動的画像解析による粒子径および形状の特性評価

Microtrac MRB –最高の粉粒体特性評価
粉体、顆粒、スラリーの総合解析
Microtrac MRBは、粉粒体の特性評価におけるベストパート

画像解析：静的、及び、動的画像解析式による粒子径分布、粒ナーです。最高級のテクノロジーにより、様々な試料におい子形状の評価装置。ドイツのハーンにて製品開発、及び生産て、最適な測定結果が得られるようサポートします。私たちを行っています。

は、革新的な技術開発と最高品質の製品及びサービスの提供を継続していきます。

比表面積、細孔分布：ガス吸着による粉体の比表面積・細孔分布、BET値、及び真密度の測定装置。その製品開発、及びMicrotrac MRBは、世界の三拠点から3つの製品ラインアップ

生産は、大阪にて行っています。

を提供しています。
Microtrac MRBは、ヴァーダー・サイエンティフィックグループ
散乱光解析：粒子径分布測定のスタンダードであるレーザ回の一員として、関連会社や多くの代理店を通じて、世界中に折・散乱式（静的光散乱）、及び動的光散乱法によるナノ粒製品、そしてサポートを提供しています。

子評価装置。これらの装置はアメリカのペンシルバニア州で製品開発、及び生産を行っています。

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CAMSIZER シリーズ
粒子径および粒子形状の高分解能画像解析

最終製品の高性能化、高品質の要望が高まる中、原材料、中間製品、そして最終製品としての粉粒体を正確に特性評価すCAMSIZER X2：粉体および懸濁液の動的画像解析

化、高い処理能力、短い測定時間により、高精度なだけでな

CAMSIZER P4：自由流動性バルク材および顆粒の動的画像解析

く、ルーチン解析や品質管理に最適のツールとなっていまCAMSIZER M1：微粒子の静的画像解析ることが不可欠となっています。CAMSIZERシリーズは、自動す。高機能な評価ソフトウェアにより、研究開発に最適な価値ある情報に基づいた粒子特性評価を実現しています。

CAMSIZER X2とCAMSIZER P4は、動的画像解析のスタンダードです。独自技術であるデュアルカメラ光学系により、非常に幅広い測定範囲の高精度、かつ再現性の高い測定を可能としています。

CAMSIZER M1は、静的画像解析をベースにしています。その革新的技術により、特にミクロンオーダー微小粒子の粒子径と粒子形状を高精度で解析します。

微小粒子から大粒子まで高精度の粒子径および粒子形状解析
CAMSIZER X2は、最先端のカメラ技術とフレキシブルな試料分散オプションを組み合わせた強力で汎用性の高い粒子特性解析装置です。動的画像解析（ISO 13322-2）の原理に基づいており、0.8µm～8mmの幅広い測定範囲において、粉体、顆粒、懸濁液の正確な粒子径、及び、粒子形状を求めます。

乾燥粉体、または懸濁液の状態で粒子の流れを生成し、高輝度ストロボ光源と2台の高分解能デジタルカメラにより、毎秒300画像のフレームレートで連続的に粒子画像を取得します。1～3分間の短い測定時間で、数十万～数百万個の粒子画像を撮像し、試料の包括的で信頼性の高い特性評価を可能としています。品質管理から研究開発まで広くご使用頂いています。

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粒子特性解析装置 CAMSIZER X2
ISO 13322-2 動的画像解析に準拠
独自のデュアルカメラ技術を採用し、幅広い測定範囲に対応（0.8µm〜8mm）
シャープな粒子径分布、複数山分布における高分解能測定
少量の粗大粒子または微小粒子の検出
ふるい分け、レーザ回折・散乱式との高いデータ互換性
多彩なデータ解析（様々な粒子径モデル、形状指数、粒子ライブラリー、シングルフレーム評価など）
1～3分間で数十万から数百万個の粒子解析
豊富な粒子情報量（粒子カウント数など）に基づく高い再現性“X-Change” 乾式・湿式用測定モジュール
高輝度LEDと高分解能カメラによる高解像度
簡単な操作、メンテナンス

デュアルカメラ技術による極めて広い測定範囲の高精度測定
Microtrac MRB独自のデュアルカメラ技術は、動的画像解析

1台のカメラのみを使用する多くの画像解析装置では、使用のランドマーク的存在です。異なる倍率の2台のカメラで同するカメラ性能により、幅広い粒子径分布における微粒子時測定することにより、ハードウェアの変更や調整を行うことを適切に検出できないか、もしくは、撮像視野が狭く大粒子なく、非常に幅広い測定範囲の高精度測定を実現していまを適切に撮像できません。

す。

ズームカメラが微粒子を測定、そして、ベーシックカメラが大粒子を測定します。その両者を独自のアルゴリズムにより最適化することで粒子径分布を求め、形状指数の解析を行います。

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測定原理
CAMSIZER X2は、2台のカメラを用いて同時に撮像します。ベーシックカメラ（青色）が大粒子を撮像し、ズームカメラ（赤色）が小粒子を撮像します。これにより、幅広い粒子径範囲の高精度測定を実現しています。

ベーシックカメラ

LED

ズームカメラ最大の柔軟性を実現する
モジュール式X-Changeシステム
撮像前の試料調整と分散は、測定結果の信頼性を左右する重要な工程です。凝集しやすい微小粒子では適切な分散処理が不可欠であり、壊れやすい粒子はマイルドに分散する必要があります。CAMSIZER X2は、試料の特性に応じた3種類の試料供給器（モジュール）を準備しています。
圧縮空気による分散

溶液中の分散X-JETモジュールは、ベンチュリーノズルによる空気渦流に

X-FLOWモジュールは、水あるいは有機溶媒を循環させて、て凝集粒子を分散します。０kPaから460kPaの間で最適なその中の粒子をガラスセル越しに撮像します。内蔵超音波

分散圧力を設定することにより、様々な種類の粉体を適切バスにより、分散処理を行うことも可能です。に分散することが可能です。

電磁フィーダによる自由落下
X-FALLモジュールは、壊れやすい粒子をマイルドな振動で自由落下させて測定します。試料はトレイで回収されます。

www.microtrac.com | 8 – 9最大の柔軟性を実現する
モジュール式設計
乾式測定

X-JET

CAMSIZER X2の“X-Change”モジュール、及び乾式カートリッジシステムは、測定試料の特性に応じて最適な試料供給器の選択を可能とします。懸濁液の測定にはX-FLOW、流動性の空気圧分散
X-DRY

良い乾式大粒子には自由落下のX-FALL、そして、凝集性のある乾式微粒子にはX-JETが適しています。湿式・乾式のモジュール交換、及びX-FALL・X-JETのカートリッジ交換は、非常に簡

X-FALL

単に、安全に行なうことができます。
湿式測定

自由落下

X-FLOW
湿式分散

X-JETによる空気圧分散

フィードホッパー

0.8µm

フィードシュート

乾燥粉体の微粒子は、凝集体を形成する傾向にあります。X-JETは、ベンチュリーノズルによる気流中の剪断力で、凝集粒子を一次粒子に分散させます。空気分散圧力は、その試料特性に応じて変更が可能であり、壊LEDされます。

バキュームクリーナー

圧縮空気

空気分散圧力：0kPa～460kPa可変

壊れやすい試料は低い分散圧で分散

8mm

分散ホッパー

れやすい顆粒を測定する場合は分散圧力を低く設定します。測定後の試料は、バキュームクリーナーで回収10µm以下の凝集性が強い試料も分散可能

測定範囲

ノズル
ベーシックカメラ

ノズルタイプ

最大粒子径（球形粒子）

ギャップ幅S

1.5 mm2 mm

母集団を代表する大量の試料を迅速に測定

M（標準）

3 mm

3.8 mm

分散力制御のため、ギャップ幅の変更が可能

XXL

8 mm

13.5 mm

ズームカメラwww.microtrac.com | 10 – 11

X-FLOWによる湿式測定測定範囲
LED

湿式モジュールX-FLOWは、懸濁液中の粒子径0.8µmから1mmの粒子を対象とします。粒子は分

1mm

0.8µm

液面センサー
フローセル

散槽から遠心ポンプで系内を循環し、フローセル通過時にデュアルカメラで撮像されます。試料分散のため、必要に応じて超音波バスで分散処理を行います。分散溶媒は、水、アルコール、そして非極性有機溶媒にも対応可能です。

分散槽
ベーシックカメラ

懸濁液中の粒子を解析
超音波バスによる分散処理
非極性有機溶媒にも対応
超音波プローブ

簡単なフローセルの取り外し洗浄

ズームカメラ

排水口

遠心ポンプ
排水弁

X-FALLによる自由落下分散

測定範囲
フィードホッパー
電磁フィーダ

流動性があり、凝集のない大粒子測定には、X-FALLが適しています。電磁フィーダから自由落下する途中を撮像するため、粒子を壊すことなく測定できます。8mmまでの測定が可能であり、特に粗大粒子を高精度で解析することが可能です。測定後の試料は、試料トレイで受けて回収できます。

X-FALLカートリッジLED

マイルドな非破壊測定
最大8mmまでの大粒子測定
試料の回収

自由落下ノズル

最大粒子径（球形粒子）

ギャップ幅

M（標準）

5 mm

7 mm

XL

8 mm

14 mm

ベーシックカメラ

試料トレイ

ズームカメラ

10µm

8mm

豊富な解析と評価の選択肢
ひと目でわかる測定結果サマリー：動的画像解析は非常に多くの粒子特性を解析しますが、CAMSIZERの解析ソフトウェアは測定した全ての個々粒子における粒子径、形状指数など数十のパラメータを整理して、各種レポート出力することが可能です。一覧表表示、トレンド解析、そしてテキストデータへの一括エクスポートも簡単に行うことができます。

また、CAMSIZERのソフトウェアは、測定結果の自動保存と予め設定した管理基準値に対するモニタリングを行います。SOPはパスワードで保護できるため、意図しない測定条件変更の懸念はありません。何方でも、簡単かつ安全な測定を行うことが可能です。

CAMSIZERソフトウェアのユーザーインターフェイス

Particle X-Plorerによる詳細な粒子特性評価
革新的なソフトウェアモジュールであるParticle X-Plorerでは、保存された個々粒子の粒子径、または形状指数を解析、そして幾つかの条件を組み合わせた粒子特性の解析を実現しています。
この機能により、材料特性評価が格段に進歩し、アプリケーション開発のスピードアップに寄与しています。
また、3D散布図やフィルタリング解析により、切り口を変えた様々な評価が可能となります。

粒が丸い砂の試料粒が角ばった砂の試料

www.microtrac.com | 12– 13

アスペクト比円形度

χc minχFe max

4πA
P2外周A

χc minχFe max

画像解析だけが粒子形状に関する情報を提供
粒子形状は、密度、流動性、圧縮性、搬送特性、表面状態などのバルク材料の特性に影響を与えます。
このため、これらのパラメータは、多くの応用分野で重要な工程および品質管理

対称性凸度の指標となります。

1 1 + min r1
r22

[( )]

Areal
Aconvex例：

Aconvex

r2r1

中心

Areal

・研磨剤のとがり度；対称性、凸度、真円度
・顆粒中の破壊された粒子；アスペクト比、円形度
・ガラスビーズ中の凝集物の検出；アスペクト比、円形度
・添加剤製造におけるプラスチック粉体または金属粉体粒子の形状解析（流動性と充填密度に直接影響）；円形度、真円度

真円度

1,20,70.8
1.64.5

Transparenz

1.02.1=

1.10.6

隅の平均半径
内接円の半径1,00.91.0.8
30.70.60.50.4
0.30.20.10

・砂粒子の形状解析：建築材料、プロパント、地質調査；円形度、真円度

4Aπ
χFe max

内接円

1,20,6

粒子の隅・針状結晶の長さと直径；アスペクト比

コンパクト性形状の形状には様々なパラメータが利用されます（左図参照）。幅径/長径（アスペクト比）、円A

形度（面積/外周比から算出）、対称性、凸度、コンパクト度などがあります。

χ Fe

00.10.20.30.4
Partikelgr

0.50.6öße [mm]0.70.80.7 l]
0.6 is [b/0.5 erhältn
0.4 env
0.3 /Läng
0.2 eitenBr
0.10.9χc min = 幅径
χ0.8 0.
Fe9 max
1.0 0 = 長径A

= 面積

3D-クラウド：Grafische Darstellung von 3 Messparametern= 外周
UPartikelgröße, Transparenz und Breiten-zu-Längen-Verhältnis
einer Mischung für Fahrbahnmarkierungen aus Glaskugeln undGriffigkeitsmitteln

xma

1.0ふるい分けやレーザ回折・散乱式との比較
粒子が球形であれば、どの方向から解析しても、その粒子径はだけであり、これにより、原理の異なる測定結果とのデータ比較同じです。
しかし、非球形粒子の場合は、測定の方向により粒子を行うことができます。

径は変わります。例えば、ふるい法では、サイズの異なる幾つかのメッシュ目開きで試料を分離しますが、細長い粒子の場合、目動的画像解析の強みは、一度の測定で粒子幅径、粒子長径、そ開きを通過する粒子は最小投影面積、すなわち粒子幅径で評価して円相当径など様々な指標の粒子径分布を得られることでされます。また、レーザ回折・散乱式の場合、その粒子径は、同じす。粒子幅径（赤色の累積カーブ）は、ふるい分けの測定結果と体積を持つ球形粒子の直径として評価されます。一度の測定で高い相関性があります。

同時に、様々な方向からの粒子径解析が可能なのは画像解析

Q3 [%]
10090xc min「幅径」

80xc min

60A

50xFe max

403020A' = Axarea

体積パーセント

70xFe max
「長径」

xarea
「円相当径」

10000.51.01,52,02,5
粒子径

3,03,54,0x[mm]動的画像解析は異なる径の定義を使用することが可能です。

www.microtrac.com | 14 – 15目的に応じた最適な測定技術の提案
測定技術の比較性能

動的画像解析

ふるい分け(RETSCH)

レーザ回折・散乱

静的画像解析

0.8 µm ～ 30 mm

10 µm ～ 125 mm

20 nm ～ 2 mm

0.5 µm ～ 1.5 mm

測定範囲
再現性と繰り返し精度
分解能
粒子形状解析
直接測定技術
他の技術との結果の互換性
粗大粒子の検出性能
堅牢なハードウェア、簡単な操作
個々の粒子解析
測定時間
測定範囲

粉末冶金
粉末冶金において、金属粒子の特性評価は非常に重要です。金属粒子を用いた3Dプリンタ

Q3 [%]
90による製造技術の一つであるレーザ焼結法では、均一な粒子径分布と球形の粒子形状が必要とされます。
ここでは、粉末冶金の工程で使用される様々な金属粒子をCAMSIZER X2によ定量化することが可能です。
また、金属射出成型に使用される平均粒子径10µm未満の金属粉についても測定することが可能です。

70

Volumenprozent

り測定した結果を示しています。溶融または破壊されて球形ではなくなった粒子を検出し、Ti6Al4V
Co-915
Co-925CoCrWFe
Ni
Ti
316-B
Ni625
W

8060

球状金属粉体粒子の画像

50403020100102030405060

70

xc_min [µm]

不規則な粒子を確実に検出

Partikelgröße

コーヒー粉体ふるい分けやレーザ回折・散乱式との比較
Q3 [%]
Q3 [%]

コーヒー粉体の粒子径分布は、その抽出特性に大きく影響を与え、その結果、味わいに影響を与えます。コー9090

ヒーの淹れ方（フィルター、またはエスプレッソなど）により、最適な粒子径分布は異なります。
コーヒー粉体は、8080

数µmの小粒子から1mmを超える大粒子まで幅広い粒子径分布を持ちますが、CAMSIZER X2は信頼性の高い

7070

測定結果を提供することが可能です。
ここでは、ふるい分けとX2の粒子幅径、そして、レーザ回折・散乱式とX2のCAMSIZER X2, xc min
CAMSIZER X2, xarea

6060

CAMSIZER X2, xFe max

50

面積平均径とが非常に良いデータ一致性がある測定例を示しています。

50

ふるい分け

4040

レーザー回析・散乱式

30302020101000

500
500

1000
1000

1500
1500

2000
2000

x [µm]
x [µm]

www.microtrac.com | 16 – 17医薬品・食品
顆粒、有効成分、医薬品添加物の解析
CAMSIZER X2は、多種多様な医薬品の粒子径、及び、粒子形状評価に最適です。様々な種類のペレットや粉体、例えば、微細な結晶粒子、ミクロンオーダーの原薬粉砕粒子、そして医薬品添加物（セルロース、クエン酸など）が、乾式X-FallやX-Jetを用いて測定されています。顆粒の測定例では、粒子径は同等ながら、粒子形状が全く異なる試料の測定例を示しています。

Q3 [%]
Q3 [%]
90908080707060605050

非円形粒子

円形粒子

4040303020201010000.45

0.450.50

0.55

0.50

0.600.55

0.60

0.65

0.65

0.70

0.700.75

0.75

0.80

0.80

0.85

0.850.90SPHT0.90

円形度

鉱物・建築資材
粗大粒子の検出CAMSIZER X2は、様々な鉱物やセラミックス材料の測定に適しています。高い処理能力、高精度、わずかな変動も逃さない高感度な検出能力により、品質管理においても、その実力を発揮します。

Q3 [%]
Q3 [%]

90908080
Q3 [%]

7070

100.060

多くの産業分野において、極少量の粗大粒子を検出することは大変重要です。
ここでは、100µm未満の粒子 からなる石 膏 試 料 に、数 個 の 粗 大 粒 子（0 . 1 w t %）を混 合した 試 料 の 測 定 結 果を示しています。
CAMSIZER X2により、粗大粒子は確実に検出することが可能です。

600.1 %

505099.94040303099.8拡大20201099.71000101020203030404099.65050

6060707080809090

xc_min [µm]xc_min [µm]

微粒子の乾式測定
X-JETカートリッジは、微粉体の正確で再現性の高い測定に最適です。
ここでは、1~12µmに粒子径分布

X-JETを搭載したX-DRY

q3 [%/µm]を持つ炭化ケイ素SiCの測定例を示しています。測定１、２の繰り返し再現性もよい結果となっています。深い被写体深度、パルスLED光源、そして、短い露光時間により、非常に速いスピードで噴射される径分布が研磨能力と研磨対象物の表面滑らかさを決定します。

relative Häufigkeit

粒子を確実に撮像することを可能としています。炭化ケイ素SiCを研磨剤として利用する場合、その粒子– 測定1

20– 測定21510501246Partikelgröße

アクセサリとオプション1324

用途に応じた最適な構成
Microtrac MRBは、オプションで様々なホッパーやシュート①をご用意しています。
X - J E T の 分 散ノズ ル ② は 、試 料 の 性 状 に 応じて様々な 開 口 径 から選 択 可 能で す。
CAMSIZER X2の校正は、高精度のレチクル③により1分間程度で実施できます。顆粒やバルク材など試料に応じて、様々な試料縮分機④を準備しています。

www.microtrac.com | 18 – 19

10x [µm]

CAMSIZER X2の概要
技術データ
CAMSIZER X2
測定範囲「X-FALL」を搭載した「X-Dry」モジュール

10 µm ～ 8 mm

「X-JET」を搭載した「X-Dry」モジュール

0.8 µm ～ 8 mm

「X-FLOW」モジュール

0.8 µm ～ 1 mm

測定原理

動的画像解析法（ISO 13322-2）

測定時間

約1〜3分（試料による）カメラの台数2

試料の量20 mg～500 g未満（試料による）測定速度

300枚/秒

検出解析領域約20 x 20 mm

分解能

0.8μm/1ピクセル

測定パラメータ

粒子径

幅径、長径、面積平均径など

粒子形状

アスペクト比（幅径/長径）、対称性、円形度、凸度など(ISO 9276-6)

寸法（H x W x D）

約580 x 850 x 570 mm

重量（PCを除く）

約50kg

圧縮空気の供給

約6バール

圧縮空気の消費約25～140 l/分（選択した分散圧力によります）

装置データ

CAMSIZER P4

約570 mm

約580 mmCAMSIZER X2はCE認証を取得しており、関連の法規制や規格に準拠しています。

約850 mmCAMSIZER P4は、流動性の良い乾式バルク材を測定するのに最適です。X2同様にデュアルカメラテクノロジーを採用しています。X-FALL同様に自由落下する粒子を撮像し、測定範囲は20µm~30mmです。測定時間が長く、ハンドリングやメンテナンスも手間が掛かるふるい法の代替装置として最適です。堅牢なハードウェア、使いやすいソフトウェア、そして最小限のメンテナンスにて、高い処理能力を発揮します。更にCAMSIZER P4では、オプションでオートサンプラーを搭載することが可能です。
さらに詳細の情報については、以下を参照してください。
www.microtrac.com/camsizerP4

Retsch-Allee 1-5 · 42781 Haan · Germany
電話番号：+49 2104 2333-300 ·メールアドレス：info@microtrac.com
マイクロトラック社
215 Keystone Drive · PA-18936 Montgomeryville · USA
電話番号：1-888-643-5880 · メールアドレス：marketing@microtrac.com
マイクロトラック・ベル株式会社〒559-0031 大阪市住之江区南港東8丁目2番52号
電話番号：06-6655-0360 · メールアドレス：info@microtrac-bel.com

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マイクロトラック・レッチェ社