09.09.2026 by Aileen Sammler
分散系のレオロジー入門 ― 基礎、影響要因、および測定方法
分散レオロジーの基礎、主要な影響要因、および測定方法について学びましょう。無料のホワイトペーパー『NETZSCH 』をダウンロードしてください。
分散系のレオロジー
分散とは、ある相（例えば粒子）が別の相（例えば液体）の中に分散された状態を指します。分散系は、食品、塗料、化粧品、工業用コーティングなど、私たちの日常生活の至る所に存在しています。
これらの複雑な系が、プロセス（噴霧やポンプによる移送など）の過程でどのように振る舞うかは、何によって決まるのでしょうか？ 分散液中に存在する粒子（例：サラダドレッシング中のハーブ）が沈降しないようにするにはどうすればよいでしょうか？あるいは、フェイスクリームの水相と油相が分離しないようにするにはどうすればよいでしょうか？その答えは、材料の流動および変形挙動を研究する科学であるレオロジーにあります。
NETZSCH の「Analyzing & Testing」部門が発表した新しいホワイトペーパーでは、分散系のレオロジーについて包括的に紹介するとともに、こうした系の挙動を正確に評価する方法について解説しています。
レオロジーが流動挙動を決定する
レオロジーとは、外部の力が加わった際に材料がどのように流動または変形するかを記述する学問である。レオロジー試験には、流動挙動、すなわちせん断粘度曲線の測定が含まれる。
材料は、さまざまな種類の流動挙動を示します。
- 理想粘性材料は、せん断応力とせん断速度の間に線形関係を示します。そのせん断粘度は、加えられるせん断速度やせん断応力に依存しません。
- せん断減粘材料（例：塗料やソース）は、せん断が加わると粘度が低下します。
- せん断増粘性材料（例：コーンスターチと水の混合物）は、応力が加わると粘度が増加します。
流動挙動に影響を与える主な要因
分散液のレオロジー的挙動は、複数のパラメータに依存する。最も重要な影響要因としては、以下が挙げられる。
- 分散相の体積濃度
- 粒子径、形状、および粒子径分布
- 連続相の粘度
- 分散粒子間の相互作用（例：静電気力や疎水性力）
- 温度
- 界面活性物質
- 最大充填密度
レオロジー測定法
NETZSCH 分散液のレオロジー特性を正確に測定するための、さまざまな測定手法を提供しています：
- 回転式レオメーター – 低～medium のせん断速度に最適
- 高圧キャピラリーレオメーター –medium から高せん断速度に適しており、特にプロセス関連の用途に最適です
測定時に考慮すべき重要な点は以下の通りです：
- 沈降の防止
- 壁面スリップの検出と補正
- せん断加熱および流れの分離を最小限に抑えること
これらの手法を用いることで、実験室での測定において、ソースやマヨネーズなどの食品分散液から、塗料やコーティング剤などの工業用懸濁液に至るまで、実際のプロセス条件を忠実に再現することができます。
実用例：マヨネーズから壁用塗料まで
本ホワイトペーパーでは、レオロジー測定をどのように活用して製品の品質とプロセスの安定性を最適化できるかを解説しています：
- 食品業界：流動開始点を特定することで、望ましい食感と安定性を確保できます。例えば、フライドポテトの上にマヨネーズがしっかりと留まるようにしたり、ソースが制御不能に広がってしまうのを防いだりすることが可能です。
- コーティングおよび塗料：粘度を制御することで、垂れやたれ落ちのない、滑らかで均一な塗布が可能になります。
こうした知見により、エンジニアや製品開発者は、特定の性能要件に合わせて配合を微調整することが可能になります。
結論：複雑系を理解するための鍵としてのレオロジー
レオロジーは単なる測定分野にとどまらず、ほぼすべての産業において材料の挙動を理解するための基本的なツールです。適切なレオロジー手法を用いることで、製品をより精密に開発し、プロセスを最適化し、一貫した品質を実現することができます。
NETZSCH のホワイトペーパーでは、基礎的なレオロジー理論から、高度で実用的な応用例に至るまで、明確かつ実践的な概要を紹介しています。
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