静的画像解析

ご紹介

粒子径および粒子形状の正確な評価は、製造プロセスの最適化や製品品質の安定化において重要な役割を果たします。粒子の大きさや形状は、粉体の流動性、充填性、反応性、製品性能などに影響を与えるため、実際の製品特性を把握する上で不可欠な評価項目です。画像解析法は、静的光散乱法、沈降法、ふるい分析などの従来測定法と比較して、個々の粒子画像を直接取得し、粒子径と粒子形状を同時に評価できるという特長があります。静的画像解析法（SIA：Static Image Analysis）では、測定対象となる粒子を試料台やキャリア上に配置し、カメラに対して静止した状態で粒子画像を取得します。取得した粒子画像を解析することで、粒子径だけでなく、円形度、アスペクト比、伸長度などの粒子形状パラメータを算出し、粒子特性を詳細に評価できます。

メリット

静的画像解析法（SIA：Static Image Analysis）では、粒子を静止状態で撮影することで、高解像度かつ高精細な粒子画像を取得できます。取得した粒子画像を直接解析することで、粒子径だけでなく粒子形状も同時に評価でき、高い測定精度と優れた再現性を実現します。特に、微小粒子や粒度分布の狭い試料に対する詳細な粒子径・粒子形状評価に適した測定手法です。SIAによる粒子解析には、以下のようなメリットがあります。

1. 高解像度・高精細な粒子画像取得

2. 微小粒子の高感度検出

3. 少量試料での測定

測定原理

静的画像解析法（SIA：Static Image Analysis）では、粒子を1個ずつ画像として取得し、画像処理および解析を行うことで、粒子径と粒子形状を定量的に評価します。測定は以下の4つのステップで行われます。

1. 粒子画像の取得

高精度な粒子画像を取得するため、一般的に顕微鏡と高解像度デジタルカメラを組み合わせた撮像システムを使用します。粒子は試料台などの上に配置され、カメラに対して静止した状態で撮影されます。測定前には、粒子同士の重なりを防ぐため、乾式または湿式による分散処理を行います。

乾式分散：振動、搬送、ふるい分け、圧縮空気などを利用して粒子を分散
湿式分散：溶媒中に粒子を分散し、均一な測定状態を形成

2. 画像処理および粒子認識

取得した粒子画像は、専用ソフトウェアによって画像処理されます。画像処理により、以下のような補正や解析を行います。

• 孤立画素や不要なノイズの除去
• 粒子輪郭の明確化
• 明るさのばらつきや信号ノイズの補正
• 重なり合った粒子（凝集粒子）の分離処理

これにより、正確な粒子輪郭を抽出し、信頼性の高い粒子解析を実現します。

3. 粒子径・粒子形状パラメータの算出

画像解析ソフトウェアにより、取得した各粒子について粒子径および粒子形状パラメータを自動算出します。代表的な評価項目には、円形度、アスペクト比、フェレー径、長径・短径のようなパラメータがあります。

4. データ統計処理および粒子分類

解析したすべての粒子データを統計処理し、粒子径および粒子形状パラメータに基づいて粒子群を分類します。粒子径分布や形状分布を可視化することで、粉体材料や粒子製品の特性を総合的に評価できます。

アプリケーション

静的画像解析法（SIA）は、微小粒子を高解像度かつ鮮明に画像取得できるため、粒子径および粒子形状の詳細な評価に適しています。特に、鉱物材料、電池材料、電子材料、医薬品など、粒子形状や粒子径分布の違いが材料特性や製品性能に影響する分野で広く利用されています。粒子ごとの形状情報および統計解析データを取得することで、材料間の特性比較や品質評価、研究開発における詳細な粉体解析をサポートします。

ガイドブック

粒子形状解析に用いる各パラメータの詳細については、こちらをご参照ください。