レオメトリーは、材料のレオロジー特性の測定に使用する装置です。レオロジーは、物質の流動と変形の研究として定義され、力、変形、時間の相互関係を説明します。  

限られた範囲の条件で液体の粘度を測定することしかできない粘度計とは異なり、レオメーターではさまざまな条件下で非ニュートン性材料の粘度と弾性を測定できます。 測定できる重要な特性には、粘弾性、降伏応力、チクソ性、伸張粘度、クリープコンプライアンス、効力緩和の挙動が含まれ、ダイスウェル、メルトフラクチャなどのプロセスに関連するパラメータも含まれます。 


Malvern Panalyticalでは、次のタイプのレオメーターを提供しています。

回転式レオメーター(キネクサスシリーズ)

仕組み

2枚のプレートの間、またはコーンとプレート、カップ-ボブシステムのような同等のジオメトリーにサンプルをローディングします。 上部プレートにトルクをかけると、回転せん断応力が材料に働きますが、その結果として生じる応力またはひずみ速度(せん断率)を測定します。 回転式レオメーターと粘度計の動作原理は同じですが、回転式レオメーターの機能はさらに高くなっています。 その機能の高さは、せん断応力をかけられる精度と範囲で最も明確になります。つまり振動試験が容易になり、回転試験中にかけるノーマルフォースの制御レベルが高まります。

用途

回転式レオメーターはおそらく最も多機能なレオロジーツールであり、多くのさまざまなレオロジー手法用に設定して、懸濁液の構造とパフォーマンスを調べることができます。 テストタイプの範囲は、何桁ものトルクにわたる単純粘度フローカーブの生成(粘度対せん断のプロット)から、降伏応力の測定、食物の咀嚼をシミュレートする正確なシーケンスに及びます。 最新の高度な装置により、テスト方法を製品の特定のプロセスまたは使用中の環境に厳密に合わせることができます。 革新的なソフトウェアはますます役立つようになり、新任のレオロジー研究者でも関連データを生成して解釈することができます。

回転式レオメーターは、ペーストやゲルから構造が最も弱い液体まで、広範囲なサンプルタイプに使用できます。 適用するせん断は、非常に低いせん断応力領域に正確に制御できるため、これらの装置は安定性の調査および降伏応力の測定に適しています。 ただし回転式レオメーターは、粘度が低くて構造が弱い液体の粘度の正確な区別ではなく、何桁ものトルクにわたるオペレーション用に最適化されています。 また、1000 s-1を超えるせん断率では、回転式レオメーターには高せん断領域において機械的な制限があります。

キャピラリーレオメーター

仕組み

高圧下で、サンプルは寸法を適切に定義したバレルまたはダイから押し出されます。 バレルまたはダイにわたる圧力低下を測定すると、液体の圧力と流速のデータを得ることがで、そこから粘度を計算できます。 温度とせん断率を厳密に制御して、目的の処理環境をシミュレートできます。

用途

ポリマー業界に由来するキャピラリーレオメーターは、高い粒子負荷で比較的に大きい粒子を含む懸濁液とスラリーの粘度プロファイルの測定に役立ちます。 業界の例として、ポリマーメルト、セラミックスラリー、食品、インク、およびコーティングが挙げられます。 キャピラリーレオメーターでは非常に高い力を適用でき、回転式レオメーターで可能なものよりも非常に高いせん断率で挙動を探求できます。 高いせん断率のパフォーマンスは、押出やスプレーなど、多くの産業プロセスに適しています。 特定の用途では、キャピラリーレオメーターで必要となるサンプルサイズ、つまりフローカーブの生成では約1リットルが制限となります。