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ポリマー顆粒の粒子径分布は、品質管理プロセスにおいて大変重要です！
当資料では、高吸水性ポリマー（SAP）の粒度分布（粒子径分布）と 粒子形状について紹介しています。 高吸水性ポリマーは、自重の500倍もの液体を吸収する能力を持つ粒状の ポリマーです。 用途に応じて異なる粒子径分布のポリマー顆粒が必要となるため、 粒子径分布の管理は品質管理プロセスにおいて大変重要です。 【掲載内容（抜粋）】 ■押出成形品 ■高吸水性ポリマーの製造 ■測定例1：SAPの好適な測定方法 ■例2：再現性と装置の校正 ■例3：粒子形状の測定 ■まとめ ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
高解像度印刷のため、トナーの品質管理は大変重要です。
当資料では、トナー粒子の粒度分布（粒子径分布）と粒子形状について 紹介しています。 トナーは、主に複写機やレーザープリンターなど静電印刷で使用される 着色粒子で、5～30μmの粒子からなる非常に細かい粉末です。 流動性があり、液体のような挙動をします。合成樹脂、顔料、磁性粒子など 様々な補助物質で構成され、高解像度の印刷性能を達成すべく、トナーに 対する性能と品質への要求は非常に高くなっています。 【掲載内容（抜粋）】 ■アプリケーション ■静的画像解析装置 CAMSIZER M1 ■サンプル準備 ■測定結果 ■粒子画像の解析 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
見方によって同じ粒子でも大きさは変わります。
真球の粒子径は一意的に決まります。しかし真球でないものは測り方によって 大きさが変わります。例えば粉砕物などは1粒ずつ形が違います。 従って、1粒ずつの粒子径測定から粉体全体の大きさを求めるためには、 たくさんの粒を同じ方法で測定し、統計的に粒の大きさを決める必要があります。 目視や画像解析では、ランダムに配向した粒子を一定軸方向の長さについて 測定する「定方向径」や、粒子の投影面積に等しい理想形状(通常は円)の粒子の 大きさを求める「相当径」が一般的です。 この他に粒子の長軸と短軸の比率を表すアスペクト比などがあります。 当社の粒子径分布測定装置は集合体としての粒子を計測しているため、 顕微鏡などによる測定と同列では議論できません。 マイクロトラックのうちレーザ回折法では、得られた光の散乱パターンと同等な 散乱パターンを示す球形粒子の集合体の粒子径分布を出力します。 動的光散乱法では拡散に基づく球相当径を出力します。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
粉粒体を適切に評価するためには、平均粒子径だけではなく、粒子径分布が重要です。
粉体、つまり集合体としての粒子の大きさは、多数個の測定結果を大きさ (粒子径)毎の存在比率の分布として表すのが一般的です。 存在比率の基準としては体積基準(体積分布)、個数基準(個数分布)等があります。 マイクロトラック(レーザー回折･散乱法)では原理上体積分布を測定しています。 (粒子の形状を球形と仮定し、ソフトウェアで個数基準などに換算することは 容易です。) 沈降法は質量基準の測定法ですが、測定の過程で試料の密度が必要なため 体積分布も得られます。 動的光散乱法では、信号の相対強度として存在比率が求められるのが 一般的ですが、ナノトラックに限り体積分布が出力可能です。 粒子径分布は頻度として表す場合と、累積分布として表す場合があります。 累積分布には、細かい粒子の側をゼロとして右上がりのカーブとなる オーバーサイズと、粗い側をゼロとして右下がりとなるアンダーサイズがあります。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
レーザ光の波長よりも非常に小さな粒子からの散乱光に適応される理論
レイリーの散乱(Rayleigh scattering)は主には0.05μmなどの波長と比べて 非常に小さい粒子のときに議論されるもので、今回の原理説明集の中で この散乱領域まで測定している例としてはナノトラックがあります。 しかしながら共に根本原理の中に占めるこのレイリー散乱の役割は多少意味が 異なる事から、ここではこのレイリー散乱の簡単な説明にとどめておきます。 レイリー散乱のもっとも一般的な例としては、青い空です。 地球を由り巻く02、N2の分子により、このレイリー散乱が起こり、波長の短い 青い光だけが強められた形になり、空が青く見えるという事です。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
レーザ回折・散乱式装置の拠り所
G.Mieは1908年に、均一媒質内に存在し、任意な直径を持ち、任意材質の 均一な球による平面単色波の回折を、電磁気学によって取り扱い、厳密な 解を得ることに成功しました。 この散乱現象が私たちに取っては非常に大事な散乱となります。 ミー散乱が重要なのは、私たちが取り扱っている粒子径分布測定装置の 測定範囲のかなりの部分がこれに入っているからです。 しかしこのミーの散乱を数学的に解くには非常に難しい要素があります。 既にこのミーの式をコンピュータで解くプログラムも開発されていますが、 難しい事には変わりなく、この問題をいかにクリヤーするかが 粒子径分布測定装置メーカーのノウハウになります。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
ホイヘンスの原理
光の直進性と波としての性質から、光の挙動について説明した人にかの 有名なホイへンス先生がいます。ホイへンスは次のようなモデルを使用して、 光の直進性を説明しました。 回折現象は皆さまの間近でもよく見受けられます。 例えば、私はあまり早起きでないのでずいぶん見ていませんが、日の出の 太陽が完全に姿をあらわす前から、東の山の稜線が光に縁取られたように 強く光るのを目にすることができます。 これが光の回折です。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
平行光を利用した光の干渉
もう一方のフラウンホーファが説明している回折理論、これが実は後述する レーザ回折法の粒子径分布測定装置の基礎理論になっているのです。 フレネルの回折と区別する意味で、非常に大まかな分類ですが、フレネルの 回折 光源と観測点が共に回折が起きる開口部から近い時の回折 フラウンホーファの回折 光源と観測点が共に回折を起こす開口部から無限に 遠い時の回折、ということができます。 このフラウンホーファの回折現象はフレネルの回折と比較して数学的には 簡単に表すことができます。 光学の有識者にとってはカミナリを落とされるような乱暴な展開ですが、 どうしても縞模様ができる理由を知りたい方々には、付録に示す光の参考書類を 読んでいただくことを強くお勧めいたします。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
水面に石を投げ入れた時の波面のモデル
この特性はレーザ回折方式にはあまり大きく関係しません。 干渉はナノトラックの原理を理解する上で重要な現象となります。 干渉の例としては、水面に石を投げ入れた時の波面のモデルです。 もし水面にある距離を離して、石を二つ落とすと、2つの表面波が重なり合う 時に、一方の波の峰(山)ともう1つの波の谷が同時に出会う時は波が弱まり、 山と山が出会うと波が強まることが観察できます。これが干渉です。 最初に出てくるのは「フーリエの定理」と言う数学の定理です。 この定理によれば、ある種の条件さえ満たせば、任意関数は有限個もしくは 無限個の正弦関数の和で表すことができます。 平たく言えば、たいがいの波形は複数個のサインカーブに分解できるということです。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
![粒子径測定における体積平均径[MV]とはどのような粒子径か？](https://image.www.ipros.com/public/product/image/719/2000640049/IPROS19171093382023341806.png?w=280&h=280)
[MV]は体積で重みづけされた平均径！
体積平均径とは、「MV」値のことです。 しかしながら一般的には累積の50％粒子径をもって平均径と呼ばれる 場合があるので注意が必要です。 この累積の50％粒子径は、中央値あるいは中位径と呼ぶべき値です。 以下に粉体の粒子径分布を表す特性値の代表例を示します。 [10％､50％､90％] 10％､50％､90％(μm:マイクロメートル) 一つの粉体の集合を仮定し､その粒子径分布が求められているとします。 その粉体の集団の全体積を100％として累積カーブを求めたとき、その 累積カーブが10％､50％､90％となる点の粒子径をそれぞれ10％径､50％径､ 90％径(μm)としています。 特に、50％径は累積中位径(Median径)として一般的に粒子径分布を評価する パラメータの一つとして利用されます。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
独自の光学系設計、３本レーザ搭載、スリット状の検出器構造
マイクロトラックの検出器の形状は、散乱角度の中心から外に向かって スリット状になっています。 レーザー回折･散乱方式では、粒子へレーザー光を照射し、粒子径情報を 有する散乱光を、ある形状の検出器で検出し粒子径分布を求めますが、 検出器の形状により、その粒子径情報が2乗、3乗、または4乗に比例した 信号となります。 粒子径分布データは、粒子径の3乗に比例した体積ベースで表されますが、 通常みられる検出器では、体積ベースの粒子径分布データを表示するには、 いろいろな補正を加えることとなります。 マイクロトラックのスリット状の検出器では、求める粒子径の3乗に比例した 信号を直接取り出すことができます。 マイクロトラックだけが、サンプルの混合比を正確なデータとしてご提供 できる大きな理由はこの検出器の違いにあるのです。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
測定結果（要約データ）の記号の意味を解説します。よくある質問とその回答もご覧頂けます。
当ページでは、マイクロトラック測定結果（要約データ）の 記号の意味を解説しております。 体積平均径[MV]をはじめ、個数平均径[MN]、面積平均径[MA]や 比表面積(m2/ml)[CS]など、数式や表を使ってご説明。 よくあるご質問を当ページにまとめました。 詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 【掲載内容（一部）】 ■[MV] Mean Volume Diameter:体積平均径 ■[MN] Mean Number Diameter：個数平均径 ■[MA] Mean Area Diameter :面積平均径 ■[CS] Calculated Specific Surfaces Area:比表面積(m2/ml) ■[SD] Standard Deviation :標準偏差 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
液面を保つ必要が無く、ガス吸着測定中もフリースペース変化を連続測定可能！
フリースペース(死容積)は幾何学的な体積ではなく、吸着量を 計算するための便宜上の体積です。 物理吸着をさせるため、試料管を液体窒素などの冷媒に冷やすと、 2つの温度域ができ、この冷却部分でのガス密度は、冷却する温度および、 測定中の冷媒のレベル変化に影響を受けます。 当社のホームページにて、詳しくご紹介しておりますので、 ぜひご覧ください。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
同じ重さ・実体積を持つサンプルでも異なる表面積を持つ！比表面積と粒子径についてご紹介
粒子が小さくなれば比表面積が増え、当然粒子に細孔があれば 比表面積が増えます。 これはプロセスや反応において重要であり、同じ材料（重量当り、体積当り） でも表面のサイト量や吸着容量が変化することになります。 比表面積を測定することは材料（吸着剤・触媒など）の活性や吸着能力を 知る上で重要なパラメータとなります。 当社のホームページでは、粒子径と表面積の関係などを図でご紹介しています。 ぜひご覧ください。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
単分子層吸着理論を多分子層吸着理論に拡張し得られた！BET比表面積の評価方法を基本からご紹介
比表面積は、通常ガス吸着等温線からBET理論（多分子層吸着理論） により解析されます。 BET理論は、固体表面の強い吸着サイトから吸着が始まり、圧力の 上昇に伴い、その次に強い吸着サイトに吸着していきます。 同時に2層目や3層目吸着が起こることをモデルとしています。 当社のホームページでは、図やグラフを用いてご紹介しています。 ぜひ、ご覧ください。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
