【マスターサイザー】測定事例２（チョコ・カクテル酒・薬用混濁液・セラミック等）

もくじ

• マスターサイザー3000+シリーズ測定実力紹介
• チョコレートの風味と粒子サイズ
• カクテル酒のなめらかさの評価
• 薬用混濁液の薬効性と飲みやすさ
• 粒子径分布による粉体配合比のコントロール①
• 配合による粉体流動性コントロール②
• 粒子径分布によるセラミックの特性の制御①
• 粒子径分布によるセラミックの特性の制御②
• 掘削泥水の性能のコントロール

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マスターサイザー3000+シリーズ測定実力紹介

数十ナノからミリまでの測定レンジ！

• ナノからミリまでの標準試料の測定結果の重ね描きです。
• マスタサイザーの0.01~3500μmの広い測定レンジは、これまで難しいとされていた100nm以下の粒子検出や、ミリサイズの顆粒などの測定を可能にしました。

チョコレートの風味と粒子サイズ

グレードの違うチョコレートの粒子径分布を比較

• ひまわり油を分散媒に用いたチョコレートの比較測定です。
• 比較サンプル
  • 一般的なチョコレート
  • 高級ブランド品
  • スーパーマーケット品
• 粗大側の粒度の比率が多いほど、食べた時に粒感が残ります。このため高級品とされるチョコレートは粗大側の粒度をできるだけ抑えるよう加工されているのがわかります。

カクテル酒のなめらかさの評価

クリーム系リキュールの粒子径分布と粘度を比較

• ミルクベースのリキュールを界面活性剤と共に水分散してエマルションサイズを測定しています。
• ベース酒の異なる3種のリキュールを用いて、マスターサイザーで測定したエマルションの90%径と、粘度との関係性の相関をとりました。
• 作り方は同じにしても凝集性に起因して90%径が大きくなるほど、カクテル酒の粘性が上がり、なめらかさが低下します。
• また、モルトウイスキー・穀物酒・蒸留酒、などのベース酒の違いによる粘性変化の差も確認できました。

薬用混濁液の薬効性と飲みやすさ

2種類の薬用サスペンションの粒子径分布比較

• 成分が同じ2種類のサスペンション系胃薬を比較しました。
  • 緑線：遅効性
  • 赤線：即効性
• 即効性胃薬の方は、微粒子の比率が高いことが、溶解性と体への吸収を促し早い薬効が期待できます。（左グラフ）
• また微粒化による、低せん断時の粘度値の低下は、服用の際に飲み込みやすくなります。

粒子径分布による粉体配合比のコントロール①

AeroS を使った乾燥粉体のブレンディング確認

• ブレンディングは粉体の流動性や分散性を制御するために有用な技術です。
• 分布の広い大きさの異なる2種類の乾燥粉体の配合比を、マスターサイザーの乾式ユニット（AeroS）を用いて評価しました。
• 試料（ラクトース）
  • LH300（微粉）
  • LH100（祖紛）
  • LH300配合比：0%→50％
• 広いレンジに渡っての測定でもモジュールを変えることなく共通のメソッドで簡単に測定ができます。

配合による粉体流動性コントロール②

AeroS を使った乾燥粉体の混合比モニタリング

• 試料（ラクトース）
  • LH300（微粉）
  • LH100（祖紛）
  • LH300配合比：0%→50％
• 上表はLH300の配合比と粒子径分布から計算した30μm以下の粒子比率の相関です。R=0.99と高い相関性の結果が得られています。
• この結果からマスターサイザーはサンプルの大小に影響される事なく、正しい粒子径分布測定ができていると言えます。

粒子径分布によるセラミックの特性の制御①

ハイソリッド・セラミック成型のための粒子径分布評価

• より固形分比率の高い、「ハイソリッド・セラミック」に仕上げるためには焼結後の強度が重要です。そのために粒子は強固なネットワークを形成できるものである必要があります。
• そのため、原料の段階で粗粒子と微粒子が適度に配合されている状態が望ましく、粒子径分布測定による「分布幅」の指標が有効となります。
• 上図はファインセラミックに粗粒セラミックを配合したとき粒子径分布の変化を示しています。
• 粗粒セラミック配合比
  • 0％～30％

粒子径分布によるセラミックの特性の制御②

ハイソリッド・セラミック成型のための粒子径分布評価

• 上表は粗粒セラミックの配合比と粒子径分布から計算した80μm以上の粒子比率の相関です。
• この結果から、レーザー回折法による粒子径分布測定が、素地セラミックと粗粒セラミックの配合コントロールに有用である事を示しています。

掘削泥水の性能のコントロール

炭酸カルシウム・バライトの粒子径制御による掘削最適化

• 掘削に使われる循環泥には以下の性能が要求されます。
  • ドリルの潤滑と冷却
  • 坑井壁の洗浄
  • 静水圧制御によるオイル・ガス封止
  • 坑井壁の地質安定
  • オイルガス溜りへの侵食防止
• 坑井の安定には、その地質に対応したサイズの掘削泥の選択が重要です。
• 炭酸カルシウムは坑井壁の安定化の用途のため各種の大きさの粒子が準備されます。
  
• バライトは比重が大きく、掘削泥の比重をコントロールし静水圧を維持するために使われます。API(※)の規格ではバライトは75μm以下であり6μm以下の粒度が30%以内であることを規定しています。

※The American petroleum Institute