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バルク材料の減圧吸引型ふるい分け

粒度分析と粒度分布は、バルク材料の品質管理にとって重要な基準です。稼働中の生産プロセスでは、品質チェックの結果を迅速に入手し、生産パラメーターを即座に調整できるようにする必要があります。予想される粒子径とサンプル量に応じて、分析に適したふるい分け方法とふるい分け機が異なります。粒度分析に使用する方法は、主にふるい分けする材料の細かさによって決まります。振動式ふるい振とう機、水平式ふるい振とう機、タップ式ふるい振とう機でバルク品をふるい分ける古典的な方法は、40ミクロン以上のサイズに限定されます。振動式ふるい振とう機を湿式ふるい分けに使用する場合、限界は20ミクロンまで可能です。しかし、この方法では、試料を液体に分散させ、ふるい分け後にろ過し、乾燥させ、最後に得られた画分を計量する必要があります。

エアジェットシーブの原理

粒子径40ミクロン以下の乾式ふるい分けには、エアジェットシーブが最適です。また、200ミクロンまでの粒子径のふるい分けには、振動ふるい分けに代わる高速ふるい分けが可能です。ここで紹介したすべての方法は、試料の粒度(ふるい分率)だけでなく、粒度分布の測定にも適しています。他の方法とは異なり、エアジェットシーブは通常1枚のふるいだけで行います。試料と一緒にふるいを本体に載せ、蓋をします。掃除機を使用し強力なエアジェットを発生させ、ふるいメッシュの下で回転するスロットノズルからふるい上の粒子を分散させます。こうして粒子は回転するたびに分散され、ふるい面全体に行き渡ります。ここで2つの効果が起こります:

  1. 空気の噴射により、ふるい表面の粒子が連続的に新しい方向に向きます。ふるい目より小さい粒子は、掃除機に吸い込まれます。
  2. 高さ25mmのふるいを使用する場合、流入する空気により粒子がふたに衝突し、凝集塊を破壊するのに役立ちます。

ふるいの下を回転するノズルの速度は通常固定されています。しかし、レッチェのAS200JETのように回転数を変えられると非常に便利です。例えば、敏感な試料は、試料へのストレスを最小限にするため、低速でふるい分ける必要があります。高さ50mmのふるいを使用すれば、試料がふたにぶつかる衝撃が小さくなるため、応力をさらに軽減できます。凝集しやすい試料は、高速でふるい分けると効果的です。粒子が蓋に衝突する回数が大幅に増え、強い凝集体でも短いふるい分け時間で溶解します。

再現性とパフォーマンス

目の細かいふるいは、いわゆるニアメッシュと呼ばれる粒子がふるいの網目をふさいでしまいます。これはふるい分け結果に悪影響を及ぼすだけでなく、ふるいの早期摩耗にもつながります。AS200JETのオープンメッシュ機能は、ふるいの性能を維持し、ふるい結果の再現性を高め、洗浄にかかる時間と労力を最小限に抑えるのに役立つ機能です。この機能により、ノズルは「2歩前進、1歩後退」の原則に従って動きます。つまり、ノズルは均一に回転するのではなく、最初に20°前進し、次に10°後退します。このため、ふるい表面に付着した材料がエアジェットを妨げることがないため、メッシュに近い粒子が非常に効果的に網目から吹き飛ばされます。

図に示すのは、オープンメッシュ機能を使用した場合と使用しなかった場合の45ミクロンふるいの網目です。オープンメッシュ機能を使わずにふるい分けを行ったところでは、目の一部が粒子でふさがれているのに対し、オープンメッシュ機能を作動させたところでは、粒子が完全に除去されていることがはっきりとわかります。ふるい目を優しく洗浄することで、他のエアジェットふるい機に比べ、ふるい分析の再現性とふるい寿命が向上します。

粒子径分布

エアジェットシーブは1つのふるいしか使用できませんが、粒度分布を測定することができます。これには2種類の方法があります:

  1. 標準法: 標準的な方法:ふるい分けする原料の全量を最も目の細かいふるいにかけます。ふるい分けと重量の測定後、オーバーサイズを次の大きなふるいに載せ、再度ふるい分けます。この手順を、試料全体が分級されるまで続けます。
  2. 「スイス法 試料を測定する粒度クラスに分け、それぞれの粒度クラスに対応するふるいで個別にふるいます。この方法で信頼できる結果が得られるのは、試料の分割が代表的に行われ、すべての部分試料の粒度分布が同一に保たれている場合のみです。最良の結果が得られるのは、レッチェのPT100のような回転式試料分割機(サンプルスプリッタ)で、試料を6個、8個、10個に分割します。

標準的な方法では必要なサンプル量が少ないのに対し、スイス方式はより正確です。ソフトウェアによる評価は、データ処理を容易にし、高速化するだけでなく、データ転送や計算時のユーザーエラーを排除します。ソフトウェア(例:レッチェのEasySieve®)は、ふるい分けプロセス全体をガイドします。ふるい振とう機を制御し、計量データを読み取り、規格に準拠したプロトコルを作成します。