JP6724221B1 - Evaluation method of surfactant - Google Patents
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Abstract
【課題】界面活性剤を評価する方法を提供する。【解決手段】第１材料を第２材料に分散させる界面活性剤の評価方法は、界面活性剤を用いた場合における第１材料の第２材料に対する界面張力γを、異なる経過時間ｔごとに測定する測定工程と、測定工程における測定結果を用いて、界面張力γを、第１の項と、第２の項と、を含む複数の項の和で表す近似式を算出する、近似式算出工程と、を備える。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for evaluating a surfactant. A method for evaluating a surfactant in which a first material is dispersed in a second material is such that an interfacial tension γ of a first material with respect to a second material when a surfactant is used is measured at different elapsed times t. An approximate expression calculation step of calculating an approximate expression that expresses the interfacial tension γ by a sum of a plurality of terms including the first term and the second term, using the measurement step to perform and the measurement result in the measurement step. And [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、界面活性剤の評価方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating a surfactant.
界面活性剤（乳化剤）が用いられているエマルション（乳化物）の特性を評価するための方法が知られている。例えば特許文献１には、乳化物を加熱し、遠心して水相及び油相に分離した上で、分離された油相に含まれるタンパク質の濃度を測定することによって、測定されたタンパク質の濃度に基づいて乳化物の乳化安定性を評価することが開示されている。 Methods are known for evaluating the properties of emulsions in which a surfactant (emulsifier) is used. For example, in Patent Document 1, after heating an emulsion and separating it into an aqueous phase and an oil phase by centrifugation, the concentration of the protein contained in the separated oil phase is measured to obtain the measured protein concentration. It is disclosed that the emulsion stability of the emulsion is evaluated based on the above.
しかしながら特許文献１では、乳化物の乳化安定性を評価するまでに必要な作業が煩雑であり、より簡便にエマルションの作成に用いられる界面活性剤の特性を評価することができる評価方法が求められていた。 However, in Patent Document 1, the work required until the emulsion stability of the emulsion is evaluated is complicated, and an evaluation method that can more easily evaluate the characteristics of the surfactant used for preparing the emulsion is required. Was there.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、界面活性剤の評価方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and an object thereof is to provide a method for evaluating a surfactant.
本発明は、第１材料を第２材料に分散させる界面活性剤の評価方法であって、前記界面活性剤を用いた場合における前記第１材料の前記第２材料に対する界面張力γを、異なる経過時間ｔごとに測定する測定工程と、前記測定工程における測定結果を用いて、界面張力γを、以下の式（１）で表される第１の項と、以下の式（２）で表される第２の項と、を含む複数の項の和で表す近似式を算出する、近似式算出工程と、を備える、界面活性剤の評価方法である。
本発明による評価方法において、前記近似式算出工程は、界面張力γを以下の式（３）で表す近似式を算出する工程を含み、前記近似式算出工程において得られる式（３）のＡ、ａ、Ｂ及びｂの値の少なくとも１以上に基づいて、界面活性剤の特性を評価する、評価工程をさらに備えてもよい。
本発明による評価方法において、前記評価工程は、第１基準時間ｔｉが以下の式（４）を満たす場合に、前記第１基準時間ｔｉの値以上の値を有する代表値計算始点時間ｔ１、及び前記代表値計算始点時間ｔ１の値より大きい値を有する代表値計算終点時間ｔ２を用いて、以下の式（５）に基づいて、界面張力γの代表値γ１を算出する、代表値算出工程を含んでもよい。
本発明による評価方法において、前記代表値算出工程において、前記代表値計算始点時間ｔ１を第１基準時間ｔｉとしてもよい。 In the evaluation method according to the present invention, in the representative value calculation step, the representative value calculation start time t 1 may be used as the first reference time t i.
本発明による評価方法において、前記代表値算出工程において、前記代表値計算終点時間ｔ２の値を、以下の式（６）で表される第２基準時間ｔｅの値以下としてもよい。
本発明による評価方法において、前記代表値算出工程において、前記代表値計算終点時間ｔ２を第２基準時間ｔｅとしてもよい。 In the evaluation method according to the present invention, in the representative value calculation step, the representative value calculation ending time t 2 may be the second reference time t e.
本発明による評価方法において、前記式（６）の定数ｎを０．０３としてもよい。 In the evaluation method according to the present invention, the constant n in the equation (6) may be 0.03.
本発明による評価方法において、前記式（４）の定数ｍを０．１としてもよい。 In the evaluation method according to the present invention, the constant m in the equation (4) may be 0.1.
本発明による評価方法において、前記界面活性剤は、５×１０3以上の分子量を有してもよい。 In the evaluation method according to the present invention, the surfactant may have a molecular weight of 5×10 3 or more.
本発明は、第１材料を第２材料に分散させる界面活性剤を評価する装置であって、前記界面活性剤を用いた場合における前記第１材料の前記第２材料に対する界面張力γを、異なる経過時間ｔごとに測定する測定機構と、前記測定機構の測定結果を用いて、界面張力γを、以下の式（１）で表される第１の項と、以下の式（２）で表される第２の項と、を含む複数の項の和で表す近似式を算出する、近似式算出機構と、を備える、装置である。
本発明は、第１材料を第２材料に分散させる界面活性剤を評価するためにコンピュータを近似式算出機構として機能させるためのプログラムであって、前記近似式算出機構は、前記界面活性剤を用いた場合における前記第１材料の前記第２材料に対する界面張力γの、異なる経過時間ｔごとの測定結果を用いて、界面張力γを、以下の式（１）で表される第１の項と、以下の式（２）で表される第２の項と、を含む複数の項の和で表す近似式を算出する、プログラムである。
本発明は、第１材料を第２材料に分散させる界面活性剤を評価するためにコンピュータを近似式算出機構として機能させるためのプログラムを記録した不揮発性メモリであって、前記近似式算出機構は、前記界面活性剤を用いた場合における前記第１材料の前記第２材料に対する界面張力γの、異なる経過時間ｔごとの測定結果を用いて、界面張力γを、以下の式（１）で表される第１の項と、以下の式（２）で表される第２の項と、を含む複数の項の和で表す近似式を算出する、不揮発性メモリである。
本発明によれば、界面活性剤の評価方法を提供することができる。 According to the present invention, a method for evaluating a surfactant can be provided.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in the drawings attached to the present specification, for convenience of understanding, the scale, the vertical and horizontal dimension ratios and the like are appropriately changed and exaggerated.
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る、第１材料と第２材料とを分散させる界面活性剤の評価方法に用いられる装置について説明する。図１は、界面活性剤を評価する方法に用いられる装置１０を示すブロック図である。装置１０は、界面張力測定機構１１、近似式算出機構１２１及び評価機構１２２を備える。図１に示す例において、装置１０は、界面張力測定機構１１と、近似式算出機構１２１及び評価機構１２２として機能するコンピュータ１２とを備える。この場合、コンピュータを近似式算出機構１２１及び評価機構１２２として機能させるためのプログラムを、コンピュータ１２に実行させることによって、コンピュータ１２を近似式算出機構１２１及び評価機構１２２として機能させることができる。このとき、プログラムは、コンピュータ１２にあらかじめインストールされていてもよい。若しくは、記憶媒体、例えばプログラムを記録した不揮発性メモリを用いてプログラムがコンピュータ１２にインストールされてもよい。若しくは、ネットワークを介して配布されたプログラムがコンピュータ１２にインストールされてもよい。 First, with reference to FIG. 1, an apparatus used in a method for evaluating a surfactant for dispersing a first material and a second material according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus 10 used in a method for evaluating a surfactant. The device 10 includes an interfacial tension measuring mechanism 11, an approximate expression calculating mechanism 121, and an evaluating mechanism 122. In the example illustrated in FIG. 1, the device 10 includes an interfacial tension measuring mechanism 11 and a computer 12 that functions as an approximate expression calculating mechanism 121 and an evaluating mechanism 122. In this case, the computer 12 can be caused to function as the approximate expression calculation mechanism 121 and the evaluation mechanism 122 by causing the computer 12 to execute a program for causing the computer to function as the approximate expression calculation mechanism 121 and the evaluation mechanism 122. At this time, the program may be installed in the computer 12 in advance. Alternatively, the program may be installed in the computer 12 using a storage medium, for example, a non-volatile memory storing the program. Alternatively, the program distributed via the network may be installed in the computer 12.
界面張力測定機構１１は、評価の対象とする界面活性剤を用いた場合における第１材料の第２材料に対する界面張力γを、異なる経過時間ｔごとに測定する。図１の（ｔ，γ）は、異なる経過時間ｔごとに界面張力γが測定されていることを表している。界面張力測定機構１１は、例えば第１材料の第２材料に対する界面張力γを測定可能な界面張力計である。近似式算出機構１２１は、界面張力測定機構１１の測定結果を用いて、界面張力γを表す近似式を算出する。図１に示す例において、評価機構１２２は、代表値算出機構１２２ａを有する。代表値算出機構１２２ａは、近似式算出機構１２１によって算出された近似式を用いて、界面張力γの代表値γ１を算出する。代表値算出機構１２２ａが算出した代表値γ１を、界面活性剤の特性を表す指標として用いることができる。 The interfacial tension measuring mechanism 11 measures the interfacial tension γ of the first material with respect to the second material when the surfactant to be evaluated is used, at different elapsed times t. (T, γ) in FIG. 1 indicates that the interfacial tension γ is measured at different elapsed times t. The interfacial tension measuring mechanism 11 is, for example, an interfacial tension meter capable of measuring the interfacial tension γ of the first material with respect to the second material. The approximate expression calculation mechanism 121 calculates an approximate expression representing the interfacial tension γ using the measurement result of the interfacial tension measurement mechanism 11. In the example shown in FIG. 1, the evaluation mechanism 122 has a representative value calculation mechanism 122a. The representative value calculation mechanism 122a calculates the representative value γ 1 of the interfacial tension γ using the approximation formula calculated by the approximation formula calculation mechanism 121. The representative value γ 1 calculated by the representative value calculation mechanism 122a can be used as an index representing the characteristics of the surfactant.
以下、界面活性剤の評価方法の具体例について説明する。本実施の形態に係る界面活性剤の評価方法は、界面活性剤を用いた場合における第１材料の第２材料に対する界面張力γを、異なる経過時間ｔごとに測定する測定工程と、測定工程における測定結果を用いて、界面張力γを表す近似式を算出する、近似式算出工程と、を備える。また、本実施の形態に係る界面活性剤の評価方法は、上述の工程に加えて、評価の対象とする界面活性剤と、第１材料と、第２材料とを準備する準備工程と、近似式算出工程において算出された近似式を用いて界面活性剤の特性を評価する評価工程と、をさらに備える。本実施の形態に係る評価方法は、近似式算出工程において算出された近似式を用いて界面張力γの代表値γ１を算出する代表値算出工程を含む。 Hereinafter, specific examples of the method for evaluating the surfactant will be described. The method for evaluating a surfactant according to the present embodiment includes a measuring step in which the interfacial tension γ of the first material with respect to the second material when the surfactant is used is measured at different elapsed times t, and An approximate expression calculation step of calculating an approximate expression representing the interfacial tension γ using the measurement result. In addition to the steps described above, the method for evaluating a surfactant according to the present embodiment includes a preparation step for preparing a surfactant to be evaluated, a first material, and a second material. An evaluation step of evaluating the characteristics of the surfactant using the approximate expression calculated in the expression calculation step. The evaluation method according to the present embodiment includes a representative value calculating step of calculating the representative value γ 1 of the interfacial tension γ using the approximate expression calculated in the approximate expression calculating step.
（準備工程）
まず、評価の対象とする界面活性剤と、第２材料と、界面活性剤によって第２材料に分散される第１材料とを準備する、準備工程を行う。
(Preparation process)
First, a preparatory step of preparing a surfactant to be evaluated, a second material, and a first material dispersed in the second material by the surfactant is performed.
評価の対象とする界面活性剤は、特に限定されず、低分子系の界面活性剤、高分子系の界面活性剤のいずれも、評価することができる。高分子系の界面活性剤を評価の対象とする場合、界面活性剤は、例えば、加工デンプン、タンパク質、タンパク質複合体である。 The surfactant to be evaluated is not particularly limited, and both low molecular weight surfactants and high molecular weight surfactants can be evaluated. When a polymeric surfactant is the subject of evaluation, the surfactant is, for example, modified starch, protein, or protein complex.
第１材料及び第２材料が流体であり、第１材料及び第２材料のうち少なくともいずれか１つが液体であり、且つ、評価の対象とする界面活性剤によって第１材料が第２材料に分散されるのであれば、第１材料及び第２材料は特に限定されない。例えば、第２材料が油である場合、第１材料は、界面活性剤によって第２材料に分散される水であり、また例えば第２材料が水である場合、第１材料は油であり、またさらに例えば、第２材料が空気である場合、第１材料は何らかの溶質を含有する水である。第１材料または第２材料が液体である場合、その粘度は、例えば１００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは５０Ｐａ・ｓ以下である。第１材料または第２材料の粘度が上記のとおりである場合、第２材料に対する第１材料の界面張力に、第１材料または第２材料の粘度が及ぼす影響を、低減することができる。これによって、後述する測定工程において第１材料の第２材料に対する界面張力を測定する際に、より界面活性剤の特性を反映した測定結果を得ることができる。 The first material and the second material are fluids, at least one of the first material and the second material is a liquid, and the first material is dispersed in the second material by the surfactant to be evaluated. If so, the first material and the second material are not particularly limited. For example, if the second material is oil, the first material is water dispersed in the second material by a surfactant, and if the second material is water, for example, the first material is oil, Still further, for example, when the second material is air, the first material is water containing some solute. When the first material or the second material is a liquid, its viscosity is, for example, 100 Pa·s or less, and more preferably 50 Pa·s or less. When the viscosity of the first material or the second material is as described above, the influence of the viscosity of the first material or the second material on the interfacial tension of the first material with respect to the second material can be reduced. Accordingly, when measuring the interfacial tension of the first material with respect to the second material in the measurement step described later, it is possible to obtain a measurement result that more reflects the characteristics of the surfactant.
（測定工程）
準備工程の後、装置１０の界面張力測定機構１１を用いて、界面活性剤を用いた場合における第１材料の第２材料に対する界面張力γを異なる経過時間ｔごとに測定する、測定工程を行う。本実施の形態においては、第１材料と界面活性剤とを混合した混合液を作成し、第２材料に対する界面活性剤及び第１材料を含む混合液の界面張力γを測定する。
(Measuring process)
After the preparatory step, the interfacial tension measuring mechanism 11 of the apparatus 10 is used to perform the measurement step of measuring the interfacial tension γ of the first material with respect to the second material at different elapsed times t when a surfactant is used. .. In the present embodiment, a mixed liquid in which the first material and the surfactant are mixed is prepared, and the interfacial tension γ of the mixed liquid containing the surfactant and the first material with respect to the second material is measured.
界面張力γを測定する方法は、第２材料に対する第１材料の界面張力γを測定可能であれば、特に限定されない。界面張力γを測定する方法は、第１材料と第２材料との界面の作成方法と、作成した界面の解析方法に分けられる。界面の作成方法としては、例えば、ペンダントドロップ法、ライジングドロップ法、プレート法、またはリング法が挙げられる。また、界面の解析方法としては、例えば、ｄｓ／ｄｅ法、ヤングーラプラス法が挙げられる。本実施の形態においては、一例として、界面張力γの測定において、ペンダントドロップ法を用いて界面を作成し、ヤングーラプラス法にて解析する例について説明する。図２は、ペンダントドロップ法を用いて第２材料２２に対する第１材料を含む混合液２１の界面張力γを測定する様子を示す図である。図３は、測定工程において、異なる経過時間ｔごとに界面張力γを測定した結果の一例を示す図である。なお、本実施の形態において、経過時間ｔとは、特に断りがない限り、後述するように第２材料２２の中に混合液２１の液滴を作成した時点を起点とした経過時間を意味する。本実施の形態においては、まず、第２材料２２の中に、混合液２１の液滴を作成可能なシリンジ１１１を配置する。次に、図２に示すように、シリンジ１１１を用いて、第２材料２２の中に混合液２１の液滴を作成する。そして、作成した液滴の形状を画像解析することによって、界面張力γを測定することができる。また、図２に示すように第２材料２２の中に混合液２１の液滴を作成した場合、液滴が作成されてから経過した時間による界面張力γの変化に応じて、混合液２１の液滴の形状は変化する。したがって、異なる経過時間ｔごとに液滴の形状を画像解析することによって、図３に示すように、異なる経過時間ｔごとに、界面張力γを測定することができる。界面張力γを測定する際の混合液２１及び第２材料２２の温度は、空調の効いた部屋の室温程度であればよく、例えば２３℃である。以下、測定工程において測定された界面張力γの値を、界面張力γの実測値とも称する。 The method for measuring the interfacial tension γ is not particularly limited as long as the interfacial tension γ of the first material with respect to the second material can be measured. The method of measuring the interfacial tension γ can be divided into a method of creating an interface between the first material and the second material and a method of analyzing the created interface. Examples of the method of creating the interface include a pendant drop method, a rising drop method, a plate method, and a ring method. Further, examples of the interface analysis method include the ds/de method and the Young-Laplace method. In the present embodiment, as an example, in the measurement of interfacial tension γ, an example will be described in which an interface is created using the pendant drop method and analyzed by the Young-Laplace method. FIG. 2 is a diagram showing how the interfacial tension γ of the mixed liquid 21 containing the first material with respect to the second material 22 is measured using the pendant drop method. FIG. 3 is a diagram showing an example of a result of measuring the interfacial tension γ at different elapsed times t in the measurement process. In the present embodiment, the elapsed time t means the elapsed time from the point of time when droplets of the mixed liquid 21 are formed in the second material 22 as a starting point, as described later, unless otherwise specified. .. In the present embodiment, first, the syringe 111 capable of forming droplets of the mixed liquid 21 is arranged in the second material 22. Next, as shown in FIG. 2, a droplet of the mixed liquid 21 is created in the second material 22 using the syringe 111. Then, the interfacial tension γ can be measured by image-analyzing the shape of the created droplet. Further, when droplets of the mixed liquid 21 are created in the second material 22 as shown in FIG. The shape of the droplet changes. Therefore, by performing image analysis of the shape of the droplet at different elapsed times t, the interfacial tension γ can be measured at different elapsed times t, as shown in FIG. The temperature of the mixed liquid 21 and the second material 22 when measuring the interfacial tension γ may be about room temperature in an air-conditioned room, and is, for example, 23° C. Hereinafter, the value of the interfacial tension γ measured in the measuring step is also referred to as the actually measured value of the interfacial tension γ.
（近似式算出工程）
測定工程の後、装置１０の近似式算出機構１２１を用いて、界面張力γを表す近似式を算出する、近似式算出工程を行う。本実施の形態に係る発明の発明者等の研究の結果、界面活性剤を用いた場合における界面張力γは、以下の式（１）で表される第１の項と、以下の式（２）で表される第２の項と、を少なくとも含む複数の項の和で表す式によって適切に近似されることが見出されている。したがって、近似式算出工程においては、測定工程における測定結果を用いて、界面張力γを、以下の式（１）で表される第１の項と、以下の式（２）で表される第２の項と、を含む複数の項の和で表す近似式を算出する。
After the measuring step, the approximate expression calculating mechanism 121 of the apparatus 10 is used to perform an approximate expression calculating step of calculating an approximate expression representing the interfacial tension γ. As a result of research conducted by the inventors of the invention according to the present embodiment, the interfacial tension γ when a surfactant is used is expressed by the first term represented by the following equation (1) and the following equation (2). It is found that it is appropriately approximated by an expression represented by the sum of a plurality of terms including at least a second term represented by (4). Therefore, in the approximate expression calculation step, the interfacial tension γ is calculated by using the measurement result in the measurement step and the first term expressed by the following expression (1) and the first expression expressed by the following expression (2). An approximate expression represented by the sum of a plurality of terms including the term 2 and is calculated.
ここで、式（１）においてＡ及びａは定数であり、式（２）においてＢ及びｂは定数である。また、本実施の形態において、Ａ、ａ及びＢは、いずれも０以上の実数であり、ｂは実数である。界面張力γを、上記の式（１）の項と式（２）の項とを含む複数の項の和で表される式に近似する理由について説明する。図２に示すように第２材料２２の中に混合液２１の液滴を作成した場合、界面張力γは、液滴が作成されてから経過した時間に応じて、低下していく。界面張力γは、図３に示すように、初期に急激に低下し、後期にゆるやかに低下する。初期の急激な低下は、主に、界面活性剤に含まれる分子の吸着運動に応じて生じると考えることができる。また、後期のゆるやかな低下は、主に、界面における、界面活性剤に含まれる分子自身の構造の変化に応じて生じると考えることができる。分子の吸着運動に応じて生じる低下、及び界面活性剤に含まれる分子自身の構造の変化に応じて生じる低下のいずれも指数関数的に生じると仮定することによって、界面張力γを、上記の式（１）の項と式（２）の項とを含む複数の項の和で表すことができる。本実施の形態においては、界面活性剤に含まれる分子の吸着運動に応じた界面張力γの変化を第１の項に対応させ、界面における、界面活性剤に含まれる分子自身の構造の変化に応じた界面張力γの変化を第２の項に対応させることを考える。この場合、界面活性剤に含まれる分子の吸着運動に応じた、界面張力γの初期の急激な低下を第１の項で表し、界面における、界面活性剤に含まれる分子自身の構造の変化に応じた後期のゆるやかな低下を第２の項で表すことを考えると、ａはｂ以上である。 Here, in the formula (1), A and a are constants, and in the formula (2), B and b are constants. Further, in the present embodiment, each of A, a and B is a real number of 0 or more, and b is a real number. The reason why the interfacial tension γ is approximated to an equation represented by the sum of a plurality of terms including the terms of the above equations (1) and (2) will be described. When droplets of the mixed liquid 21 are created in the second material 22 as shown in FIG. 2, the interfacial tension γ decreases according to the time elapsed since the droplets were created. As shown in FIG. 3, the interfacial tension γ sharply decreases in the initial stage and gradually decreases in the latter period. It can be considered that the initial sharp decrease mainly occurs in response to the adsorption movement of molecules contained in the surfactant. In addition, it can be considered that the slow decrease in the latter period mainly occurs due to a change in the structure of the molecule itself contained in the surfactant at the interface. The interfacial tension γ can be calculated by the above equation by assuming that both the decrease caused by the adsorption motion of the molecule and the decrease caused by the change in the structure of the molecule itself contained in the surfactant occur exponentially. It can be represented by the sum of a plurality of terms including the term of (1) and the term of formula (2). In the present embodiment, the change in the interfacial tension γ according to the adsorption movement of the molecule contained in the surfactant is made to correspond to the first term, and the change in the structure of the molecule itself contained in the surfactant at the interface is Consider that the corresponding change in the interfacial tension γ corresponds to the second term. In this case, the first term represents the initial sharp decrease in the interfacial tension γ in response to the adsorption motion of the molecule contained in the surfactant, and the change in the structure of the molecule itself contained in the surfactant at the interface is expressed. Considering that the corresponding gradual decrease in the latter period is represented by the second term, a is equal to or greater than b.
本実施の形態では、近似式算出工程において、以下の式（３）に示す近似式を算出する。以下の式（３）に示す近似式は、界面張力γを、上記の式（１）と式（２）との和で表す。以下、近似式算出工程において算出される近似式に基づく界面張力γの値を、界面張力γの計算値とも称する。
近似式の算出は、例えば、界面張力γの測定結果を、最小二乗法を用いて式（３）に近似し、式（３）のＡ、ａ、Ｂ及びｂの値を決定することによって行う。最小二乗法を用いた界面張力γの測定結果の式（３）への近似は、例えば以下のように行う。まず、測定工程において界面張力γを測定した経過時間ｔごとに、測定工程によって得た実測値と、式（３）によって得られる計算値との差を二乗した値を考える。次に、測定工程において界面張力γを測定した経過時間ｔごとに求められる上記の値の総和を考える。この総和が最小となるようなＡ、ａ、Ｂ及びｂの値を、ソルバー（例えばＭｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｅｘｃｅｌ（登録商標）２０１０のアドイン機能）などのプログラムを用いて決定する。図４は、図３に示す界面張力γの実測値の例に、近似式算出工程において得られた近似式の例を重ねて表示した図である。 The approximation formula is calculated, for example, by approximating the measurement result of the interfacial tension γ to the formula (3) by using the least squares method and determining the values of A, a, B and b in the formula (3). .. The approximation of the measurement result of the interfacial tension γ using the least square method to the equation (3) is performed as follows, for example. First, consider a value obtained by squaring the difference between the measured value obtained by the measuring step and the calculated value obtained by the equation (3) for each elapsed time t when the interfacial tension γ was measured in the measuring step. Next, consider the sum of the above values obtained for each elapsed time t when the interfacial tension γ was measured in the measurement step. The values of A, a, B, and b that minimize the total sum are determined by using a program such as a solver (for example, add-in function of Microsoft (registered trademark) Excel (registered trademark) 2010). FIG. 4 is a diagram in which an example of the approximate expression obtained in the approximate expression calculating step is displayed by being superimposed on the example of the actual measurement value of the interfacial tension γ shown in FIG.
近似式算出工程において算出される近似式の一例について、図５を参照してさらに詳細に説明する。図５は、近似式算出工程において算出された近似式に基づく計算値の例を、符号Ｉが付された実線で示すとともに、本実施の形態における第１の項の値、第２の項の値、及び第１の項を第２の項で割った値の一例を示す図である。図５において、符号ＩＩが付された破線は、式（１）で表される第１の項の値の、経過時間ｔごとの大きさを示す線である。また、符号ＩＩＩが付された一点鎖線は、式（２）で表される第２の項の値の、経過時間ｔごとの大きさを示す線である。また、符号ＩＶが付された二点鎖線は、第１の項を第２の項で割った値の、経過時間ｔごとの大きさを示す線である。図５の縦軸は、符号Ｉに関しては界面張力γの計算値の大きさを示し、符号ＩＩ又は符号ＩＩＩに関しては界面張力γの計算値の大きさのうち第１の項又は第２の項が占める大きさを示し、符号ＩＶに関しては第１の項を第２の項で割った値の大きさを示す。図５に示す例では、算出された近似式においてａがｂよりも大きい例を示している。このため、図５に示すように、第１の項の値は第２の項の値よりも初期に急激に低下する。図５に示す例では、算出された近似式においてＡがＢよりも小さい例を示している。このため、経過時間ｔが０のとき、第１の項の値は第２の項の値よりも小さい。図示はしないが、ＡはＢよりも大きくてもよい。 An example of the approximate expression calculated in the approximate expression calculating step will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 5 shows an example of a calculated value based on the approximate expression calculated in the approximate expression calculating step by a solid line with a reference numeral I, and the values of the first term and the second term of the present embodiment. It is a figure which shows an example of a value and the value which divided the 1st term by the 2nd term. In FIG. 5, the broken line with the reference numeral II is a line indicating the magnitude of the value of the first term represented by the formula (1) for each elapsed time t. Further, the alternate long and short dash line with the reference numeral III is a line showing the magnitude of the value of the second term represented by the equation (2) for each elapsed time t. Further, the chain double-dashed line with the reference numeral IV is a line showing the magnitude for each elapsed time t of the value obtained by dividing the first term by the second term. The vertical axis of FIG. 5 indicates the magnitude of the calculated value of the interfacial tension γ for the code I, and the first or second term in the magnitude of the calculated value of the interfacial tension γ for the code II or the code III. Indicates the size occupied by, and the code IV indicates the size of the value obtained by dividing the first term by the second term. In the example shown in FIG. 5, a is larger than b in the calculated approximate expression. For this reason, as shown in FIG. 5, the value of the first term sharply drops earlier than the value of the second term. In the example shown in FIG. 5, A is smaller than B in the calculated approximate expression. Therefore, when the elapsed time t is 0, the value of the first term is smaller than the value of the second term. Although not shown, A may be larger than B.
（評価工程）
近似式算出工程の後に、近似式算出工程において得られる式（３）のＡ、ａ、Ｂ及びｂの値の少なくとも１以上に基づいて、評価機構１２２を用いて界面活性剤の特性を評価する、評価工程を行う。本実施の形態において、評価工程は、評価機構１２２の代表値算出機構１２２ａを用いて、近似式算出工程において得られる式（３）のＡ、ａ、Ｂ及びｂの値に基づいて界面張力γの代表値γ１を算出する、代表値算出工程を含む。代表値算出工程においては、第１基準時間ｔｉが以下の式（４）を満たす場合に、第１基準時間ｔｉの値以上の値を有する代表値計算始点時間ｔ１、及び代表値計算始点時間ｔ１の値より大きい値を有する代表値計算終点時間ｔ２を用いて、以下の式（５）に基づいて、界面張力γの代表値γ１を算出する。換言すれば、代表値計算始点時間ｔ１から代表値計算終点時間ｔ２までの範囲における界面張力γの平均値を、代表値γ１として算出する。
After the approximation formula calculation step, the characteristics of the surfactant are evaluated using the evaluation mechanism 122 based on at least one of the values of A, a, B, and b of the formula (3) obtained in the approximation formula calculation step. , Perform the evaluation process. In the present embodiment, the evaluation step uses the representative value calculation mechanism 122a of the evaluation mechanism 122 and the interfacial tension γ based on the values of A, a, B, and b of the equation (3) obtained in the approximate expression calculation step. A representative value calculation step of calculating a representative value γ 1 of is included. In the representative value calculation step, when the first reference time t i satisfies the following expression (4), the representative value calculation starting point time t 1 having a value equal to or larger than the value of the first reference time t i , and the representative value calculation The representative value γ 1 of the interfacial tension γ is calculated based on the following equation (5) using the representative value calculation end time t 2 having a value larger than the value of the start point time t 1 . In other words, the average value of the interfacial tension γ in the range from the representative value calculation start time t 1 to the representative value calculation end time t 2 is calculated as the representative value γ 1 .
ここで、式（４）においてｍは定数である。式（４）において規定されているとおり、第１基準時間ｔｉは、Ａ・ｅ−ａｔの値がＢ・ｅ−ｂｔの値のｍ倍となる経過時間である。図５に示すように、第１基準時間ｔｉよりも前では、第１の項の値は第２の項の値のｍ倍よりも大きくなっている。そして、第１基準時間ｔｉよりも後では、第１の項の値は第２の項の値のｍ倍よりも小さくなっている。式（４）の定数ｍの値は、例えば０．１である。第１基準時間ｔｉよりも後の、第１の項の値が第２の項の値の０．１倍よりも小さくなっている範囲は、界面張力γの変化に対する第１の項の影響が、特に小さくなっている範囲であるといえる。特にｍを０．１とすることの効果について、ｍを０．１よりも小さくする場合との比較によって説明する。代表値算出工程においては、第１基準時間ｔｉの値以上の値を有する代表値計算始点時間ｔ１の経過後の範囲における界面張力γの計算値の平均値を、代表値γ１として算出する。また、界面張力γの計算値は、界面張力γの実測値を測定した測定時間の間において、特に精度よく界面張力γの実測値に対応すると考えられる。このため、界面張力γの代表値γ１を算出するに際しては、液滴を作成して界面張力γの測定を終了するまでの、界面張力γの実測値の測定時間は、第１基準時間ｔｉ以上の長さを有することが好ましい。ここで、ｍを０．１とする場合には、ｍを０．１よりも小さくする場合と比較して、第１基準時間ｔｉは短くなると考えられる。このため、ｍを０．１とする場合には、界面張力γの測定時間を短く抑える場合においても、界面張力γの測定時間の長さを、第１基準時間ｔｉ以上の長さとすることが容易となる。 Here, in Expression (4), m is a constant. As defined in equation (4), the first reference time t i is the elapsed time value of A · e -at becomes m times the value of B · e -bt. As shown in FIG. 5, in the front than the first reference time t i, the value of the first term is greater than m times the value of the second term. Then, in the later than the first reference time t i, the value of the first term is smaller than m times the value of the second term. The value of the constant m in the equation (4) is, for example, 0.1. Later than the first reference time t i, the range of values of the first term is smaller than 0.1 times the value of the second term, the influence of the first term to changes in interfacial tension γ However, it can be said that the range is particularly small. In particular, the effect of setting m to 0.1 will be described by comparison with the case of setting m to be smaller than 0.1. In the representative value calculation step, the average value of the calculated values of the interfacial tension γ in the range after the elapse of the representative value calculation start point time t 1 having a value equal to or larger than the value of the first reference time t i is calculated as the representative value γ 1. To do. Further, it is considered that the calculated value of the interfacial tension γ corresponds to the actually measured value of the interfacial tension γ with high accuracy during the measurement time when the actually measured value of the interfacial tension γ is measured. Therefore, when the representative value γ 1 of the interfacial tension γ is calculated, the measurement time of the actually measured value of the interfacial tension γ until the droplet is formed and the measurement of the interfacial tension γ is completed is the first reference time t. It preferably has a length of i or more. Here, when m is 0.1, the first reference time t i is considered to be shorter than when m is smaller than 0.1. Therefore, in the case of the 0.1 m, in a case made short measurement time of the interfacial tension gamma is also the length of the measurement time of the interfacial tension gamma, be a length of more than the first reference time t i Will be easier.
式（５）に基づいて界面張力γの代表値γ１を算出することによって、界面張力γの変化に対する第１の項の影響が大きい範囲を除いた範囲の界面張力γの計算値から、代表値γ１を算出することができる。これによって、界面張力γが安定した範囲の界面張力γの計算値を用いて、代表値γ１を算出することができる。このため、異なる複数の界面活性剤について、界面活性剤を用いた場合における界面張力γの代表値γ１を算出するに際し、代表値γ１を算出する条件の差を小さくすることができる。 By calculating the representative value γ 1 of the interfacial tension γ based on the equation (5), the representative value is calculated from the calculated value of the interfacial tension γ in a range excluding the range where the influence of the first term on the change of the interfacial tension γ is large. The value γ 1 can be calculated. Accordingly, the representative value γ 1 can be calculated using the calculated value of the interfacial tension γ in the range where the interfacial tension γ is stable. Therefore, when calculating the representative value γ 1 of the interfacial tension γ when the surfactant is used for a plurality of different surfactants, it is possible to reduce the difference in the conditions for calculating the representative value γ 1 .
特に、上述のとおりに、第１の項が、界面活性剤に含まれる分子の吸着運動に応じた界面張力γの変化に対応し、第２の項が、界面活性剤に含まれる分子自身の構造の変化に応じた界面張力γの変化に対応すると解釈した場合における、第１基準時間ｔｉを定める意義について説明する。この場合、第１基準時間ｔｉよりも後の範囲は、界面張力γが、特に分子自身の構造の変化に依存して変化している範囲に相当するといえる。したがって、第１基準時間ｔｉの値以上の値を有する代表値計算始点時間ｔ１、及び代表値計算始点時間ｔ１の値より大きい値を有する代表値計算終点時間ｔ２を用いて、式（５）に基づいて界面張力γの代表値γ１を算出することによって、界面張力γが、界面活性剤に含まれる分子自身の構造の変化に主に依存して変化している範囲の界面張力γの計算値から、代表値γ１を算出することができる。このため、異なる複数の界面活性剤について、界面活性剤を用いた場合における界面張力γの代表値γ１を算出するに際し、界面張力γが界面活性剤に含まれる分子自身の構造の変化に依存して変化している範囲における界面張力γの測定値を用いるように、代表値γ１を算出する条件を揃えることができる。 In particular, as described above, the first term corresponds to the change in the interfacial tension γ according to the adsorption motion of the molecule contained in the surfactant, and the second term is the molecule contained in the surfactant itself. The significance of defining the first reference time t i when it is interpreted as corresponding to the change in the interfacial tension γ according to the change in the structure will be described. In this case, it can be said that the range after the first reference time t i corresponds to the range in which the interfacial tension γ changes particularly depending on the change in the structure of the molecule itself. Therefore, using the representative value calculation start point time t 1 having a value equal to or larger than the value of the first reference time t i and the representative value calculation end point time t 2 having a value larger than the value of the representative value calculation start point time t 1 , By calculating the representative value γ 1 of the interfacial tension γ based on (5), the interfacial tension γ changes in the range of the interface mainly depending on the change in the structure of the molecule itself contained in the surfactant. The representative value γ 1 can be calculated from the calculated value of the tension γ. Therefore, when calculating the representative value γ 1 of the interfacial tension γ when the surfactant is used for a plurality of different surfactants, the interfacial tension γ depends on the change in the structure of the molecule itself contained in the surfactant. The conditions for calculating the representative value γ 1 can be arranged so that the measured value of the interfacial tension γ in the changing range is used.
また、本実施の形態において、代表値計算終点時間ｔ２の値は、以下の式（６）で表される第２基準時間ｔｅの値以下である。
ここで、式（６）においてｎは定数である。式（６）において規定されているとおり、第２基準時間ｔｅは、ｍＮ／ｍの単位で表した界面張力γを、秒（ｓ）の単位で表した経過時間ｔの関数として表したグラフの傾きの絶対値が、ｎ［ｍＮ／（ｍ・ｓ）］となる経過時間である。図５に示すように、界面張力γを経過時間ｔの関数として表したグラフの傾きの絶対値は、経過時間ｔが長くなるほど小さくなる。したがって、グラフの傾きの絶対値は、第２基準時間ｔｅよりも前においてはｎ［ｍＮ／（ｍ・ｓ）］よりも大きく、第２基準時間ｔｅよりも後においてはｎ［ｍＮ／（ｍ・ｓ）］よりも小さい。式（６）の定数ｎの値は、例えば０．０３である。上述のように第２基準時間ｔｅを定め、代表値計算終点時間ｔ２の値を第２基準時間ｔｅの値以下として、式（５）に基づいて界面張力γの代表値γ１を算出することによって、異なる複数の界面活性剤について、界面活性剤を用いた場合における界面張力γの代表値γ１を算出するに際し、代表値γ１を算出する条件の差を小さくすることができる。特に、ｎを０．０３とすることの効果について、ｎを０．０３よりも小さくする場合との比較によって説明する。代表値算出工程においては、第２基準時間ｔｅの値以下の値を有する代表値計算終点時間ｔ２の経過前の範囲における界面張力γの計算値の平均値を、代表値γ１として算出する。また、界面張力γの計算値は、界面張力γの実測値を測定した測定時間の間において、特に精度よく界面張力γの実測値に対応すると考えられる。このため、界面張力γの代表値γ１を算出するに際しては、液滴を作成して界面張力γの測定を終了するまでの、界面張力γの実測値の測定時間は、第２基準時間ｔｅ以上の長さを有することが好ましい。ここで、ｎを０．０３とする場合には、ｎを０．０３よりも小さくする場合と比較して、第２基準時間ｔｅは短くなると考えられる。このため、ｎを０．０３とする場合には、界面張力γの測定時間を短く抑える場合においても、界面張力γの測定時間の長さを、第２基準時間ｔｅ以上の長さとすることが容易となる。 Here, in the equation (6), n is a constant. As defined in equation (6), the second reference time t e is a graph of the interfacial tension γ in mN/m as a function of the elapsed time t in seconds (s). Is the elapsed time at which the absolute value of the slope of becomes n [mN/(m·s)]. As shown in FIG. 5, the absolute value of the slope of the graph showing the interfacial tension γ as a function of the elapsed time t becomes smaller as the elapsed time t becomes longer. Therefore, the absolute value of the slope of the graph, greater than n [mN / (m · s )] in front than the second reference time t e, in the later than the second reference time t e n [mN / (M·s)]. The value of the constant n in Expression (6) is 0.03, for example. As described above, the second reference time t e is set, the value of the representative value calculation end time t 2 is set to be equal to or less than the value of the second reference time t e , and the representative value γ 1 of the interfacial tension γ is calculated based on the equation (5). By calculating, for the plurality of different surfactants, when calculating the representative value γ 1 of the interfacial tension γ when the surfactant is used, it is possible to reduce the difference in the conditions for calculating the representative value γ 1. .. In particular, the effect of setting n to 0.03 will be described by comparison with the case of setting n to be smaller than 0.03. In the representative value calculation step, the average value of the calculated values of the interfacial tension γ in the range before the elapse of the representative value calculation end time t 2 having a value equal to or less than the value of the second reference time t e is calculated as the representative value γ 1. To do. Further, it is considered that the calculated value of the interfacial tension γ corresponds to the actually measured value of the interfacial tension γ with high accuracy during the measurement time when the actually measured value of the interfacial tension γ is measured. Therefore, when the representative value γ 1 of the interfacial tension γ is calculated, the measurement time of the actually measured value of the interfacial tension γ until the droplet is formed and the measurement of the interfacial tension γ is completed is the second reference time t. It is preferable to have a length of e or more. Here, when n is 0.03, the second reference time t e is considered to be shorter than when n is made smaller than 0.03. Therefore, when n is 0.03, the length of the measurement time of the interfacial tension γ should be the second reference time t e or more even when the measurement time of the interfacial tension γ is kept short. Will be easier.
代表値算出工程においては、代表値計算始点時間ｔ１を第１基準時間ｔｉとしてもよい。また、代表値算出工程においては、代表値計算終点時間ｔ２を第２基準時間ｔｅとしてもよい。 In a representative value calculation step, a representative value calculation start time t 1 may be used as the first reference time t i. In addition, in the representative value calculation step, the representative value calculation end time t 2 may be the second reference time t e .
特に、上述のとおりに、第１の項が、界面活性剤に含まれる分子の吸着運動に応じた界面張力γの変化に対応し、第２の項が、界面活性剤に含まれる分子自身の構造の変化に応じた界面張力γの変化に対応すると解釈した場合における、第２基準時間ｔeを定める意義について説明する。この場合、第２基準時間ｔeよりも後の範囲は、界面張力γが、界面活性剤に含まれる分子の吸着運動によっても、界面活性剤に含まれる分子自身の構造の変化によっても、ほとんど変化していない範囲に相当するといえる。上述のように第２基準時間ｔｅを定め、代表値計算終点時間ｔ２の値を第２基準時間ｔｅの値以下として、式（５）に基づいて界面張力γの代表値γ１を算出することによって、界面張力γが、特に界面活性剤に含まれる分子自身の構造の変化に依存して変化している範囲の界面張力γの計算値から、代表値γ１を算出することができる。このため、異なる複数の界面活性剤について、界面活性剤を用いた場合における界面張力γの代表値γ１を算出するに際し、代表値γ１を算出する条件を揃えることができる。 In particular, as described above, the first term corresponds to the change in the interfacial tension γ according to the adsorption motion of the molecule contained in the surfactant, and the second term is the molecule contained in the surfactant itself. The significance of defining the second reference time t e when it is interpreted as corresponding to the change in the interfacial tension γ according to the change in the structure will be described. In this case, in the range after the second reference time t e , the interfacial tension γ is almost the same due to the adsorption movement of the molecule contained in the surfactant and the change in the structure of the molecule itself contained in the surfactant. It can be said that it corresponds to the range that has not changed. As described above, the second reference time t e is set, the value of the representative value calculation end time t 2 is set to be equal to or less than the value of the second reference time t e , and the representative value γ 1 of the interfacial tension γ is calculated based on the equation (5). By calculating, the representative value γ 1 can be calculated from the calculated value of the interfacial tension γ in the range in which the interfacial tension γ changes, particularly depending on the change in the structure of the molecule itself contained in the surfactant. it can. Therefore, when calculating the representative value γ 1 of the interfacial tension γ when a surfactant is used for a plurality of different surfactants, the conditions for calculating the representative value γ 1 can be made uniform.
なお、界面活性剤として低分子系の界面活性剤を用いた場合には、界面張力γの低下が初期に急激となり、後期にゆるやかとなる傾向が顕著になるのに対し、高分子系の界面活性剤を用いた場合には、界面張力γの低下が、低分子系の界面活性剤を用いた場合と比べれば、全体的にゆるやかに生じる。これは、高分子系の界面活性剤を用いた場合のほうが、低分子系の界面活性剤を用いた場合よりも、界面活性剤に含まれる分子の吸着運動が沈静化するのに、より長い時間を要するために、界面張力γの初期の低下が、よりゆるやかに生じるためであると考えられる。高分子系の界面活性剤を用いた場合のように、界面張力γの低下が全体的にゆるやかに生じる場合、異なる界面活性剤について界面張力γの値を比較する際に、経過時間ｔのどの時点における界面張力γを比較すればよいのかが、特にわかりにくくなってしまう。本実施の形態に係る評価方法によれば、上述のように界面張力γの低下が全体的にゆるやかに生じる場合であっても、異なる界面活性剤に対して、同じ基準にて第１基準時間ｔｉ及び第２基準時間ｔｅを定め、界面張力γの代表値γ１を算出することができる。したがって、本実施の形態に係る評価方法は、特に高分子系の界面活性剤を評価する場合に有用である。本実施の形態に係る評価方法が特に有用である高分子系の界面活性剤の分子量は、例えば５×１０3以上である。ここで、界面活性剤が５×１０3以上の分子量を有するとは、例えば、界面活性剤を電気泳動にかけた場合に、確認されるバンドの分子量が５×１０3以上であることを意味する。 When a low-molecular-weight surfactant is used as the surfactant, the decrease in the interfacial tension γ becomes sharp in the initial stage and becomes more gradual in the latter period, whereas the high-molecular-weight surfactant is used. When the surfactant is used, the decrease in the interfacial tension γ occurs more slowly as a whole than when the surfactant having a low molecular weight is used. This is because the adsorption movement of the molecules contained in the surfactant is longer when the high-molecular-weight surfactant is used than when the low-molecular-weight surfactant is used. It is considered that this is because the initial decrease in the interfacial tension γ occurs more slowly because it takes time. When the decrease of the interfacial tension γ occurs gradually as in the case of using the high-molecular surfactant, when comparing the values of the interfacial tension γ of different surfactants, the difference in the elapsed time t It becomes particularly difficult to understand whether to compare the interfacial tension γ at the time point. According to the evaluation method of the present embodiment, even when the decrease in the interfacial tension γ is gentle as a whole as described above, the same first reference time is used for different surfactants. By defining t i and the second reference time t e , the representative value γ 1 of the interfacial tension γ can be calculated. Therefore, the evaluation method according to the present embodiment is particularly useful when evaluating a polymeric surfactant. The molecular weight of the polymeric surfactant for which the evaluation method according to the present embodiment is particularly useful is, for example, 5×10 3 or more. Here, that the surfactant has a molecular weight of 5×10 3 or more means that, for example, when the surfactant is subjected to electrophoresis, the molecular weight of the band confirmed is 5×10 3 or more. ..
代表値γ１の値を、第１材料を第２材料に分散させるのに用いた界面活性剤の特性を示す指標とすることができる。例えば、代表値γ１の値が大きければ、界面活性剤の分散作用は弱く、代表値γ１の値が小さければ、界面活性剤の分散作用は強いと考えることができる。 The value of the representative value γ 1 can be used as an index showing the characteristics of the surfactant used for dispersing the first material in the second material. For example, it can be considered that if the representative value γ 1 is large, the dispersing action of the surfactant is weak, and if the representative value γ 1 is small, the dispersing action of the surfactant is strong.
なお、評価工程においては、式（３）で表される近似式の算出に際して得られるＡ、ａ、Ｂ及びｂの値、その他算出された近似式に基づいて得られる界面張力γの代表値γ１以外の情報を、界面張力γの代表値γ１とともに、又は界面張力γの代表値γ１に代えて、界面活性剤の特性を評価する指標として用いてもよい。 In the evaluation step, the values of A, a, B, and b obtained in the calculation of the approximate expression represented by the formula (3), and the representative value γ of the interfacial tension γ obtained based on the calculated approximate expression Information other than 1 may be used together with the representative value γ 1 of the interfacial tension γ or instead of the representative value γ 1 of the interfacial tension γ as an index for evaluating the characteristics of the surfactant.
本実施の形態に係る界面活性剤の評価方法によってもたらされる作用効果について、比較例と比較することによって説明する。まず、界面活性剤の評価方法の比較例として、界面活性剤を用いる予定の分散質及び分散媒に界面活性剤を用いてエマルションを作成し、作成したエマルションを放置して、一定の期間内に分散質と分散媒との分離が生ずるか否かを観察する方法について考える。 The action and effect brought about by the method for evaluating a surfactant according to the present embodiment will be described by comparing with a comparative example. First, as a comparative example of a method for evaluating a surfactant, an emulsion is prepared by using a surfactant as a dispersoid and a dispersion medium, which are planned to use the surfactant, and the prepared emulsion is allowed to stand for a certain period of time. Consider a method of observing whether or not separation of dispersoid and dispersion medium occurs.
比較例の評価方法の場合、界面活性剤を評価するため、分散質と分散媒との分離が生ずるか否かを判断しており、そのため、エマルションを作成した上で長期間放置するなど、要する時間が長くなってしまう。 In the case of the evaluation method of the comparative example, in order to evaluate the surfactant, it is determined whether or not separation of the dispersoid and the dispersion medium occurs, and therefore, it is necessary to leave the emulsion for a long time, etc. It takes a long time.
これに対して、本実施の形態に係る評価方法では、第１材料を第２材料に分散させる界面活性剤を用いた場合における第１材料の第２材料に対する界面張力γを測定し、測定結果から、界面張力γを表す近似式、及び界面張力γの代表値γ１を算出し、これに基づいて界面活性剤を評価する。このため、エマルションを作成した上で長期間放置して観察する必要はない。したがって、短時間で界面活性剤を評価することができる。 On the other hand, in the evaluation method according to the present embodiment, the interfacial tension γ of the first material with respect to the second material is measured when a surfactant that disperses the first material in the second material is used, and the measurement result From the above, an approximate expression expressing the interfacial tension γ and a representative value γ 1 of the interfacial tension γ are calculated, and the surfactant is evaluated based on this. Therefore, it is not necessary to leave the emulsion for a long period of time after observing it. Therefore, the surfactant can be evaluated in a short time.
また、比較例の評価方法においては、界面活性剤を、実際に界面活性剤を用いる予定の分散質及び分散媒に用いて、分散質と分散媒との分離が生ずるか否かを基準に界面活性剤を評価する。この場合、分散質と分散媒との分離が生ずるか否かの結果は、界面活性剤の特性のほか、分散質及び分散媒の材料によっても変わり得る。このため、同じ界面活性剤を異なる分散質及び分散媒に用いる場合には、異なる分散質及び分散媒ごとに評価を行う必要が生じる。 In addition, in the evaluation method of the comparative example, the surfactant is used as the dispersoid and the dispersion medium in which the surfactant is actually used, and the interface is determined based on whether or not separation of the dispersoid and the dispersion medium occurs. Evaluate the activator. In this case, the result of whether or not separation of the dispersoid and the dispersion medium occurs may vary depending on the characteristics of the surfactant as well as the materials of the dispersoid and the dispersion medium. Therefore, when the same surfactant is used for different dispersoids and dispersion media, it is necessary to perform evaluation for each different dispersoid and dispersion medium.
これに対して、本実施の形態に係る評価方法では、第１材料を第２材料に分散させる界面活性剤を用いた場合における第１材料の第２材料に対する界面張力γを測定し、測定結果から、界面張力γを表す近似式、及び界面張力γの代表値γ１を算出し、代表値γ１が界面活性剤の特性を表すと考えて、代表値γ１に基づいて界面活性剤を評価する。このため、分散質及び分散媒との関係に依存しない評価基準にて、界面活性剤の特性を評価することができる。したがって、界面活性剤の評価を、異なる複数の分散質及び分散媒ごとに行う必要がない。 On the other hand, in the evaluation method according to the present embodiment, the interfacial tension γ of the first material with respect to the second material is measured when a surfactant that disperses the first material in the second material is used, and the measurement result from the approximate expression representing the interfacial tension gamma, and calculates a representative value gamma 1 of the interfacial tension gamma, consider a representative value gamma 1 represents the characteristics of a surfactant, the surfactant based on the representative value gamma 1 evaluate. Therefore, the characteristics of the surfactant can be evaluated based on the evaluation standard that does not depend on the relationship between the dispersoid and the dispersion medium. Therefore, it is not necessary to evaluate the surfactant for each of a plurality of different dispersoids and dispersion media.
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。 Next, the present invention will be described more specifically by way of examples, but the present invention is not limited to the description of the following examples as long as the gist thereof is not exceeded.
（実施例１）
まず、評価の対象とする界面活性剤と、第１材料と、第２材料とを準備した。界面活性剤として１０％加塩卵黄（１０質量％の食塩が加えられている卵黄）と１０％加塩卵白（１０質量％の食塩が加えられている卵白）との混合物、第１材料として１０％食塩水（１０質量％の食塩が加えられている水）、第２材料として大豆油を準備した。界面活性剤としては、具体的には、１０％加塩卵黄と１０％加塩卵白との混合物全体に対する１０％加塩卵白の含量、さらに具体的には混合物全体に対する１０％加塩卵白の質量比を変えた６つの混合物について、それぞれ同じ温度条件にて加熱殺菌したものを準備した。以下、上記の６つの界面活性剤を「界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６」とも称する。実施例１の界面活性剤は、卵黄を含むために、高分子、例えば５×１０3以上の分子量を有する分子を、含有していると考えられる。
(Example 1)
First, a surfactant to be evaluated, a first material, and a second material were prepared. A mixture of 10% salted egg yolk (egg yolk to which 10 mass% of salt is added) and 10% salted egg white (egg white to which 10 mass% of salt is added) as a surfactant, and 10% salt as a first material Water (water to which 10% by mass of sodium chloride was added) and soybean oil as the second material were prepared. As the surfactant, specifically, the content of 10% salted egg white with respect to the entire mixture of 10% salted egg yolk and 10% salted egg white was changed, and more specifically, the mass ratio of 10% salted egg white with respect to the entire mixture was changed. The six mixtures were heat-sterilized under the same temperature conditions. Hereinafter, the above six surfactants are also referred to as “surfactants C1 to C6”. Since the surfactant of Example 1 contains egg yolk, it is considered that the surfactant contains a polymer, for example, a molecule having a molecular weight of 5×10 3 or more.
次に、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６のそれぞれについて、界面活性剤を用いた場合における第１材料の第２材料に対する界面張力γを測定した。具体的には、第１材料として準備した１０％食塩水と、界面活性剤として準備した１０％加塩卵黄と１０％加塩卵白との混合物を、１０％食塩水と混合物との質量比が９９．９：０．１となるように混合した混合液を作成し、第２材料である大豆油の、混合液に対する界面張力γを測定した。界面張力γの測定は、２３℃に調整された室内にて、１０％食塩水と混合物との混合液及び大豆油の温度も室温である２３℃となっている状態で行った。界面張力γの測定においては、界面張力測定機構１１として、ペンダントドロップ式表面・界面張力計（ＫＲＵＳＳ社製、製品名「ＤＳＡ−２５Ｓ」）を用いて、図２に示すように第１材料と界面活性剤の混合液２１の液滴を作成して、界面張力γの測定を開始してから１８０秒間、０．５秒間隔での測定を行った。界面張力γの測定条件の詳細は、以下のとおりである。
シリンジの径（界面張力γの測定開始時における、図２に示す寸法Ｗ１）：１．０５９ｍｍ
シリンジ１１１によって生成する液滴のサイズ（界面張力γの測定開始時における、図２に示す寸法Ｗ２）：17.5 μL
液滴の生成速さ（第１材料と界面活性剤の混合液２１のシリンジからの吐出流量）：20 μＬ/s
図６に、界面活性剤Ｃ４を用いた場合における、界面張力γの経過時間ｔごとの測定結果（界面張力γの実測値）を、菱形白抜きのプロットで示す。
Next, for each of the surfactants C1 to C6, the interfacial tension γ of the first material with respect to the second material when the surfactant was used was measured. Specifically, a mixture of 10% saline prepared as the first material and 10% salted egg yolk and 10% salted egg white prepared as a surfactant was used, and the mass ratio of 10% saline to the mixture was 99. A mixed solution was prepared by mixing so as to be 9:0.1, and the interfacial tension γ of the second material, soybean oil, with respect to the mixed solution was measured. The interfacial tension γ was measured in a room adjusted to 23° C. in a state where the temperature of the mixed solution of 10% saline and the mixture and soybean oil was also room temperature, 23° C. In the measurement of the interfacial tension γ, a pendant drop type surface/interfacial tension meter (manufactured by KRUSS, product name “DSA-25S”) is used as the interfacial tension measuring mechanism 11, and as shown in FIG. Droplets of the mixed liquid 21 of the surfactant were prepared and the measurement of the interfacial tension γ was started for 180 seconds, and then the measurement was performed at 0.5 second intervals. Details of the measurement conditions of the interfacial tension γ are as follows.
Diameter of syringe (dimension W1 shown in FIG. 2 at the start of measurement of interfacial tension γ): 1.059 mm
Droplet size generated by syringe 111 (dimension W2 shown in FIG. 2 at the start of measurement of interfacial tension γ): 17.5 μL
Drop generation speed (flow rate of the mixed liquid 21 of the first material and the surfactant discharged from the syringe): 20 μL/s
FIG. 6 shows a measurement result (measured value of the interfacial tension γ) of the interfacial tension γ for each elapsed time t in the case of using the surfactant C4, as a rhombic outline plot.
次に、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６のそれぞれについて、界面張力γの測定結果を用いて、界面張力γを以下の式（３）で表す近似式を算出した。近似式の算出は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｅｘｃｅｌ（登録商標）のソルバー機能を用いて、最小二乗法によってＡ、ａ、Ｂ及びｂの値を決定することによって行った。Ａ、ａ、Ｂ及びｂの値を決定する操作は、具体的には以下のとおりである。まず、Ａ、ａ、Ｂ及びｂの初期値をいずれも１として、ソルバー機能を用いてＡ、ａ、Ｂ及びｂの値を算出した。次に、算出されたＡ、ａ、Ｂ及びｂの値を初期値として、ソルバー機能を用いてＡ、ａ、Ｂ及びｂの値を算出する操作を、４回繰り返した。近似式（３）のＡ、ａ、Ｂ及びｂの値を、以上の操作によって最終的に算出された値に決定した。図６に、界面活性剤Ｃ４を用いた場合における、算出した近似式から得られる界面張力γの計算値を、界面張力γの実測値と同じ間隔にて、円形白抜きのプロットで示す。また、図７に、界面活性剤Ｃ４を用いた場合における、算出した近似式から得られる界面張力γの計算値を円形白抜きのプロットで、式（３）の右辺のうち、以下の式（１）で表される第１の項の値を菱形白抜きのプロットで、以下の式（２）で表される第２の項の値を正方形白抜きのプロットで、第１の項を第２の項で割った値を三角形白抜きのプロットで、それぞれ界面張力γの実測値と同じ間隔にて示す。
次に、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６のそれぞれについて、算出した近似式を用いて、以下の式（５）に基づいて、界面張力γの代表値γ１を算出した。ここで、式（５）の代表値計算始点時間ｔ１は、以下の式（４）で表される第１基準時間ｔｉとした。また、式（５）の代表値計算終点時間ｔ２は、以下の式（６）で表される第２基準時間ｔｅとした。また、式（４）の定数ｍは０．１とした。また、式（６）の定数ｎは０．０３とした。
（実施例２）
評価の対象とする界面活性剤として、混合物全体に対する卵白の含量を、混合物全体に対する卵白の質量比において一定である５つの混合物であって、それぞれ異なる温度条件にて加熱殺菌した混合物を準備した以外は、実施例１と同様の方法で、界面活性剤の評価を行った。以下、上記の５つの界面活性剤を「界面活性剤Ｄ１〜Ｄ５」とも称する。図８に、界面活性剤Ｄ２を用いた場合における、界面張力γの経過時間ｔごとの測定結果（界面張力γの実測値）を、菱形白抜きのプロットで示す。また、界面活性剤Ｄ２を用いた場合における、算出した近似式から得られる界面張力γの計算値を、界面張力γの実測値と同じ間隔にて、円形白抜きのプロットで示す。
(Example 2)
As the surfactant to be evaluated, five mixtures were prepared in which the content of egg white with respect to the entire mixture was constant in the mass ratio of egg white with respect to the entire mixture, and heat-sterilized mixtures were prepared under different temperature conditions. In the same manner as in Example 1, the surfactant was evaluated. Hereinafter, the above five surfactants are also referred to as “surfactants D1 to D5”. FIG. 8 shows the measurement results of the interfacial tension γ for each elapsed time t (actually measured values of the interfacial tension γ) in the case where the surfactant D2 was used, in the plots with open diamonds. Further, the calculated value of the interfacial tension γ obtained from the calculated approximate expression when the surfactant D2 is used is shown by a circular outline plot at the same intervals as the measured value of the interfacial tension γ.
（実施例１，２における近似式の妥当性の評価）
界面張力γを、上述の式（３）で表される式に近似することの妥当性について検討するため、実施例１において界面活性剤Ｃ４を用いた場合、及び実施例２において界面活性剤Ｄ２を用いた場合における、算出された近似式の決定係数Ｒ2を、それぞれ算出した。この結果、実施例１において界面活性剤Ｃ４を用いた場合における決定係数Ｒ2が０．９４以上、実施例２において界面活性剤Ｄ２を用いた場合における決定係数Ｒ2が０．９７以上となった。このことから、界面活性剤を用いた場合における界面張力γの実測値は、式（３）から求められる計算値によく対応することがわかった。
(Evaluation of Validity of Approximation Formulas in Examples 1 and 2)
In order to study the validity of approximating the interfacial tension γ to the equation represented by the above equation (3), when the surfactant C4 was used in Example 1, and in Example 2, the surfactant D2 was used. The coefficient of determination R 2 of the calculated approximate expression in the case of using was calculated. As a result, the coefficient of determination R 2 when using the surfactant C4 in Example 1 was 0.94 or more, and the coefficient of determination R 2 when using the surfactant D2 in Example 2 was 0.97 or more. It was From this, it was found that the measured value of the interfacial tension γ when the surfactant was used corresponded well to the calculated value obtained from the equation (3).
（実施例１，２における界面活性剤の特性を表す指標としての界面張力の代表値の評価）
界面張力γの代表値γ１が、界面活性剤の特性を表す指標として有用か否かを検討するために、実施例１において界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６を用いた場合における界面活性剤γの代表値γ１と、実際に第２材料である大豆油を分散質、第１材料である１０％食塩水を分散媒として、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６を用いてエマルションを作成した場合における、大豆油の油滴径との対比を行った。エマルションにおける大豆油の油滴径は、以下の方法によって求めた。まず、大豆油と、１０％食塩水と、界面活性剤とを、質量比において７：１．５：１．５の比にて混合し、エマルションを作成した。次に、作成したエマルションについて、粒度分布計（マイクロトラック・ベル社製、製品名「MT３０００II」）を用いて、エマルションに単色光を照射して散乱光の強度を読み取り、エマルションにおける大豆油の粒度分布に換算し、大豆油の油滴径ｄ５０を求めた。
(Evaluation of a representative value of interfacial tension as an index showing the characteristics of the surfactant in Examples 1 and 2)
In order to investigate whether the representative value γ 1 of the interfacial tension γ is useful as an index showing the characteristics of the surfactant, the representative of the surfactant γ when the surfactants C1 to C6 are used in Example 1. Soybean oil in the case of producing emulsion using surfactants C1 to C6 with the value γ 1 and soybean oil which is actually the second material as the dispersoid and 10% saline solution which is the first material as the dispersion medium. The oil droplet size was compared with. The oil droplet size of soybean oil in the emulsion was determined by the following method. First, soybean oil, 10% saline, and a surfactant were mixed in a mass ratio of 7:1.5:1.5 to prepare an emulsion. Next, using the particle size distribution meter (manufactured by Microtrac Bell, product name "MT3000II"), the emulsion was irradiated with monochromatic light and the intensity of scattered light was read to determine the particle size of soybean oil in the emulsion. The distribution was converted into a distribution, and the oil drop diameter d50 of soybean oil was determined.
図９に、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６を用いた場合における界面張力γの代表値γ１を菱形白抜きのプロットで示し、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６を用いた場合におけるエマルションの油滴径ｄ５０の大きさを円形白抜きのプロットで示す。図９において、横軸は、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６における卵白の含量、具体的には混合物全体に対する卵白の質量比の、大小を表す。 In FIG. 9, a representative value γ 1 of the interfacial tension γ in the case of using the surfactants C1 to C6 is shown by a rhombic outline plot, and the oil drop diameter d50 of the emulsion in the case of using the surfactants C1 to C6 is shown. The size is shown as a circular outline plot. In FIG. 9, the horizontal axis represents the content of egg white in the surfactants C1 to C6, specifically, the magnitude of the mass ratio of egg white to the entire mixture.
図９を参照すると、界面活性剤を用いたときの代表値γ１が大きい場合には界面活性剤を用いたときの油滴径ｄ５０も大きくなり、代表値γ１が小さい場合には油滴径ｄ５０も小さくなった。このことから、実際にエマルションを作成して油滴径を測定しなくても、界面活性剤を用いたときの代表値γ１の大小を比較することによって、界面活性剤を用いたときの油滴径の大小を予測し得ることがわかった。 Referring to FIG. 9, when the representative value γ 1 when the surfactant is used is large, the oil droplet diameter d50 when the surfactant is used is also large, and when the representative value γ 1 is small, the oil droplet diameter d50 is large. The diameter d50 was also reduced. From this, it is possible to compare the size of the representative value γ 1 when the surfactant is used by comparing the size of the oil when the surfactant is used, without actually making an emulsion and measuring the oil droplet size. It was found that the size of the droplet size can be predicted.
代表値γ１と油滴径との対応の確認のために、図１０として、横軸に、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６を用いたときの代表値γ１の大小、縦軸に、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６を用いたときの油滴径ｄ５０の大小を示すグラフを示す。図１０における一つのプロットは、それぞれ界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６に対応する。また、図１０に示す代表値γ１と油滴径ｄ５０との関係を、最小二乗法を用いて一次関数に回帰する、線形回帰分析を行った。図１０に、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６を用いたときの代表値γ１と油滴径ｄ５０との関係に関する線形回帰分析の結果得られた一次関数の一部を示す線分Ｌ１を示す。この線形回帰分析の結果、得られた一次関数の決定係数Ｒ2は、０．８９以上となった。このことから、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６を用いた場合における代表値γ１と油滴径ｄ５０との関係は、一次関数によくあてはまることがわかった。 To confirm the correspondence between the representative value γ 1 and the oil droplet diameter, as shown in FIG. 10, the horizontal axis represents the magnitude of the representative value γ 1 when the surfactants C1 to C6 were used, and the vertical axis represents the surfactant. The graph which shows the magnitude of the oil-droplet diameter d50 when C1-C6 is used is shown. One plot in FIG. 10 corresponds to the surfactants C1 to C6, respectively. In addition, a linear regression analysis was performed in which the relationship between the representative value γ 1 and the oil droplet diameter d50 shown in FIG. 10 was regressed to a linear function using the least square method. FIG. 10 shows a line segment L1 showing a part of the linear function obtained as a result of the linear regression analysis regarding the relationship between the representative value γ 1 and the oil droplet diameter d50 when the surfactants C1 to C6 are used. As a result of this linear regression analysis, the coefficient of determination R 2 of the obtained linear function was 0.89 or more. From this, it was found that the relationship between the representative value γ 1 and the oil droplet diameter d50 when the surfactants C1 to C6 were used was well applied to the linear function.
また、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６を用いてエマルションを作成し、作成したエマルションの大豆油の油滴径を測定する方法と同様の方法によって、界面活性剤Ｄ１〜Ｄ５を用いてエマルションを作成し、作成したエマルションの大豆油の油滴径を測定した。そして、実施例２において界面活性剤Ｄ１〜Ｄ５を用いた場合における界面活性剤γの代表値γ１と、界面活性剤Ｄ１〜Ｄ５を用いて作成したエマルションの大豆油の油滴径とを比較した。図１１として、横軸に、界面活性剤Ｄ１〜Ｄ５を用いたときの代表値γ１の大小、縦軸に、界面活性剤Ｄ１〜Ｄ５を用いたときの油滴径ｄ５０の大小を示すグラフを示す。図１１における一つのプロットは、それぞれ界面活性剤Ｄ１〜Ｄ５に対応する。図１１から、界面活性剤Ｄ１〜Ｄ５を用いた場合における代表値γ１と油滴径ｄ５０との関係も、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６を用いた場合と同様に、界面活性剤を用いたときの代表値γ１が大きい場合には界面活性剤を用いたときの油滴径ｄ５０も大きくなり、代表値γ１が小さい場合には油滴径ｄ５０も小さくなる関係にあることがわかった。 Further, an emulsion is prepared using the surfactants C1 to C6, and an emulsion is prepared using the surfactants D1 to D5 by the same method as the method of measuring the oil droplet diameter of soybean oil in the prepared emulsion. The oil drop diameter of soybean oil in the prepared emulsion was measured. Then, the representative value γ 1 of the surfactant γ in the case of using the surfactants D1 to D5 in Example 2 is compared with the oil drop size of the soybean oil of the emulsion prepared using the surfactants D1 to D5. did. FIG. 11 is a graph showing the magnitude of the representative value γ 1 when the surfactants D1 to D5 are used on the horizontal axis and the magnitude of the oil droplet diameter d50 when the surfactants D1 to D5 are used on the vertical axis. Indicates. One plot in FIG. 11 corresponds to the surfactants D1 to D5, respectively. From FIG. 11, the relationship between the representative value γ 1 and the oil droplet diameter d50 in the case of using the surfactants D1 to D5 is the same as that in the case of using the surfactants C1 to C6. It was found that the oil droplet diameter d50 when a surfactant was used was large when the representative value γ 1 of was large, and the oil droplet diameter d50 was small when the representative value γ 1 was small.
また、図１１に示す代表値γ１と油滴径ｄ５０との関係を、最小二乗法を用いて一次関数に回帰する、線形回帰分析を行った。図１１に、界面活性剤Ｄ１〜Ｄ５を用いたときの代表値γ１と油滴径ｄ５０との関係に関する線形回帰分析の結果得られた一次関数の一部を示す線分Ｌ２を示す。この線形回帰分析の結果、得られた一次関数の決定係数Ｒ2は、０．８５以上となった。このことから、界面活性剤Ｄ１〜Ｄ５を用いた場合における代表値γ１と油滴径ｄ５０との関係も、界面活性剤Ｃ１〜Ｃ６を用いた場合と同様に、一次関数によくあてはまることがわかった。 Further, a linear regression analysis was performed in which the relationship between the representative value γ 1 and the oil droplet diameter d50 shown in FIG. 11 was regressed to a linear function using the least square method. FIG. 11 shows a line segment L2 showing a part of the linear function obtained as a result of the linear regression analysis regarding the relationship between the representative value γ 1 and the oil droplet diameter d50 when the surfactants D1 to D5 are used. As a result of this linear regression analysis, the coefficient of determination R 2 of the obtained linear function was 0.85 or more. From this, the relationship between the representative value γ 1 and the oil droplet diameter d50 in the case of using the surfactants D1 to D5 may be well applied to the linear function as in the case of using the surfactants C1 to C6. all right.
（実施例３）
評価の対象とする界面活性剤として、５×１０3未満の分子量のラウリル硫酸ナトリウム（以下、ＳＤＳとも称する）（分子量約２８８）の水溶液であって、ＳＤＳの質量％濃度を０．００１％から１％まで段階的に変えた複数の水溶液、およびポリオキシエチレンソルビタンモノラウラート（以下、Ｔｗｅｅｎ２０とも称する）（分子量約１２２８）の水溶液であって、Ｔｗｅｅｎ２０の質量％濃度を０．００００１％から０．１％まで段階的に変えた複数の水溶液を準備した点、及び第１材料として超純水を準備した点以外は、実施例１と同様の方法によって、界面張力γを式（３）で表す近似式にて算出した。この近似式の算出の結果、界面活性剤としてＳＤＳ又はＴｗｅｅｎ２０の水溶液を用いた場合においても、界面張力γを式（３）で表される式に近似できることが確認された。また、算出された近似式の決定係数Ｒ2を、それぞれ算出した。この結果、特にＳＤＳ水溶液であれば質量％濃度が０．１％以上のとき、Ｔｗｅｅｎ２０であれば質量％濃度が０．００１％以上のとき、得られた近似式の決定係数Ｒ2が０．９３以上となり、界面張力γの実測値が、式（３）から求められる計算値によく対応することがわかった。
(Example 3)
As a surfactant to be evaluated, it is an aqueous solution of sodium lauryl sulfate (hereinafter also referred to as SDS) having a molecular weight of less than 5×10 3 (molecular weight of about 288), and the mass% concentration of SDS is from 0.001%. A plurality of aqueous solutions that are stepwise changed to 1% and an aqueous solution of polyoxyethylene sorbitan monolaurate (hereinafter, also referred to as Tween 20) (molecular weight of about 1228), in which the mass% concentration of Tween 20 ranges from 0.00001% to 0. The interfacial tension γ was calculated according to the formula (3) by the same method as in Example 1 except that a plurality of aqueous solutions that were changed stepwise to 1% were prepared, and that ultrapure water was prepared as the first material. It was calculated by the approximate expression. As a result of the calculation of this approximate expression, it was confirmed that the interfacial tension γ can be approximated to the expression represented by the expression (3) even when the aqueous solution of SDS or Tween 20 is used as the surfactant. The coefficient of determination R 2 of the calculated approximate expression was calculated. As a result, particularly when the mass% concentration is 0.1% or more in the SDS aqueous solution and when the mass% concentration is 0.001% or more in the Tween 20, the coefficient of determination R 2 of the obtained approximate expression is 0. It was 93 or more, and it was found that the actually measured value of the interfacial tension γ corresponds well to the calculated value obtained from the equation (3).
また、実施例３の場合、特に近似式の決定係数Ｒ2が０．９３以上となった条件においても、界面活性剤であるＳＤＳ水溶液中のＳＤＳの濃度、又はＴｗｅｅｎ２０水溶液中のＴｗｅｅｎ２０の濃度によっては、近似式のｂの値が０に近い値（例えば、０．００５未満の値）となる場合があることがわかった。この場合、界面張力γの実測値は、式（３）にｂ＝０を代入して単純化することによって導かれる、以下の式（７）によく対応しているといえる。
実施例３において、界面張力γの実測値が、式（３）を単純化した式（７）によく対応している場合が見出された理由について検討する。上述のとおり、式（３）は、分子の吸着運動に応じた界面張力γの変化、及び界面活性剤に含まれる分子自身の構造の変化に応じた界面張力γの変化のいずれも指数関数的に生じるとの仮定のもと、界面張力γを、式（１）の項と式（２）の項との和で表すことによって導かれた式である。ここで、実施例３において用いられている界面活性剤に含まれるＳＤＳ及びＴｗｅｅｎ２０は、いずれも、小さな分子量を有する低分子である。実施例３のように、界面活性剤に含まれる分子が低分子である場合、低分子は分子自身の構造の変化に乏しいために、分子自身の構造の変化に応じた界面張力γの変化の量が小さくなると考えられる。このため、実施例３のように界面活性剤が低分子を含む場合、界面張力γを表す近似式は、分子の吸着運動に対応する項を有していれば、分子自身の構造の変化に対応する項を有していなくとも、界面張力γの実測値によく対応する場合が生じ得ると考えられる。このために、実施例３においては、界面張力γの実測値が、指数関数で表される項を一つのみ含む式（７）に、よく対応する場合が見出されたと考えられる。 In Example 3, the reason why the case where the actually measured value of the interfacial tension γ corresponds well to the expression (7) obtained by simplifying the expression (3) is examined. As described above, the equation (3) shows that both the change of the interfacial tension γ according to the adsorption motion of the molecule and the change of the interfacial tension γ according to the change of the structure of the molecule itself contained in the surfactant are exponential. This is an equation derived by expressing the interfacial tension γ by the sum of the terms of equation (1) and the term of equation (2) under the assumption that Here, SDS and Tween 20 contained in the surfactant used in Example 3 are both low molecular weight compounds having a small molecular weight. When the molecule contained in the surfactant is a small molecule as in Example 3, the small molecule is poor in the change in the structure of the molecule itself, and therefore the change in the interfacial tension γ in accordance with the change in the structure of the molecule itself is small. It is thought that the amount will be smaller. Therefore, in the case where the surfactant contains a low molecule as in Example 3, if the approximate expression expressing the interfacial tension γ has a term corresponding to the adsorption motion of the molecule, the change in the structure of the molecule itself will occur. Even if it does not have a corresponding term, it is considered that there may occur a case where the measured value of the interfacial tension γ corresponds well. Therefore, it is considered that in Example 3, the actually measured value of the interfacial tension γ well corresponds to the equation (7) including only one term represented by the exponential function.
上述のとおり、実施例３のように界面活性剤が低分子を含む場合には、上述の理由から、界面張力γの実測値が、式（３）を単純化した式（７）によく対応する場合が見出された。これに対し、例えば実施例１のように、界面活性剤が高分子を含むと考えられる場合には、高分子は分子自身の構造の変化に富むために、式（３）のように、分子の吸着運動を表す項を有するとともに、分子自身の構造の変化を表す項を有する式に近似しなければ、界面張力γをよく近似できないと考えられる。実際に、実施例１において界面活性剤Ｃ４を用いた場合には、界面張力γは、図７に示すように、それぞれ指数関数で表される式（１）の項と式（２）の項との和に近似され、界面張力γの式（７）への対応は見出されなかった。以上より、実施例の評価方法は、特に、実施例１のように高分子を含むと考えられる界面活性剤の評価に有用であることが確認された。 As described above, when the surfactant contains a low molecule as in Example 3, the measured value of the interfacial tension γ corresponds well to the formula (7) obtained by simplifying the formula (3) for the above reason. The case was found. On the other hand, when it is considered that the surfactant contains a polymer as in Example 1, for example, the polymer is rich in a change in the structure of the molecule itself, and therefore, as shown in formula (3), It is considered that the interfacial tension γ cannot be well approximated unless it is approximated to an expression that has a term that represents an adsorption motion and a term that represents a change in the structure of the molecule itself. Actually, when the surfactant C4 is used in Example 1, the interfacial tension γ is, as shown in FIG. 7, the terms of the formula (1) and the formula (2), which are respectively represented by exponential functions. , And the correspondence of the interfacial tension γ to the equation (7) was not found. From the above, it was confirmed that the evaluation method of the example is particularly useful for the evaluation of the surfactant considered to contain the polymer as in the example 1.
１０ 装置
１１ 界面張力測定機構
１１１ シリンジ
１２ コンピュータ
１２１ 近似式算出機構
１２２ 評価機構
１２２ａ 代表値算出機構
２１ 混合液
２２ 第２材料
10 Device 11 Interfacial Tension Measurement Mechanism 111 Syringe 12 Computer 121 Approximation Formula Calculation Mechanism 122 Evaluation Mechanism 122a Representative Value Calculation Mechanism 21 Mixed Liquid 22 Second Material
Claims (12)
前記界面活性剤を用いた場合における前記第１材料の前記第２材料に対する界面張力γを、異なる経過時間ｔごとに測定する測定工程と、
前記測定工程における測定結果を用いて、界面張力γを、以下の式（１）で表される第１の項と、以下の式（２）で表される第２の項と、を含む複数の項の和で表す近似式を算出する、近似式算出工程と、を備える、界面活性剤の評価方法。
A measurement step of measuring the interfacial tension γ of the first material with respect to the second material when the surfactant is used, at different elapsed times t;
A plurality of interfacial tensions γ including a first term represented by the following equation (1) and a second term represented by the following equation (2) using the measurement result in the measurement step. A method of evaluating a surfactant, comprising: calculating an approximate expression represented by the sum of the terms of.
前記近似式算出工程において得られる式（３）のＡ、ａ、Ｂ及びｂの値の少なくとも１以上に基づいて、界面活性剤の特性を評価する、評価工程をさらに備える、請求項１に記載の界面活性剤の評価方法。
The method according to claim 1, further comprising an evaluation step of evaluating the characteristics of the surfactant based on at least one of the values of A, a, B, and b of the expression (3) obtained in the approximate expression calculation step. Method for evaluating surfactants.
前記界面活性剤を用いた場合における前記第１材料の前記第２材料に対する界面張力γを、異なる経過時間ｔごとに測定する測定機構と、
前記測定機構の測定結果を用いて、界面張力γを、以下の式（１）で表される第１の項と、以下の式（２）で表される第２の項と、を含む複数の項の和で表す近似式を算出する、近似式算出機構と、を備える、装置。
A measuring mechanism that measures the interfacial tension γ of the first material with respect to the second material when the surfactant is used, at different elapsed times t;
A plurality of interfacial tensions γ including a first term represented by the following equation (1) and a second term represented by the following equation (2) using the measurement result of the measurement mechanism. And an approximate expression calculating mechanism for calculating an approximate expression represented by the sum of the terms.
前記近似式算出機構は、前記界面活性剤を用いた場合における前記第１材料の前記第２材料に対する界面張力γの、異なる経過時間ｔごとの測定結果を用いて、界面張力γを、以下の式（１）で表される第１の項と、以下の式（２）で表される第２の項と、を含む複数の項の和で表す近似式を算出する、プログラム。
The approximate expression calculation mechanism calculates the interfacial tension γ using the measurement result of the interfacial tension γ of the first material with respect to the second material when the surfactant is used, for each different elapsed time t. A program for calculating an approximate expression represented by the sum of a plurality of terms including a first term represented by the equation (1) and a second term represented by the following equation (2).
前記近似式算出機構は、前記界面活性剤を用いた場合における前記第１材料の前記第２材料に対する界面張力γの、異なる経過時間ｔごとの測定結果を用いて、界面張力γを、以下の式（１）で表される第１の項と、以下の式（２）で表される第２の項と、を含む複数の項の和で表す近似式を算出する、不揮発性メモリ。
The approximate expression calculating mechanism calculates the interfacial tension γ using the measurement results of the interfacial tension γ of the first material with respect to the second material when the surfactant is used, for each different elapsed time t. A non-volatile memory that calculates an approximate expression represented by a sum of a plurality of terms including a first term represented by the equation (1) and a second term represented by the following equation (2).
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