JPH05126716A - 前進及び後退接触角測定方法 - Google Patents
前進及び後退接触角測定方法Info
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- JPH05126716A JPH05126716A JP3289799A JP28979991A JPH05126716A JP H05126716 A JPH05126716 A JP H05126716A JP 3289799 A JP3289799 A JP 3289799A JP 28979991 A JP28979991 A JP 28979991A JP H05126716 A JPH05126716 A JP H05126716A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液体押出及び引込み用の細管を液滴の表面に
接触させないようにして、測定誤差が発生しないように
した前進及び後退接触角測定方法。 【構成】 固体１表面上に形成された微小液滴５の接触
面直径Ｌと高さＨを測定して固体−液体の接触角θを求
める方法において、固体１を貫通する細孔から液体５を
押し出し、又は、前記細孔より液体５を引き込むことに
よって、前進接触角θa 又は後退接触角θr を測定す
る。こうすると、微小液滴を異物の挿入なしに形成する
ことができ、微小液滴は常に球の一部となり、測定誤差
が発生せず、測定精度が向上する。
接触させないようにして、測定誤差が発生しないように
した前進及び後退接触角測定方法。 【構成】 固体１表面上に形成された微小液滴５の接触
面直径Ｌと高さＨを測定して固体−液体の接触角θを求
める方法において、固体１を貫通する細孔から液体５を
押し出し、又は、前記細孔より液体５を引き込むことに
よって、前進接触角θa 又は後退接触角θr を測定す
る。こうすると、微小液滴を異物の挿入なしに形成する
ことができ、微小液滴は常に球の一部となり、測定誤差
が発生せず、測定精度が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体と固体の間の接触
角の測定法に関し、さらに詳しくは、微小液滴中に異物
を混入することなしに前進接触角及び後退接触角を測定
する方法に関する。
角の測定法に関し、さらに詳しくは、微小液滴中に異物
を混入することなしに前進接触角及び後退接触角を測定
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の接触角測定法には、例えば「新実
験化学講座、第１８巻、界面とコロイド、丸善、ｐ．９
７〜９９（１９７７）」に記載されるように、液滴法、
傾斜法、垂直板法等が知られている。また、液体の固体
に対する濡れ性のさらに詳しい指標である前進接触角θ
a 及び後退接触角θr の測定法は、例えば「高分子化学
の基礎と応用、上巻、筏義人編、化学同人、ｐ．２３０
〜２３１（１９８６）」に記載されている改良型液滴法
が知られており、微小液滴の接触面直径Ｌ及び高さＨよ
り、前進接触角θa 及び後退接触角θr は次式（１）を
用いて計算される（特開昭６０−８５３５３号）。
験化学講座、第１８巻、界面とコロイド、丸善、ｐ．９
７〜９９（１９７７）」に記載されるように、液滴法、
傾斜法、垂直板法等が知られている。また、液体の固体
に対する濡れ性のさらに詳しい指標である前進接触角θ
a 及び後退接触角θr の測定法は、例えば「高分子化学
の基礎と応用、上巻、筏義人編、化学同人、ｐ．２３０
〜２３１（１９８６）」に記載されている改良型液滴法
が知られており、微小液滴の接触面直径Ｌ及び高さＨよ
り、前進接触角θa 及び後退接触角θr は次式（１）を
用いて計算される（特開昭６０−８５３５３号）。
【０００３】 θa 又はθr ＝２ｔａｎ-1２Ｈ／Ｌ ・・・（１） この方法において、前進接触角θa は、注射針やガラス
毛細管の先端から一定流量の液体を押し出すことによっ
て微小液滴を形成しながらその接触角を測定することに
より測定され、また、後退接触角θr は、注射針やガラ
ス毛細管の先端から微小液滴の液体を引き込むことによ
って測定される。
毛細管の先端から一定流量の液体を押し出すことによっ
て微小液滴を形成しながらその接触角を測定することに
より測定され、また、後退接触角θr は、注射針やガラ
ス毛細管の先端から微小液滴の液体を引き込むことによ
って測定される。
【０００４】そして、通常の接触角θは次式（２）を用
いて計算される。
いて計算される。
【０００５】 θ＝ｃｏｓ-1｛（ｃｏｓθa ＋ｃｏｓθr ）／２｝ ・・・（２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
前者の方法は、前進接触角及び後退接触角を測定するこ
とができない。また、上記後者の方法は、測定の間、微
小液滴中に注射針やガラス毛細管のようないわば異物が
存在し、これらの異物と液体との接触角が９０°の場合
を除いて、接触角を測定する液滴は球の一部でなくな
り、大きな測定誤差を生むという問題点がある。
前者の方法は、前進接触角及び後退接触角を測定するこ
とができない。また、上記後者の方法は、測定の間、微
小液滴中に注射針やガラス毛細管のようないわば異物が
存在し、これらの異物と液体との接触角が９０°の場合
を除いて、接触角を測定する液滴は球の一部でなくな
り、大きな測定誤差を生むという問題点がある。
【０００７】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、前進接触角及び後退接触角を
測定する改良型液滴法において、液体押し出し及び引き
込み用の細管を液滴の表面に接触させないようにして、
測定誤差が発生しないようにした前進及び後退接触角測
定方法を提供することである。
ものであり、その目的は、前進接触角及び後退接触角を
測定する改良型液滴法において、液体押し出し及び引き
込み用の細管を液滴の表面に接触させないようにして、
測定誤差が発生しないようにした前進及び後退接触角測
定方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決すべ
く種々研究の結果、形成される液滴の底の固体試料に貫
通するように設けられた細孔より液体を押し出し、又
は、この細孔より液体を引き込むことによって上記の問
題点を解決し得ることを見い出して本発明を完成したも
のである。
く種々研究の結果、形成される液滴の底の固体試料に貫
通するように設けられた細孔より液体を押し出し、又
は、この細孔より液体を引き込むことによって上記の問
題点を解決し得ることを見い出して本発明を完成したも
のである。
【０００９】次に、図１の本発明における前進及び後退
接触角測定方法を説明するための概念図を参照にして本
発明の方法を説明する。まず、予め貫通孔を開けておい
た支持体３表面に液体試料が隙間から漏れないように接
着層２により固体試料１を固定し、固体試料１に支持体
３の貫通孔に連通する細孔を開ける。この細孔の径は、
５０μｍから５００μｍ、好ましくは、１００μｍから
３００μｍが適当である。細孔を開ける方法には、固体
試料１がシート状のものである場合は、物理的には針等
で行う方法、物理化学的にはレーザー光等を用いる方法
があり、鉄板等の金属製である場合は、物理化学的にレ
ーザー光等を用いる方法の他に、化学的にエッチングに
よる方法があるが、これらに限定されるものではない。
接触角測定方法を説明するための概念図を参照にして本
発明の方法を説明する。まず、予め貫通孔を開けておい
た支持体３表面に液体試料が隙間から漏れないように接
着層２により固体試料１を固定し、固体試料１に支持体
３の貫通孔に連通する細孔を開ける。この細孔の径は、
５０μｍから５００μｍ、好ましくは、１００μｍから
３００μｍが適当である。細孔を開ける方法には、固体
試料１がシート状のものである場合は、物理的には針等
で行う方法、物理化学的にはレーザー光等を用いる方法
があり、鉄板等の金属製である場合は、物理化学的にレ
ーザー光等を用いる方法の他に、化学的にエッチングに
よる方法があるが、これらに限定されるものではない。
【００１０】次に、支持体３の貫通孔にマイクロチュー
ブ４を嵌め込み、このマイクロチューブ４を通して液体
試料５を押し出して、固体試料１表面に微小液滴を形成
し、接触面直径Ｌと高さＨを測定して前進接触角θa を
求める。また、同様に、マイクロチューブ４を通して形
成された液体試料５から液体を引き込んで、その時の接
触面直径Ｌと高さＨを測定して後退接触角θr を求め
る。この接触面直径Ｌ及び高さＨを測定する方法には、
特開昭６０−８５３５３号、同６１−１７００７号、特
開昭６３−２１０７４８号、特開平１−１２６５２３号
に記載されているように、微小液滴をＣＣＤカメラ等で
拡大撮影し、映像信号をコンピュータで処理して求める
方法があるが、これらの方法に限定されるものではな
い。
ブ４を嵌め込み、このマイクロチューブ４を通して液体
試料５を押し出して、固体試料１表面に微小液滴を形成
し、接触面直径Ｌと高さＨを測定して前進接触角θa を
求める。また、同様に、マイクロチューブ４を通して形
成された液体試料５から液体を引き込んで、その時の接
触面直径Ｌと高さＨを測定して後退接触角θr を求め
る。この接触面直径Ｌ及び高さＨを測定する方法には、
特開昭６０−８５３５３号、同６１−１７００７号、特
開昭６３−２１０７４８号、特開平１−１２６５２３号
に記載されているように、微小液滴をＣＣＤカメラ等で
拡大撮影し、映像信号をコンピュータで処理して求める
方法があるが、これらの方法に限定されるものではな
い。
【００１１】すなわち、本発明の前進及び後退接触角測
定方法は、固体表面上に形成された微小液滴の接触面直
径Ｌと高さＨを測定して固体−液体の接触角θを求める
方法において、固体を貫通する細孔から液体を押し出
し、又は、前記細孔より液体を引き込むことによって、
前進接触角θa 又は後退接触角θr を測定することを特
徴とする方法である。
定方法は、固体表面上に形成された微小液滴の接触面直
径Ｌと高さＨを測定して固体−液体の接触角θを求める
方法において、固体を貫通する細孔から液体を押し出
し、又は、前記細孔より液体を引き込むことによって、
前進接触角θa 又は後退接触角θr を測定することを特
徴とする方法である。
【００１２】この場合、前記細孔からの液体の押し出
し、又は、前記細孔よりの液体の引き込みは、一定流量
により行うことが望ましい。また、微小液滴の接触面直
径Ｌと高さＨは、形成された微小液滴を水平方向から撮
影し、撮影された画像から測定することができる。
し、又は、前記細孔よりの液体の引き込みは、一定流量
により行うことが望ましい。また、微小液滴の接触面直
径Ｌと高さＨは、形成された微小液滴を水平方向から撮
影し、撮影された画像から測定することができる。
【００１３】
【作用】本発明においては、固体を貫通する細孔から液
体を押し出し、又は、前記細孔より液体を引き込むの
で、接触面直径Ｌと高さＨを測定する微小液滴を異物の
挿入なしに形成することができ、重力の影響を受けない
程度の大きさであれば、微小液滴は常に球の一部とな
り、測定誤差が発生せず、測定精度が向上する。
体を押し出し、又は、前記細孔より液体を引き込むの
で、接触面直径Ｌと高さＨを測定する微小液滴を異物の
挿入なしに形成することができ、重力の影響を受けない
程度の大きさであれば、微小液滴は常に球の一部とな
り、測定誤差が発生せず、測定精度が向上する。
【００１４】
【実施例】以下に、本発明における接触角測定法の実施
例について説明する。
例について説明する。
【００１５】〔実施例１〕予め孔を開けたアクリル樹脂
製支持体３に孔径に合うマイクロチューブ４を挿入し
た。次に、支持体３上面に孔を塞がないように常温硬化
型エポキシ系接着剤２を塗布し、エキシマレーザーを用
いて直径２００μｍの孔を開けたＰＥＴ（ポリエチレン
テレフタレート）フィルム１をマイクロチューブ４の穴
にこの孔を合わせて接着した。エポキシ系接着剤２が硬
化した後、図２に示すように、支持体３を高さ調節可能
なラボジャッキ６上にセットし、定量吐出装置を構成す
るマイクロシリンジ７を用いてマイクロチューブ４に純
水を送った。ＰＥＴフィルム１の表面に純水が押し出さ
れて微小液滴が成長していく過程を、ビデオマイクロス
コープ８のＣＣＤカメラ９により水平方向から撮影し、
ビデオデッキ１０に記録した。また、この過程をモニタ
ー１２により観察した。液滴が重力の影響を受けずに球
の一部を保っている状態の画像を、ビデオプリンター１
１のフレームメモリに記憶させ、その画像をビデオプリ
ンター１１から出力させた。微小液滴の接触面直径Ｌ及
び高さＨをこの出力画像から測定し、前進接触角θa を
求めた。
製支持体３に孔径に合うマイクロチューブ４を挿入し
た。次に、支持体３上面に孔を塞がないように常温硬化
型エポキシ系接着剤２を塗布し、エキシマレーザーを用
いて直径２００μｍの孔を開けたＰＥＴ（ポリエチレン
テレフタレート）フィルム１をマイクロチューブ４の穴
にこの孔を合わせて接着した。エポキシ系接着剤２が硬
化した後、図２に示すように、支持体３を高さ調節可能
なラボジャッキ６上にセットし、定量吐出装置を構成す
るマイクロシリンジ７を用いてマイクロチューブ４に純
水を送った。ＰＥＴフィルム１の表面に純水が押し出さ
れて微小液滴が成長していく過程を、ビデオマイクロス
コープ８のＣＣＤカメラ９により水平方向から撮影し、
ビデオデッキ１０に記録した。また、この過程をモニタ
ー１２により観察した。液滴が重力の影響を受けずに球
の一部を保っている状態の画像を、ビデオプリンター１
１のフレームメモリに記憶させ、その画像をビデオプリ
ンター１１から出力させた。微小液滴の接触面直径Ｌ及
び高さＨをこの出力画像から測定し、前進接触角θa を
求めた。
【００１６】次に、定量吐出装置７を逆転させて、液滴
から純水を一定流量で引き抜き、液滴が縮小していく過
程を同様に撮影し、ビデオプリンター１１の出力画像か
ら後退接触角θr を求めた。
から純水を一定流量で引き抜き、液滴が縮小していく過
程を同様に撮影し、ビデオプリンター１１の出力画像か
ら後退接触角θr を求めた。
【００１７】ＰＥＴに対する純水の前進接触角θa 及び
後退接触角θr の測定を１０回行った結果を次の表１に
示す。
後退接触角θr の測定を１０回行った結果を次の表１に
示す。
【００１８】 上記の１０回の測定の平均値である、前進接触角７６．
３°、後退接触角５３．２°は、前記「高分子化学の基
礎と応用、上巻、筏義人編、化学同人、ｐ．２３０〜２
３１（１９８６）」に示されている前進接触角７６°、
後退接触角５３°と非常によく一致し、また、測定の再
現性も非常に良かった。
３°、後退接触角５３．２°は、前記「高分子化学の基
礎と応用、上巻、筏義人編、化学同人、ｐ．２３０〜２
３１（１９８６）」に示されている前進接触角７６°、
後退接触角５３°と非常によく一致し、また、測定の再
現性も非常に良かった。
【００１９】〔実施例２〕ＰＥＴフィルムの代わりに、
各種高分子フィルムを用いて実施例１と同様の測定を行
った。その結果と上記文献に示されている値（文献値）
を次の表２に示す。
各種高分子フィルムを用いて実施例１と同様の測定を行
った。その結果と上記文献に示されている値（文献値）
を次の表２に示す。
【００２０】 上記表２から、本発明の方法により測定した結果が文献
値と非常に良く一致していることが分る。
値と非常に良く一致していることが分る。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の前進及び後退接触角測定方法によると、固体を貫通す
る細孔から液体を押し出し、又は、前記細孔より液体を
引き込むので、接触面直径Ｌと高さＨを測定する微小液
滴を異物の挿入なしに形成することができ、重力の影響
を受けない程度の大きさであれば、微小液滴は常に球の
一部となり、測定誤差が発生せず、測定精度が向上す
る。
の前進及び後退接触角測定方法によると、固体を貫通す
る細孔から液体を押し出し、又は、前記細孔より液体を
引き込むので、接触面直径Ｌと高さＨを測定する微小液
滴を異物の挿入なしに形成することができ、重力の影響
を受けない程度の大きさであれば、微小液滴は常に球の
一部となり、測定誤差が発生せず、測定精度が向上す
る。
【図１】本発明における前進及び後退接触角測定方法を
説明するための概念図である。
説明するための概念図である。
【図２】本発明の方法を実施する１つの測定システムの
構成図である。
構成図である。
１…固体試料 ２…接着層 ３…支持体 ４…マイクロチューブ ５…液体試料 ６…ラボジャッキ ７…マイクロシリンジ ８…ビデオマイクロスコープ ９…ＣＣＤカメラ １０…ビデオデッキ １１…ビデオプリンター １２…モニター
Claims (3)
- 【請求項１】 固体表面上に形成された微小液滴の接触
面直径Ｌと高さＨを測定して固体−液体の接触角θを求
める方法において、固体を貫通する細孔から液体を押し
出し、又は、前記細孔より液体を引き込むことによっ
て、前進接触角θa 又は後退接触角θr を測定すること
を特徴とする前進及び後退接触角測定方法。 - 【請求項２】 前記細孔からの液体の押し出し、又は、
前記細孔よりの液体の引き込みは、一定流量により行う
ことを特徴とする請求項１記載の前進及び後退接触角測
定方法。 - 【請求項３】 形成された微小液滴を水平方向から撮影
し、撮影された画像から微小液滴の接触面直径Ｌと高さ
Ｈを測定することを特徴とする請求項１又は２記載の前
進及び後退接触角測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289799A JPH05126716A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 前進及び後退接触角測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289799A JPH05126716A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 前進及び後退接触角測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05126716A true JPH05126716A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=17747918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3289799A Pending JPH05126716A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 前進及び後退接触角測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05126716A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011220951A (ja) * | 2010-04-14 | 2011-11-04 | Dainippon Printing Co Ltd | 接触角の測定方法およびこれを用いたナノインプリント方法 |
| JP2015512508A (ja) * | 2012-03-16 | 2015-04-27 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | 生物学的反応システムのための被覆されている基材 |
| JP7274808B1 (ja) * | 2023-01-31 | 2023-05-17 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | 接触角特定方法、接触角特定システムおよびプログラム |
-
1991
- 1991-11-06 JP JP3289799A patent/JPH05126716A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011220951A (ja) * | 2010-04-14 | 2011-11-04 | Dainippon Printing Co Ltd | 接触角の測定方法およびこれを用いたナノインプリント方法 |
| JP2015512508A (ja) * | 2012-03-16 | 2015-04-27 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | 生物学的反応システムのための被覆されている基材 |
| JP7274808B1 (ja) * | 2023-01-31 | 2023-05-17 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | 接触角特定方法、接触角特定システムおよびプログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051130 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070215 |