化成品・ファインケミカル

特殊化学品の特性評価と最適化を行う分析装置

特殊化学製品は、効果化学品または機能化学品とも呼ばれ、高価値で、多くの場合カスタム製造される材料で、材料や製剤に独自の特性や性能効果を与えます。 特殊ポリマーや添加剤などの新しい分子、またはコーティング製剤などの分子や相の混合物の場合もあります。

名前が示すように、特殊化学品は、機能上の利点や性能特性を製剤や製品に提供するように作られています。 これを実現するには、製剤と製剤成分の物理的/化学的特性を最適化して、互換性、安定性、及び処理性を確保し、エンドユーザーの要件を満たすようにする必要があります。

Malvern Panalyticalでは、さまざまな技術とソリューションを駆使して、次のような用途の新製品開発と、工程/製造の効率向上を図る支援をさせていただきます。

なぜ特性評価は重要なのですか?

特性評価は、特殊化学業界全体で重要です。触媒製造プロセスで使用する原料の開発と認定、あるいは目的の性能要件と安定性を備えた機能的なインクやコーティング剤を製造するために複数の成分を合成するなどの用途があります。 各成分には重要な役割があり、果たすべき役割に合わせて最適化し、他の開発候補剤と比較して基準が評価される必要があります。 各成分は、製剤内の他の成分と互換性があり、常に安定した機能的製品を提供するために効率的で一貫した製造が行える必要があります。

Malvern Panalyticalは、どのような特殊化学品の特性評価ソリューションを提供していますか?

粒子径および粒子形状

分散液、懸濁液、粉末、噴霧のいずれの形態でも、粒子物質を含む製品の性能にとって粒子径分析は重要です。 主要な粒子径測定ツールはレーザ回折です。Mastersizer 3000は、さまざまな特殊化学産業用途の業界標準と考えられており、乾式と湿式の分散機能と広いダイナミックレンジを備えています。 Malvern Panalyticalでは、噴霧状の粒子径分析に特化したSpraytecや、リアルタイムの粒子径測定と自動制御のプロセスに統合できるオンライン分析装置であるInsitecも提供しています。 Malvern Panalyticalでは、粒子径に加えて、粒子形状分析用のソリューションも提供しています。 Morphologi 4自動画像処理システムは、サンプル中の何万もの粒子を分析し、各粒子を分類することで、不規則な粒子の粒径と形状を判別します。 Morphologi 4-IDは、自動画像処理とラマン分光法を組み合わせて、粒子固有の化学情報を提供します。 

分散法

ナノ粒子の分散液やエマルションを正確に粒子径分析(< 1 µm)をするには、多くの場合、Zetasizer Advanceシリーズが最適なツールになります。 このツールでは、動的光散乱を使用して、分散した粒子のサイズ、濃度、分散状態を直径1 nm未満まで測定します。 また、界面活性剤の効果やポリマー凝集などのプロセスの確認にも使用できます。 Zetasizerは、分散した粒子の粒子径分布を測定するだけでなく、製剤の安定性に影響を与える分散した粒子のゼータ電位を判別します。 ゼータ電位は、製剤内での相互作用を評価するためにも使用できます。 ナノ粒子分散液のサイズと濃度を特性評価するもう1つの手法としては、ナノ粒子追跡分析(NTA)があります。分散液中の個々の粒子の拡散を追跡し、高分解能の粒子径と濃度情報を提供します。

元素分析

元素分析用のMalvern Panalyticalの主要ツールは、蛍光X線(XRF)です。このツールは、触媒コンバータでのPt、PD、RHの測定、ゼオライトでのSI/Al比、顔料と被覆されたコーティング剤の組成など、さまざまな特殊化学用途で使用されます。 Malvern Panalyticalには、Epsilon 4などのEDXRF卓上型システム、Zetiumなどのフロア設置型WDXRFシステム、及びEpsilon XFlowなどのオンラインソリューションの3種類の主要ソリューションがあります。 またMalvern Panalyticalは、Claisseシリーズを通じて、XRF、ICP、及びAA用のサンプル調製ソリューションも多数提供しています。

ポリマー分析

多くの特殊化学品は、ポリマーであるか、ポリマー成分を含んでおり、レオロジー変性、フィルム形成、接着、安定化などの特定の機能を提供します。 これらの機能的属性の多くは、高分子、オリゴマー、モノマーの物理的/化学的特性に関連しているため、これらの特性を評価することが重要です。 Malvern PanalyticalのOMNISECは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)と多様な検出機能(光散乱、粘度、屈折率、UV検出器)を組み合わせることで、分子量、分子構造、分子サイズに関する重要な情報を提供します。 付加的な技術として、添加物組成を調べるためのXRFや、ポリマー結晶性を調べるためのX線回折(XRD)などがあります。 

バルクと表面のミクロ構造

多くの特殊化学製品は結晶性、半結晶性、または液晶構造を持ち、その構造は材料の特性と性能に大きな影響を与える場合があります。 XRDは、このような材料の研究に役立ち、現在の相、結晶化度、結晶子サイズ、配置に関する情報を提供します。 シンプルな相分析の場合、Aeris卓上型回折装置は低価格ですが、高品質なデータを迅速に提供します。一方、Empyrean多目的回折計装置は、さまざまな特殊アクセサリを使用して粉末、薄膜、ナノ粒子、固形物を分析する真の汎用装置です。

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