非接触式レオメーター DWS RheoLab

製品情報

非接触式レオメーター DWS RheoLab

せん断速度 1,000,000 Hz　に対応するなど、幅広い周波数にて測定可能。非接触を生かした、安定性研究に最適であり、且つ透明・不透明サンプルでの利用も可能な非接触式粘度計です。食品、ゾル-ゲル材料、ポリマー、エマルジョン、生体サンプルなど幅広い材料に適応可能です。

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非接触式レオメーター特徴

非接触・非破壊・高速・広範囲周波数測定に対応

非接触測定：安定した条件において、高い再現性で測定し微妙な変化の検出が容易
幅広いせん断速度： 0.1～ 107 s-1の領域を1分程度で測定
少量測定：使用サンプル量は最大2mlのみ。同じサンプルを使用し繰り返し測定も可能
省力化：本体のクリーニングは不要であるため、連続測定が可能。スクリーニング作業に大きく寄与
短時間測定：幅広いせん断速度における測定を約1分で実施できます。これは時間変化に伴う物性評価にも適しています

測定原理　DWS法：Diffusing Wave Spectroscopy

DWS RheoLabは、光の多重散乱を用いた分光技術で、マイクロレオロジー解析や粒度分布測定に用いることができます。マイクロレオロジーでは、従来の粘度・粘弾性測定、レオロジー解析とは異なり、サンプルに対して応力を加えることなく、光とサンプル内の粒子による光散乱の解析を行います。DWS RheoLabは、多重散乱光を生じた透過光または後方散乱光より、自己相関関数および平均二乗変位を求め、一般ストークス・アインシュタイン式よりレオロジー解析、ストークス・アインシュタイン式より平均粒子径解析を行います。
DWS RheoLabによるマイクロレオロジー解析より、貯蔵弾性率(G’)および損失弾性率(G”)を得ることができ、粘度、粘弾性の解析に用いることができます。

Echoテクニック

｢Echoテクニック｣は、幅広いせん断速度においても短時間での測定を可能とするために、比較的遅いせん断速度における測定時間を短縮するために使用されています。 Echoテクニックは、すべてのDWS RheoLabに標準装備されています。

非接触式レオメーターオプション

測定セル・標準校正用粒子・トレーサ粒子

DWS RheoLabは、わずかなサンプル消費量（約0.15～2ml）で測定を行うことができます。また様々なサンプルの測定を最適化するために、光路長の異なる測定セル、標準校正用粒子、サンプルへ添加するトレーサ粒子も取り扱っております。詳細については、弊社担当までお問い合わせください。

メーカーサイト

LS Instruments社公式サイト（英語）

非接触式レオメーター仕様

測定原理	DWS(Diffusing Wave Spectroscopy)法
測定方式	透過光モード（オプション：後方散乱光モード）
弾性率測定範囲	1 Pa ～ 50 kPa
対応周波数	0.1 ～ 10⁶ rad/s （オプション：～ 10⁷ rad/s）
温度制御範囲	4 ℃ ～ 110 ℃ （精度：± 0.02 ℃ ）
温度制御安定性	± 0.02 ℃
必要サンプル量	150μl ～
対応セル	光路長：1 mm ～ 10 mm
測定時間	＜ 1 分～ 10 分
使用レーザ	波長：685nm ・強度：40 mW （class 1）
本体サイズ	381 mm × 306 mm × 240 mm
消費電力	200 W
付属品	解析用パソコン、専用ソフトウエア

※仕様は予告なく変更される場合があります。

非接触式レオメーターアプリケーション

水溶性高分子溶媒

時間-温度重ね合せ法（TTS）を用いる従来手法においては、（生体）高分子溶液の特性評価には、周波数領域を広げて取得しようとする場合、複数・長時間測定が必要となり、面倒なデータ処理が求められます。しかし、DWSマイクロレオロジーでは、数分程度の単一測定で全領域をカバーすることができます。

マヨネーズの特性評価

エマルジョンは食品や化粧品から薬品まで広範な業界で、多数の商業用製品の基礎材料として使用されています。マイクロレオロジー的な特性のニーズが増加するにともない、製剤過程を促進し品質管理を行うために、迅速かつ簡便な評価手法が求められています。このマヨネーズの評価事例では、増粘剤を何種類か変えながら、低脂肪マヨネーズのモデル材料をDWSマイクロレオロジー的に評価し、市販の低脂肪マヨネーズと比較検討しました。

ゲル化温度特定

ゲル化システムのようなコロイド溶媒中の粒子の動きをDWSでは特性評価することが可能です。さらに粒子運動のマイクロレオロジー的な解析を行うことで、溶媒のレオロジー的な特性、つまり、周波数依存する貯蔵弾性率(G’)および損失弾性率(G”)を得ることができます。この事例では、DWSマイクロレオロジー的な評価を行い、商業的な利用も可能な食品用ゼラチン溶液のゲル化温度を求めています。

エマルジョンの成長：オストワルド成長原理

オストワルド成長は、エマルジョン成長過程の初期段階で典型的に現れる、一般的な成長プロセスの一つです。大きな液滴よりもより小さな液滴を不安定にする界面張力により、分散層は時間とともに小さなものから大きな液滴に連続的に変化し、結果として、時間とともに平均粒形は増加します。この事例では、水中に分散されているオイル液滴の流体力学的平均半径の時間変化をDWS粒形評価機能により評価しました。転移初期状態を過ぎた後に、拡散制御されたオストワルド成長原理により、エマルジョン成長速度がを決定される様子を観察しました。

透明材料の粘性測定

ある液体の流動性が水の流動性と同程度になる時、従来のレオメータによる正確な粘性評価は極めて巧妙な方法を取ります。一般的には数mLの容量を必要とするクエット型構造を用います。しかし、DWSによるマイクロレオロジー的な評価においては、数百uLほどのサンプルで測定でき、流動性の高いサンプルの粘度についても高い精度で測定することができます。

牛乳のゲル化過程

牛乳は、水と分散された脂質とカゼインミセルなどにより、主に構成されています。牛乳のPH低下にともない、タンパク質は電荷を失い凝集し始めます。あるPHで、牛乳はヨーグルト化するゲルになります。DWSを使えば牛乳のゲル化過程におけるコロイド粒子の移動度の変化を評価することが可能で、ヨーグルトが形成し始めるゲル化点を決定します。

動画

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