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動的液体浸透性測定装置 標準モジュール PDA. C02 standard

動的液体浸透性測定装置 標準モジュール
PDA. C02 standard

PDA .C02は、超音波強度変化により、液体が紙やシート状の試料へ濡れる瞬間からの動的な濡れ、浸透を評価できます。PDA.C02の標準モジュールで、低粘度~中粘度液体用です。シート表面親水性・疎水性や細孔性, 印字・印刷特性、接着不良の評価等へ。

  • 概要
  • 特徴
  • 仕様
  • 導入事例事例

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。

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

図 PDA コピー紙 水

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

接着性 水IPA

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
負極測定結果PDA2

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。

  • 特徴

液体と試料が接触する瞬間からの濡れ、浸透を評価 最小8mS~の浸透評価

汎用タイプ 低~中粘度向け

水系、非水系対応

坪量に応じた周波数選択(1及び2MHz)

温度測定

選択できるアルゴリズム

粘度に応じた浸漬速度の選択

超音波減衰強度の絶対値の測定可能

反射波の影響を排除した高精度測定 超音波照射の向きに対しホルダを斜めにし、反射波の影響を排除

オプションで温度コントロール可能(室温~75℃)

低粘度向けには、廉価版で小型のEST.12もご用意

  • 仕様
測定原理 超音波透過式
試料寸法 50×90 mm
試験液量 約590 ml(純水)、約170 ml(純水以外)*純水以外はステンレスインサート使用
測定項目 超音波透過強度の経時グラフ
試験目的別各種解析アルゴリズムに依存
測定周波数 2 MHz(約250g/m2以下の紙用)及び1 MHz(約250g/m2以上の板紙用)
測定エリア 10 mmφ及び35 mmφ
タイムラグ 約8 ms以上(浸漬速度に依存)
浸漬速度 約0.35~2 m/s
寸法 280(幅)×300(高さ)×320(奥行) mm
重量 約15 kg
電源 100V/ 50~60Hz

*廉価版で現場測定も可能なEST12.2もございます。

  • 導入事例

・紙製品、薄膜、フィルム等の樹脂吸収速度、表面サイズ度、表面の多孔性、印刷適性、接着特性、
内部サイズ度やぬれ性評価
・Cobbテスト、HST、接触角測定等で差が得られない方へ
・製紙:ぬれ性、表面サイズ度、でん粉含有量、塗工性、細孔構造等の紙表面物性評価
・紙・板紙と低~中程度の粘性試験液との接触による転写特性評価
・印刷適正評価(インクジェット、オフセット、グラビア、フレキソ)、紙―インク浸透性特性
・接着適正評価(接着剤、エマルション)
・プラスチックフィルム、シート、生地、電極、セパレーター、薄膜、薄層フィルム等の浸透性評価

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