製品・技術

レオメーター、粘度計の紹介

レオメーター / 2016年07月13日 / 食品・機械化学・樹脂先端技術

サーモフィッシャーサイエンティフィックのレオメーター（粘度・粘弾性測定装置）や高精度粘度計は、正確かつ簡単に使用できることに定評があります。

レオメーターの老舗 HAAKEブランドは、物性評価の元祖としての古い歴史とグローバルでの実績があります。

当社はエントリーモデルとなるようなコンパクトレオメーターから、特許技術を兼ね備えたハイエンドレオメーターまでラインナップしており、貴社のお困り事に適したソリューションのご提案が可能です。

粘度測定だけではなく、材料の特性解析を行う必要がありますか？

材料開発に欠かせないレオメーター（粘度・粘弾性測定装置）ラインナップ

一つのレオメーターシリーズでシンプルな粘度測定から、複雑な粘弾性解析、材料の特性解析まで複数の処理を行うことできる機種まで、幅広いラインナップから、貴社の目的や用途に応じて選定し、ご提案できます。

レオメーター ( 動的粘弾性測定装置 ) とは (かんたんに)

　そもそもレオメーターとは何？粘度計と何が違うのか？という声も聞かれます。また世の中には、押し込み式レオメーターであったり、固体を測定するような、いわゆる熱分析であったり、種類がたくさんあります。

　弊社のレオメーターは「回転式のレオメーター」に分類され、液体から半固体(アクセサリによっては固体も可能)までが測定対象になり、物質の変形と流動に関する性質を測定・評価します。

　具体的な原理としては、コーンプレートやパラレルプレートという円盤状の回転子の間にサンプルを挟み、ずりひずみを正弦波形で測定対象の物体に与え、ひずみと応力の正弦波形の関係性から粘性体なのか、弾性体なのか、はたまたその中間体なのかということを測定することができます。

　では粘度計と何が違うの？という点に関して言うと、レオメーターは「正弦波形」(=振動)を与えることができることが大きな違いです。※粘度計は一方向回転のみの動きとなります。

　正弦波形を与えるメリットというのは、小さなずりひずみにより、材料を壊さずに測定ができます。粘度計は一方向に動き続けるので、ある意味で「壊しながら」測定します。

　固体にはバネが入っていることはイメージがつくと思いますが、いわゆるゲルっぽい形状のような粘弾性体にも少なからずバネの要素が入っている可能性があり、そのバネの強さが数値として出てきます。

　すると、サンプルの本来の物性を数値化できます。その測定方法も、温度を変えながら、周波数を変えながら、ひずみを変えながら、など様々な手法が可能です。

　粘度計でも同様のことができるのでは？と感じられるかもしれませんが、結局のところ「壊しながら」測定しているので、本来の物性というのが表現できません。

※当社のレオメーターは、もちろん回転粘度計としても使用できますので、どちらかしかできないということはありません！

　身近なものでわかりやすいもので言えば、水あめとマヨネーズの関係は粘度計では実際の現象を表現できませんが、レオメーターであれば数値ができます。詳しくは以下のリンクを参照下さい。

粘弾性および動的粘弾性測定の基本概念 (1)

粘弾性および動的粘弾性測定の基本概念(2)

粘弾性および動的粘弾性測定の基本概念(3)

初心者必見！粘弾性と動的粘弾性測定の基礎

◆レオメーターのアプリケーション（食品、ポリマー、化粧品など）に関する多くのオンデマンド・ウェビナーを公開しています。是非ご覧ください！（※ご視聴には登録が必要です）

レオメーターの主な用途

製薬、樹脂（ポリマー）の特性評価（熱硬化性樹脂、UV硬化性樹脂、エラストマー、熱可塑性樹脂）、樹脂（ポリマー）製品の製造工程の最適化（フィルム、コーティング、エマルジョン、ボトル成形など）、電子材料、電極（ペースト・スラリー）、塗料、インク、コーティング剤、化粧品、印刷、食品（嚥下剤・とろみ剤、チョコレートコーティング、代替肉の咀嚼性（食感））、家畜の飼料や薬（アニマルヘルス）、化粧品、医療機器、大学及び研究機関、潤滑油、接着剤、半導体製造プロセス（フォトレジスト、スラリー）、半導体用接着剤、電子製品用フィルム、粘着剤（粘着テープ）、航空機、歯科材料など、測定・分析・検査したい材料や評価方法について、ご相談ください。
さまざまなアクセサリラインナップから、最適なアクセサリを紹介できます。

近年のレオロジーにおけるトピックをいくつか紹介します。

植物由来の代替肉、あるいは機能性食品と呼ばれるものが注目を浴びています。

人口が増加する中で持続可能な供給と言う観点での食品づくりや健康に対する意識なども変わっていき大豆やトウモロコシなどを使った代替肉を良く目にする様になりました。

また、これ以外にも新しい機能を備えた食品などが数多くつくられています。

これらの食品を加工するプロセスと出来上がった食品の特性（例えば食感など）を評価するためにHAAKEレオメーターが役に立ちます。

高齢化社会で問題となっている誤嚥を防ぐための嚥下剤開発のアプリケーションがあります。どのような物性の嚥下剤であれば誤嚥を防げるのか、またどのような使い方・作り方をすれば現場で再現がとれるのかが課題となっています。現状は簡易な粘度計では得られる物性値が少ないために再現が取れず、難しい現実に直面しています。

そのような時にHAAKEレオメーターシリーズをご活用頂くと、口から入る場合の呑み込みのしやすさなどを動的粘弾性測定から推測することが可能です。

また、チューブで直接胃に流動させるときのつまりなどの問題解決にも物性値評価から推測することが可能になります。
このように、これまで感覚だけで合わせこんでいたものを、実際の数値にして物性の管理をするためにHAAKEレオメーターが活躍しています。

さらにSDGsの合言葉の元、全世界的に環境意識が高まってきています。

これにより生分解性プラスチック、再生可能エネルギーなどの産業のみならず、多くの産業の皆さまが重大な社会課題として認識し、盛んに取り組んでいます。

レオロジーという観点では、プラスチック（樹脂）や燃料電池（電極ペースト、スラリー）などの直接的な領域での課題解決に向けた支援だけでなく、環境に配慮した（例えば、環境にやさしい塗料、材料など）製品開発の過程などにおいても貢献性が高いと言えます。（例えば、定量指標を用いた製造コストの最適化に向けた検討などが挙げられます。）

日本国内では2020年7月からポリ袋が有料化になり、これからバイオポリマーなどの代替材料にて製造していく傾向になるかと思います。その際にリサイクル関連のものへ材料変更した際に、既存品と同じ成形性を持っているのかどうか、また物性面がどのように変化したかを数値化し、開発に生かしていくために使用していくことが可能です。

このように、今日の世界中で認識されている課題において、レオロジーの側面から社会に参画し貢献することが可能です。

アプリケーション

食品
サンプル	評価方法	材料特性
● チョコレート ● 乳製品 ● バター ● ソース ● クリーム ● 嚥下材（とろみ剤）	● 降伏応力 ● チキソトロピー評価 ● 構造回復性評価 ● 動的粘弾性評価　(ひずみ依存測定)	● 流動特性 ● 食感 ● 加工・成形 ● 分散・貯蔵安定性 ● 押し出し性 ● 塗りやすさ ● 撹拌性 ● 口どけ ● 飲み込みやすさ ● 配管のつまりやすさ
塗料・インク・ペンキ
サンプル	評価方法	材料特性
● ペンキ ● 車用塗料 ● 印刷用インク ● 金属ペースト ● インクジェット	● 粘度カーブ ● チキソトロピー評価 ● 構造回復性評価 ● 高せん断速度評価	● 流動特性 ● 塗布、広がり ● 加工特性 ● レベリング ● たれ性、回復性 ● 押し出し性 ● 分散性 ● 印刷
石油・化学
サンプル	評価方法	材料特性
● 原油 ● グリース、潤滑油	● 粘度カーブ ● チキソトロピー評価 ● 温度依存	● 流動特性（温度依存） ● 押し出し性
医薬品・化粧品
サンプル	評価方法	材料特性
● 乳液・クリーム ● シャンプー ● ボディソープ ● 軟膏 ● 髪染料 ● スプレー ● 泡・ジェル	● 粘度カーブ ● チキソトロピー評価 ● 構造回復性評価 ● 温度依存	● 流動特性 ● 分散・貯蔵安定性 ● 加工特性 ● 塗りやすさ ● 押し出し性 ● 撹拌性
建築材料
サンプル	評価方法	材料特性
● スラリー ● 懸濁液 ● セメント ● モルタル	● 相対粘性 ● 降伏応力 ● 時間依存　（硬化・乾燥）	● 流動特性 ● 作業性・時間 ● 押し出し性
ポリマー・樹脂
サンプル	評価方法	材料特性
● ポリマー溶液 ● 安定剤、増粘剤 ● 接着剤 ● 熱硬化樹脂 ● 光硬化樹脂 ● 熱可塑性樹脂 ● 高分子ゲル ● プリプレグ	● 粘度カーブ ● チキソトロピー評価 ● 動的粘弾性評価 (熱、ひずみ、周波数依存)	● 流動特性 ● 作業性・時間 ● 硬化特性・時間 ● 溶融特性・時間

レオメーターの主なラインナップを紹介

サーモフィッシャーサイエンティフィックのレオメーターラインナップを紹介します。

■次世代型コンパクトレオメーター HAAKE Viscotester iQ

次世代型レオメーターThermo Scientific HAAKE Viscotester iQ ／ HAAKE Viscotester iQ Airは、スタンドアローンでも、PC制御でも、シンプルな測定から複雑な粘弾性解析まで使い方は自由自在です。

>> 次世代コンパクトレオメーター HAAKE Viscotester iQの詳細はこちら

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■最新型レオメーター HAAKE MARS iQ　NEW!

最新型レオメーターThermo Scientific HAAKE MARS iQ ／ HAAKE MARS iQ airは、リーズナブルながら高機能な性能を持ち合わせ、タッチパネルでの直観的な操作も可能にする最新型レオメーターです。対象アプリケーションが多いけれど、シンプルに複数のタスクをこなしていきたい現場に推奨の機種となります。

>> 最新型レオメーター HAAKE MARS iQの詳細はこちら

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