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粒子径分布測定装置

粒子径分布測定装置の技術と応用

粒子径分布測定装置(粒度分布計)とは

粒子径分布測定装置(粒度分布計)は、粉体中の粒子のサイズ分布を測定するために使用される装置です。

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粒子径分布測定装置の種類

それぞれの粒子径分布測定装置の特長・比較

レーザー回折・散乱法

レーザー回折・散乱法は、粒子径測定に広く使用されている手法です。この手法では、レーザー光を粒子に照射し、粒子から散乱された光の強度分布を測定します。粒子径によって、散乱光の強度分布は変化します。この変化を分析することで、粒子径を測定することができます。

レーザー回折・散乱法は、以下の利点があります。

また、レーザー回折・散乱法は、さまざまな分野で用いられています。例えば、

  • 粉体工学:粉体の流動性や付着性に関係する粒子径分布を測定するために使用されます。
  • 材料科学:材料の性能に関係する粒子径分布を測定するために使用されます。
  • 薬学:医薬品の薬効や安定性に関係する粒子径分布を測定するために使用されます。

レーザー回折・散乱法は、粒子径測定に最も一般的に使用されている手法の一つです。その利点から、さまざまな分野で広く用いられています。

動的光散乱法(DLS)

動的光散乱法(DLS)は、レーザー光を粒子に照射し、粒子のブラウン運動による散乱光のゆらぎを測定します。粒子径によって、散乱光のゆらぎの周波数は変化します。この変化を分析することで、粒子径を測定することができます。

動的光散乱法の原理は、以下のとおりです。

  • 粒子はブラウン運動によって、一定の法則に従ってランダムに運動しています。
  • レーザー光を照射された粒子は、ブラウン運動しながら散乱光を放射します。
  • 各粒子から散乱された光は、お互いに干渉し、強め合ったり、弱めあったりします。
  • 散乱光の揺らぎの周期は、粒子径に依存します。

粒子径が小さいほど、散乱光のゆらぎの周波数は高くなります。

動的光散乱法は、以下の利点があります。

  • ナノメートルからミクロンオーダーまでの粒子径を測定できる
  • サンプルの濃度が高くても測定できる
  • 非接触で測定できる

動的光散乱法は、さまざまな分野で用いられています。例えば、

  • 材料科学:材料の粒子径や分散状態を測定するために使用されます。
  • 生物学:細胞や生体分子の粒子径を測定するために使用されます。
  • 化学:化学反応の生成物の粒子径を測定するために使用されます。

動的光散乱法は、粒子径測定に最も一般的に使用されている手法の一つです。その利点から、さまざまな分野で広く用いられています。

動的光散乱法とレーザー回折・散乱法の用途の違いは、主に測定する粒子径の範囲です。レーザー回折・散乱法は、ナノメートルからミリメートルオーダーまでの粒子径を測定できますが、動的光散乱法は、ナノメートルからミクロンオーダーまでの粒子径を測定できます。

測定原理によって値は変わる

測定原理によって粒子径の値は変わります。その理由は、粒子径の測定は、粒子の物理的な特性と測定原理の間の相関関係に基づいて行われているからです。

例えば、レーザー回折・散乱法では、粒子の回折やミー散乱の強度と粒子径の関係に基づいて粒子径を測定します。しかし、粒子の形状や屈折率によって、散乱強度は変化します。そのため、粒子の形状や屈折率が異なる場合、測定値は異なる可能性があります。

また、動的光散乱法では、粒子のブラウン運動の速度と粒子径の関係に基づいて粒子径を測定します。しかし、粒子の濃度や分散状態によって、ブラウン運動の速度は変化します。そのため、粒子の濃度や分散状態が異なる場合、測定値は異なる可能性があります。

したがって、粒子径測定を行う際には、測定原理の特性や測定条件を十分に理解し、測定値の信頼性を高める必要があります。

具体的には、以下の点に注意する必要があります。

  • 測定原理の特性:測定する粒子径の範囲、測定する粒子の形状、必要なサンプル量、測定時間など
  • 測定条件:サンプルの濃度、分散状態、測定温度など

また、測定値を比較する際には、測定原理や測定条件が同じであることを確認する必要があります。

粒子径分布測定装置選びで失敗しないために

粒子径分布測定装置を選ぶ際には、以下の点に注意する必要があります。

  • 測定する粒子径の範囲:粒子径分布測定装置は、測定する粒子径の範囲によって種類が異なります。測定対象とする粒子の粒子径範囲を把握した上で、適切な粒子径分布測定装置を選択する必要があります。
  • 測定可能な粒子の形状:粒子径分布測定装置は、測定可能な粒子の形状によっても種類が異なります。測定対象とする粒子の形状を把握した上で、適切な粒子径分布測定装置を選択する必要があります。
  • 必要なサンプル量:粒子径分布測定装置は、必要なサンプル量によっても種類が異なります。測定対象とするサンプルの量を把握した上で、適切な粒粒子径分布測定装置を選択する必要があります。
  • 測定時間:粒子径分布測定装置は、測定時間によっても種類が異なります。測定対象とするサンプルの量や粒子径の範囲に応じて、適切な測定時間を持つ粒子径分布測定装置を選択する必要があります。
  • 価格:粒子径分布測定装置は、価格によっても種類が異なります。予算に合わせて、適切な価格の粒子径分布測定装置を選択する必要があります。

また、粒子径分布測定装置の選定にあたっては、以下の点も考慮するとよいでしょう。

  • 測定精度:粒子径分布測定装置の測定精度は、粒子径の範囲や測定原理によって異なります。測定精度が必要な場合は、高精度な粒子径分布測定装置を選択する必要があります。精度には、真値からのずれを表すAccuracyと、測定再現性を示すPrecisionがあり、どちらを重視するかによって、最適な装置が変わってきます。
  • 操作性:粒子径分布測定装置の操作性は、粒子径分布測定装置の種類によって異なります。操作が簡単な粒子径分布測定装置を選択するとよいでしょう。
  • メンテナンス性:粒子径分布測定装置のメンテナンス性は、粒子径分布測定装置の種類によって異なります。メンテナンスが容易な粒子径分布測定装置を選択するとよいでしょう。

粒子径分布測定装置を選ぶ際には、測定する粒子径の範囲や粒子の形状、必要なサンプル量、測定時間、価格などの点を考慮する必要があります。また、測定精度や操作性、メンテナンス性なども考慮するとよいでしょう。

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粒子径分布測定装置での測定事例(アプリケーションノート)

レーザ回折法の測定原理の説明からマスターサイザーシリーズ測定時の注意点などを詳しく記載しています。

粒子分析機器の正しい使い方を説明しています。

様々な産業や学界で利用されている主な粒子特性評価技術の基礎知識について説明しています。 初めて粒子計測に関わる方への基礎的な内容です。

研究段階と生産プロセス中の品質管理段階で、各材料の最適化をサポートする分析技術を説明します。

金属積層造形における粒子径・形状の役割と測定方法の探索について説明しています。

レーザ回折式粒子測定装置 マスターサイザーシリーズ

湿式および乾式分散液の両方で迅速で正確な粒度分布を提供するグローバルスタンダード。

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ゼータサイザー・アドバンスは、市場をリードするゼータサイザーNanoの後継機です。

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モルフォロジカル・イメージングは、粒子特性評価に不可欠な技術になりつつあります。

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スプレーや液滴の粒度分布をリアルタイムで測定し、より効率的な製品開発を実現。

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ナノおよびバイオマテリアルの特性評価用のシンプルで迅速なNTAソリューションのためのクラス最高の技術。

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効率的で費用対効果の高いオンライン連続粒度分布測定を提供します。

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レーザ回折式粒子測定装置 マスターサイザーシリーズ

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マスターサイザーは、世界が認めたレーザ回折式粒子径(粒度)分布測定装置です。ナノサイズからミリメータオーダーまで、湿式、乾式問わず各種試料測定に対応します。

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噴霧粒子およびスプレー液滴径測定

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あらゆる用途に対応する光散乱装置

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粒子の視覚化、ナノ粒子、粒子数濃度の測定

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堅牢で信頼性の高いリアルタイム粒度分布測定

測定範囲 0.01µm - 3500µm 0.5µm - 1000µm 0.1µm - 2000µm 0.3nm - 15µm 10nm - 2000nm 0.1µm - 2500µm
テクノロジ レーザ回折・散乱法 画像分析 レーザ回折・散乱法 動的光散乱法 ナノ粒子トラッキング(軌跡)解析 レーザ回折・散乱法