ASTM試験および実施基準用超音波処理装置

Hielscher社の超音波処理装置は、超音波せん断、超音波抽出、キャビテーション侵食、およびMBECバイオフィルム剥離を含むASTM規格の試験法において、制御された再現性の高い超音波処理を実現します。

ASTM試験においてソニケーターの選定が重要な理由

超音波エネルギーを利用するASTM試験法は、定義された音響キャビテーションと振動、制御された振幅、再現性のある試料配置、および一貫した温度管理に依存しています。 不適切な超音波装置を使用すると、キャビテーションが不十分になったり、処理が不均一になったり、過度な加熱が生じたり、再現性が低下したりする可能性があります。Hielscher社のソニケーターは、デジタル振幅制御、データ記録機能、幅広いソノトロードとの互換性、そして堅牢な連続運転機能を備え、実験室でのバリデーション作業向けに設計されています。

ASTM試験においてソニケーターの選定が重要な理由

超音波エネルギーを利用するASTM試験法は、定義された音響キャビテーションと振動、制御された振幅、再現性のある試料配置、および一貫した温度管理に依存しています。 不適切な超音波装置を使用すると、キャビテーションが不十分になったり、処理が不均一になったり、過度な加熱が生じたり、再現性が低下したりする可能性があります。Hielscher社のソニケーターは、デジタル振幅制御、データ記録機能、幅広いソノトロードとの互換性、そして堅牢な連続運転機能を備え、実験室でのバリデーション作業向けに設計されています。

制御されたエネルギー投入
デジタル超音波発生器は、方法の文書化において、振幅、時間、パルス設定、およびプロセス温度のトレーサビリティを確保するのに役立ちます。

手法固有の形状
プローブ型超音波処理装置、高出力キャビテーションシステム、およびプレート型超音波処理装置は、ビーカーからマイクロタイタープレートに至るまで、さまざまなASTM規格のサンプル形式に対応しています。

再現性のある試料処理
安定した超音波処理条件を設定することで、粘度変化、抽出効率、キャビテーション侵食、およびバイオフィルムの回収率について、測定間の一貫性が向上する。

ASTM規格に推奨されるヒエルシャー製超音波処理装置

以下のASTM規格では、超音波処理が主要な試験工程、あるいは超音波処理を用いた試料前処理工程として採用されています。必要な試料形状、出力レベル、処理能力に合ったモデルをお選びください。

ASTM D2603 – 高分子含有油の超音波せん断安定性

ASTM D2603は、超音波振動装置を用いた照射後の恒久的な粘度低下を測定することにより、ポリマー含有油のせん断安定性を評価するものです。 この試験は、潤滑油、トランスミッションフルード、トラクター用フルード、およびその他のポリマー改質油など、強いせん断下で粘度指数向上剤が劣化する可能性のある流体に適用されます。

超音波処理の主な機能： 超音波プローブによって発生する、強烈かつ集中したキャビテーションおよびせん断。
重要管理点： 固定された試験時間、定義されたプローブの形状、試料の温度制御、および再現性のある浸漬深度。
典型的な結果： 超音波処理前後の粘度を測定し、恒久的な粘度低下を定量化する。
おすすめの超音波処理装置： S24d22ソノトロードを装着したHielscher UP400St。
UP400Stは、24 kHzで400 Wの超音波出力を提供し、正確な振幅制御、内蔵の温度監視機能を備え、さらに超音波せん断安定性試験に使用されるS24d22プローブ形状に対応しているため、ASTM D2603試験においてヒールシャー社が推奨する構成となっています。
ASTM D2603について詳しく知る！

ASTM D5621 – 作動油のソニックシア安定性

ASTM D5621は、超音波発振器を用いて超音波照射後の最終粘度を測定することにより、作動油のせん断安定性を評価する規格である。この規格は、せん断に敏感な、あるいはせん断に耐性のあるポリマー添加剤を含む作動油の評価に特に適している。

超音波処理の主な機能： 音響キャビテーションによるポリマーのせん断の促進。
重要管理点： 超音波ホーンの選定、振幅の安定性、温度制御、および試験時間の均一性。
典型的な結果： 標準化された超音波処理後の最終粘度、または粘度の変化。
おすすめの超音波処理装置： S24d22ソノトロードを装着したHielscher UP400St。
UP400Stは、ASTM D5621規格に基づく試験にも最適な選択肢です。24 kHzのプローブ型超音波せん断試験装置により、実験室では、再現性の高い作動油せん断試験を行うためのコンパクトでデジタル制御されたプラットフォームを利用できます。
ASTM D5621について詳しくはこちら！

アストムg32 – 超音波振動装置を用いたキャビテーション侵食

ASTM G32は、振動装置を用いたキャビテーション侵食試験について規定している。試験片は高周波振動にさらされる – 超音波処理装置によって生成された – 液体中で、測定可能な材料の損失を引き起こす空洞の形成と崩壊を生じさせる。この方法は、金属、コーティング、その他の工学材料のキャビテーション耐食性を比較するために用いられる。
 

キャビテーション侵食試験用ワークシート例

 
超音波処理の主な機能： 振動するソノトロードによって生成される制御されたキャビテーション場。
重要管理点： 振幅、試料の形状、ギャップ距離、液温、露光時間、および試料の質量減少の測定。
典型的な結果： 侵食速度、累積質量損失、または比較キャビテーション耐性。
おすすめの超音波処理装置： Hielscher UIP1000hdT。
UIP1000hdTは、ASTM G32規格に最適なHielscher製品です。その1000 W、20 kHzのプローブ型設計により、再現性のあるキャビテーション侵食試験に必要な、高くて安定した振幅を実現するからです。 より低い、あるいはより高い出力が求められる場合には、Hielscher社のUIP500hdTおよびUIP2000hdTが適切な代替機種となります。
ASTM G32について詳しくはこちら！
キャビテーション侵食試験の手順について詳しく見てみましょう！

ASTM E1979-21 – 鉛の測定のための塗料、粉塵、土壌、および空気試料の超音波抽出

ASTM E1979-21は、鉛の定量分析に先立ち、環境試料を調製するための超音波抽出法に関する規格である。本規格は、鉛除去、改修、労働衛生、および環境モニタリングの分野において、乾燥塗膜、沈降塵、土壌、大気微粒子などのマトリックスに適用される。
 
超音波処理の主な機能： 超音波抽出により、鉛を抽出・分離し、その後の分析測定に供する。
重要管理点： 抽出容器、超音波処理時間、温度、酸マトリックス、および安定したエネルギー伝達。
典型的な結果： 下流の検査機関による分析手法で測定された、抽出された鉛の濃度。
おすすめの超音波処理装置： Hielscher UP200Ht または UP400St。
ASTM E1979に基づく日常的な試料調製において、UP200Htは中小規模の抽出量に適した、実験室での有力な選択肢です。より高い強度、より大きな試料処理能力、あるいはより幅広いソノトロードの柔軟性が求められる場合は、UP400Stが推奨されます。
ASTM E1979-21について詳しくはこちら！

ASTM E2799-22 – MBECアッセイを用いた緑膿菌バイオフィルムに対する消毒剤の有効性評価

ASTM E2799-22は、ハイスループットMBECアッセイ形式における緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）バイオフィルムの培養、処理、中和、および回収に関する操作パラメータを規定している。 バイオフィルムは、96ウェルレシーバープレートに対応する96ペグの蓋上で増殖する。消毒剤への曝露後、バイオフィルムの剥離および回収工程として超音波処理が行われる。

超音波処理の主な機能： 96ペグMBECリッドからマイクロプレートウェルへ、バイオフィルムを同時かつ再現性よく剥離させること。
重要管理点： プレート全体にわたって均一な超音波エネルギー、露光時間の制御、交差汚染リスクの低さ、そして過度な破壊エネルギーを伴わない細胞回収。
典型的な結果： 消毒処理後の生存可能なバイオフィルム細胞の定量的回収。
おすすめの超音波処理装置： Hielscher UIP400MTP。

UIP400MTPは、単一の容器に対するプローブ処理ではなく、マイクロタイタープレート用に設計されているため、ASTM E2799-22規格に最適です。プレート全体に均一な超音波を照射することで、すべてのウェルを同時に処理し、MBECペグ蓋からバイオフィルムを再現性よく剥離させることができます。 このため、プレート全体にわたる均一なエネルギー分布とサンプル間の比較可能性が不可欠な、ハイスループットなバイオフィルム解析ワークフローにおいては、ハンドヘルドプローブよりも本装置の方が適しています。
 
UIP400MTPおよびMBECアッセイの詳細はこちらをご覧ください！
ASTM E2799-22について詳しくはこちら！

常に、ASTMの公式規格、ご施設の品質管理システムで採用されている最新の改訂版、および検証済みの内部SOPに従ってください。Hielscherでは、必要な測定条件に合わせたソノトロード、固定具、容器、および付属品の構成を支援いたします。
ASTM規格は管理文書です。このページでは、超音波処理に関連する試験用途および機器選定の指針をまとめたものであり、ASTMの公式な試験方法の本文に代わるものではありません。

デザイン、製造、コンサルティング – 品質 ドイツ製

Hielscher社の超音波装置は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。頑丈で操作が簡単なため、産業設備にスムーズに組み込むことができます。過酷な条件や厳しい環境でも、Hielscherの超音波装置は容易に対応できます。

Hielscher Ultrasonics社は、ISO認証取得企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波振動子に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。

文献・参考文献