粒子径分布測定の手法とそのメリットとデメリットの解説

レーザー回折・散乱法

• 利点:
  • 大多数の産業用途に対して信頼性が高い。
  • 測定が迅速で、再現性があり、正確で再現可能。
  • 不規則および規則的な形状の粒子を測定可能。
  • 粒子の密度や多孔性の影響を受けない。
  • 液体、乾燥、噴霧サンプルに対応し、実験室でもオンラインでも測定可能。
  • 動的画像分析と組み合わせることで、棒状粒子など、レーザーソースに対する粒子の向きに関連するサイズをより正確に測定できる。
• 制限:
  • 双峰分布のピークが近接している場合、分解能が制限されることがある。
  • ナノ粒子には不向き。

静的・動的画像解析法

• 利点:
  • コンポーネントの交換なしで幅広いサイズ範囲をカバー。
  • 形態解析が可能で、形状の特性評価に有用。
  • 動的画像分析は迅速で使いやすく、液体および乾燥サンプルに対応。
  • 高い再現性、再現可能性、正確性を持つ。
• 制限:
  • 2μm未満の粒子には不向き。
  • 動的分析においてサンプリングの影響を受けることがある。

動的光散乱法（DLS）

• 利点:
  • サブミクロン粒子およびナノ粒子に最適。
  • 測定が迅速で簡単。
  • 小粒子に対して高い感度を持つ。
• 制限:
  • 3μm以上の粒子には効果がなく、ブラウン運動の速度が低いため、沈降が優先される。
  • 幅広い粒子サイズ分布には適していない。

重力沈降式

• 利点:
  • ストークスの法則に基づいており、適用可能な用途において広く使用されている。
  • コスト効果が高く、信頼性がある。
• 制限:
  • 粒子の密度を知る必要がある。
  • 低密度のエマルジョンや非常に高密度の材料には不向き。
  • 2μm未満の粒子に対して効果が限られる。

コールター原理

• 利点:
  • 血液細胞のサイズ測定のために開発された。
  • 粒子数および体積に基づくサイズを提供。
  • 単一分散サスペンションに対して良好な解像度を持つ。
• 制限:
  • 異なるサンプルの測定にはオリフィスの交換が必要。
  • 操作が複雑で、頻繁なキャリブレーションが必要。

光遮蔽法

• 利点:
  • 清浄環境（例：製薬ラボ、シリコンチップ製造）での小さな汚染物質の測定に主に使用。
  • 航空機燃料の汚染レベル測定にも使用。
• 制限:
  • 低濃度の検出技術であり、高濃度サンプルには不向き。
  • 定期的なキャリブレーションが必要。

ふるい法

• 利点:
  • 簡単で低コスト。
  • 異なるサイズ範囲の粒子を分離するのに適している。
• 制限:
  • 人為的な誤差に大きく影響される。
  • 38μm未満の粒子には不向き。
  • 100μm未満の粒子には測定時間が長い。

スキャニング電子顕微鏡（SEM）

• 利点:
  • 超微細粒子の高解像度画像を提供。
  • 表面構造のある粒子のサイズ分析に正確。
  • ナノ粒子を特徴付ける標準技術。
• 制限:
  • 複雑なサンプル準備が必要で時間がかかる。
  • 操作間のばらつきが大きく、代表性が低い。

超音波法

• 利点:
  • 希釈なしで濃縮スラリーの測定が可能。
  • オンライン測定にも対応。
• 制限:
  • 高価な装置が必要。
  • 最大13の異なるパラメータのセットアップが必要で、これらは特定が難しい場合がある。
  • 幅広い粒子サイズ分布には測定誤差が生じる可能性がある。

これらの方法は、それぞれ特定の強みと制限を持っており、サンプル、用途、および測定精度に応じて粒子サイズ分析に適しています。

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