粒子径分布測定装置選びは
目的と
測定する粒子の大きさに
まず注目
粒子径分布測定装置には大きく分けて3つの原理があり、
できることと測定できる粒子径の範囲が異なります。
「目的」と「測定する粒子の大きさ」考慮したうえで、
選ぶべき測定装置を見つけましょう。
目次
そもそも
粒子径分布測定装置とは?
IN THE FIRST PLACE
その1微細な粒子の大きさとその分布を測定できる装置
レーザ回折・散乱法や動的光散乱法、動的画像解析法などの手法を使用して、液体や粉体中の数ナノメートルから数ミリメートルの微小な粒子の大きさ（粒子径）とその分布（粒子径の範囲と各粒子径の割合）を測定・解析できる装置です。
その2粒子数、粒子形状や特性評価もできる装置
原理により異なりますが、粒子径や粒子径分布のほか、粒子径の平均値、中央値、粒子径のばらつき、粒子形状（円形度やアスペクト比など）、サンプル中の粒子数、異なる粒子サイズの分布や物質の特性評価も可能な装置です。
粒子径分布測定装置の3つの原理(種類)
粒子径分布測定装置として一般的に活用されているのは下記の3つの原理（方法）です。
LD
レーザ回折・散乱法
Laser Diffraction
DIA
動的画像解析法
Dynamic Image Analytics
DLS
動的光散乱法
Dynamic Light Scattering
どれが自社に合っているのかは、目的（やりたいこと）と、測定したい粒子のおおよそのサイズからわかります。
そこで、3つの原理の粒子径分布測定装置それぞれが「できること」の違いを一覧にしてみました。
【原理別】
粒子径分布測定装置に
できること
| LD レーザ回折・散乱法 |
DIA 動的画像解析法 |
DLS 動的光散乱法 |
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|---|---|---|---|
| 測定範囲の 広さ |
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| 繰り返し精度及び再現性 | |
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| 粒子形状の 分析 |
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| 直接的な測定 | |
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| オーバーサイズ粒子の検出 | |
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| 機器の堅牢性と操作性 | |
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| 個々の 粒子分析 |
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| 測定スピード及び測定時間 | |
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| サブミクロン粒子の分析 | |
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| ナノ粒子の 分析 |
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| ゼータ電位の分析 | |
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| 汎用性 | |
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| 測定範囲 | 数十nm（ナノメートル）～
数mm（ミリメートル） |
数百nm（ナノメートル）～
数十mm（ミリメートル） |
数nm（ナノメートル）～
数百nm（ナノメートル） |
※記号の説明
◎ : 対応できる(適している)
〇 : ◎に比べて精度がやや落ちる/製品による(オプションが多い)など
ー : 対応できない、不向きである
原理ごとの測定可能な
粒子径の範囲(目安)
▼横にスクロールできます
まとめ
レーザ回折散乱法(LD)に
向いている目的とは
向いている目的とは
数十nm～数mmまでの粒子径の粒子径分布測定に向いています。 繰り返し精度の高さや高い再現性を求める場合、スピーディに測定を行いたい場合、生産現場への設置など堅牢性を求める場合にも適しています。
動的画像解析法(DIA)に
向いている目的とは
向いている目的とは
数百nm～数十mmまでの粒子径の粒子径分布測定と形状評価に向いています。 形状（アスペクト比、円形度など）を把握したい、オーバーサイズ粒子の検出や個々の粒子分析、詳細な特性評価を行いたい場合に適しています。
動的光散乱法(DLS)に
向いている目的とは
向いている目的とは
ナノメートル粒子（数nm～数百nm）の粒子径の粒子径分布測定に向いています。 ナノ粒子の分析やゼータ電位の分析、濃度の高いサンプルの測定、ナノテクノロジーおよびナノバイオテクノロジー研究や品質管理に適しています。
【各原理共通】
粒子径分布測定装置を
選ぶポイント
HOW TO CHOOSE
上記に示したように、まず前提条件として重要なのは
「自社がやりたいこと、目的に対応できるか」と「粒子径分布の測定可能な範囲」です。
この2点によってどの原理が適切なのかが決まります。
注目すべき点は原理ごとに異なりますが、共通してチェックしたいポイントは、
-
精度(分解能)の高さはどうか
なぜ精度が高いのか、その根拠も確認する
-
サンプルへの対応ができるか
サンプルに合った測定方法、種類や量に適切に対応できるのか
- 操作性・利便性・耐久性などははよいか
などにも注目。
公式サイトややりとりの中で、サポート内容も確認しておきましょう。
同じ原理の装置でもメーカーや製品によって「できること・できないこと」は異なります。
それでは、さっそく、実際に自社に合った粒子径分布測定装置を探してみましょう。
最大4問に答えるだけで見つかる!自社に合った粒子径分布測定装置ガイド
SUITABLE FOR YOUR COMPANY
このサイトでは、2024年1月時点で流通している粒子径分布測定装置を
開発製造している大元のメーカー9社(代理店販売・商社・OEMなどを除外)が展開している18製品を紹介。
1つの原理に対して、各メーカー販売時期の新しい2製品までを紹介しています。
いくつかの質問に答えることで、自社に適切な粒子径分布測定装置を知ることができます。
※9社…Googleにおいて（2024年1月10日時点）、「粒子径分布測定装置△（原理名）レーザ回折散乱法／動的光散乱法／動的画像解析」で検索した際に
上位50位までに表示された製品の開発メーカー・販売元」
やりたいことはどちらですか？
測定したい粒子の
おおよそのサイズは？
おおよそのサイズは？
選択項目をリセット
結果を見る
【原理別】
粒子径分布測定の特徴と
製品比較
FEATURES AND COMPARISON
レーザ回折・散乱法(LD)の
メリット・デメリット
レーザ回折・散乱法の大きなメリットは、一度の測定で広範囲の粒子径分布を短時間で測定できること。再現性が高い点もメリットの一つです。また、この原理を用いた装置は比較的堅牢性があり振動などに強いため、生産現場への設置にも適しています。
一度に粒子集団全体を分析するため、異なるサイズの粒子が混在している場合の分解能はそれほど高くないというデメリットもあります。
動的画像解析(DIA)の
メリット・デメリット
形状を評価できる点が大きなメリット。粒子の長径や短径、繊維径などから粒子径の分布を求めたり、サンプリングの課題はあるもののごくわずかに存在する粗大粒子を検出したりすることも可能です。ふるい分けのデータと高い一致性があり、ふるい分けに比べ測定時間の短縮や人為的なミスの削減、ふるいの洗浄やメンテナンスの手間が劇的に少ないこともメリットです。
一方、超微小な粒子の評価に対応していないことがデメリットと言えます。
動的光散乱法(DLS)の
メリット・デメリット
サンプリング操作が容易であることや、サンプルの濃度を問わず測定できること、非侵襲的に測定できる点がメリットです。
一方、原理上一度に粒子集団全体を分析するため、粒度分布の幅が広いサンプルでは精度が落ちる可能性がある、粒子の沈降や凝集が起きるとブラウン運動が妨げられ、測定結果に影響を与えるなどのデメリットがあります。
粒子径分布測定装置
メーカー 一覧
MAKER LIST
ここで紹介する粒子径分布測定装置メーカーは、Googleにおいて（2024年1月10日時点）、「粒子径分布測定装置△（原理名）レーザ回折散乱法／動的光散乱法／動的画像解析」で検索した際に上位50位までに表示された製品の開発メーカー・販売元です。
※製品の詳細記載がない会社、メーカーと同じ製品を扱う代理店や複数メーカーを扱う商社、大学は除外しています。※掲載は50音順です。
アントンパール
- LD
- PSA
- DIA
- Litesizer DIA 500
- DLS
- Litesizer DLS
オーストリアに本社を置き、高精度のラボ装置及びプロセス測定システムの開発、製造、提供において世界的な企業です。LD、DIA、DLS各原理を採用した3タイプの粒子径分布測定装置を揃え、製品の品質管理や各種研究に貢献しています。
- 所在地
- 東京都墨田区堤通1-19-9
リバーサイド墨田1F
- 問合せ
- https://www.anton-paar.com/jp-jp/contact/general-inquiry/
- 公式HP
- https://www.anton-paar.com/jp-jp/
大塚電子
- LD
- ―
- DIA
- ―
- DLS
- nanoSAQLA、ELSZneoほか
「マルチチャンネル分光光度計」を主力とし、計測や分析のための光学機器や科学機器の開発・販売を行う企業。粒子径分布測定装置では「nanoSAQLA」「ELSZneo」などの動的光散乱法（DLS）を用いた機種を展開しています。
- 所在地
- 大阪府枚方市招提田近3-26-3
- 問合せ
- https://www.otsukael.jp/inquiry/top
- 公式HP
- https://www.otsukael.jp/
島津製作所
- LD
- SALD-2300、SALD-7500nano
- DIA
- iSpect DIA-10
- DLS
- ―
精密機器の老舗企業。そのノウハウを活かした分析機器は、幅広い分野で活用されています。粒子径分布測定装置をはじめ、分析計測機器、医療用画像診断機器、半導体製造装置向けのターボ分子ポンプなどの開発・製造・販売を行っています。
- 所在地
- 京都府京都市中京区西ノ京桑原町1
- 問合せ
- https://www.shimadzu.co.jp/contact/index.html
- 公式HP
- https://www.shimadzu.co.jp/
ジャスコインタナショナル
- LD
- ―
- DIA
- AF-3000、FF-3000Sほか
- DLS
- ―
日本分光への輸出入を行う会社。分析機器をはじめとする日本分光社の製品を世界50カ国以上に提供。海外から輸入された先端機器を多様な分野の研究に提供しています。粒子径分布測定装置では動的画像解析装置を扱っています。
- 所在地
- 東京都八王子市明神町1-11-10
- 問合せ
- https://www.jascoint.co.jp/div2/postmail/index0331.html
- 公式HP
- https://www.jascoint.co.jp/index.html
日本レーザー
- LD
- HELOS
- DIA
- QICPIC
- DLS
- ―
レーザ機器及び光技術製品の輸出入を行う歴史ある専門企業。取り扱う製品は多岐に渡り、粒子径分布測定装置をはじめ、理化学用レーザや産業用レーザのほかレーザ加工装置や光学分析装置等、幅広い製品を提供しています。
- 所在地
- 東京都新宿区西早稲田2-14-1
- 問合せ
- https://www.japanlaser.co.jp/contact/
- 公式HP
- https://www.japanlaser.co.jp/
堀場製作所
- LD
- Partica LA-960V2、Partica mini LA-350
- DIA
- ―
- DLS
- nanoPartica SZ-100V2
自動車排気ガス測定装置で多くの世界シェアを誇る分析計測機器の総合メーカー。コアとなる5つの技術（赤外線計測、ガス流量制御、粒子計測、分光分析、液体計測）により、独自性の高い分析・計測機器を提供しています。
- 所在地
- 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2
- 問合せ
- https://www.horiba.com/jpn/contact/contact-form/
- 公式HP
- https://www.horiba.com/jpn/
マイクロトラック・ベル
- LD
- SYNC、MT3000 IIほか
- DIA
- CAMSIZERⓇ X2、CAMSIZER 3Dほか
- DLS
- NANOTRAC WAVE IIほか
1978年から粉粒体に関連する分析機器の開発・製造・販売を行う粒子径分布測定において専門性の高い企業です。取り扱う分析機器は電子部品材料、自動車、医薬、吸着、分離技術などのさまざまな分野で利用されています。
- 所在地
- 大阪府大阪市住之江区南港東8-2-52
- 問合せ
- https://www.microtrac.com/jp/contact/contact-form/
- 公式HP
- https://www.microtrac.com/jp/
マルバーン・パナリティカル
- LD
- Mastersizer 3000ほか
- DIA
- ―
- DLS
- Zetasizer Advance Ultra/Pro/Lab
粒子計測装置やX線分析装置の製造・販売を行う企業。世界各国の多くの企業や大学、研究機関にソリューションを提供し、製品だけではなく幅広い専門知識やサポート、データの信頼性においても高く評価されています。
- 所在地
- 兵庫県神戸市中央区港島南町5-5-2 神戸国際ビジネスセンター北館511
- 問合せ
- https://www.malvernpanalytical.com/jp/about-us/contact-us/sales
- 公式HP
- https://www.malvernpanalytical.com/jp
横河電機
- LD
- ―
- DIA
- FlowCamシリーズ
- DLS
- ―
計測、制御、情報技術を軸に、先端の製品やソリューションを提供する企業。産業界はもとより、さまざまな社会問題の解決に貢献。豊富な歴史と技術力を活かし、工業計器やプロセス制御システムの分野で強みを発揮しています。
- 所在地
- 東京都武蔵野市中町2-9-32
- 問合せ
- https://www.yokogawa.co.jp/contact/#Contact-Us
- 公式HP
- https://www.yokogawa.co.jp/
【業種別】粒子径分布測定・形状評価の活用例
BY INDUSTRY
二次電池
二次電池の性能は、電池材料の品質に大きく影響されます。特に粒子径分布は重要で、均一な粒子径が放電容量や充放電効率に寄与します。正極材や負極材、セパレータの粒子径分布を測定し、高容量・高出力・長寿命・安全性を達成するために適切な装置が必要です。
電子部品
電子部品における粒子径分布測定は、材料の品質管理や性能評価に欠かせません。近年、電子部品や電子材料は軽薄短小となり、微細な粒子が使用されています。μmオーダーの電子部品に組み込まれる材料粒子は、厳密にコントロールされた粒子径分布を持つことが必要です。
自動車関連
自動車関連部品の設計・製造において、粒子径分布測定は重要です。材料となる物質の粒子の大きさは部品の性能や品質に直結します。エンジンオイルやブレーキなど、粒子径分布を正確に把握しなければ、車体の不具合につながる恐れがあります。
インク・塗料・トナー
さまざまな分野で幅広く活用されているインクや塗料、およびトナー。これらの粒子径分布測定は、最終製品の品質に大きく影響を与えます。特にトナーでは、顔料の粒子径が小さいほど着色力が優れ、画質も良いとされています。
食品
食品において、粒子径分布は「舌触り」「歯触り」などの味覚に影響を与えます。一般的には、粒子が大きければ「ザラつき」として認識されます。牛乳やチョコレート、インスタントコーヒーなど身近な食品にも粒子径分布測定が活かされています。
医薬品
医薬品分野における粒子径分布測定は、薬の効果や安全性に大きく影響します。粒子の大きさが異なると、薬効にばらつきが生じます。適切な効果をもたらすためには、製造・品質プロセスにおいて粒子径分布測定が欠かせません。
建築材料
建築材料の一つであるコンクリートの品質評価には、粒子径分布測定が有効です。コンクリートの材料となるセメントそのものやセメントに混ぜ込む砂や砂利、フライアッシュなどのいわゆる骨材の粒子径分布測定を行うことで、コンクリートの強度や流動性などの評価が可能です。
製紙
紙の品質に影響を与えるのは、製紙材料の粒子径分布および粒子の形状です。主に普通紙に使用される材料には、カオリン・クレーや炭酸カルシウムがあります。紙の白さや光沢、インキ受理性、印刷適正は、材料の粒子の大きさや形状に依存します。
キャパシタ粒子径測定
キャパシタの製造において、粒子径分布の測定を行うことは、製品の性能や充放電効率を左右する重要な要素。また、装置選定の際には、導入コストやメンテナンス性についても考慮することが重要です。長期的な視点で考えて、導入は、サポート体制が充実しているメーカーに依頼するのが安心です。ここでは、キャパシタ粒子径測定について解説しています。
リチウムイオン
リチウムイオン電池の性能は、粒子径により大きな影響を受けます。電池の用途や求められる性能により適する粒子径が異なることから、容量や寿命、充放電特性などのバランスを考慮することがポイントといえます。粒子径分布の測定には「レーザー回折散乱法」「動的光散乱法」「走査型電子顕微鏡」などが用いられています。
全固体電池
全固体電池とは、液体ではなく固体の電解質を用いた電池を指します。固体電解質を用いることによって、液漏れや発火などのリスクが低く、液体の電解質を用いたリチウムイオン電池と比較すると安全性が高いとされています。この全固体電池においても粒子径はイオン電動性や充放電特性などの性能に大きな影響を与えています。
正極材
正極材とは、電池のプラス側の電極（＝正極またはプラス極）に使用されている材料のことを指します。化学電池の場合、この正極材と負極材、電解液が化学反応を起こすことによって電気を生み出します。そのため、正極材の活物質の分布や粒径、粒子間の空隙などは電池の性能を左右する重要なポイントであるといえます。
【タイプ別】粒子径分布測定・形状評価の活用例
BY TYPE
粉体
粉体の物理的な性質において、粒子形状は重要なファクターの一つです。円形度・アスペクト比・凹凸度などの形状解析を行うことで、これらの物性をより深く理解し、予測することができます。塗料の隠蔽性、化粧品の肌触り、医薬品の溶解性などは、粒子径分布によって決まるため、製品品質の管理にも役立ちます。
スラリー
スラリーの粒子径分布は、粘度、流動性、安定性、分散性、処理性など、さまざまな性質に影響を与えます。粒子径分布測定を行うことで、これらの性質を理解することができます。より適した製造・加工条件を検討することができるほか、品質の指標として使用することができます。
エマルジョン
エマルジョンは、水と油のように本来混ざり合わない液体同士が乳化剤によって分散された状態です。エマルジョンの状態は、粒子径分布によって大きく左右されます。粒子径分布を測定することで、エマルジョンの分散状態、安定性、粘度、流動性などの状態を把握でき、品質や製造・加工条件をより適切に管理することができます。
スプレー・ミスト
スプレーやミストの品質は、粒子径分布によって大きく左右されます。 例えば、塗料の隠蔽性、化粧品の肌触り、医薬品の溶解性などは、粒子径分布によって決まります。粒度分布の測定により、スプレーやミストの品質を管理できます。スプレーやミストの飛沫速度、蒸発速度、拡散速度なども、粒子径分布によって大きく影響を受けます。
エアロゾル
エアロゾルの粒子径は0.001μm～100μm程度と幅広く、測定方法も粒子径により様々な種類があります。小さな粒径のエアロゾルは体内に入れば肺胞まで届きますし、大気では遠くまで届くなど広範囲で影響しています。一方で、工業分野で応用され殺虫剤などのスプレー、インクジェット技術、医療分野でも用いられている一面もあります。
トナー
トナーは5～20μm程度の微粒子で、顔料やワックス、樹脂、帯電制御剤、添加剤などから構成されています。トナー粒子が小さければ小さいほど高精細な印刷ができます。ただし、5μmよりも小さくなると人体への影響が器具されるため、最近ではオイルを使わなかったりトナーカートリッジを裁量したりできる環境配慮型などの技術が開発されています。
【PR】何がどう違う？
同じ原理でも異なる光学系・手法の違いを比較
レーザ回折・散乱法（LD）、動的光散乱法（DLS）、動的画像解析（DIA）という粒子径分布測定のそれぞれの原理おいて、光学系や手法に違いがあります。それらは何がどのように異なるのでしょうか。
他社と異なる独自の技術を多く採用している「マイクロトラック・ベル」の製品を例にいくつか解説していきます。
これだけは知っておきたい
粒子径分布測定の基礎知識
BASIC KNOWLEDGE
粒子径分布測定装置の基本的な知識として、測定原理や測定範囲をはじめ、形状評価のポイントや産業や研究への活用例、製品の選び方などをわかりやすく紹介しています。
製品の選び方
粒子径分布測定装置を選ぶ際には、コストはもちろんのこと使用用途や操作性、サポート体制などの要素を考慮する必要があります。これらの要素と自社の業務内容にあった適切な装置を選ぶことで、粒子径分布の測定を効果的に行うことができます。
粒子径分布の測定原理
粒子径分布の測定方法は、対象とする粒子の性質や目的により、異なります。簡易的な「ふるい」や「顕微鏡」を用いる方法から、粒子が光を散乱・回折する性質を利用する「レーザ回折・散乱法（LD）」や「動的光散乱法（DLS）」、粒子が流体中を移動する特性を利用した「動的画像解析法（DIA）」などがあります。
測定方法～湿式と乾式
粒子径分布の測定方法には、サンプルを液体に分散させる「湿式」と、サンプルをそのまま測定する「乾式」があります。それぞれにメリット・デメリットがありますが、サンプルの性質や目的に応じて適切な測定方法を選択することが重要です。
粒子径範囲とは
粉体中の粒子の大きさのばらつきを表す粒子径は、粉体の特性や品質に影響します。測定できる粒子径分布の範囲は測定方法によって異なり、ミリメートル、マイクロメートル、ナノメートル、サブミクロンなどの単位を用いて表されます。
形状評価の重要性
粒子形状は粒子径と同様に、製品の品質や特性に影響するのが粒子の形状です。粒子の形状評価は円形度、アスペクト比、包絡度などのパラメータが用いられます。粒子形状の測定に適しているのは「動的画像解析法（DIA）」です。
測定物質とサンプリングの注意点
粒子径分布を測定するには、固体、液体、気体のサンプルを適切に分散させ、溶媒や濃度、温度などを調整することが必要であるほか、粉砕や乾燥などの前処理も重要です。測定方法にあった適切なサンプリングが、正確な分析結果を得るためのポイントです。
測定データの見方
粒子径分布の測定データを表すのは、ヒストグラムや累積分布です。代表径として平均径やメディアン径、モード径などがあり、分布幅としてD10やD90などが用いられます。これらの値は粒子の特徴を表す指標となりますが、粒子径の基準や計算方法によって異なる値になることもあります。
産業や研究への活用
粒子径分布測定は化学、食品、材料などの分野で、反応や品質、性能、食感などの評価に用いられます。具体的にはパソコンなどの電子機器やオフィス関連機器のほか、自動車部品や化粧品など身近にある製品の品質維持に重要な役割を果たしています。
製品の選び方
粒子径分布測定装置を選ぶ際には、コストはもちろんのこと使用用途や操作性、サポート体制などの要素を考慮する必要があります。これらの要素と自社の業務内容にあった適切な装置を選ぶことで、粒子径分布の測定を効果的に行うことができます。
ふるい分け試験との違い
ふるい分け試験とは、粒子の大きさによって物質を分類する伝統的な方法で、多くの産業で広く採用されています。ふるい分け試験の実施方法、メリット、および種類について詳しく述べており、さらに粒子径の測定と分析においてふるい分け試験と比較されることが多い動的画像解析との違いを解説しています。
粒子分布とは？
粒子分布とは、粒子径ごとの存在比を示した分布で、粒子の大きさを横軸、頻度・存在比率を縦軸にとったヒストグラムが粒度分布グラフとなります。シャープ粒度分布は均一な粒径分布、ブロード粒度分布はばらつきが大きいことを示し、モード径やメディアン径、分布幅などが重要な指標です。
粒子径測定における粒子径の求め方
粒子径は、真球の場合は直径で計測でき、非球形の場合は三軸径や球相当径など複数の基準を使用して定義します。画像解析法は、静的画像解析や動的画像解析を用いて、非球形粒子の最長・最短の直径や投影面積などを解析し、正確に粒子径を測定します。
微粒子径の測定方法について
粒子径の測定方法にはさまざまな種類があります。例えば「LD（レーザ回折散乱法）」「DLS（動的光散乱法）」「DIA（動的画像解析法）」といった方法が挙げられますが、それぞれ特徴が異なります。そのため、実際に粒子径を測定する場合には、各測定方法の違いを踏まえて目的に合った方法を選択することが大切です。
粒子径分布測定ニュース&トピックス
粒子径分布測定技術や粒子径分布測定装置に関する注目のニュースや話題のほか、展示会やセミナーなどの情報も取り上げていきます。
