JPS5922176B2 - 電界中のコロイドの移動度を測定する改良装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶液または懸濁液中のコロイド粒子の運動を
測定する改良装置に関するものである。

本出願人のフランス特許出願第７．４３０．２５９号明
細書には、特に水処理に使用する清澄または凝析剤の添
加量調節のために必要な凝析剤の最適量を決めるために
、懸濁したまたは溶解したコロイドの運動を測定する装
置が記載されている。この既知の装置中ではコロイドの
運動は電界を印加するために使用した電極の一つのすぐ
近くで測定される。この電極は特に水溶液中で電極間に
形成される電解電流を生ぜしめるカソード電子移動反応
の場である。電流の通過の間、すなわち測定の間、水素
が生じそして水酸イオンが生ずる。ガス状水素の遊離お
よび普通その場合に生じる泡立ちは、既知の装置では妨
害なしに測定することを許す白金カソードの使用によつ
て回避される。しかしながら、水酸イオンの存在が局所
的なＰＨの増大をもたらし、ある場合には関係する領域
中で、すなわち測定領域中で光学濃度を変化させる効果
をもつ二次的現象を生み出すものである。たとえば重炭
酸塩が過飽和な水中では、炭酸アルカリ土類金属塩の急
速な沈でん化があり、これが水を濁らすのである。ある
種のコロイド含量の多い水や、あるいはある種の着色し
た水では、このアルカリ化は？液の光学濃度の著しい変
化をもたらす。これらの邪魔な現象の程度は測定電流の
大きさに比例し、この測定電流は水に関しては電解電流
である。

この電流は与えられた電界中ではまさに水の伝導率に比
例する。換言すると高度に無機物質を含む水の中では、
これらの現象は重大となり電極付近の光学濃度の変化の
測定を混乱させる。抵抗率が１０００Ωｍより小さい水
の中で電極付近の光学濃度の変化の測定が不可能である
ことの実証が観察された。さらに、すべての電気泳動セ
ルでそうであるように、セルに何等かの電流が通過する
と。

物質輸送の現象をもたらし。このことは測定を乱す傾向
にある。本発明は、これらの課題の解決を目的とし、そ
の実現のために実質的に平行な二枚の電極を備えた電気
泳動セルと、平形の放射線ビームを生ずる手段と、電極
に電圧を加える手段とを含む、平形の放射線ビームによ
り連続的な電界中でコロイド粒子の移動度を測定する装
置において、前記セルが両電極に実質的に平行なろ過膜
をもち該ろ過膜が両電極の間の空間を二つの部室に分割
し、前記平形の放射線ビームが電界の影響の下にコロイ
ド粒子が遠ざかる方の膜の面に近接した位置で、測定す
べき溶液または懸濁液を長さ方向の全長にわたつて通過
し、前記ビームが電極間に印加された電界の方向に測つ
てＯないし１０００μ、好適にはＯないし５００μの厚
さをもち、前記ビームが通過しない部室が装置を用いて
測定する間気密に密封される、諸手段をもつことを特徴
とする改良された前記測定装置を提案するものである。

本発明を制限するものではないが、一例として本発明の
装置の一実施態様を略図で示す添付の図面において、第
１図は装置を構成する部分装置の集まりを示し、第２図
は膜と放射線ビームの部分図を示す。前記のように、本
発明の目的は以前の電極面をかすめるビームを使用した
装置を使つて無機質含量の大きい水に実施した測定中に
活性カソードの近辺に生ずる邪魔な現象を回避すること
にある。

解決策は測定ビームを電極から遠ざけるにあることが見
出された。しかしながら、有利な原理を保つために、酪
液中に存在するイオンは通過させるが、コロイド粒子は
通過させないろ過膜が電極間に配置される。以前の装置
の機構と似た機構により、電界の印加によりコロイド粒
子の運動の方向において膜の下流に粒子の移動度に比例
した粒子数の減少が起こる。

したがつて、粒子数の変化を連続的に検出する目的で、
この領域を透過した測定光は粒子の変化を粒子の運動方
向から見て厚さが１０００μ、好適には５００μより小
さい領域を定め、連続的な方法で検知する目的をもつて
この領域中に測定ビームを透過させる。

本発明によつて使用される膜は剛性で、滑らかな表面を
もち、０．２ｒＫｆｆＬより大きな凹凸を示さない。

また、装置中で生ずる可能性のある圧力の作用のもとで
も変形することのない滑らかなものである。その膜をつ
くる材質の剛性が充分でない場合、支持具によつて膜を
保持することができる。膜の物質は電気絶縁体である。
その多孔度は、その孔のサイズによつて決定されるコロ
イドに関するろ別力と、表面の単位面積中に存在する孔
の数によつて決定されるイオン流に対する膜の抵抗との
比が最適となるように選ばれる。実際問題として、膜は
液体を含むセルを大体等容量の二つの部室に分けるよう
に置かれる。すべての場合、セルの形状６こかかわりな
く膜は二つの電極の間で大体等距離に置かれる。

この位置では感知される妨害の効果は最小である。カオ
リンの懸濁液からなるコロイドの場合、たとえば１０μ
の孔を有する膜が適当である。以下に記すものが良好な
結果をもつて使用できることが見出された。孔のサイズ
が０．２μのミリボール●デユラロン（ＭｉｌｌｉｐＯ
ｒｅＤｕｒａｒＯｎ）膜（商品名、米国マサチユセツツ
：ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ社製のポリニふつ化ビニリデン多
孔膜）、篇２から４までの焼結ガラシ、ポリプロピレン
等の種々の合成物質。測定の間の電気浸透による物質の
移動を防止するために、液体を含むセルの壁と膜で限ら
れる部室のうち測定に使用されない部室は気密に密封さ
れる。

測定は、前のフランス特許出願第７，４３０２５９号明
細書に記載された方法と似た方法で実施される。

同じ光源を使つてよい。以下に本発明を、添付図面を参
照しつつ、さらに詳細に記載する。

ただし、以下の実施態様は本発明を制限するものと見な
されるべきものではないＯ装置は、平行六面体の電気泳
動セル１よりなりその底は２０ＷｆＬＸ５０ｒｍの大き
さをもち、その高さは４０ｒｆａｎである。

二枚の電極３ａ，３ｂはそれぞれ４０Ｘ５０Ｔｖｎの大
きさを持ち、その厚さは約２ｖｎであつて、側面の壁２
ａ，２ｂに接近して配列されている。それらはパラジウ
ムの薄板から成つている。セルの形は放射線に対し透明
な壁の間のビームの長さを４０Ｔ１ｔＩｒＬとする。電
極に対し平行でかつ中間に、膜１４が設置され、セルを
それぞれ電極３ａと３ｂを含む部室１３ａと１３ｂとに
分けている。膜は底とセルの側面にしつかり接合されて
いる。

トランジスターによつて安定化される電力供給源４は電
気泳動電流の大きさを調整する。転極接点（図示されて
いない）の手段により、コロイドの極性に応じて電極に
極性を与え、移動度の測定が常に同じ部室１３ｂで行わ
れるようにする。装置を満した後測定を開始する前に、
部室１３ａを蓋１２によつて気密に閉じる。電極の端子
の電圧を測定する装置により電気泳動中に使用される電
界が測定される。

エネルギーは１２ボルトの電池によつて供給され、電池
の容量は使用期間による。膜１４の表面すれすれに、４
ワツトのフイラメントランプである光源６から発する光
のビーム５が通過してゆく。光のビームは中間にある約
０．５ｒｍの輻をもち光源からの拡散放射線を単一方向
への放射線へと変えることができるスリツトからなる光
学系ｒを通つて出てくる。セルから現われる光線８の光
の強さの検出は、ホイーストーン・ブリツジに組み込ま
れ不透明の壁をもつ円筒形管１０の末端に配置されたホ
ト−レジスター・セル９か、または他の光感応性電池１
０によつて行われる。検知セルを構成する全体はビーム
が現われる面に対面して置かれる。膜の近辺でのコロイ
ド濃度が変化すると、それに比例してガルバノメーター
１１の針が動く。上で説明したように、本発明による装
置は循環水が無機質を多量に含むときその清澄化をもた
らすために投入するべき凝析剤の最適量を測定すること
を特に企図したものである。以前の装置で実施されたの
と同じ方法で例えば４つか５つの清澄化すべき水の試料
を用意した。

各々に普通一般に使用されている凝析剤を量を増して加
えていく。光学濃度の変化は本発明の方法で測定した。
観察される光学濃度の低下は、コロイドの電荷がなくな
る最適量に近づくにてれて小さくなる。

この〃中立点〃を通過した後は、光学濃度は電界を印加
すると増大する。本発明を制限するものではない次の実
施例により、本発明を説明する。

実施例 １ 種々の水の試料６こその清澄化をもたらすように加える
べき硫酸アルミニウムの最適量を、フランス特許出願第
７．４３０．２５９号明細書に記載された以前の装置（
１）（ろ過膜のないもの）によつて、次に厚さ０．２Ｗ
Ｌのミリボール・ヂユラロン膜を含む本発明の装置８に
よつて測定した。

１８００ｆＪｃｍの抵抗率をもつ５個の廃水試料にそれ
ぞれ０、３０、６０、９０、１２０ｐｐｍの硫酸アルミ
ニウムを添加した。

測定はセルに３秒間、２０Ｖ／Ｃｍの電界を印加し、二
つの装置（１）ＡＩ）で行つた。結果を下の表に示す。
結果は任意の単位によつて表わされている。この程度の
抵抗率の水では、両装置の測定結果は比較的似たもので
ある。

実施例 ２ 実施例１と同じ方法で５００Ωｍの抵抗率を有する製紙
工場からの白水について二つの装置（）、Ｈによつて測
定を行つた。

凝析剤の用量と得られた結果を次の表に示す。

電極の近接部でＰＨが塩基性である装置（）中では、廃
水が即座に凝析し暗化して測定を不可能にした。本発明
にしたがう装置［１）中ではこの現象は観察されなかつ
た。実施例 ３ 前記実施例と似た方法によつて抵抗率１００ｂを有する
製薬実験室からの廃水を清澄化するに加えるべき凝析剤
の用量を測定した。

Ｆｅｃｔ，を凝析剤として使用した。装置（１）ではこ
の場合充分に高い電場をうることができず、測定可能な
信号は得られなかつた。凝析剤の用量と測定結果を次の
表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を構成する各部分の集りを示す説明
図、第２図は膜と放射線ビームの部分的説明図。 １・・・・・・電気泳動セル、２ａ，２ｂ・・・・・・
側面壁、３ａ，３ｂ・・・・・・電極、４・・・・・・
電力供給源、５・・・・・・光のビーム、６・・・・・
・光源、７・・・・・・スリツト、８・・・・・・・・
・光線、９・・・・・・ホトレジスタセール、１０・・
・・・・光感応性電池、１１・・・・・・ガルバノメー
ター １２・・・・・・蓋、１３ａ，１３ｂ・・・・・
・部室、１４・・・・・・膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的に平行な二枚の電極を備えた電気泳動セルと
   、平形の放射線ビームを生ずる手段と、電極に電圧を加
   える手段とを含む、平形の放射線ビームにより連続的な
   電界中でコロイド粒子の移動度を測定する装置において
   、前記セルが実質的に両電極に平行なろ過膜をもち、該
   ろ膜が両電極の間の空間を二つの部室に分割し、前記平
   形の放射線ビームが、電界の影響の下にコロイド粒子が
   遠ざかる方の膜の面に近接した位置で、測定すべき溶液
   または懸濁液を長さ方向にわたつて通過し、前記ビーム
   が電極間に印加された電界の方向に測つて０ないし１０
   ００μの厚さをもち、前記ビームが通過しない部室が、
   装置を用いて測定する間気密に密封される諸手段をもつ
   ことを特徴とする電界中のコロイドの移動度を測定する
   改良装置、２ 前記平形の放射線ビームが前記膜に平行
   な軸に沿つて投射され、該膜の表面から測つてビームの
   厚さに相当する厚さの領域を通過する、すなわち前記ビ
   ームが膜をかすめる特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 使用される放射線が可視光線、赤外線、あるいはγ
   −線である特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４ 前記両電極間の距離が０．５ないし１．２ｃｍであ
   り、前記膜が両電極間の中点にある特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ５ 前記膜ポリ二ふつ化ビニリデン多孔膜である特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ６ 前記膜が約０．２ｍｍの厚さをもつ特許請求の範囲
   第１項記載の装置。