乳飲料のような油滴が水に分散している希薄なエマルジョンでは、一般的には油滴の比重が水よりも低いため、時間経過により上層に油滴が集まる“クリーミング”が起こります。クリーミングが起こると、飲料中で油分の濃度勾配が生じるため、味や香りが製造時とは異なってしまったり見た目の悪さにつながったりしてしまうため、添加物や製造工程を工夫することでクリーミングが起こらないようにしたり、安定性を良くする必要があります。
また、塗料の場合は、水や有機溶媒などの分散媒に、顔料や樹脂、添加剤が分散されています。分散質は分散媒との比重差などにより沈降、浮揚するため、製造後の保管時に機能性成分の偏りが起こり、使用直前に撹拌を行わないと設計時の機能を発揮できないなどの問題が生じてしまいます。 塗料メーカーでは、この問題を回避し、製造後も安定的に使用できるための工夫を行っています。
英弘精機では、このような原料の処理に用いる分散機（ディゾルバー・ビーズミル）から、原料の粉体流動性評価や分散液の評価（粘度・静置安定性試験）まで、他の同様の装置にはない特徴を持つ装置を多数ラインナップしています。これらの装置は、塗料・インク・電池材料・食品・化粧品など様々な分野で活用されています。
多様な分散手法に対応できる分散機
分散機は、試料の分散・解砕・混合などに用いる装置として欠かすことができません。
英弘精機では、原料の分散に用いる装置として、ドイツ：VMA-Getzmann社製の分散機（ディゾルバー・ビーズミル・ホモジナイザー等）を販売しています。VMA社の装置は、安全装置を完備したタイプや、用途に応じて電動防爆モーター搭載機をラインナップするなど、様々なアプリケーションに最適な装置をご提案することができます。
VMA社の分散機は、大きく分けて縦型分散機と横型ビーズミルの2種類に大別できます。
縦型分散機では、高速回転するシャフトの先端に上下に切り立った刃のついた羽根をとりつけて、固体や粉体を機械的に粉砕・分散するディゾルバーを呼ばれる機構が基本となります。
その縦型ディゾルバーに、様々なオプションを取り付けることで、2種類の液の混合（乳化）に使用されるホモジナイザー、ガラスビーズ・ジルコニアビーズなどのメディアとサンプルを混合して同時に高速撹拌子対流させることで分散を行う縦型ビーズミルやバスケットミルなどとして運用することが可能です。装置本体は1台で多様な分散手法に対応できるため、省スペースでの運用も可能となります。
このように、1つのメーカーでここまで多様なラインナップを揃えていることは他に類を見ません。
様々なラインナップを1社で取り揃えていることで、分散に対してお持ちの色々な課題に対し、常に最適なシステムをご提案することが可能であり、装置導入後の目的の変化にも柔軟に対応することが出来ます。
処理後の評価に有効な装置
分散液は、処理を行う機械によっても処理液の安定性が変わることがあります。その際、どの評価手法が最適なのか？を適切に判断するためには、目的に合った評価装置を使用することが重要です。分散後の溶液では、下記のような問題が起こりやすく、安定性（沈降や凝集のし易さ）や粘度を評価する必要があります。
- 製品となり棚に陳列された後、内部で分離を起こしてしまったら困る
- 一定量をまとめて分散処理して仕込み、一定期間かけて使用するが、初期と終期で成分に偏りがないか心配
- 都度再分散処理が必要となり手間がかかる
これらの安定性の評価には、経時的な観察が必要不可欠ですが、通常は目視で行われるため長時間を要します。溶液安定性評価装置スタビリティテスターST-1を用いることで、これらの評価を人による誤差無く、短時間で評価できるようになります。
また、一般的に、分散機などを用いて分散処理を行うと、分散が進むにつれて粘度が徐々に低下していきます。そして、どこかのタイミングで分散終点を迎え、分散液・製品などが完成となります。この時、分散終点に到達したサンプルは粘度の減少が止まり、その後一定値を示します。また、分散終点後に処理を継続してしまうことで再凝集が起こることがありますので、その点についても注意が必要です。
B型粘度計では、それぞれのタイミングでの粘度値を取得することが出来ますので、定期的なサンプリングを行うことにより、分散終点の見極めが可能となります。
分散終点の見極めは難しく、手法も限られるため、比較的簡易的に行うことのできるB型粘度計による評価が広く浸透しています。
英弘精機では、以上のVMA分散機・B型粘度計・安定性評価ST-1をはじめとした、分散に関わる装置の取り扱いだけでなく、データ解析や評価方法などのご相談もお受けしています。現在お抱えのお悩みや課題などございましたら、ぜひお気軽にお問い合わせください。
リモートミーティング：
https://calendly.com/inoue-aya/ma-div_sales?month=2020-10
製品ページ
VMA：
https://eko.co.jp/products/physical-property/liq_physical_property/dispersion
ST-1：
https://eko.co.jp/products/physical-property/liq_physical_property/liq_stability/p5015.html
B型粘度計：
https://eko.co.jp/products/physical-property/liq_physical_property/st_viscometer
アプリケーション紹介
乳飲料の保存安定性評価：
https://eko.co.jp/applications/ap_product/ap_physical_prop/ap_liq_stability/a5016.html
塗料の沈降性評価：
https://eko.co.jp/applications/ap_fields/ap_physical-property/paint_print/a5017.html