JPH0678858U - ゼータ電位測定装置用サンプルセル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サンプルセル本体から測定部となる泳動層を
取り外して分解できるようにして泳動層内を直接洗浄で
きるようにするとともに、サンプルセル本体を合成樹脂
製として強度を高めた。 【構成】 サンプルセル本体１を直方体形状のアクリル
樹脂で形成し、中央部に透孔３を形成して測定部となる
泳動セル２取付部を形成し、サンプルセル本体１中に泳
動セル取付部を挟んで、それぞれ一端が泳動セルの泳動
層に連通し、他端はそれぞれサンプル液注入口７又はサ
ンプル液出口１０となっているサンプル液用流通路６，
６’を形成するとともに、それぞれのサンプル液用流通
路に電極１１，１１’を配設した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ゼータ電位測定装置用サンプルセルに関するものであり、サンプ ルセル本体から測定部となる流動層を取り外して分解できるようにして流動層内 を直接洗浄できるようにするとともに、サンプルセル本体を合成樹脂製として強 度を高めたものである。

【０００２】

【従来の技術】

ゼータ電位はコロイド粒子の特性をコントロールする際の最も重要なファクタ ーであり、製品の品質管理においても大切な役割を果しているものである。そし て、このことは一般の産業分野のみならず、ライフサイエンスの領域についても いえることである。

【０００３】 ゼータ電位を変えることによりコロイド粒子の特性をコントロールでき、例え ばペンキ製造においてゼータ電位を高くすれば、コロイド色素の安定性が増して 均一分散が得られやすくなり、また廃水処理においてゼータ電位を低くすれば、 凝集力が増して濾過を容易に行うことができるようになる。

【０００４】 ところで、ゼータ電位とはコロイド粒子の表面（滑平面）と周囲の液体との間 の電位差を表したものであり、このような荷電粒子を含んだ懸濁液，高分子電解 質溶液等（サンプル）を満たした泳動セルの電極に電圧を加え、液中の粒子の泳 動速度を測定することにより、ゼータ電位は求められる。

【０００５】 そして、泳動セル内の粒子の泳動速度を測定するためには、この泳動セルに顕 微鏡を臨ませ、肉眼により直接観察することにより移動速度を測定したり、ある いは泳動セルに撮像カメラを臨ませ、泳動セル内の粒子の泳動状況を拡大してモ ニターに写し出すようにしている。

【０００６】 したがって、顕微鏡による直接観察にしろ、あるいは撮像カメラを使用するに しろ、泳動セル内泳動層の粒子の泳動が外部から直接視認できる必要がある。よ って、従来の泳動セルは石英ガラス等のガラスが使用されている。そして、従来 のサンプルセルは泳動層を形成する泳動セル部分をガラスとしているので、泳動 セルに接続されているその他の部分もガラス管を適当に形成して必要なコック等 を設けることにより、サンプルセル全体を一つのガラス製品として形成してある 。

【０００７】 よって、サンプルセル全体を一つのガラス製品として形成してあるので、泳動 セル部分だけを分解するようなことはできない。また、全体を一体的に形成して いないサンプルセルにおいても、泳動セルを分解して泳動層内部を直接洗浄でき るようにしたものもなかった。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

従来のものは上記したように泳動セルが分解できないので、泳動層を直接洗浄 することができない。したがって、使用の経過に伴い泳動セルが汚れてしまい、 泳動状況の観察がしにくくなるとともに、測定誤差も生じるようになってしまう 。したがって、従来のものはこのように汚れてしまった場合には、サンプルセル 全体を新規なものと交換する必要があった。

【０００９】 また、サンプルセルはガラスにより形成してあるので壊れやすい。その上、ガ ラス管等を適当に曲折することにより形成してあるので、複雑な形状をしていて 安定が悪く、特別の載置台の上でしか使用することができず、また取り扱いにも ぶつけたりしないようにするために細心の注意を必要とした。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

すなわち、泳動セル部分を分解できるようにすれば、泳動層を直接洗浄するこ とができ、いつでもきれいな状態で測定が行えることになる。また、泳動セルを サンプルセル本体から取り外せるようにしておけば、泳動セルが汚れてしまった 場合でも、泳動セルだけを交換すればよく経済的である。

【００１１】 一方、サンプルセル本体はガラス製とせず、合成樹脂で形成すれば簡単には壊 れず耐久性が高まる。しかも、サンプルセル本体を直方体形状としておけば、ど のような向きにも安定良く置くことができ、測定装置へのセットが極めて簡単と なる。また、従来ガラス管で配管していた部分をサンプルセル本体中に管路とし て形成するようにすれば、サンプルセルをぶつけたりしても内部構造には影響を 与えることが無く、耐久性も高まるとともに取り扱いに格別の注意をする必要も なくなる。

【００１２】 そこで、この考案に係るゼータ電位測定装置用サンプルセルは上記問題点を解 決するために、測定部となる泳動セルを少なくとも二個以上の部品から構成して 分解可能とし、中央部に任意形状の透孔を形成してあり泳動層を形成するように したパッキンの両側を、任意の密閉材で少なくとも一方はこのパッキンから分離 可能に密閉するとともに、少なくとも一方の密閉材を透明なガラス板又は合成樹 脂製板としたもの（請求項１）である。

【００１３】 また、サンプルセル本体は合成樹脂で一体的に形成するとともに、測定部とな る泳動セルをサンプルセル本体から取り外して分解可能としたもの（請求項２） である。

【００１４】 さらに、サンプルセル本体を直方体形状のアクリル樹脂で形成し、中央部に透 孔を形成して測定部となる泳動セル取付部を形成し、サンプルセル本体中に泳動 セル取付部を挟んで、それぞれ一端が泳動セルの泳動層に連通し、他端はそれぞ れサンプル液注入口又はサンプル液出口となっているサンプル液用流通路を形成 するとともに、それぞれのサンプル液用流通路に電極を配設したもの（請求項３ ）である。

【００１５】

【作用】 測定終了後に、サンプル液出口よりサンプルセル内のサンプル液を排出する。 そして、サンプルセル本体から泳動セルを取り外し、泳動セルを分解し、泳動層 となる部分を洗浄する。洗浄後泳動セルを組み立て、サンプルセル本体に取り付 けることにより次の測定を、泳動セルが完全に洗浄された状態で行うことができ ることになる。

【００１６】 また、サンプルセル本体をアクリル樹脂で形成しておくことにより、サンプル 液用流通路等も外から直接観察することができ、サンプル液をサンプルセル内に 注入するのに、注入状態を視認しながら行うことができることになる。

【００１７】 そして、泳動セルは、泳動層を形成するパッキンの両側又は片側を透明な板で 密封したので、透明な側に撮像カメラ等を臨ませることにより、泳動セルの泳動 層をモニターにより見ることができる。

【００１８】

【実施例】

次に、この考案に係るゼータ電位測定装置用サンプルセルの一実施例を図面に 基づいて述べると、１はアクリル樹脂製の直方体形状のサンプルセル本体であり 、中央部には泳動セル２取り付け用の透孔３が形成してある。そして、透孔３に は、泳動セル２と当接する段部４が形成してあるとともに、螺子溝５が螺設して ある。

【００１９】 また、サンプルセル本体１中には、前記透孔３を挟んで、サンプル液用流通路 ６，６’が形成してある。サンプル液用流通路６の一端は、サンプル液注入口７ となっており、ホースジョイント８が接続可能となっている。また、他端は前記 透孔３の段部４に開口して連通孔９となっている。

【００２０】 一方サンプル液用流通路６’の一端は、サンプル液出口１０となっており、ホ ースジョイント８が接続可能となっている。また、他端は前記透孔３の段部４に 開口した連通孔９’となっている。

【００２１】 １１はサンプル液用流通路６の中に配設した電極棒であり、１１’はサンプル 液用流通路６’の中に配設した電極棒であり、それぞれサンプルセル本体１の外 側に突出させた電極１２，１２’に接続してある。１３は予備コネクター１４接 続部であり、必要に応じてホースジョイント８等を接続することができるととも に、電極棒１１，１１’等も配設することができる。

【００２２】 次に、泳動セル２の構造について説明すると、泳動セル２は本体側パッキン１ ５，本体側ガラス板１６，泳動層形成用パッキン１７，外側ガラス板１８を順に 重ねるようにして構成されている。そして、外側ガラス板１８の外側には、さら に外側パッキン１９があり、透孔３の螺子部５と螺合する螺子溝２０を螺設した 筒形のリングナット２１によりサンプルセル２はサンプルセル本体１に取り付け るようになっている。すなわち、リングナット２１をサンプルセル本体１から取 り外すことによって、泳動セル２を構成する各部品もサンプルセル本体１から取 り外せるとともに、それぞれの部品に分解できることになる。

【００２３】 本体側パッキン１５はサンプルセル本体１の段部４に丁度合う形をしたシリコ ン製のドーナツ型の薄板であり、左右の位置にそれぞれ透孔２２，２２’が形成 してあるとともに、上部中央にサンプルセル本体１の段部４に形成した位置決め 用の突起２３が貫通する位置決め孔２４が形成してある。そして、位置決め孔２ ４を突起２３に合わして本体側パッキン１５を段部４にセットすると、本体側パ ッキン１５の左右の透孔２２，２２’は、それぞれ連通孔９，９’の位置に丁度 合致するようになっている。

【００２４】 本体側ガラス板１６にも本体側パッキン１５と同様に、連通孔９，９’の位置 に合致する位置にそれぞれ透孔２２，２２’が形成してあるとともに、上部中央 には突起２３が貫通する位置決め孔２４が形成してある。本体側ガラス板１６は 、例えば石英ガラスにより形成するが、場合によっては必ずしもガラス製でなく 、アクリル樹脂等によって形成しても良い。また、後述するように光を透過させ る必要がない場合には金属製であっても良い。

【００２５】 泳動層形成用パッキン１７は、例えばシリコンゴム製の薄い板であり、中央部 には泳動層部分を形成するための任意形状の透孔、例えば図示した例では長方形 型透孔２５が形成してあり、その左右の両端はそれぞれ細く突出した連通溝孔２ ６，２６’となっているとともに、上部中央には突起２３が挿入される位置決め 孔２４が形成してある。なお、泳動層形成用パッキン１７の厚さは通常１〜２ｍ ｍ位であるが、この厚さを調整することにより泳動層部分の大きさを変更するこ とができる。

【００２６】 外側ガラス板１８は、泳動層形成用パッキン１７の外側を密閉する役目をして いるものであり、場合によっては泳動層形成用パッキン１７と一体的にアクリル 樹脂等によって成形したものであっても良い。

【００２７】 外側パッキン１９は、本体側パッキン１５と同様にテフロン製のドーナツ型を しており、筒形のリングナット２１により上記各部品をセットした場合に、外側 ガラス板１８の間に位置して、リングナット２１がスムーズにサンプルセル本体 １の螺子部５にねじ込めるようにしてある。

【００２８】 次に、泳動セル２のサンプルセル本体１への取付分解方法について説明する。 まず、泳動セル２を構成する各部品を良く洗浄し乾燥させる。そして、本体側パ ッキン１５をとサンプルセル本体１の透孔３内に挿入し、段部４にその下面が当 接するようにするとともに、位置決め孔２４に突起２３が貫通するようにする。 これによって、本体側パッキン１５の左右の透孔２２，２２’がサンプルセル本 体１の連通孔９，９’と合致することになる。

【００２９】 本体側パッキン１５のセットが完了したら、次に本体側ガラス板１６を本体側 パッキン１５の上に積み重ねるようにセットする。本体側ガラス板１６の位置決 め孔２４に同様に突起２３が貫通するようにすると、本体側ガラス板１６の透孔 ２２，２２’と本体側パッキン１５の透孔２２，２２’も一致するので、サンプ ルセル本体１の連通孔９，９’ともそれぞれ連通することになる。

【００３０】 本体側ガラス板１６のセットが完了したら、次に泳動層形成用パッキン１７を 本体側ガラス板１６の上に積み重ねるようにセットする。泳動層形成用パッキン １７の位置決め孔２４に突起２３を挿入するようにして泳動層形成用パッキン１ ７の向きを調整すると、長方形型透孔２５の左右に形成してある連通溝孔２６， ２６’がそれぞれ本体側ガラス板１６の透孔２２，２２’に対して開放されるよ うになる。すなわち、長方形型透孔２５の部分が、サンプルセル本体１のサンプ ル液用流通路６，６’とそれぞれ連通することになる。

【００３１】 そして、泳動層形成用パッキン１７のセットが完了したら、この上に外側ガラ ス板１８を重ね、その上に外側パッキン１９を置く。そして、リングナット２１ をその螺子溝２０をサンプルセル本体１の透孔３の螺子部４にねじ込むようにし 、上記積み重ねた各部品を押さえ込むようにして、サンプルセル本体１のサンプ ル液用流通路６，６’と、流動セル２の泳動層部分が密閉された状態で一つの回 路として連通されるようにする。

【００３２】 なお、ゼータ電位測定後に泳動セル２をサンプルセル本体１から取り外して分 解する場合には、上記の逆を行えば良く、まずリングナット２１を回転させて螺 子を緩めてサンプルセル本体１の透孔３から取り外せば、他の部品は何ら固定さ れていないので、透孔３内から簡単に取出すことができる。

【００３３】 次に、上記したこの考案に係るゼータ電位測定装置用サンプルセルの使用方法 について説明する。まず、サンプル液注入口７からサンプル液をサンプルセル本 体１に入れ、サンプル液出口１０から注入したサンプル液があふれ出る迄注入し 、内部に空気が残らないようにする。このようにすることにより、泳動セル２の 泳動層部分にもサンプル液が満たされることになる。

【００３４】 このようにしてサンプル液を満たしたサンプルセル本体１を、泳動セル２がゼ ータ電位測定装置の撮像カメラ２７の前の所定の位置になるようにセットし、電 極１２，１２’をそれぞれ電源に接続する。そして、照明ランプ２８により照明 しながら電源をＯＮとして、電極棒１１，１１’にそれぞれプラスとマイナスの 電圧をかける。そして、撮像カメラ２７により泳動セル２のサンプル液中のコロ イド粒子の移動を確認し、適当な方法により各コロイド粒子の移動速度を測定す る。そして、このコロイド粒子の移動速度を基にして各コロイド粒子のゼータ電 位を計算する。

【００３５】 なお、撮像カメラ２７の代わりに直接顕微鏡で観察するようにしても良い。ま た、撮像カメラ２７で取り込んだ像をモニターで観察し、モニター上でストップ ウオッチで直接計測するようにしても良いが、あるいは一定時間をあけて泳動状 況を画像として記憶し、複数の画像を合成することにより一定時間でもって移動 したコロイド粒子の移動距離を測定測定することによっても移動速度を計算でき る。

【００３６】 なお、画像上で合成することにより、複数の粒子について同時に計測が行える とともに、各粒子の移動量を、水平方向，垂直方向について分けて計測できるの で、最終的な見掛けの移動量のみでなく、実際の粒子の移動した軌跡に基づいた 移動量についても測定可能となる。

【００３７】 撮像カメラ２７を使用するときは、場合によって光の反射を防止するために照 明ランプ２８の明りが直接撮像カメラ２７のレンズに入らないように工夫する必 要があり、例えば図４のようにサンプルセル本体１を挟んで撮像カメラ２７と照 明ランプ２８を対峙させる場合には、照明ランプ２８の光軸を撮像カメラ２７と 若干ずらすようにしてもよい。

【００３８】 また、図５に示すように、撮像カメラ２７を照明ランプ２８と直交するように 配置する場合にはこのような問題は生じないが、照明ランプ２８の光が泳動セル ２の泳動層内に届くように、それぞれの材質を工夫しておく必要がある。

【００３９】

【考案の効果】

以上述べたように、この考案に係るゼータ電位測定装置用サンプルセルによれ ば測定部となる泳動セルを分解可能とし、例えば泳動セルを少なくとも二個以上 の部品から構成したので、泳動層部分を直接洗浄することができ、常に泳動層が 完全に洗浄された状態でコロイド粒子の移動を観察することができ、ゼータ電位 の測定値の精度が向上するという効果を有する。

【００４０】 また、サンプルセル本体は合成樹脂で一体的に形成するとともに、測定部とな る泳動セルをサンプルセル本体から取り外して分解可能としたので、サンプル本 体はガラス製のものと比べて破損しにくく、また泳動セル部分が汚れたり損傷し た場合には泳動セルのみを交換できるので経済的である。

【００４１】 さらに、サンプルセル本体を直方体形状のアクリル樹脂で形成し、中央部に透 孔を形成して測定部となる泳動セル取付部を形成し、サンプルセル本体中に泳動 セル取付部を挟んで、それぞれ一端が泳動セルの泳動層に連通し、他端はそれぞ れサンプル液注入口又はサンプル液出口となっているサンプル液用流通路を形成 するとともに、それぞれのサンプル液用流通路に電極を配設したので、サンプル セル本体は単純な形をしているので安定性が良く測定装置へのセットが簡単にな るとともに、サンプル液用流通路等はサンプルセル本体中に形成するようにして あるので、ぶつけたりしてもサンプルセル内部のサンプル液用流通路等は損傷を 受けることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係るゼータ電位測定装置用サンプル
セルの分解斜視図である。

【図２】サンプルセル本体の背面図である。

【図３】サンプルセル本体の内部の透明部分を省略した
正面図である。

【図４】この考案に係るゼータ電位測定装置用サンプル
セルの使用状態を示す側面図である。

【図５】この考案に係るゼータ電位測定装置用サンプル
セルの他の使用状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１ サンプルセル本体 ２ 泳動セル ３ 透孔 ４ 段部 ５ 螺子部 ６ サンプル液用流通路 ６’ サンプル液用流通路 ７ サンプル液注入口 ８ ホースジョイント ９ 連通孔 ９’ 連通孔 １０ サンプル液出口 １１ 電極棒 １１’ 電極棒 １２ 電極 １２’ 電極 １３ 予備コネクター接続部 １４ 予備コネクター １５ 本体側パッキン １６ 本体側ガラス板 １７ 泳動層形成用パッキン １８ 外側ガラス板 １９ 外側パッキン ２０ 螺子溝 ２１ リングナット ２２ 透孔 ２２’ 透孔 ２３ 突起 ２４ 位置決め孔 ２５ 長方形型透孔 ２６ 連通溝孔 ２６’ 連通溝孔 ２７ 撮像カメラ ２８ 照明ランプ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定部となる泳動セルを少なくとも二個
   以上の部品から構成して分解可能とし、中央部に任意形
   状の透孔を形成してあり泳動層を形成するようにしたパ
   ッキンの両側を、任意の密閉材で少なくとも一方はこの
   パッキンから分離可能に密閉するとともに、少なくとも
   一方の密閉材を透明なガラス板又は合成樹脂製板とした
   ことを特徴とするゼータ電位測定装置用サンプルセル。
2. 【請求項２】 サンプルセル本体は合成樹脂で一体的に
   形成するとともに、測定部となる泳動セルをサンプルセ
   ル本体から取り外して分解可能としたことを特徴とする
   ゼータ電位測定装置用サンプルセル。
3. 【請求項３】 サンプルセル本体を直方体形状のアクリ
   ル樹脂で形成し、中央部に透孔を形成して測定部となる
   泳動セル取付部を形成し、サンプルセル本体中に泳動セ
   ル取付部を挟んで、それぞれ一端が泳動セルの泳動層に
   連通し、他端はそれぞれサンプル液注入口又はサンプル
   液出口となっているサンプル液用流通路を形成するとと
   もに、それぞれのサンプル液用流通路に電極を配設した
   ことを特徴とするゼータ電位測定装置用サンプルセル。