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【2021年版】熱伝導率測定器 メーカー12社一覧

熱伝導率測定器のメーカー12社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


熱伝導率測定器とは

熱伝導率測定器とは、物質の熱伝導率を測定するための装置のことです。熱板や熱線、レーザーを使うものなど様々な種類があります。熱伝導率とは物質の中での熱の伝わりやすさの値で、材質を特徴づける一つのポイントです。この熱伝導率の高さは製品として機能する上で非常に重要な値のため、熱伝導率測定器を用いて確認されます。身近な鍋やフライパンで考えてみると、熱伝導率が高ければ早く加熱することが可能で、低ければ保温性が高いと言えます。

熱伝導率測定器の使用用途

熱伝導率測定器は製品の製法評価の際や、新たな材料や製品の開発の際に使用されます。

例えば、保存容器の保温性能の評価です。熱伝導率が低ければ熱が外に逃げにくく、長時間温かさを保つことができます。

また、塗装やコーティングの耐熱性の評価にも用いられます。熱伝導率が高すぎると、熱に弱い塗料などは溶けてしまう可能性があります。

さらに、放熱素材の開発です。熱を多く発生させる機械には、ゴムや樹脂を用いた放熱部分が存在します。より熱伝導率が高い素材の方が素早く熱を冷ますことができるのです。

熱伝導率測定器の原理

熱伝導率測定器には定常法と非定常法があります。ここではこの二つの原理から特徴までをご紹介していきます。

  • 定常法
    定常法とは、定常的な熱勾配を発生させて熱伝導率を測定する方法です。試料の片面を高温、もう片面を低温にすることで定常的な熱の流れを発生させます。一般的に熱勾配の発生には熱板が使用され、二つの熱板で試料を挟むことによって温度差を生じさせることができます。単純な原理なので正確な測定が可能になりますが、試料表面の温度調節が難しい方法です。
  • 非定常法
    非定常法とは、非定常的な熱を試料に与えて熱伝導率を測定する方法です。熱を加えてからの試料温度の時間変化を計測することで、計算によって熱伝導率を算出することができます。熱を与える方法としてはレーザー光を用いたレーザーフラッシュ法やヒーター線などを用いた熱線法などがあります。レーザーフラッシュ法では、レーザー光を用いて試料を加熱し赤外線センサで検出します。熱伝導率の小さすぎるものは検出が難しいという欠点もあります。また、熱線法では試料内部に熱線を通して加熱します。固体や液体の区別なく測定できる方法です。

熱拡散率測定装置との違い

熱拡散率は一般的にレーザーフラッシュ法を利用した装置で測定されますが、熱伝導率を直接測定することはできません。熱伝導率は、レーザーフラッシュ法の測定装置で得た熱拡散率に、比熱と密度を掛けること求めることが可能です。比熱は示差式熱分析装置(DSC)で密度はアルキメデス法で知られる水中置換法等で測定された値を利用します。

レーザーフラッシュ法では、ゴムやプラスチックなどの高分子材料やセラミックス材料、また金属材料まで幅広く熱拡散率を測定できます。一方で試験条件に制約あり、測定する材料は多孔質でなく緻密であり、金属材料で良くある引け巣などの欠陥や割れなどないことが求められます。従って、繊維や粒状物質の複合材料や積層材料は測定することができません。

熱拡散率測定装置には、レーザーフラッシュ法とは別に周期加熱法もあります。この方法では、周期的に変化させた熱エネルギーを与えた際に、ある一定距離だけ離れた場所での温度の応答や位相差から求めます。こちらも熱伝導率を直接測定することはできません。 

迅速熱伝導率計

迅速に熱伝達率を測定したい場合は、非定常法細線加熱法という方法を利用した迅速熱伝達率計が有効です。センサー部分は、直線状に張られた加熱線と熱電対により構成されていて、一定電流を流し加熱温度を上昇させることができます。例えば、セラミックスなどの熱伝導率が高い試験片であれば、試験片に熱が急速に拡散して加熱線の温度が低下します。逆に熱伝導率の低い試験片では加熱線の温度が上昇するので、この時の昇温グラフの傾きから熱伝導率を求めることができます。

均一な試験片であれば熱伝導率が迅速かつ簡単に測定でき、測定器自体も小型化で持ち運びも可能なので、現場ですぐに測定できる点も大きなメリットです。工業用の建築材料から食品や服飾品まで幅広く利用できます。

測定可能な試験片例

  • 繊維系、発泡プラスチック系の断熱材等
  • プラスチック、ガラス、木材等
  • シート、皮、うす板状サンプル等
  • パン生地、練り物、粉体等
  • 高温での耐火物断熱材、セラミックス等

参考文献
https://www.djklab.com/service/koubunshibunseki/200
https://www.ibieng.co.jp/analysis-solution/g0014/
https://www.kyoto-kem.com/ja/learn/heat/heat05/
https://www.agne.co.jp/analysis/gijutsu_001.htm
https://www.cerij.or.jp/service/05_polymer/thermophysical_property_01.html

熱伝導率測定器のメーカー情報

熱伝導率測定器のメーカー12社一覧


熱伝導率測定器のメーカーランキング

社員数の規模

  1. 1 ダイトロン株式会社
  2. 2 杉本商事株式会社
  3. 3 メンター・グラフィックス・ジャパン株式会社

設立年の新しい会社

  1. 1 株式会社アイフェイズ
  2. 2 株式会社IBS
  3. 3 メンター・グラフィックス・ジャパン株式会社

歴史のある会社

  1. 1 金子産業株式会社
  2. 2 杉本商事株式会社
  3. 3 株式会社北浜製作所

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