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ビーズ径について

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ビーズ径について

ビーズ径と粉砕効果

ビーズ径と処理物粒子の径は処理物粒子径が大きいときは大径ビーズを用い、処理物粒子径が小さくなるに従って小径ビーズが用いられます。
処理物粒子が大きい時はビーズの粉砕エネルギーを大きくするために、大径ビーズを用いなければなりません。処理物粒子が微粒子化して来ると、処理物粒子に大きな粉砕エネルギーを与えるよりも粒子とビーズの接触頻度を多くすることが粉砕効果を高めます。
ビーズミルで粉砕や硬い凝集粒子の解砕を目的とした操作では、ビーズ径は0.2μmφが最小粒径で、これより小さいビーズでは粉砕エネルギーが不足してしまいます。
 軟らかい処理物の解砕や、ナノ粒子の分散などでは0.2μmφ以下の微小ビーズが威力を発揮します。300μmφ(0.3mmφ)と30μmφ(0.03mmφ)ビーズの数を比較すると、300μmφビーズ1個に対して30μmφビーズは1000個となり、処理物粒子の捕捉頻度は30μmφビーズが圧倒的に多くなることから、分散が促進されます。

ビーズ径の特長

ビーズ径と到達粒子径

ビーズミルによる処理砕料には、硬い1次粒子や結合の強い凝集粒子、軟らかい1次粒子や結合の弱い凝集粒子があり、割れやすい粒子、粘り気のある粒子があります。また、粉砕・解砕に強いエネルギーを必要とする粒子、弱いエネルギーが望ましい粒子もあります。このようにビーズミルによる処理砕料は、千差万別であることからそれぞれの処理砕料に対する処理条件もいろいろな組み合わせが必要です。重質炭酸カルシウムと、1次粒子が15mmの凝集酸化チタンを、同一ビーズ径によって処理した例を下図に示します。

グラフ2
表2

粉砕を目的として重質炭酸カルシウムは0.3mmφ、0.5mmφ、1.0mmφ、解砕を目的とした表面未処理の酸化チタンは、0.1mmφ、0.3mmφ、0.5mmφのジルコニアビーズで処理しました。粉砕を目的とした重質炭酸カルシウムは0.5mmφビーズの粉砕効果が著しいですが、酸化チタンの凝集体に対しては0.1mmφビーズが優れた結果になっています。
硬い砕料に対してはビーズに強いエネルギーを与える必要があり、粉砕に適したビーズ径を用いなければなりません。これに対して、軟らかい粉砕砕料や結合の緩い凝集粒子に対しては、ビーズに強いエネルギーを与えるよりも、弱いエネルギーを持つビーズとの接触頻度(ビーズの粒子捕捉頻度)を多くするため、小さいビーズを使用した方が砕料の微粒子化を促進します。

 

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ビーズミルの基礎・プレミキシング

ビーズ材質と粉砕効果やコンタミネーションとの関係

ビーズミルの基礎・プレミキシング

ビーズの進化、ビーズ径と個数・ビーズ径と体積比

<引用・参考文献>
中山勉:「超微粒子・ナノ粒子をつくる ビーズミル」,工業調査会


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