株式会社ニック

技術情報

～目次～

接触角を知ろう

接触角とは？

接触角とは、ぬれ性評価における指標のひとつです。
ある固体の上に液体を落としたときにできる液滴の状態を…
ぬれやすい場合の図（低接触角の例）

接触角：実際の画像

多くの場合、実際の映像では反射像が見えます。
実際の測定画像（反射像あり）

接触角：上面からの様子

実際の現象を見ると、側面からではきれいにぬれているように見えても、上面から見ればいびつにぬれている様子が分かります。
gifアニメーション（実際の接触角測定画像（側面＋上面）いびつな場合）

接触角ヒステリシス

接触角ヒステリシスとは、前進角と後退角の差と定義されています。
拡張収縮法の拡張時に測定する前進角

接触角の動的と静的

動的接触角とは、液滴が固体表面に着液してから安定するまでの間の連続的に変化する状態における接触角のことをいいます。
動的接触角

JISについて

JISとは、日本産業規格（旧：日本工業規格）のことです。
接触角計に関する規格として参考になるのは、「JIS R3257　基板ガラス表面のぬれ性試験方法」となります。
ぬれ性と接触角（一部内容重複）

ぬれ性の概要

接触角は最もよく知られている、評価方法です。
固体に液体を滴下し、横から見た時の角度によって評価する手法です。
低接触角の界面量力の均衡図 高接触角の界面量力の均衡図

ぬれ性の評価１

年賀状を家庭で印刷しようとして、インクジェットプリンター用を使わなかったことで、色がにじんでしまうことがあります。
インクの印刷適正評価の図（「にじむ」か「にじまない」か）
同じ傘であっても、材質や表面コーティングの違いによって、雨のはじき方が異なります。

ぬれ性の評価２

この「ぬれ」という現象には、「表面張力」が深く関係しています。固体試料が同じでも、液体が異なるとぬれ方が異なります。
このため、接触角に加え「表面張力」を測定することがより良いぬれ性の評価となります。
同一固体試料における、液Aと液Bのぬれ方の違いの概念図（「にじむ」か「にじまない」か）
寄稿文
（表面自由エネルギーで有名な北崎所長より）

接触角とYoungの式

このように物質は気体、液体、固体の三つの状態をとる。
物質の三態の図（気体<->液体<->固体<->気体…）” border=”0″ > </div> <div class= 液体や固体は分子同士が互いに引き合っているので、まとまった状態として観察される。分子同士が互いに引き合っている力を分子間力といい、引き合っている状態を分子間で相互作用があるという。

水をコップなどの器に注ぐとき、上手に注ぐとコップの縁から盛り上がるようになるが、それは水の｢表面張力｣によるものであることが知られている。ここで水の表面張力とは水分子同士が分子間力で引き合って分子間相互作用を行っている結果で、水の場合はこの値は72.8mN/m（20℃）である。

接触角の評価事例

(1)接着性を予測できる
<図１>の(a)と(c)を比較すると、液体が接着剤であったとすると、(a)の接着剤はこの固体をよく接着できないことが容易に分かる。

(c)のような接着剤は、良い接着剤となることが分かる。
図1 (a)ぬれが悪い図(b)液体と固体の矢視図(c)完全にぬれる図
実際的な例を挙げると、フッ素樹脂加工をしたフライパン上では食品（多くは水分を多量に含む）は、(a)の状態を示し、フライパンに付着せず調理ができるわけである。フッ素樹脂加工した面は非常に撥水性が高いことが知られている。