2成分帯電量測定法によるゼロポ
イントチャージの導出と帯電性評価
電荷量測定装置のご紹介
2014年11月28日
ユーテック株式会社
樋口 直之
2014/11/28
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■ 本日のプレゼンテーション内容
目次
1. 静電気とは
2. 帯電性の評価方法
3.測定装置のご紹介
2014/11/28
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■ 静電気とは
どんな時に発生するのか?
一般に、2つの物体の接触、摩擦、剥離、変形、イオン付着等で
発生します。
2014/11/28
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■ 静電気とは
静電気発生メカニズム
【1.接触前】
物体A
物体B
+- +-
+- +-
+- +-
+- +-
+- +-
+- +-
物体A
【2.接触中】
+- +
+- +
+- +
物体B
- + -+ -
-+- +-
-+-+-
物体A
【3.分離後】
2014/11/28
+-
+
+- +-
+-
+
物体B
- + -+ -
+- +-
-+-+-
接触帯電
摩擦帯電
剥離帯電
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■ 静電気とは
帯電列
2つの物質を摩擦したとき、物質が+、-のどちらかに帯電するかをま
とめたもの
プラスに帯電しやすい
マイナスに帯電しやすい
アガ雲ナウ髪鉛絹ア紙木鉄麻木こ硬ニ黄金ポセアポポ塩フ
は質ッ銅・リルクリリ化ッ
ル 綿
スラ母イー・
毛
ミ
ベス ロル
くゴケ・プエロリウエビ素
ル銀ラスイルレチ 樹
ス
ン 皮
ニ
ム
ニ
・
ウ
ト
銅 チテド タレー脂
ナル
ム
ンンル
2014/11/28
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■ 帯電性の評価方法
測定事例1 不具合調査
相談内容
カプセル剤の内壁に付着する顆粒の量が、顆粒のロットA、Bで
増減する。よって各ロットの顆粒の帯電性を調べたい。
提案内容
各ロットの帯電量を比較する測定方法を提案した。この解析をする為に、
2成分帯電量測定※1とゼロポイントチャージを使用した。
※1 2成分帯電量測定とは
「評価粉体」と「キャリア」を混合/撹拌させて帯電量を測定する方法です。
メリット:帯電対象(キャリア)が固定なので、相対評価が可能。
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■ 帯電性の評価方法
帯電性 求め方の概念
それぞれ帯電性が異なるキャリアと評価粉体を摩擦帯電させ、帯電量を測定
して位置を調べる
プラスに帯電しやすい
キ
ャ
リ
ア
D
マイナスに帯電しやすい
キ
ャ
リ
ア
C
例) 顆粒Aを2成分帯電量で測定
混合粉体【キャリアA ・顆粒A】 =
混合粉体【キャリアB ・顆粒A】 =
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キ
ャ
リ
ア
B
顆
粒
A
キ
ャ
リ
ア
A
顆粒Aがプラス帯電量
顆粒Aがマイナス帯電量
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■ 帯電性の評価方法
キャリア
評価する粉体の摩擦帯電相手となる粉体の事である
日本画像学会で制定された標準キャリアを使用
N-01キャリアのSEM像
日本画像学会編『ケミカルトナー』東京. 電機大学出版局
プラスに帯電しやすい
P-01
(22.6 )
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マイナスに帯電しやすい
N-02
(-25.0 )
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N-01
(-38.2 )
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■ 帯電性の評価方法
帯電性 評価手順1
粉体の2成分帯電性測定方法
②電荷量の測定
①混合粉体の作成
キャリア
吸引ノズル
粉体
粉体のみ通過
メッシュ
撹拌をする
混合粉体
2014/11/28
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■ 帯電性の評価方法
帯電性 評価手順2
粉体の2成分帯電性測定方法
③吸引粉体の質量測定
④帯電量の算出
単位質量あたりの電荷量(比電荷)
帯電量=電荷量(Q)/粉体量(M)
キャリアの3種類分、①~④を繰り返す
⑤帯電性を出力
ゼロポイントチャージで帯電性を確認する
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■ 帯電性の評価方法
ゼロポイントチャージ
※1
帯電量測定によるゼロポイントチャージの導出
帯電量測定結果 μC/g
-38.2 -25.0 測定1
(N-01) (N-02)
22.6
(P-01)
帯電量
測定
キャリア
粉体
評価
粉体
測定1
P-01
測定2
N-02
顆粒
ロットA
測定3
N-01
帯電量検査値(帯電列) μC/g
測定2
測定3
ゼロポイントチャージ
⇒ 帯電列を数値化
※1 下記の研究会の発表を参考
日本画像学会 2011年度 第2回技術研究会 トナー技術研究会
日本画像学会 2012年度 第3回技術研究会 トナー技術研究会
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■ 帯電性の評価方法
測定事例1 不具合解析結果
顆粒のロットにより帯電性の違いが確認できた。
この結果から【カプセル剤容器+顆粒ロットB】が【カプセル剤容器+顆粒
ロットA】よりも、発生する静電気が弱いことが分かる。
顆粒の帯電性(帯電序列):
プラスに帯電しやすい
顆粒
ロットB
P-01
(22.6 )
マイナスに帯電しやすい
顆粒
ロットA
N-02
(-25.0 )
N-01
(-38.2 )
カプセル剤
容器
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■ 帯電性の評価方法
評価事例2 解析研究
研究内容(東邦大学薬学部薬剤学教室)
錠剤の打錠不具合を解析するために製剤粉体の帯電性を調べたい。
製剤粉体Aのゼロポイントチャージ
製剤粉体6種のゼロポイントチャージ
μC/g
製剤粉体
ゼロポイント
チャージ
A
B
71.47
-58.47
C
D
E
21.54
-1.752
36.18
F
74.86
μC/g
ゼロポイントチャージ
71μC/g
μC/g
※2011年以降の標準キャリア(4種類)で測定
2014/11/28
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■ 帯電性の評価方法
評価事例2 解析研究結果
製剤粉体6種類の帯電性の違いが確認できた。
製剤粉体の帯電性(帯電序列):
プラスに帯電しやすい
製
剤
粉
体
B
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マイナスに帯電しやすい
製
剤
粉
体
D
製
剤
粉
体
C
製
剤
粉
体
E
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製
剤
粉
体
A
製
剤
粉
体
F
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■ 測定装置のご紹介
電荷量測定装置
ユーテック社製 EA02
2014/11/28
吸引式
対象物に触れることなく測定が可能
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■ 測定装置のご紹介
ファラデーケージの原理
帯電体
ファラデーケージの内容器に投入された帯電
体の総電荷量を外部のキャパシタに静電誘導
し、そこからの電位差を測定することで、電荷量
が得られます。
エレクトロメータ
 = 
( :電荷量、  :静電容量、 :電圧 )
絶縁パイプ
フィルタ
吸引ポンプ
2014/11/28
帯電体を吸引ポンプでファラデーケージ内容器
に導くようにしたものが、吸引式ファラデーケー
ジです。
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■ 測定装置のご紹介
システム構成
(電荷量)
電荷量測定装置
EA02
(測定結果)
(質量)
自動計測ソフト
(制御用PC)
測定結果ファイル
(CSV形式)
帯電量、付着量、トナー濃度
測定結果
分析用電子天びん
A&D GH-202
電荷量測定状況をチャート表示
複数の測定結果を一覧表示
測定結果を自動でファイルに保存
2014/11/28
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■ 最後に
事業内容
電荷量測定装置の販売
測定・解析サービスの提供予定
お問い合わせ先
ユーテック株式会社
R&D事業本部
E-mail [email protected]
TEL: 0743-23-0131 FAX: 0743-58-3723
2014/11/28
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■ 最後に
ご静聴ありがとうございました。
ブース番号 K-07
2014/11/28
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