OKINAWA COLLOIDS 2019

Exhibitors' information

[Boot No.1] MicrotracBEL Corp.

マイクロトラック・ベル株式会社は、コロイドの分散性を流動電位で評価するStabino、および、その分散状態下におけるコロイドの粒子径分布を測定する動的光散乱法NANO-flex、レーザ回折・散乱法マイクロトラックMT3000Ⅱを紹介する。
(1) 流動電位測定装置Stabino 測定範囲:流動電位±3000mv(ゼータ電位換算±200mv)
 従来のゼータ電位測定装置はコロイドスラリーに直流または交流電圧を印加して粒子表面の帯電状況に応じた界面導電現象による電気泳動速度から電気泳動移動度を求め、ゼータ電位に換算するが、この方式には、シングルナノ粒子が測定できない、1μm以上の大粒子では電気泳動しなくなり測定できない、そして、高濃度・高粘度・高塩濃度では測定できないなどの問題点がある。一方、流動電位測定装置Stabinoは、0.3nm~300μmのナノ粒子から大粒子まで幅広い粒子径範囲のコロイドを測定可能、40wt%、300cp、350mS/cmという高濃度、高粘度、高塩濃度におけるスラリー分散性の測定が可能な装置である。Stabinoは、約10ml(標準セルチャンバー使用時、オプションで1ml小容量セルチャンバー有)のコロイドスラリーをセルチャンバーに投入し、測定に最適なピストン(標準400μmギャップ、オプション100μm、200μm、1000μm、2000μm)を用いて計測する。常に撹拌させながら計測するため、pH或いは高分子滴下による滴定測定が20分間弱という非常に短い時間で実施可能である(通常のゼータ電位測定装置にて同様の滴定測定を実施した場合、1時間以上の測定時間を要する)。
(2) 動的光散乱法粒子径分布測定装置 NANO-flex 測定範囲:0.8~6 500nm
 動的光散乱法は“周波数解析法”と“光子相関法”に二分され、NANO-flexは周波数解析法を原理とする。両者とも液中コロイド粒子のブラウン運動を求めるが、その求め方に違いがある。周波数解析法では、コロイド中でブラウン運動している粒子にレーザ光を照射した際に、後方180度方向に散乱した光がドップラー効果によってどの程度周波数が変調されたかをシリコンフォトディテクターで検出し、フーリエ変換により粒子径分布を求める。光子相関法装置が「中心径とその分布幅」を求める装置であるのに対して、周波数解析法は、実際の粒子径分布、凝集粒子や複数山分布を正確に求めることができる。更に、粒子からの後方180度方向からの散乱光をヘテロダイン方式で検出することにより、ppmオーダーの低濃度から数十wt%の高濃度まで測定可能である。
(3) レーザ回折・散乱法粒子径分布測定装置 マイクロトラックMT3000Ⅱ        
  測定範囲:0.02~2 800μm(湿式)、0.2~2 800μm(乾式)
 幅広い測定範囲、数十秒という短時間測定、高い分解能・再現性、非常に簡単な測定操作により、MT3000Ⅱは粉粒体物性評価のスタンダード装置である。特筆すべきはその光学台設計。レーザ光を複数本(湿式:3本、乾式:2本)搭載してタイミングを変えて異なる角度から粒子に照射、更にログスケール検出器を前方と側方に配置している。これにより、0から約180度の粒子全周方向からの散乱光を検出することが可能となり、粒子径分布の高分解能測定を実現している。

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(0) MicrotracBEL will exhibit “Slurry dispersity analyzer” and “Particle Size Distribution analyzer”. Those instruments are (1) Stabino Streaming Potential Analyzer, (2) NANO-flex Particle Size Distribution Analyzer, and (3) Microtrac MT3000II Particle Size Distribution Analyzer.
(1) Stabino
Streaming Potential of colloid slurry is measured by using a cell chamber and piston with some narrow gap (100, 200, 400, 1000, 2000 micron) between chamber. To give sharing by moving the piston, the ion flued surround the particles would be forced to move upward and downward in the cell chamber, which has electrodes at the bottom and neck. Deference in potential between bottom and neck is so called “Streaming Potential”. Stabino can measure the materials with small to large 0.3nm~300 micron, high concentration 40wt%, high viscosity 300cp, and high electric conductance 350mS/cm. Stabino measure the potential by moving piston, so titration measurement with pH or polymer are very easy with short measurement time about 15 minutes. On the other hand, traditional measurement method “electrophoretic method” can measure the materials with over 10nm, under 1 micron, low concentration, low electric conductivity, and over 1 hour for titration measurement.
(2) NANO-flex particle size distribution analyzer (measurement range: 0.8 ~ 6 500nm)
Dynamic Light Scattering method is divided two method “Power Spectrum” and “Photon Correlation”. NANO-flex is the only analyzer to utilize Power Spectrum method, which to detect the scattering light from particle with Brownian movement. Frequency of scattering light is changed by the speed of Brownian motion, then collect the whole scattering light with various frequency, and then by Fourier transformation technic to get the particle size distribution. Another unique optical design is to detect the scattering light by heterodyne method, which to detect the scattering light from not only particle but also reference light.
Power Spectrum with heterodyne method achieve the accurate measurement with wide range of concentration from ppm order to tens of several wt%, and high resolution measurement. External optical prove method achieve the in-situ measurement at beaker, reactor, or Stabino cell chamber.
(3) Microtrac MT3000II particle size distribution analyzer (0.02 ~ 2 800 micron)
Laser diffraction method is the most popular method because of the wide measurement range, short measurement time (10~20 second), easy operation, high resolution, and good repeatability/reproducibility. Microtrac MT3000II utilizes tri-laser optical system with log scale detectors at front side and high angle, then to get the scattering light from particles from 0 ~ about 180 degree, it means from all around of particles. Microtrac MT3000II is enjoying to be a de facto standard in many industries.