低価格・高機能・普及型。微小試料・薄膜・不定形試料にも対応―多様なカスタムジグに対応
装置の主な特長
◆縦振動式のユニークな普及型の動的粘弾性測定装置・レオメータ
◆圧縮、せん断、引張、曲げの各試験も使い分けが簡単
◆液状から、ペースト、ゲル状、固形物まで高精度の粘りと弾力の測定
◆微小試料・薄膜・不定形試料にも対応―多様なカスタムジグに対応
◆低価格(基本システム約300万)で高い汎用性
◆小型・軽量でラボから現場まで持ち運びが容易
◆詳細はカタログをダウンロードしてご覧ください。
このカタログについて
| ドキュメント名 | 動的粘弾性測定装置(レオメータ) PZ-Rheo NDS-1000 |
|---|---|
| ドキュメント種別 | 製品カタログ |
| ファイルサイズ | 1.3Mb |
| 登録カテゴリ | |
| 取り扱い企業 | 有限会社シスコム (この企業の取り扱いカタログ一覧) |
この企業の関連カタログ
このカタログの内容
Page1
普及型粘弾性測定装置の開発
～小型、高機能で簡便、低価格な品質評価ツール～
ピエゾ式動的粘弾性測定装置 PZ-Rheo
早稲田大学環境総合研究センター 関根正裕
Page2
各種分野における粘弾性測定の利用
品質管理、製品開発における物性の数値評価
品質の安定化・高品質化
カンによらない客観的・永続的な品質指標
Page3
物質状態と力学特性評価
弾力性とねばりの
複合した性質
液
ペースト
荷 ね 体 荷 応力緩和
ゲ ル
重 重
ば E
η：粘度 り 変
位 クリープ
変位速度 dγ/dt 固 体 E
時間ｔ
弾力性
動的粘弾性測定
荷
重
撹拌式 細管式
E：弾力性
変位γ 圧縮 引張り 曲げ
σ γ
σ
σ
Page4
動的粘弾性測定の原理
固形物 液体
スプリング ダッシュポット
変位に応じた応力 変位速度に応じた応力
両方の性質を有する粘弾性体 粘弾性体に正弦波形の変位を加えたときの応力応答
●γ1（スプリングによる弾性成分の応答）→ 変位に対応（同位相）
●γ2（ダッシュポットによる粘性成分の応答）→ 変位速度に対応（π/2進）
弾性成分と粘性成分が加算された正弦波形（位相の異なる波形の和）
数学的に粘性係数と弾性係数を算出可能
Voigt Maxwell
粘弾性体のモデル
Maxwell 変位→応力 変位を限定した微小振動による非破壊測定
Voigt 荷重→変位 粘性と弾性を同時に取得
液体から固形物まで同一指標により評価
Page5
粘弾性の概念
弾性体 粘弾性体 粘性体
（フック弾性体） （ニュートン流体）
不可逆
可 逆 部分可逆
Page6
粘弾性解析(ロードセル補正）及び測定モード
K(ロードセル)
γ０ 小片、硬い試料も
Ｅ1 η1 γ１ 正確に解析
ピエゾ式の場合、
変位拡大機構がバネ要素
荷重センサを含む３要素モデル
固 形 ゲル・液状 フィルム 液 体 薄 板
応 応 応 応 応
力 力 力 力 力
用途に応じた
変 変 変 変 変 実用的評価
位 位 位 位 位
圧 縮 圧 縮 引張り 剪 断 曲 げ 回転振動による測定機構
も開発中
様々な形状・用途に対応した測定モードと治具
Page8
粘弾性測定装置の外観と機能
Page9
各種用途に対応した測定治具
低温剪断試験用 室温引張り試験用
（-20～100℃） （室温）
試料や用途に応じた
各種プランジャー
低温曲げ圧縮試験用 低温回転振動試験用
（-20～100℃） （-20～100℃）
Page10
ユーザーの視点で開発した簡便な計測画面
変形モードの設定
圧縮・引張り 測定開始
・剪断・曲げ
測定モードの設定 計測波形の表示
結果の適否判断
指定条件・連続、
ステッププログラム
測定条件の設定
振幅・周波数設定
連続・ステップ
プログラム条件
温度・周波数・振幅
測定粘弾性値
試料形状値の設定 の表示
変形モードに対応した枠
ユーザー設定保存
測定操作 ・・・・ 10～30秒
条件設定 開始ボタン 結果表示 登 録
プログラム運転のときは自動登録
Page11
多様な解析が可能なプログラム測定画面
温度プログラム設定 周波数プログラム
連続・ステッププログラム ステッププログラム
温度プログラムとリンク
温度調節
直･交流パルス制御出力
抵抗線、ペルチェ制御
反復設定 連続測定 振幅設定
ステッププログラム 経時変化、温度 変位振幅・応力振幅
とリンク プログラムとリンク 増減プログラム可
Page12
物性の解析を容易にする測定結果表示画面
データの保存・読込
表計算プログラムで読込化
測定条件、ノートの追記
表示モード変更による解析
粘弾性値及び測定データを登録表示 経時変化、温度変化
各ポイントの波形データを表示して確認 周波数依存、振幅依存
Page13
動的粘弾性測定と従来法の関係
300
200
250
150
200
100 150
1Hz
5Hz 100
E'-1 E'-10
50 10Hz E'-2 E'-15
50
20Hz E'-5 E'-20
30Hz
0 0
0 50 100 150 200 250 300
0 50 100 150 200
圧縮弾性率(kPa)
JIS粘度校正値(Pa・s)
JIS粘度計校正用標準液の動的粘性
（η’=G”/ω、60μｍ） シリコンゲルの貯蔵弾性率E’
動的粘性(Pa・s)
貯蔵弾性率(kPa)
Page14
各種ゲルの加熱時粘弾性変化
ゼラチン 寒天
20 1.2 30 3
G'(kPa) G'(kP
1 25 2.5
a)
15 G"(kPa)
0.8 20 2
10 0.6 15 1.5
0.4 10 1
5
0.2 5 0.5
0 0 0 0
10 20 30 40
温度(℃) 10 20 30 40
温度(℃)
塗料
500 有機ゲル 8 200 1200
G'(Pa)
1000
400
6 150 G"(Pa)
800
300 G'(kPa)
G"(kPa) 4 100 600
200
400
2 50
100 200
0 0 0 0
-10 0 10 20 30 40 50 60 10 15 20 25
温度(℃) 温度(℃)
G'(kPa)
G'(kPa)
G"(kPa)
G'(kPa)
G'(Pa)
G'(kPa)
G"(kPa)
G"(Pa)
Page15
液状調味料の粘弾性
マヨネーズ ケチャップ
260 50
製品C 45 製品X
製品D 製品Y
210 40
製品E 製品Z
35
160 30
25
110 20
15
60 10
5
10 0
20 40 60 80 20 40 60 80
温 度（℃） 温 度（℃）
ヨーグルトの発酵過程
コロッケのクリームソース
20 1
○：コーン- 弾力性
□： 〃 - ねばり 0.8
15 ●：小 麦- 弾力性
■： 〃 - ねばり 0.6
ねばり
10 0.4
0.2
5
0
0 -0.2
20 25 30 35 40 0 60 120 180 240 300 360 420
温 度（℃） 時 間（分）
弾 力 性
弾力性、ねばり
弾力性、ねばり
弾 力 性
Page16
各種食品の動的粘弾性
1.0E+4
コンニャクＡ
60
コンニャクＢ
50 1.0E+3
固ゲル状
40
1.0E+2
30
コーヒーゼリー
20 1.0E+1
軟ゲル状
10 充填豆腐
卵豆腐 1.0E+0
0 液状
0 5 10 15 20
周波数（Ｈｚ） 1.0E-1
1200
羊羹Ａ
1000 1.0E-2
チーズＢ 1E-2 1E-1 1E+0 1E+1 1E+2 1E+3 1E+4
800 羊羹Ｂ G' （ｋPa）
チーズＡ
600 粘弾性マッピングによるテクスチャーの特徴づけ
400 ソーセージP
200 ソーセージF
0
0 5 10 15 20
周波数（Ｈｚ） 圧縮モード
G' (kPa)
G' (kPa)
G" （ｋPa）
Page17
デンプン及びデンプン原料の粘弾性
水中での加熱 150 W
デンプン３３％
C
100
R
50
P
WC S
GR
沈殿したデンプンは不均質な膨潤 0
40 50 60 70 80 90
ゲル中での加熱 温 度 （℃）
6
デンプン１０％ P
5 S
T
4
3 GR
WC R
2
均一な状態で糊化し均質なゲル形成 W
1 C
糊化に影響せず、熱安定性の高いゲル 0
40 50 60 70 80 90
（キサンタンゲル） 温 度 （℃）
G' (kPa)
G' (kPa)
Page18
ゲル分散動的粘弾性測定(GDVM)による
デンプン、穀粉の評価
ウルチ種子デ
15 ンプン
根茎デンプン 33wt%
10 固形食品
Tp Tc
モチトウモロコシ Ti
Tp Tc 5
モチ米 Ti
Tc
ウルチ米 Ti Tp
Tc
モチ種子デ 0
トウモロコシ Ti Tp 0 20 40 60 80 100 120
Tc ンプン G' at 80℃ (kPa)
小麦 Ti Tp
Tc
Tp 0.6
サツマイモ Ti
Tc 6.6wt%
タピオカ Ti Tp
Tc
Tp 0.4
ジャガイモ Ti
40 50 60 70 80 90
ウルチ種子デ
温 度 (℃) 0.2
ンプン 根茎デンプン
ＤＳＣと同等の糊化温度検出 液状食品
0
モチ種子デ 1 2 3
G' at 80℃ (kPa)
ンプン
G' ・ 粘 度 →
G" at 80℃ (kPa) G" at 80℃ (kPa)
Page19
各種穀粉・米のGDVM結果
穀粉 米
12
25
10
輸入
20
8
小麦粉 国産ウルチ
6 15
そば粉
4 10
米粉（ウルチ）
2 5
米粉（モチ） 国産モチ
0 0
0 20 40 60 80 100 120 0 50 100 150 200 250
G' - 80℃ (kPa) G'- 80℃ (kPa)
畜肉・魚肉の加熱変性 卵部位の加熱変性
140 60 3
牛肉 マグロ 卵黄－Ｇ’ 卵白－Ｇ’
120 鶏肉 サケ
50 卵黄－Ｇ” 卵白－Ｇ”
豚肉 鯉
100
40 2
80
30
60
20 1
40
10
20
0 0 0
30 40 50 60 70 80 90 50 60 70 80 90
温 度（℃） 温 度（℃）
弾力性 G"- 80℃ (kPa)
G"- 80℃ (kPa)
弾力性
ねばり
Page20
各種食品の動的粘弾性
各種ゲル状食品の粘弾性 豆腐の粘弾性
1.E+04 8
硬ゲル状
チーズ、羊羹、
ソーセージ 6 木綿
1.E+02
液 状
ケチャップ
4 手造り
マヨネーズ
ソース
1.E+00
軟ゲル状 2 おぼろ
充填絹
ゼリー、豆腐、
コンニャク
1.E-02 0
1.E-02 1.E+00 1.E+02 1.E+04 0 5 10 15 20
弾力性 （kPa）
弾力性 （ｋPa）
炊飯条件の異なるご飯粒粘弾性 発酵条件の異なる納豆粘質物
140 10
通常醗酵
120 8 醗酵不良
tanδ=1
100
80 6
60 4
40
20 2
0 0
0 200 400 600 0 5 10 15 20
弾力性 （ｋPa) 弾力性
ねばり （ｋPa) ねばり （ｋPa）
ねばり
ねばり（kPa）