必要とされる先端面52の面積等に応じて、適宜に決定すればよい。   Further, the outer diameter D1 of the facing member 50 is not particularly limited, but the outer diameter D1 is within a range of 0.5 to 4 mm in order to stably perform the measurement with the bridge 4 as an appropriate volume. It is preferable that Further, the inner diameter D2 of the facing member 50 is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the fluidity of the liquid sample 3, the strength and rigidity of the facing member 50, the area of the tip surface 52 required, and the like. Just decide.

また、対向部材50の材質は、特に限定されるものではなく、例えば金属や樹脂、ゴム、セラミックス等の適宜の材質から対向部材50を構成することができる。また、対向部材50に、各種コーティング等の表面処理を施すようにしてもよい。なお、本実施形態では、対向部材50をステンレスから構成している。   Moreover, the material of the opposing member 50 is not specifically limited, For example, the opposing member 50 can be comprised from appropriate materials, such as a metal, resin, rubber | gum, ceramics. Further, the facing member 50 may be subjected to a surface treatment such as various coatings. In the present embodiment, the facing member 50 is made of stainless steel.

同図(b)は、ステージ20により固体試料2を移動させ、固体試料2と対向部材50および液体試料3を相対移動させた状態、すなわち固体試料2と液体試料3の間の固液界面5を固体試料2に対して相対移動させた状態を示している。同図(b)では、図の左側に向けて固体試料2を移動させているため、対向部材50、液体試料3および固液界面5は、固体試料2に対し、図の右側に向けて相対移動することとなる。   FIG. 4B shows a state in which the solid sample 2 is moved by the stage 20 and the solid sample 2, the facing member 50 and the liquid sample 3 are relatively moved, that is, the solid-liquid interface 5 between the solid sample 2 and the liquid sample 3. The state which moved relative to the solid sample 2 is shown. In FIG. 5B, since the solid sample 2 is moved toward the left side of the figure, the facing member 50, the liquid sample 3 and the solid-liquid interface 5 are relative to the solid sample 2 toward the right side of the figure. Will move.

この相対移動により、架橋4は剪断力を受け、例えば固体試料2に引きずられるような形状に変形し、固液界面5の進行方向側(図の右側)における接触角θ1、および固液界面5の進行方向の反対側(図の左側)における接触角θ2が変化することとなる。すなわち、接触角θ1が前進接触角となり、接触角θ2が後退接触角となるため、この二つの接触角θ1、θ2を測定することにより、動的接触角を測定することができる。   By this relative movement, the bridge 4 receives a shearing force and is deformed into a shape that is dragged by the solid sample 2, for example, and the contact angle θ1 on the traveling direction side (right side in the figure) of the solid-liquid interface 5 and the solid-liquid interface 5 The contact angle θ2 on the side opposite to the traveling direction (left side in the figure) changes. That is, since the contact angle θ1 becomes the advancing contact angle and the contact angle θ2 becomes the receding contact angle, the dynamic contact angle can be measured by measuring these two contact angles θ1 and θ2.

上述のように本実施形態では、架橋4を形成した液体試料3を対向部材50に確実に保持すると共に、架橋4の体積を適切に設定することができるため、架橋4の変形の応答速度を高めることが可能となっている。従って、本実施形態では、固体試料2と対向部材50の相対移動の開始から架橋4が動的接触角を測定可能な状態となるまでの助走期間を短くすると共に、相対移動中の測定面2aの性状の変化に対して敏感に架橋4の変形を追随させることが可能となっている。この結果、本実施形態では、固体試料2の測定面2aの略全面にわたって動的接触角を測定可能であると共に、測定面2aにおける動的接触角の分布を緻密に求めることが可能となっている。   As described above, in the present embodiment, since the liquid sample 3 on which the bridge 4 is formed can be reliably held on the facing member 50 and the volume of the bridge 4 can be appropriately set, the response speed of deformation of the bridge 4 can be increased. It is possible to increase. Therefore, in this embodiment, while shortening the run period until the bridge | bridging 4 will be in the state which can measure a dynamic contact angle from the start of the relative movement of the solid sample 2 and the opposing member 50, the measurement surface 2a in relative movement It is possible to follow the deformation of the bridge 4 in a sensitive manner with respect to changes in the properties. As a result, in the present embodiment, the dynamic contact angle can be measured over substantially the entire measurement surface 2a of the solid sample 2, and the distribution of the dynamic contact angle on the measurement surface 2a can be precisely determined. Yes.

図3(a)〜(f)は、対向部材50のその他の形態の例を示した概略図である。なお、同図(a)〜(f)では、対向部材50の一部を断面にして示している。対向部材50は、同図(a)に示されるように、例えば二重管や蓮根状の構造等により、複数の供給通路54(収容部58)を備えるものであってもよい。また、対向部材50は、同図(b)に示されるように、複数の管を束ねて構成されるものであってもよい。また、対向部材50は、供給通路54(収容部58)と先端面52が供給通路54よりも小径の孔54aによって連通されるものであってもよい。この場合、孔54aの数を調整することで、先端面52の面積を調整することができる。   3A to 3F are schematic views illustrating examples of other forms of the facing member 50. FIG. In addition, in the same figure (a)-(f), a part of opposing member 50 is shown in the cross section. The opposing member 50 may be provided with a plurality of supply passages 54 (accommodating portions 58), for example, by a double tube or a lotus root structure, as shown in FIG. Moreover, the opposing member 50 may be configured by bundling a plurality of tubes, as shown in FIG. Further, the facing member 50 may be configured such that the supply passage 54 (accommodating portion 58) and the tip end surface 52 communicate with each other through a hole 54a having a smaller diameter than the supply passage 54. In this case, the area of the front end surface 52 can be adjusted by adjusting the number of the holes 54a.

また、固体試料2および液体試料3の性状によっては、同図(d)〜(f)に示されるように、対向部材50を中実の部材から構成するようにしてもよい。なお、この場合には、供給装置60を、固体試料2と対向部材50の間に側方から液体試料3を供給するように構成すればよい。   Further, depending on the properties of the solid sample 2 and the liquid sample 3, the opposing member 50 may be formed of a solid member as shown in FIGS. In this case, the supply device 60 may be configured to supply the liquid sample 3 from the side between the solid sample 2 and the facing member 50.

このように、対向部材50を中実の部材から構成する場合、同図(e)に示されるように、先端面52に適宜の凹凸形状52aを設けるようにしてもよいし、同図(f)に示されるように、先端面52に窪みを形成して収容部58を設けるようにしてもよい。収容部58を設ける場合、収容部58の個数、容積および形状は特に限定されるものではなく、液体試料3の性状等に応じて適宜に設定すればよい。従って、対向部材50は、例えば同図(a)〜(c)に示される例において、供給通路54(収容部58)が供給装置60と連通しないものであってもよい。   As described above, when the opposing member 50 is formed of a solid member, an appropriate uneven shape 52a may be provided on the distal end surface 52 as shown in FIG. ), A recess may be formed in the distal end surface 52 to provide the accommodating portion 58. When providing the accommodating part 58, the number, volume, and shape of the accommodating part 58 are not specifically limited, What is necessary is just to set suitably according to the property etc. of the liquid sample 3. FIG. Therefore, the opposing member 50 may be one in which the supply passage 54 (accommodating portion 58) does not communicate with the supply device 60 in the example shown in FIGS.

また、図示は省略するが、対向部材50は、例えば樹脂やセラミックス、不織布等の多孔質体から構成されるものであってもよい。この場合、多孔質体の有する空隙を供給通路54または収容部58として機能させることができる。また、管状の部材の内部に多孔質体を配置したものや、中実の部材の先端部に多孔質体の板を取り付けたもの等、多孔質体と多孔質体以外の材質の複合体から対向部材50を構成するようにしてもよい。   Moreover, although illustration is abbreviate | omitted, the opposing member 50 may be comprised from porous bodies, such as resin, ceramics, a nonwoven fabric, for example. In this case, the voids of the porous body can function as the supply passage 54 or the accommodating portion 58. Also, from a composite of a material other than a porous body and a porous body, such as a porous body disposed inside a tubular member, or a porous body plate attached to the tip of a solid member You may make it comprise the opposing member 50. FIG.

なお、対向部材50の形状は、上述の形状に限定されるものではなく、先端面52と固体試料2の測定面2aの間に液体試料3の架橋4を形成可能な形状であれば、どのような形状であってもよい。また、先端面52の形状も、特に限定されるものではなく、円形状や円管状以外にも例えば多角形状や楕円形状等、任意の形状を採用することができる。   The shape of the facing member 50 is not limited to the above-described shape, and any shape can be used as long as the bridge 4 of the liquid sample 3 can be formed between the tip surface 52 and the measurement surface 2a of the solid sample 2. Such a shape may be used. Moreover, the shape of the front end surface 52 is not particularly limited, and an arbitrary shape such as a polygonal shape or an elliptical shape can be adopted in addition to a circular shape or a circular tube shape.

次に、動的接触角計1による動的接触角の測定手順について説明する。図4(a)〜(e)ならびに図5(a)および(b)は、動的接触角の測定手順を示した概略図である。なお、図4(a)〜(e)は、対向部材50の先端部およびその周辺を拡大して示した図である。また、図5(a)は、固体試料2を上方から見た図であり、同図(b)は、固体試料2および対向部材50を撮像装置30側から見た図である。   Next, the measurement procedure of the dynamic contact angle by the dynamic contact angle meter 1 will be described. 4 (a) to 4 (e) and FIGS. 5 (a) and 5 (b) are schematic diagrams showing a procedure for measuring the dynamic contact angle. FIGS. 4A to 4E are enlarged views of the distal end portion of the opposing member 50 and its periphery. 5A is a diagram of the solid sample 2 viewed from above, and FIG. 5B is a diagram of the solid sample 2 and the opposing member 50 viewed from the imaging device 30 side.

動的接触角の測定においては、まず、供給装置60に液体試料3を収容し、ステージ20上に固体試料2を載置した後にステージ20を移動させて、固体試料2の測定面2aにおける測定開始点S(図5(a)参照)に対向部材50を配置する。   In the measurement of the dynamic contact angle, first, the liquid sample 3 is accommodated in the supply device 60, the solid sample 2 is placed on the stage 20, and then the stage 20 is moved to measure the solid sample 2 on the measurement surface 2a. The facing member 50 is disposed at the starting point S (see FIG. 5A).

次に、図4(a)に示されるように、供給装置60を下降させることにより、対向部材50を測定位置に配置する。この対向部材50の測定位置は、対向部材50の先端面52と固体試料2の測定面2aとの間に液体試料3が架橋4を形成可能な位置に設定されている。次に、図4(b)に示されるように、供給装置60を操作して液体試料3を対向部材50と固体試料2の間に供給し、対向部材50の先端面52と固体試料2の測定面2aの間に液体試料3の架橋4を形成する。   Next, as shown in FIG. 4A, the supply device 60 is lowered to place the facing member 50 at the measurement position. The measurement position of the facing member 50 is set to a position where the liquid sample 3 can form the bridge 4 between the front end surface 52 of the facing member 50 and the measurement surface 2 a of the solid sample 2. Next, as shown in FIG. 4B, the supply device 60 is operated to supply the liquid sample 3 between the facing member 50 and the solid sample 2, and the tip surface 52 of the facing member 50 and the solid sample 2 are A bridge 4 of the liquid sample 3 is formed between the measurement surfaces 2a.

架橋4を形成した後は、必要に応じて図4(c)に示されるように、供給装置60のプランジャ64の位置を変更して、先端面52と測定面2aの間の液体試料3の量を調整したり、ステージ20を昇降させて先端面52と測定面2aの間の距離を調整したりすることにより、架橋4が適切な体積となるようにする。このとき、安定的な測定のためには、液体試料3が対向部材50の外周面56に接触しないようにすることが好ましい。   After the bridge 4 is formed, as shown in FIG. 4C, the position of the plunger 64 of the supply device 60 is changed as necessary, and the liquid sample 3 between the tip surface 52 and the measurement surface 2a is changed. By adjusting the amount or by moving the stage 20 up and down to adjust the distance between the distal end surface 52 and the measurement surface 2a, the bridge 4 has an appropriate volume. At this time, it is preferable to prevent the liquid sample 3 from coming into contact with the outer peripheral surface 56 of the facing member 50 for stable measurement.

図4(d)は、架橋4を適切な体積、すなわち測定中に対向部材50で適切に保持可能な体積とした場合の一例を示している。なお、架橋4の適切な体積は、図4(d)に示される外周部がやや窪んだ形状となるものに限定されるものではなく、液体試料3および固体試料2の性状等によっては、図2(a)に示される外周部がやや膨出した形状となるものや、より液滴に近い形状となるものとなる場合がある。   FIG. 4D shows an example in which the bridge 4 has an appropriate volume, that is, a volume that can be appropriately held by the facing member 50 during measurement. The appropriate volume of the bridge 4 is not limited to a shape in which the outer peripheral portion shown in FIG. 4 (d) is slightly depressed, and depending on the properties of the liquid sample 3 and the solid sample 2, In some cases, the outer peripheral portion shown in 2 (a) has a slightly bulging shape or a shape closer to a droplet.

架橋4が適切な体積であるか否かは、撮像装置30より撮像した画像により確認することができる。また、架橋4が適切な体積であるか否かの判断は、測定者がコンピュータ70の表示手段に表示された画像を目視することにより行ってもよいし、画像処理手段74によるテンプレートとの比較等により自動的に行うようにしてもよい。   Whether or not the bridge 4 has an appropriate volume can be confirmed by an image captured by the imaging device 30. In addition, the determination as to whether or not the bridge 4 has an appropriate volume may be made by the measurer visually observing the image displayed on the display means of the computer 70, or by comparison with the template by the image processing means 74. It may be automatically performed by such as.

架橋4が適切に形成されたならば、図4(e)に示されるように、ステージ20を所定の測定速度でY方向に移動させ、固体試料2と対向部材50(および架橋4)を所定の測定速度で相対移動させながら、架橋4の変形状態を撮像装置30によって撮像する。そして、撮像した画像を画像処理手段74によって画像処理することにより、前進接触角θ1および後退接触角θ2を導出する。この前進接触角θ1および後退接触角θ2の導出は、例えば接線法やカーブフィッティング法等、画像から接触角を導出する既存の手法により行うことができる。   If the bridge 4 is appropriately formed, as shown in FIG. 4E, the stage 20 is moved in the Y direction at a predetermined measurement speed, and the solid sample 2 and the opposing member 50 (and the bridge 4) are predetermined. The deformation state of the bridge 4 is imaged by the imaging device 30 while being relatively moved at the measurement speed. Then, the forward contact angle θ1 and the backward contact angle θ2 are derived by subjecting the captured image to image processing by the image processing means 74. The derivation of the advancing contact angle θ1 and the receding contact angle θ2 can be performed by an existing method for deriving the contact angle from the image, such as a tangent method or a curve fitting method.

なお、接線法とは、架橋4の固液界面5の近傍の輪郭形状を円の一部と仮定して円の中心を求め、円の接線と直線でなす角度を接触角として求める手法である。また、カーブフィッティング法とは、架橋4の固液界面5の近傍の輪郭形状が真円または楕円の一部をなすと仮定し、指定された区間内(フィッティング区間)の全ての観測座標を使って最小二乗法フィッティングを行うことで真円または楕円のパラメータを決定し、端点における微分係数を求めて接触角を算出する手法である。   Note that the tangent method is a method for obtaining the center of a circle by assuming the contour shape in the vicinity of the solid-liquid interface 5 of the bridge 4 as a part of a circle, and obtaining the angle formed by the straight line and the straight line as the contact angle. . The curve fitting method assumes that the contour shape in the vicinity of the solid-liquid interface 5 of the bridge 4 forms a perfect circle or a part of an ellipse, and uses all observation coordinates within the specified section (fitting section). In this method, a perfect circle or ellipse parameter is determined by performing least squares fitting, and a contact angle is calculated by obtaining a differential coefficient at an end point.

ステージ20のY方向の移動は、図5(a)および(b)に示されるように、対向部材50が測定開始点Sから測定範囲AのY方向寸法Ayにわたって相対移動し、測定終了点Eに到達するまで行われる。ステージ20をY方向に移動させている間、すなわち固体試料2と対向部材50がY方向において相対移動している間、撮像装置30は撮像を継続し、撮像した画像は必要に応じてコンピュータ70の表示手段に表示される。   As shown in FIGS. 5A and 5B, the movement of the stage 20 in the Y direction is such that the opposing member 50 moves relative to the Y direction dimension Ay of the measurement range A from the measurement start point S, and the measurement end point E is reached. It is done until it reaches. While the stage 20 is moved in the Y direction, that is, while the solid sample 2 and the opposing member 50 are relatively moved in the Y direction, the imaging device 30 continues to capture images, and the captured images are stored in the computer 70 as necessary. Displayed on the display means.

そして、画像処理手段74は、撮像装置30が撮像した画像を、所定のサンプリング周期で取得し、取得した画像と測定範囲Aにおける対向部材50の位置情報(X座標およびY座標)を対応付けて、コンピュータ70の記憶手段に記憶する。なお、画像を取得するサンプリング周期は、動的接触角を測定する測定点PのY方向の間隔Pyの設定と、ステージ20のY方向の移動速度(すなわち、測定速度の設定)によって決定される。また、対向部材50の位置情報は、例えばステージ20の制御情報から取得することができる。   Then, the image processing unit 74 acquires the image captured by the imaging device 30 at a predetermined sampling period, and associates the acquired image with the position information (X coordinate and Y coordinate) of the facing member 50 in the measurement range A. And stored in the storage means of the computer 70. Note that the sampling period for acquiring the image is determined by the setting of the interval Py in the Y direction of the measurement point P at which the dynamic contact angle is measured and the moving speed of the stage 20 in the Y direction (that is, the setting of the measurement speed). . Further, the position information of the facing member 50 can be acquired from the control information of the stage 20, for example.

これにより、Y方向の間隔Pyごとの測定点Pにおける架橋4の画像が、測定範囲AのY方向寸法Ayにわたって得られる。そして、これらの画像を画像処理することにより、各測定点Pにおける前進接触角θ1および後退接触角θ2が、測定範囲AのY方向寸法Ayにわたって得られる。   Thereby, the image of the bridge | crosslinking 4 in the measurement point P for every space | interval Py of the Y direction is obtained over the Y direction dimension Ay of the measurement range A. Then, by performing image processing on these images, the forward contact angle θ1 and the backward contact angle θ2 at each measurement point P are obtained over the Y-direction dimension Ay of the measurement range A.

なお、前進接触角θ1および後退接触角θ2の導出は、画像を取得する度に行ってもよいし、後からまとめて行うようにしてもよい。導出した前進接触角θ1および後退接触角θ2は、対向部材50の位置情報と対応付けられてコンピュータ70の記憶手段に記憶され、必要に応じて表示手段に表示される。   Note that the derivation of the forward contact angle θ1 and the backward contact angle θ2 may be performed every time an image is acquired, or may be performed collectively later. The derived forward contact angle θ1 and reverse contact angle θ2 are stored in the storage means of the computer 70 in association with the position information of the facing member 50, and displayed on the display means as necessary.

以後、上記手順を、ステージ20を測定点PのX方向の間隔Pxだけ移動させた後に繰り返していくことにより測定は進行し、測定範囲AのX方向寸法Axにわたって上述の手順を繰り返したときに測定は終了する。なお、測定開始点Sと最初の測定点Pの間のY方向の間隔Py、および最後の測定点Pと測定終了点Eの間のY方向の間隔Pyを他のY方向の間隔Pyよりも狭くし、Y方向のより広い範囲を測定するようにしてもよい。また、測定点PのX方向の間隔PxおよびY方向の間隔Pyは、同一の間隔であってもよいし、異なる間隔であってもよい。   Thereafter, the above procedure is repeated after the stage 20 is moved by the distance Px in the X direction of the measurement point P. When the above procedure is repeated over the X direction dimension Ax of the measurement range A, The measurement ends. Note that the Y-direction interval Py between the measurement start point S and the first measurement point P and the Y-direction interval Py between the last measurement point P and the measurement end point E are larger than the other Y-direction intervals Py. It may be narrowed and a wider range in the Y direction may be measured. Further, the interval Px in the X direction and the interval Py in the Y direction of the measurement points P may be the same interval or different intervals.

以上の手順により、測定範囲Aにおける動的接触角(前進接触角θ1および後退接触角θ2)の二次元分布が測定される。また、測定速度(すなわち、ステージ20のY方向の移動速度)を変更して測定を行うことにより、固液界面の移動速度ごとに動的接触角の二次元分布を得ることができる。   By the above procedure, the two-dimensional distribution of dynamic contact angles (advance contact angle θ1 and receding contact angle θ2) in measurement range A is measured. Further, by performing measurement while changing the measurement speed (that is, the movement speed of the stage 20 in the Y direction), a two-dimensional distribution of dynamic contact angles can be obtained for each movement speed of the solid-liquid interface.

上述のように本実施形態では、架橋4を安定的に保持することが可能であるため、幅広い速度範囲にわたって動的接触角の二次元分布を測定することができる。従って、本実施形態の動的接触角計1によれば、固体試料2に対する液体試料3のぬれ性を、従来以上に詳細、且つ多面的な視点から評価することが可能となっている。   As described above, in the present embodiment, since the bridge 4 can be stably held, the two-dimensional distribution of the dynamic contact angle can be measured over a wide speed range. Therefore, according to the dynamic contact angle meter 1 of the present embodiment, the wettability of the liquid sample 3 with respect to the solid sample 2 can be evaluated from a more detailed and multifaceted viewpoint than ever before.

なお、動的接触角の測定方法は、上述の例に限定されるものではない。図6(a)〜(c)は、動的接触角のその他の測定方法の例を示した概略図である。動的接触角の測定においては、例えば同図(a)に示されるように、ステージ20のY方向の移動方向を交互に変更することにより、ジグザグ状の測定径路に沿って動的接触角を測定していくようにしてもよい。   The method for measuring the dynamic contact angle is not limited to the above example. 6A to 6C are schematic views illustrating examples of other methods for measuring the dynamic contact angle. In the measurement of the dynamic contact angle, for example, as shown in FIG. 5A, the dynamic contact angle is set along the zigzag measuring path by alternately changing the moving direction of the stage 20 in the Y direction. You may make it measure.

また、同図(b)に示されるように、ステージ20のX方向の移動とZ軸廻りの回転を組み合わせることにより、スパイラル状の測定径路に沿って動的接触角を測定していくようにしてもよい。なお、この場合、同図(b)に示されるように、固体試料2の測定面2aの外側から中心部に向けて動的接触角を測定していくようにしてもよいし、中心部から外側に向けて動的接触角を測定していくようにしてもよい。また、この場合、円盤状の固体試料2を用いるようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 5B, the dynamic contact angle is measured along the spiral measurement path by combining the movement of the stage 20 in the X direction and the rotation around the Z axis. May be. In this case, the dynamic contact angle may be measured from the outside of the measurement surface 2a of the solid sample 2 toward the center as shown in FIG. The dynamic contact angle may be measured toward the outside. In this case, a disk-shaped solid sample 2 may be used.

また、動的接触角計1に複数の撮像装置30を設け、固体試料2と対向部材50の相対移動中に複数方向から架橋4を撮像するようにしてもよい。この場合、例えば同図(c)に示されるように、固体試料2と対向部材50の相対移動方向に略直交する方向(すなわち、X方向)に加えて、相対移動方向と同じ方向(すなわち、Y方向)から撮像することにより、相対移動中の架橋4の変形状態をより詳細に把握することが可能となる。すなわち、固体試料2に対する液体試料3のぬれ性を、より詳細且つ多面的な視点から評価することが可能となる。なお、同図(c)に示す例以外の方向から撮像を行うようにしてもよいことは、言うまでもない。   Alternatively, the dynamic contact angle meter 1 may be provided with a plurality of imaging devices 30 so that the bridge 4 is imaged from a plurality of directions during the relative movement of the solid sample 2 and the facing member 50. In this case, for example, as shown in FIG. 5C, in addition to the direction substantially orthogonal to the relative movement direction of the solid sample 2 and the facing member 50 (that is, the X direction), the same direction as the relative movement direction (that is, the X direction) By taking an image from (Y direction), it becomes possible to grasp the deformation state of the bridge 4 during relative movement in more detail. That is, the wettability of the liquid sample 3 with respect to the solid sample 2 can be evaluated from a more detailed and multifaceted viewpoint. Needless to say, imaging may be performed from a direction other than the example shown in FIG.

次に、架橋4の適切な体積を求める手法の一例について説明する。図7(a)〜(c)は、架橋4の適切な体積を求める手法の一例を示した概略図であり、対向部材50の先端部およびその周辺を拡大して示した図である。   Next, an example of a method for obtaining an appropriate volume of the bridge 4 will be described. FIGS. 7A to 7C are schematic views showing an example of a method for obtaining an appropriate volume of the bridge 4, and are enlarged views of the distal end portion of the opposing member 50 and the periphery thereof.

この例では、まず同図(a)に示されるように、対向部材50と固体試料2の間に多めの液体試料3を供給し、大きめの架橋4を形成する。次に、同図(b)に示されるように、ステージ20を操作して固体試料2を所定の測定速度で移動させ、同図(c)に示されるように、余分な液体試料3を液滴6として分離させる。このときに、対向部材50と固体試料2の間に残存している架橋4は、当該測定速度において対向部材50が安定的に保持可能な体積となっていると推測することができる。   In this example, first, as shown in FIG. 2A, a larger liquid sample 3 is supplied between the facing member 50 and the solid sample 2 to form a larger bridge 4. Next, as shown in FIG. 4B, the stage 20 is operated to move the solid sample 2 at a predetermined measurement speed, and as shown in FIG. Separate as drops 6. At this time, it can be estimated that the cross-linking 4 remaining between the facing member 50 and the solid sample 2 has a volume that the facing member 50 can stably hold at the measurement speed.

このようにして、架橋4の適切な体積を求めることができる。なお、固体試料2をより長い距離移動させて、複数の液滴6を分離させるようにしてもよい。また、このようにして求めた体積に、測定状況等に応じて微調整を加えるようにしてもよい。また、架橋4の適切な体積を求める手法は、上述の例に限定されるものではなく、その他の手法であってもよいことは言うまでもない。   In this way, an appropriate volume of the bridge 4 can be determined. Note that the solid sample 2 may be moved a longer distance to separate the plurality of droplets 6. Further, the volume obtained in this way may be finely adjusted according to the measurement situation or the like. Needless to say, the method for obtaining an appropriate volume of the bridge 4 is not limited to the above-described example, and other methods may be used.

以上説明したように、本実施形態に係る動的接触角計1は、固体試料2の測定面2aに対向して配置される対向部材50と、測定面2aと対向部材50の間に液体試料3を供給する供給装置60と、固体試料2および対向部材50を測定面2aに略沿う方向において相対移動させる移動機構22と、測定面2aと対向部材50の間の液体試料3を固体試料2および対向部材50の相対移動方向に略直交する方向から撮像する撮像装置30と、固体試料2および対向部材30の相対移動中に撮像装置30が撮像した画像に基づいて動的接触角(前進接触角θ1および後退接触角θ2)を導出する接触角導出装置(画像処理手段74)と、を備え、対向部材50は、固体試料2および対向部材50を相対移動させて測定面2aと対向部材50の間の液体試料3を撮像する場合に、対向部材50の測定面2aに対向する面(先端面52)と測定面2aの間において液体試料3が架橋4を形成する位置に配置される。   As described above, the dynamic contact angle meter 1 according to the present embodiment includes the facing member 50 disposed to face the measurement surface 2a of the solid sample 2, and the liquid sample between the measurement surface 2a and the facing member 50. 3, a moving mechanism 22 for relatively moving the solid sample 2 and the opposing member 50 in a direction substantially along the measurement surface 2 a, and the liquid sample 3 between the measurement surface 2 a and the opposing member 50 as the solid sample 2. And a dynamic contact angle (advanced contact) based on an image captured by the imaging device 30 during the relative movement of the solid sample 2 and the opposing member 30. A contact angle deriving device (image processing means 74) for deriving the angle θ1 and the receding contact angle θ2), and the facing member 50 moves the solid sample 2 and the facing member 50 relative to each other to move the measurement surface 2a and the facing member 50. Between When the liquid sample 3 is imaged, the liquid sample 3 is disposed at a position where the cross-link 4 is formed between the measurement surface 2a and the surface facing the measurement surface 2a of the facing member 50 (tip surface 52).

このような構成とすることで、対向部材50によって液体試料3を従来以上に安定的に保持することが可能となるため、動的接触角の測定を多彩な条件下で安定的に行うことができる。すなわち、固体試料2および液体試料3の幅広い組み合わせにおいて安定的に動的接触角を測定することが可能であると共に、幅広い速度範囲にわたって安定的に動的接触角の測定を行うことが可能となっている。   By adopting such a configuration, it becomes possible to hold the liquid sample 3 more stably than before by the facing member 50, so that the dynamic contact angle can be stably measured under various conditions. it can. That is, the dynamic contact angle can be stably measured in a wide range of combinations of the solid sample 2 and the liquid sample 3, and the dynamic contact angle can be stably measured over a wide speed range. ing.

また、移動機構22は、測定面2aにおける所定の測定範囲Aにわたって対向部材50が固体試料2に対して相対移動可能に構成されている。このようにすることで、測定面2a内のより広い範囲にわたって動的接触角を測定することが可能となるため、固体試料2に対する液体試料3のぬれ性を、従来以上に詳細、且つ多面的な視点から評価することができる。   Further, the moving mechanism 22 is configured such that the opposing member 50 can move relative to the solid sample 2 over a predetermined measurement range A on the measurement surface 2a. By doing so, it becomes possible to measure the dynamic contact angle over a wider range in the measurement surface 2a, so that the wettability of the liquid sample 3 with respect to the solid sample 2 is more detailed and multifaceted than before. Can be evaluated from various perspectives.

また、接触角導出装置(画像処理手段74)は、測定範囲A内に設定された複数の測定点Pを対向部材50が通過中の画像に基づき、複数の測定点Pごとに動的接触角を導出する。このようにすることで、測定範囲A内における動的接触角の二次元分布を測定することが可能となるため、固体試料2に対する液体試料3のぬれ性を、より詳細、且つ多面的な視点から評価することができる。   Further, the contact angle deriving device (image processing means 74) is based on the image of the opposing member 50 passing through the plurality of measurement points P set in the measurement range A, and the dynamic contact angle for each of the plurality of measurement points P. Is derived. In this way, it is possible to measure the two-dimensional distribution of the dynamic contact angle within the measurement range A, so that the wettability of the liquid sample 3 with respect to the solid sample 2 is more detailed and multifaceted. Can be evaluated from.

また、対向部材50は、液体試料3を収容する収容部58を備え、収容部58は、測定面2aに対向する面に連通されている。このようにすることで、液体試料3の保持力を高めることが可能となるため、従来以上に高速な測定速度においても安定的に測定を行うことができる。   The opposing member 50 includes an accommodating portion 58 that accommodates the liquid sample 3, and the accommodating portion 58 is communicated with a surface facing the measurement surface 2a. By doing so, it becomes possible to increase the holding force of the liquid sample 3, so that stable measurement can be performed even at a higher measurement speed than before.

また、供給装置60は、収容部58(供給通路54)を通じて測定面2aと対向部材50の間に液体試料3を供給するように構成されている。このように、供給通路54を収容部58として兼用することで、対向部材50および供給装置60を簡素に構成しながらも、液体試料3の保持力を安定して高めることができる。   The supply device 60 is configured to supply the liquid sample 3 between the measurement surface 2a and the facing member 50 through the storage portion 58 (supply passage 54). Thus, by using the supply passage 54 also as the accommodating portion 58, the holding force of the liquid sample 3 can be stably increased while the opposing member 50 and the supply device 60 are simply configured.

また、本実施形態に係る動的接触角の測定方法では、固体試料2の測定面2aに対向部材50を対向させて配置し、測定面2aと対向部材50の間に液体試料3を供給し、対向部材50の測定面2aに対向する面(先端面52)と測定面2aの間において液体試料3が架橋4を形成した状態で、固体試料2および対向部材50を測定面2aに略沿う方向において相対移動させ、固体試料2および対向部材50の相対移動中に、測定面2aと対向部材50の間の液体試料3を固体試料2および対向部材50の相対移動方向に略直交する方向から撮像して動的接触角を測定する。   In the method for measuring the dynamic contact angle according to the present embodiment, the facing member 50 is arranged to face the measuring surface 2a of the solid sample 2, and the liquid sample 3 is supplied between the measuring surface 2a and the facing member 50. The solid sample 2 and the opposing member 50 are substantially aligned with the measuring surface 2a in a state where the liquid sample 3 forms a bridge 4 between the measuring surface 2a and the surface (front end surface 52) facing the measuring surface 2a of the opposing member 50. The liquid sample 3 between the measurement surface 2a and the opposing member 50 is moved from the direction substantially orthogonal to the relative moving direction of the solid sample 2 and the opposing member 50 during the relative movement of the solid sample 2 and the opposing member 50. Image and measure dynamic contact angle.

このような構成とすることで、対向部材50によって液体試料3を従来以上に安定的に保持することが可能となるため、動的接触角の測定を多彩な条件下で安定的に行うことができる。   By adopting such a configuration, it becomes possible to hold the liquid sample 3 more stably than before by the facing member 50, so that the dynamic contact angle can be stably measured under various conditions. it can.

また、本実施形態に係る動的接触角の測定方法では、測定面2aにおける所定の測定範囲Aにわたって対向部材50を固体試料2に対して相対移動させる。このようにすることで、測定面2a内のより広い範囲にわたって動的接触角を測定することが可能となるため、固体試料2に対する液体試料3のぬれ性を、従来以上に詳細、且つ多面的な視点から評価することができる。   In the method for measuring a dynamic contact angle according to the present embodiment, the opposing member 50 is moved relative to the solid sample 2 over a predetermined measurement range A on the measurement surface 2a. By doing so, it becomes possible to measure the dynamic contact angle over a wider range in the measurement surface 2a, so that the wettability of the liquid sample 3 with respect to the solid sample 2 is more detailed and multifaceted than before. Can be evaluated from various perspectives.

また、本実施形態に係る動的接触角の測定方法では、測定範囲A内に設定された複数の測定点Pごとに動的接触角を測定する。このようにすることで、測定範囲A内における動的接触角の二次元分布を測定することが可能となるため、固体試料2に対する液体試料3のぬれ性を、より詳細、且つ多面的な視点から評価することができる。   In the dynamic contact angle measurement method according to the present embodiment, the dynamic contact angle is measured for each of the plurality of measurement points P set in the measurement range A. In this way, it is possible to measure the two-dimensional distribution of the dynamic contact angle within the measurement range A, so that the wettability of the liquid sample 3 with respect to the solid sample 2 is more detailed and multifaceted. Can be evaluated from.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の動的接触角計および動的接触角測定方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the dynamic contact angle meter and the dynamic contact angle measuring method of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and do not depart from the gist of the present invention. Of course, various changes can be made within the range.

例えば、上記実施形態では、静止状態の対向部材50に対し、固体試料2を移動させることによって、固体試料2と対向部材50を相対移動させる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、静止状態の固体試料2に対し、対向部材50を移動させるようにしてもよいし、固体試料2および対向部材50を共に逆方向に移動させるようにしてもよい。なお、対向部材50を移動させるようにした場合、撮像装置30の撮像範囲内において対向部材50を移動させるようにしてもよいし、対向部材50と共に撮像装置30を移動させるようにしてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the example in which the solid sample 2 and the facing member 50 are moved relative to each other by moving the solid sample 2 with respect to the facing member 50 in the stationary state has been described, but the present invention is limited to this. Instead, the opposing member 50 may be moved relative to the solid sample 2 in a stationary state, or both the solid sample 2 and the opposing member 50 may be moved in the opposite directions. When the opposing member 50 is moved, the opposing member 50 may be moved within the imaging range of the imaging device 30, or the imaging device 30 may be moved together with the opposing member 50.

また、上記実施形態では、固体試料2と対向部材50を水平面内において相対移動させる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、固体試料2と対向部材50を垂直平面内において相対移動させるようにしてもよいし、傾斜した平面内において相対移動させるようにしてもよい。また、測定面2aを下側に向けて固体試料2を配置し、下方から対向部材50を対向させるようにしてもよい。   Moreover, although the example which moves the solid sample 2 and the opposing member 50 relatively in a horizontal plane was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this, The solid sample 2 and the opposing member 50 are in a vertical plane. May be moved relative to each other, or may be moved relatively within an inclined plane. Alternatively, the solid sample 2 may be disposed with the measurement surface 2a facing downward, and the opposing member 50 may be opposed from below.

また、上記実施形態では、固体試料2の測定面2aが平面から構成される場合の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、測定面2aは曲面から構成されるものであってもよい。この場合、相対移動中に対向部材50または固体試料2を曲面に沿って昇降させるようにし、固体試料2と対向部材50の間隔を略一定に保つようにすればよい。   Moreover, although the example in the case where the measurement surface 2a of the solid sample 2 is configured from a flat surface is shown in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the measurement surface 2a is configured from a curved surface. It may be. In this case, the opposing member 50 or the solid sample 2 may be raised and lowered along the curved surface during the relative movement, and the distance between the solid sample 2 and the opposing member 50 may be kept substantially constant.

また、上記した実施の形態における作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したものに過ぎず、本発明による作用および効果は、これらに限定されるものではない。   In addition, the operations and effects in the above-described embodiment are merely a list of the most preferable operations and effects resulting from the present invention, and the operations and effects according to the present invention are not limited to these.

本発明の動的接触角計および動的接触角の測定方法は、固体の表面性状の測定および評価の分野で利用することができる。   The dynamic contact angle meter and the dynamic contact angle measurement method of the present invention can be used in the field of measurement and evaluation of surface properties of solids.

1 動的接触角計
2 固体試料
2a 測定面
3 液体試料
4 架橋
20 ステージ
22移動機構
30 撮像装置
50 対向部材
52 先端面
54 供給通路
58 収容部
60 供給装置
70 コンピュータ
74 画像処理手段
A 測定範囲
P 測定点
θ1 前進接触角
θ2 後退接触角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dynamic contact angle meter 2 Solid sample 2a Measurement surface 3 Liquid sample 4 Bridge | crosslinking 20 Stage 22 Movement mechanism 30 Imaging device 50 Opposing member 52 Front end surface 54 Supply path 58 Storage part 60 Supply device 70 Computer 74 Image processing means A Measurement range P Measurement point θ1 Forward contact angle θ2 Backward contact angle

Claims (6)

固体試料の測定面に対向して配置され、前記測定面に対向する対向面、前記対向面の外周において前記測定面に対向しない外周面、および前記対向面に連通する収容部を備える対向部材と、
前記収容部内を通じて前記測定面と前記対向部材の間に液体試料を供給する供給装置と、
前記固体試料および前記対向部材を前記測定面に略沿う方向において相対移動させる移動機構と、
前記測定面と前記対向部材の間の液体試料を前記固体試料および前記対向部材の相対移動方向に略直交する方向から撮像する撮像装置と、
前記収容部内の前記液体試料と連続する前記液体試料が前記対向面と前記測定面の間において前記外周面に接触することなく架橋を形成した状態で前記固体試料および前記対向部材が相対移動中に前記撮像装置が撮像した画像に基づいて動的接触角を導出する接触角導出装置と、を備えることを特徴とする、
動的接触角計。
A facing member that is disposed to face the measurement surface of the solid sample and that faces the measurement surface; an outer peripheral surface that does not face the measurement surface at an outer periphery of the facing surface; and a housing member that communicates with the facing surface ; ,
A supply device for supplying a liquid sample between the measurement surface and the opposing member through the accommodating portion;
A moving mechanism for relatively moving the solid sample and the facing member in a direction substantially along the measurement surface;
An imaging device that images a liquid sample between the measurement surface and the opposing member from a direction substantially orthogonal to the relative movement direction of the solid sample and the opposing member;
While the liquid sample continuous with the liquid sample in the storage portion forms a bridge between the facing surface and the measurement surface without contacting the outer peripheral surface, the solid sample and the facing member are in relative movement. A contact angle deriving device for deriving a dynamic contact angle based on an image captured by the imaging device,
Dynamic contact angle meter.
前記移動機構は、前記測定面における所定の測定範囲にわたって前記対向部材が前記固体試料に対して相対移動可能に構成されることを特徴とする、
請求項1に記載の動的接触角計。
The moving mechanism is configured such that the facing member is movable relative to the solid sample over a predetermined measurement range on the measurement surface.
The dynamic contact angle meter according to claim 1.
前記接触角導出装置は、前記測定範囲内に設定された複数の測定点を前記対向部材が通過中の画像に基づき、前記複数の測定点ごとに動的接触角を導出することを特徴とする、
請求項に記載の動的接触角計。
The contact angle deriving device derives a dynamic contact angle for each of the plurality of measurement points based on an image of the opposing member passing through the plurality of measurement points set within the measurement range. ,
The dynamic contact angle meter according to claim 2 .
固体試料の測定面に対向して配置され、前記測定面に対向する対向面、前記対向面の外周において前記測定面に対向しない外周面、および前記対向面に連通する収容部を備える対向部材を使用する動的接触角の測定方法であって、
前記固体試料の前記測定面に前記対向部材を対向させて配置し、
前記収容部内を通じて前記測定面と前記対向部材の間に液体試料を供給し、
前記収容部内の前記液体試料と連続する前記液体試料が前記対向面と前記測定面の間において前記外周面に接触することなく架橋を形成した状態で、前記固体試料および前記対向部材を前記測定面に略沿う方向において相対移動させ、
前記固体試料および前記対向部材の相対移動中に、前記測定面と前記対向部材の間の液体試料を前記固体試料および前記対向部材の相対移動方向に略直交する方向から撮像して動的接触角を測定すること特徴とする、
動的接触角の測定方法。
An opposing member that is disposed to face the measurement surface of the solid sample, and that has an opposing surface that opposes the measurement surface, an outer peripheral surface that does not oppose the measurement surface in an outer periphery of the opposing surface, and a housing portion that communicates with the opposing surface. A method for measuring the dynamic contact angle used,
Placing the facing member facing the measurement surface of the solid sample,
Supplying a liquid sample between the measurement surface and the opposing member through the accommodating portion;
In the state in which the liquid sample continuous with the liquid sample in the housing portion forms a bridge between the facing surface and the measuring surface without contacting the outer peripheral surface, the solid sample and the facing member are placed on the measuring surface. Relative movement in the direction along
During the relative movement of the solid sample and the opposing member, the liquid sample between the measurement surface and the opposing member is imaged from a direction substantially perpendicular to the relative movement direction of the solid sample and the opposing member to obtain a dynamic contact angle. Characterized by measuring,
Dynamic contact angle measurement method.
前記測定面における所定の測定範囲にわたって前記対向部材を前記固体試料に対して相対移動させることを特徴とする、
請求項に記載の動的接触角の測定方法。
The opposed member is moved relative to the solid sample over a predetermined measurement range on the measurement surface,
The method for measuring a dynamic contact angle according to claim 4 .
前記測定範囲内に設定された複数の測定点ごとに動的接触角を測定することを特徴とする、
請求項に記載の動的接触角の測定方法。
The dynamic contact angle is measured for each of a plurality of measurement points set within the measurement range,
The method for measuring a dynamic contact angle according to claim 5 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105628560B (en) * 2015-12-25 2018-04-10 大连理工大学 One kind measurement CO2The experimental provision of/salt solution/rock system contact angle
CN110132796B (en) * 2019-05-22 2020-05-08 中国石油大学(北京) Shale three-dimensional contact angle and wetting heterogeneity evaluation system

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4891185A (en) * 1988-01-22 1990-01-02 Goldin Stanley M High resolution monitoring device
JP3179175B2 (en) * 1992-03-12 2001-06-25 株式会社ピュアレックス Analysis pretreatment method
JPH07146220A (en) * 1993-11-25 1995-06-06 Sony Corp Method for analyzing impurities on surface of solid
US5705738A (en) * 1997-01-16 1998-01-06 Japan Science And Technology Corporation Precise shear-stress measurement apparatus
JP3932739B2 (en) * 1999-10-22 2007-06-20 セイコーエプソン株式会社 Contact angle measuring device, dynamic surface tension measuring device, contact angle measuring method, and dynamic surface tension measuring method
JP2002219810A (en) * 2001-01-26 2002-08-06 Seiko Epson Corp System and method for evaluating ink jet performance of functional liquid
JP2002277373A (en) * 2001-03-15 2002-09-25 Techno Plex:Kk Instrument for measuring contact angle of drop
JP3767500B2 (en) * 2002-03-12 2006-04-19 セイコーエプソン株式会社 Method and apparatus for measuring dynamic contact angle
JP3908145B2 (en) * 2002-10-23 2007-04-25 秀博 神谷 Adhesive force measuring apparatus and adhesive force measuring method
JP4135796B2 (en) * 2002-11-20 2008-08-20 株式会社テクノス Scan / collection nozzle
JP2005147943A (en) * 2003-11-18 2005-06-09 Seiko Epson Corp Apparatus and method for measuring dynamic wettability
US8272254B2 (en) * 2008-08-04 2012-09-25 Brighton Technologies Group, Inc Device and method to measure wetting characteristics
JP5457237B2 (en) * 2010-03-17 2014-04-02 協和界面科学株式会社 Liquid adhesion measuring device, liquid adhesion measuring method

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