All about Photonics

Science/Research 詳細

光アナライザで塗料、ワニス、接着債を分析

June, 10, 2016, Potsdam--ポツダムの企業、PDW Analytics GmbHのチームは簡単、迅速かつ正確に壁の塗料、ワニス、接着剤を分析できる新しいセンサを開発し、フラウンホーファー応用ポリマ研究所IAPの研究チームがそれを既存のプロセス開発システムに組み込んだ。
 壁の塗料の材料特性は、それが含む粒子、例えば、充填材、結合剤、顔料あるい添加剤などの粒子サイズに大きく依存する。このため、新しい塗料を開発するとき、メーカーは反応容器で何が起こっているか、プロセス中に粒子のサイズがどのように変わるかを正確に知りたがる。通常、メーカーは塗料のサンプルをとり、それを薄めて分析する。これは非常に時間がかかる。その間に、製造された壁塗料の特性が変わるだけでなく、薄めることがサンプルに影響を与える。例えば、より小さな粒子は凝集してより大きな粒子を形成する。したがって、サンプルの粒子サイズは、反応容器のものと必ずしも同じではない。
 今後、このプロセスは簡単になり、迅速かつ正確になる。メーカーはサンプルをとることなく、製造工程中に連続的に、リアルタイムで製品を分析できるようになる。
 この技術の核心には、PDW Analyticsが開発したプロセス、光子密度波分光法に基づいたセンサがある。このセンサは、レーザ光を光ファイバを通して壁の液体塗料に照射することで機能する。光の強度はGHzまで変調される。次に、この方法で、周波数に従い、光が液体中をどのように伝搬するかを分析する。こうしたデータから、個々の粒子のサイズが決まる。IAPの研究チームは、所定のサイズの粒子をもつ、様々なサンプルを計測するために、光子密度波分光法技術を用いるレファランスシステムを開発した。
 IAP研究チームは、そのセンサを使って顧客のために製造プロセスを再現し分析する。IAPの部長、Dr. Antje Lieskeの説明によると、研究チームは、かなり前からプロセス開発局と協働してきており、粒子サイズ1µm~1㎜の懸濁液の場合、粘性や熱流量だけでなく、粒子サイズも判定できるようになっている。赤外センサは、さらに化学変化を検出し、化学反応がどの程度進んだかを示すことができる。「この新しいセンサで今では、ナノメートルからマイクロメートルの範囲の関連する粒子サイズ全体を計測できる」とLieskeは話している。