紙製品や薄膜、フィルム、シートの製造や塗工、印刷や接着などの転写プロセスは、紙などの基材と液体の相互作用に基づいており、多くのプロセスは数μSなど瞬間的に起こります。そのため標準試験法であるCobbテストやHSTで得られる結果は試料の表面から内部に及ぶ平均サイズ度であり、実際のプロセスの動的な特性を評価できないことがあります。従来の測定法の欠点を克服した装置が「動的液体浸透性測定装置 PDA.C 02」です。液体と基材が接触した瞬間からの浸透を動的に評価できます。片面からの浸透を評価できるので裏表の浸透を評価することもできます。
低粘度液体に対してはPDAと同等の評価ができる小型で低価格のEST12.2もございます。
解析ソフトウエアは日本語表示可能です。

原理

試験基材をホルダーに帳面テープで固定します。測定を始めると測定セル内の試験液の中へ基材が浸漬され、その瞬間から厚さ方向へ低エネルギーの超音波信号が発射されます。基材を透過した信号が高感度センサーで受信されパソコンへ転送されます。受信機に超音波強度の時間変化をグラフ化します。 基材に液体が浸透すると超音波強度が変化します。
超音波透過強度の経時カーブから、表面サイズ度や表面の多孔性のような紙の重要な特性が評価できます。基材は薄層シートであればプラスチック等でも測定でき、液体も水、非水系対応ですので、多くのコンバーティング、浸透プロセスの評価が可能です。
emtec全製品対応ソフトウエアで簡便な操作性です。複数データをワンクリックでエクセルに出力できます。

測定例：

紙―水の測定によるサイズ度（疎水度）比較

一般のコピー紙は疎水性があります。超音波強度が頂点に達すまでの時間（MAX時間）が紙表面のサイズ度に影響します。MAX時間が小さいほうが濡れが速いことを示します。最適なサイズ度、紙の印刷特性評価を行えます。
図は国内、海外の市販のコピー紙を水で測定した例です。MAX時間に差がありサイズ度に違いがみられます。MAX時間は1秒以下であり濡れ浸透はミリ秒であることは注目すべき点です。紙のサイズ度把握に用いることができます。

紙―水＋IPAによる表面細孔度評価

紙、板紙と接着剤の接着特性評価
接着特性が良い、普通、悪いもの３つの試料を測定しました。最初の70ミリ秒の間にサンプル間のはっきりした違いを示しています。良品goodのサンプルでは、カーブは鋭くすぐに落ち 込み浸透が最も速いです。次に中間good-mediumの浸透が速く、悪品badは最も遅く、品質と浸透の順番に傾向が見られました。これは非常に開いた表面構造であることを示しています。この開いた構造が接着剤のよい定着をもたらしていると考えられます。

リチウムイオン電極

電極への電解液の浸透は電池性能に重要です。下記は電極の基材の銅板Cuと、銅板にカーボンを塗布した負極の測定例です。 銅板では強度変化が起きておりませんが、負極では強度変化が見られ浸透を検知していることが分かります。溶剤、構造を変えた際の浸透速度の違い等の評価へ応用が期待されます。

雑誌投稿等

コンバーテック 2017年10月号 「コーティング分野などにおける動的液体浸透性測定装置の効果的活用」　（日本ルフト㈱名義）
コピー紙の測定例などを掲載
紙パ技協誌 　　2020年5月号　「接着，印刷，コーティングプロセスにおける紙，板紙の表面挙動予測」
ライナー紙の接着不良の改善例などを紹介しております。紙パルプ技術協会HP

＊別刷りがあるものもございます。ご希望ありましたらお問い合わせ下さい。