原理・構造

電子天秤、測定セル、液体の入った受皿とその受皿の昇降部で構成されます。
測定セルは、電子天秤に吊り下げて固定し、受皿を移動させて粉体層と液体を接触させ、浸透重量を測定します。

構造図

試料セット図

固体表面のぬれ性評価法として、接触角が用いられます。
しかし、測定サンプルの成形（固体化）やその表面の調整方法、特に表面粗さは、測定結果への影響が大きく、粗さ調整された研磨面は必ずしも粒子表面の状態を代表するものとはいえません。
粉体のぬれ性測定では、粉体層内で形成される細孔が一様な毛管からなるモデルと仮定し、粉体層を液体に接触させ、毛細管現象によって、液体が粉体層の細孔内に浸透して上昇する度合いを計測します。
その浸透する速度は、液体と親和性が高いものほど速く、液体と粉体層の親和性に密接な関係があるとされています。
この親和性の関係は、Washburnの式で示されます。

当装置では、Washburnの式の浸透高さを浸透質量に置き換え（式1）、浸透質量をリアルタイムで計測し、その親和性を評価しています。

ここで、W_L：浸透重量、t：時間、S：セル（粉体層充填部）断面積、ε：空隙率、ρ_L：液体密度、r：粉体層内の粒子が形成する毛細管半径、γ_L：液体表面張力、η_L：液体粘度、θ：液体と固体表面がなす接触角　です。

特長

特別な前処理が不要

測定の前処理は、粉体層形成のためのタッピング処理のみです。本体にタッピング処理したセルをセットするだけで簡単に測定することができます。
一般の接触角の測定とは異なり、成形や焼成を行なわないため、粉末やシート状の形態でもぬれ性評価が可能です。

測定精度と安定性向上

• 受皿の昇降分解能を高め、高精度に制御することで、測定位置の位置決め精度が向上し、正確な測定ができます。
• 粉体層の細孔内の液体浸透量を測定するため、粉体の充填状態がデータの再現性に影響を及ぼします。
  そのため、専用タッピング装置を開発して再現性を確保したことより、持ち上げ高さ精度が向上し、タッピングストロークを任意に変更できます。
  測定に応じた条件設定をすることで、常に安定した充填状態を再現できます。

操作性の向上

• パソコンからの操作で簡単に測定できます。測定中でも別画面で解析することができます。
• 本体測定部カバーは上下に開閉する機構で、測定部の開口を大きくして操作性を高めました。

対応可能な測定サンプルと液体 (溶媒）

• 測定サンプル：粉体以外に多孔質体、繊維、紙のようなシート形状の材料
• 測定液体(溶媒）：水や有機溶媒。亜麻仁油のような比較的流動性の高い油系液体。

用途例

 

3種類のサンプルA,B,Cに対し、溶媒に水を用いて測定したところ、浸透重量と時間の間に右のような差異が確認されました。

測定例-浸透質量

 

Washburnの式の右辺に等しい浸透速度係数を求めるために右グラフ中の直線部分を抽出し、その勾配を求めたものが浸透速度係数となります。

測定例-浸透速度係数の算出

電池材料のぬれ性評価用のオプション治具・セル

電池、特にリチウムイオン二次電池用材料の、ぬれ性評価に適した治具やセルもオプションとして用意しています。

錠剤専用測定セル（オプション）

口腔内崩壊錠（OD錠）やフィルムコーティング前の錠剤などの各種処方の最適化（打錠圧や賦形剤・崩壊剤の特性(化学組成、粒子径等）に有効です。

錠剤測定用 コランタセル

錠剤専用測定セル（コランタセル）によるOD錠の吸水性評価の例

仕様