粉砕メディアの開発と影響要因の分析
粉砕粒子径の傾向
粉砕装置の進化は、大きな粒子の粉砕ボールを使用する撹拌ボールミルから、細かい粉砕ビーズを使用する縦型および横型のサンドミル、そして最終的にはさまざまな改良機能を備えた超微粉砕用の新世代のサンドミルへと進化してきました。-粉砕メディアに使用される酸化物セラミック ボール (酸化物ビーズ) の粒径は、技術の進歩に伴ってますます小さくなり、その要因として次の 2 つの主な要因があります。
A. ミクロンレベルまで研削精度を向上
粉砕プロセスでは、粉砕メディアが移動中に材料を分散させて粉砕します。粒子サイズが小さいほど接触点が多くなり、より効果的な粉砕が可能になります。たとえば、直径 2 mm のケイ酸塩ビーズには、1 リットルあたり約 20,000 個の粒子が含まれています。粒子サイズ 1 mm のビーズには、1 リットルあたり 80,000 個の粒子が含まれており、その数は 4 倍です。大きな粒子の粉砕ビーズを使用すると、複数のステップを経ても目的の細かさを達成するのが難しい場合がありますが、より小さな粒子の粉砕ビーズに切り替えると、パフォーマンスが大幅に向上します。-
B. サンドミル分離装置の技術革新
超微細粉砕ビーズが広く使用されているのは、材料の流れを犠牲にすることなくビーズ サイズを継続的に縮小できる分離装置の継続的な改良によるものです。従来の固定式フラット ニッケル スクリーンから、三角クロスビームを備えたジョンソン スクリーン、そしてダイナミック リング セパレーターとカートリッジ スクリーンに至るまで、分離効率と耐用年数が大幅に向上しました。たとえば、American Premier Subo ミルは 0.2 mm の粉砕ビーズを使用できます。スイスのダイノ-ミル実験用ミルとビューラーが開発した遠心分離装置は、ビーズの粒子サイズと分離方法を新たな高みに押し上げました。
粉砕メディアの比重は徐々に増加します。
一般的な粉砕ビーズにはガラスビーズ、石ビーズ、ケイ酸塩ビーズ、純ビーズ、クロム鋼ビーズがあり、この順に比重と硬度が高くなります（クロム鋼球を除く）。密度が高いほど、質量が大きくなり、運動エネルギーが高くなります。運動方程式によると
P=MV
P=mv、粉砕ビードの力積 P はその質量 m に比例します。密度が高いほど衝撃エネルギーが大きくなり、研削効率が高くなります。
効率と光沢を向上させながら、丈夫な無機顔料（カーボン ブラック、シアン ブルー、酸化鉄など）の超微粉砕の需要を満たすために、高密度の粉砕ビーズを選択する傾向があります。{0}}現在のサンドミルメーカーは 2 つの方法で対応しています。
A. 高運動エネルギー密度のサンドミルの出現-
粉砕シリンダーの小型化とモーター出力の増加により、運動エネルギー密度が大幅に増加しました。
B. サンドミル接触部品の材質改良
主要な接触コンポーネントには、炭化物、炭化ケイ素、酸化アルミニウムなどの高性能で耐摩耗性の高い材料が使用されており、高-運動エネルギーと高硬度の研削ビーズの衝撃や摩耗に効果的に耐えます。-
粉砕メディアの粒径変動の低減
大幅に改善されたビード粒子サイズの均一性により、材料の粒子サイズ分布が狭くなり、ビードの破損が減少し、サンドミル接触コンポーネントの摩耗が最小限に抑えられ、製品汚染のリスクが最小限に抑えられます。現在、主流の高品質粉砕メディアの粒径変動は 0.2 mm 以内に制御されています。-しかし、均一なビーズの製造プロセスは複雑で、比較的コストがかかります。
まとめ
粉砕メディアの粒子サイズの継続的な減少、比重の増加、粒子サイズのばらつきの減少は、最新のサンドミルと効率的な超微粉砕技術の開発を推進する重要な要素です。これらの傾向により、製品の細かさと品質が大幅に向上しました。同時に、装置および材料技術の進歩により、研削プロセスの効率と装置の耐久性が確保されました。
