製品情報

ディスク遠心式 粒子径分布測定装置 CPS Disc Centrifuge

ディスク遠心式 粒子径分布測定装置
CPS Disc Centrifuge

粒子は、密度が同じであればサイズが大きいほど速く沈降します(ストークスの法則)。この装置は、沈降速度差によってサイズごとに分級してから検出する「頻度別沈降法」を用いています。クロマトグラフィーに似た原理により、他の粒子径分布測定装置には見られない驚異的な分解能が実現できます。

  • 概要
  • 特徴
  • 仕様
  • 導入事例事例

CPS Disc Centrifugeは、よく知られている信頼性の高い沈降法を用いて粒子径分布を測定します。粒子は、密度が同じであればサイズが大きいほど速く沈降します(ストークスの法則)。

原理: 高分解能をもたらす頻度別沈降法

粒子は同じスタートラインから一斉に沈降を開始します。大きい粒子は沈降が速く、小さい粒子はゆっくり沈降するため、分級されます。分級された後に検出するため、他の原理では得られない非常に分解能の高い粒子径分布が得られます。CPS2

測定範囲: ナノ~サブミクロンに最適

ディスク形のセル内を粒子は沈降します。ディスクは最大24,000 rpmで回転し、ナノ粒子も数分~30分で測定できます(測定時間は粒子の密度に依存します)。粒子密度によりますが、ナノからサブミクロンの粒子径測定に適しています。粒子密度が小さい(水と密度差が少ない)と沈降により時間がかかります。

CPS3

オプション: 浮上による低密度粒子の測定

オプションの低密度粒子用ディスクを使用することで水より軽い密度の粒子も測定することができます。シリンジによりInjection ringに打ち込まれた試料はCapillary channelsを通ってディスクの底へ移動します。ディスク底から液体中を浮上し、浮上速度の違いにより分級され、検出器で検出されます。

低密度粒子ディスク2

測定例

● ポリスチレンラテックス混合液

粒子径の異なる7種類のポリスチレンラテックスを意図的に混ぜて測定しました。それぞれ単一のピークとして検出することができます。また、2回の結果は再現性が良好でした。

● 分散処理違い(シリカ)

粉末シリカを水に分散させ、超音波バスと超音波ホモジナイザーで処理をしました。弱い超音波バスで処理をするとメインの一次ピーク以外に二次凝集、三次凝集、、、が見られました。強い超音波ホモジナイザー処理では、すべて一次粒子まで分散しました。

CPS ホモジと洗浄機

● Silica LUDOX (Aldrich社 TM-50)

他原理では難しいナノ粒子も検出することができます。およそ30 nmのシリカ粒子の場合、測定時間はおよそ20分でした。

● ポリブタジエン(粒子密度:0.91 g/mL)

低密度粒子用ディスク(オプション)により水より軽い粒子の測定も可能です。測定時間は約11分でした。

PB2

  • 特徴
  • 高分解能

分級してから検出する方式のため、驚異的な分解能が実現できます。単分散の場合、2.5 %の粒子径差があれば、完全なピークとして検出できます。

例)JSRライフサイエンス㈱製PSL 0.294 μmと0.309 μmを等量混合したもの

それぞれのピークとして検出されます。

  • 高精度

標準粒子によるサイズ校正を試料測定の直前に行うため、高精度で再現性の高い結果が得られます。

  • 高感度

単分散粒子であれば、検出下限濃度は0.01 μgです。

 

  • 仕様
測定原理 ディスク遠心沈降光透過法
測定範囲 0.01~40μm (粒子密度に依存)
ダイナミックレンジ 標準ディスク約60
スピードランプ用インサート付属時約1000
分解能 粒径差5%
精度 ±0.5%
感度 0.01μg(0.476μm標準PVC)
測定時間 3~30分(測定範囲、粒子密度に依存)
分布表示 重量、表面積、個数、吸光度基準分布
沈降時間vs吸光度分布
表示形式 粒子径分布、累積分布、ログ、リニア―
データ処理 分布の加算平均化、減算、個々の重ね書き(20個以内)、スムージング他
回転数 600~12,000 rpm (Model DC12000)
600~18,000 rpm (Model DC18000)
600~24,000 rpm (Model DC24000UHR)
データ処理装置 装置本体に内蔵(Windows 7 or 10)
光源 発光ダイオード405nmまたは470nm選択可
検出器 応答時間約0.1秒
遠心ディスク材質 CR-39
電源 100V、50/60Hz、max750W
寸法 約460(W)×490(D)×420(H) mm
オプション オートグラジエントメーカー
オートサンプラー

 

  • 導入事例

 

応用分野

ポリマーラテックス、顔料、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、CMP用シリカ、フィラー、インク、ファインセラミックス、トナー、塗料、研磨剤、導電性ポリマー、金コロイド、セルロースナノファイバー、リポソーム、バクテリアなど

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