ふるい試験装置の基本

ふるい試験装置とは何ですか?なぜ注意する必要がありますか?

粉末、顆粒、その他の粒子状物質を扱う場合は、ふるい検査について聞いたことがあるでしょう。しかし、ふるい検査装置とは一体何で、なぜそれほど重要なのでしょうか?簡単に言えば、ふるい試験装置は、粉末または顆粒サンプルの粒度分布を測定するために使用されるツールのセットです。これは、医薬品から食品加工、鉱業、さらには 3D プリンティングに至るまで、多くの業界で基本的な分析手法です。

チョコレートを大量に作っているところを想像してみてください。最終製品の食感はカカオ粒子のサイズに大きく依存します。大きすぎるとチョコレートがザラザラした感じになります。小さすぎると、滑らかすぎたり、溶ける特性が異なったりする可能性があります。ふるい分けテストはそれを制御するのに役立ちます。粒子サイズの品質管理チェックポイントのようなものです。

この記事では、ふるい検査装置の仕組み、さまざまな種類、適切な装置の選び方、正確な結果を得るための実践的なヒントなど、ふるい検査装置について知っておくべきことをすべて説明します。また、遊星ボールミルを使用して行われるサンプル前処理がふるい分析の成否を左右することについても説明します。それでは、詳しく見ていきましょう。

ふるい検査はどのように行われるのですか?核となる原則

本質的に、ふるい検査は非常に簡単です。粉末のサンプルを採取し、メッシュサイズの異なるふるいの積み重ねに通し、振って、各ふるいに残っている材料の量を量ります。結果から粒度分布曲線が得られます。しかし、コンセプトはシンプルですが、悪魔は細部に宿ります。

ふるいは本質的に、織られた金網または正確な開口部を備えた多孔板です。 「メッシュサイズ」または「ふるい番号」は、公称目開きサイズを示します。たとえば、200 メッシュのふるいの目開きは約 74 ミクロンです。開口部のサイズが小さくなるふるいを上から下に積み重ねると、粒子をさまざまなサイズの画分に分離できます。

振る動作が重要です。パーティクルが十分に小さい場合は、パーティクルが開口部から落ちる可能性があるように、パーティクルを移動させる必要があります。粉末をそのまま放置すると、粒子が凝集したり、単に開口部に到達しない可能性があります。そこでふるい振とう機が登場します。ふるい振とう機は、水平に振る、叩く動作、またはその両方の組み合わせであっても、一貫した反復可能な動作を提供します。

ただし、ここで重要な点があります。ふるい検査では、個々の粒子のサイズが直接測定されるわけではありません。代わりに、粒子が特定の開口部を通過できるかどうかに基づいて分類します。したがって、直径 50 ミクロンの粒子は 100 メッシュのふるい (150 ミクロン) を通過しますが、200 メッシュのふるい (74 ミクロン) には残ります。これは、正確なサイズではなく、サイズの範囲を示します。多くのアプリケーションでは、これでまったく問題ありません。分布を知る必要があるだけです。

Sieve スタック: シンプルだが強力なツール

一般的なふるいの積み重ねには、蓋、一連のふるい (通常は 5 ～ 8 個)、および底部の受け皿が含まれます。サンプルは最も大きな開口部を持つ上部ふるいに置かれます。スタックが振動すると、粒子はふるいを通って下に移動し、通過できなくなるふるいに到達します。振盪後、各ふるい上の材料を慎重に計量します。重量パーセントからサイズ分布がわかります。

よくある質問の 1 つは、ふるい分けが完了したことをどうやって知ることができるのですか?標準ルールは、ふるいを通過する材料の量が 1 分間に総サンプルの 1% 未満になるまで振とうすることです。実際には、ほとんどの粉末では 10 ～ 15 分を意味しますが、状況によって異なる場合があります。 ASTM E11 などの一部の規格は指針を提供します。 「終点」テストを使用することもできます。つまり、設定した時間振ってからパンの重量を量り、さらに 1 分間振ってから再度計量します。変化が 1% 未満であれば、完了です。

もう 1 つの重要な要素はふるいの直径です。標準ふるいには、直径 8 インチ (200 mm) または 12 インチ (300 mm) があります。小さなサンプルには、より小さなふるい (3 インチなど) が使用されます。直径はサンプル容量とふるい効率に影響します。ふるいが大きいほど、より多くの材料を処理できますが、より長い振盪時間が必要になる場合があります。

振動方法: 機械式、電磁式、音波式

ふるいのスタックを振るにはいくつかの方法があり、選択した方法が結果に影響を与える可能性があります。最も一般的なものは次のとおりです。:

• 機械式シェーカー: これらはモーターを使用して水平または垂直の動きを生み出し、多くの場合タッピングアームを使用します。堅牢で、大きなサンプルを処理できます。この動作は通常、振動とタッピングの組み合わせであり、粒子がふるいを通過するのに役立ちます。騒音が大きく、粒子の破損を引き起こす可能性がありますが、ほとんどの材料にとっては主力です。
• 電磁シェーカー: これらは電磁石を使用してふるいスタックを 3 次元運動で駆動します。より静かでより正確で、振幅と周波数を調整できます。動きがスムーズでデリケートな素材にも対応します。再現性が重要な研究室でよく使用されます。
• ソニックシェイカー: これらは音波を使用して穏やかな高周波振動を生成します。音波が塊を砕くのに役立つため、凝集する傾向のある微粉末に最適です。ふるい分け動作は非常に穏やかであるため、粒子の摩耗は最小限に抑えられます。ただし、高価でスループットも低いため、少量のサンプル (通常は数グラム) しかテストできません。

各方法には長所と短所があります。たとえば、音波シェーカーは、粒子の磨耗を引き起こす可能性のある機械的衝撃に依存しないため、非常に細かい粉末 (45 ミクロン未満) の処理に最適です。しかし、それらはより高価であり、スループットも低くなります。機械式シェーカーは大きな粒子の処理には最適ですが、騒音が大きく、粒子の破損を引き起こす可能性があります。

フレームを手で振るだけの手動シェーカーのオプションもあります。安価ですが、再現可能な結果には適していません。本格的な分析には、機械式または音波式シェーカーが必要になります。

ふるい試験セットアップの主要コンポーネント

ふるい検査を行うには、ふるいやシェーカーだけでは不十分です。完全なセットアップには以下が含まれます:

• ふるい: ステンレス鋼、真鍮、またはナイロンで作られています。どちらを選択するかは、テストする材料と従う基準によって異なります。認定された開口部を備えたふるいのセットが必要です。耐久性と耐腐食性があるため、ステンレス鋼が最も一般的です。一部の標準ふるいには真鍮が使用されていますが、真鍮の方が柔らかく、摩耗が早くなります。ナイロンふるいは、金属と反応する可能性のある材料や非常に細かいサイズの材料に使用されます。
• ふるい振とう機: 前述したように、これによりモーションが提供されます。一部のシェーカーにはタイマーと調整可能な設定が付属しています。さまざまなふるいの直径に対応したシェーカーも入手できます。
• 受け皿と蓋: 微粒子を収集し、サンプルを保持します。鍋は毎回使用する前に清潔で乾燥させてください。
• バランス: 最小表示0.01g以上の分析天びんです。サンプルと分画を正確に計量する必要があります。少量のサンプルの場合は、最小表示 0.001 g の天びんが必要になる場合があります。
• サンプルスプリッター: バルク材料から代表的なサブサンプルを取得します。バッチ全体をテストすることはできないため、これは重要です。一般的なタイプには、リフル スプリッターとロータリー スプリッターがあります。
• 掃除道具: ふるいを清潔に保つためのブラシと超音波洗浄器。ふるいの詰まりはエラーの主な原因です。ソフトエアジェットを使用することもできますが、メッシュを損傷しないように注意してください。

データを記録するには、タイマー、スパチュラ、ノートブック (またはソフトウェア) も必要になる場合があります。最新のシェーカーの中にはデジタル制御を備え、プログラムを保存できるものもあります。これにより、手順を正確に繰り返すことが容易になります。

キャプション: 遊星ボールミルは、ふるい検査の前にサンプルを準備するための貴重なツールです。

ふるい試験機の種類

市場には、単純な手動振盪機から完全自動システムまで、幅広いふるい試験装置が存在します。主要なカテゴリを分類してみましょう。

振動ふるい振とう機

振動シェーカーが最も一般的なタイプです。偏心した重りを備えたモーターを使用して振動を生み出します。一部のモデルには、粒子の通過を助けるタッピング アクションもあります。多用途で、約 20 ミクロンから数ミリメートルまでの幅広い粒子サイズを処理できます。多くの場合、振幅と周波数は調整できるため、さまざまな素材に役立ちます。たとえば、壊れやすい素材の場合、粒子の破壊を避けるために、より穏やかに振る必要がある場合があります。

注意すべき点が 1 つあります。材料が脆い場合、振動シェーカーにより粒子サイズが若干小さくなる可能性があります。したがって、壊れやすい粉末をテストする場合は、振盪時間を短縮するか、別の方法を使用することをお勧めします。また、騒音レベルが高くなる可能性があるため、別の部屋に置くことをお勧めします。

ソニックシーブシェイカー

ソニックシェーカーは、空気柱と音波を使用して粒子を動かします。音波が材料の凝集を解くのに役立つため、微粉末 (5 ミクロンまで) に特に効果的です。ふるい分け動作が穏やかなため、粒子の破損が最小限に抑えられます。ただし、ソニックシェーカーは通常、より高価で容量が少ないため、少量のサンプルしかテストできません。医薬品や先端材料の研究や品質管理によく使用されます。

その仕組みは、音波が生成されてふるいスタックを通過し、粒子が振動して移動することです。周波数は通常約 50 ～ 60 Hz であり、可聴範囲内にあります。一部のモデルでは、さらに細かい粉末のために高い周波数を使用します。穏やかな動作により、機械式シェーカーでは詰まったり破損したりする可能性のある材料をふるい分けることができます。

エアジェットシーブ

エアジェットシーブは少し異なります。ふるいを積み重ねる代わりに、単一のふるいと回転エア ジェットを使用して粒子をメッシュに吹き飛ばします。この方法は非常に細かい粉末に適しており、顔料やトナーなどの目詰まりしやすい素材によく使用されます。エアジェットによりふるいを清潔に保ち、目詰まりを防ぎます。ただし、1 回のテストで得られるカット ポイントは 1 つだけであるため、異なるふるいを使用して複数のテストを行わない限り、完全な粒子サイズ分布とは言えません。

エア ジェット シーブは、エア ジェットが非常に穏やかであるため、機械的撹拌の影響を受けやすい材料にも使用されます。これらは、セメントおよび鉱物産業で微粉末を検査するために一般的です。

フレームを手で振るだけのマニュアルシェイカーもあります。安価ですが、再現可能な結果には適していません。本格的な分析には、機械式または音波式シェーカーが必要になります。

ふるいのサイズと規格を理解する

ふるい検査を初めて使用する場合、用語が混乱する可能性があります。ふるいのサイズは通常、メッシュ、ミクロン、またはミリメートルで表されます。明確にしましょう。

メッシュ: これは、直線インチあたりの開口部の数です。つまり、100 メッシュのふるいには 1 インチあたり 100 の開口部があります。メッシュ番号が大きいほど、開口部は小さくなります。ただし、ワイヤーの直径は開口部のサイズに影響するため、メッシュは正確な測定値ではありません。したがって、異なるメーカーの 2 つの 100 メッシュふるいの目開きはわずかに異なる可能性があります。

ミクロン (μm): 実際の開口部のサイズです。 1ミクロンは1ミリメートルの1000分の1です。 100 メッシュのふるいの目開きは通常 150 ミクロンです。ミクロンは正確であるため、科学研究に好まれる単位です。

ミリメートル (mm): 通常 1 mm を超える大きな開口部に使用されます。粗い材料の場合、5 mm、10 mm などのふるいサイズが表示される場合があります。

ふるいの仕様を定義する規格がいくつかあります。最も一般的なものは次のとおりです。:

• ASTM E11: 織金試験ふるい布および試験ふるいの北米規格。これは、公称開口部サイズと許容される変動を指定します。
• ISO 3310-1: 試験用ふるいの国際規格。 ASTM に似ていますが、許容差がいくつか異なります。
• タイラーシリーズ: メッシュ番号を使用する古いシリーズですが、一部の業界ではまだ使用されています。タイラー シリーズは 1 インチあたりの開口数に基づいていますが、線径は指定されています。

ふるいを購入するときは、公称目開きサイズと実際に測定した目開きを記載した証明書が付属している必要があります。これはトレーサビリティにとって重要です。これらの証明書はファイルに保存しておく必要があります。

ふるいの開口部が完全な正方形ではないことにも注意してください。織りのプロセスにより、開口部がわずかに不規則になります。この規格では、一定の割合のオーバーサイズまたはアンダーサイズの開口部が許可されています。したがって、認定されたふるいであっても多少のばらつきがあります。そのため、信頼できるメーカーのふるいを使用し、定期的に校正することが重要です。

サンプルの準備: 分析の成否を左右する見落とされがちなステップ

ふるい分けについて考える前に、サンプルを準備する必要があります。このステップは重要ですが、見落とされがちです。サンプルが代表的でない場合、または粒子が凝集している場合、ふるいの結果は無意味になります。

最初のステップは、代表的なサブサンプルを採取することです。トラックに積まれた粉末全体をテストすることはできません。代表的な小さな部分を取得するには、リフル スプリッターやロータリー スプリッターなどのサンプル スプリッターを使用する必要があります。目標は、バルクと同じ粒度分布を維持しながらサンプル サイズを小さくすることです。これは、特に凝集性粉末の場合、言うは易く行うは難しです。ロータリー スプリッターは重力の流れに依存しないため、微粉末の場合に適していますが、粘着性のある材料の場合は不安定になる可能性があります。

次に、サンプルを乾燥させる必要がある場合があります。湿気により粒子がくっつき、結果が不正確になる可能性があります。通常は、材料が変化しない温度のオーブンでサンプルを乾燥させます。材料によっては、デシケーターの使用が必要な場合があります。乾燥温度と時間は素材によって異なります。たとえば、105°C で 2 時間乾燥できますが、熱に弱い素材の場合は、より低い温度と長時間を使用したり、真空オーブンを使用したりすることもあります。

次に、集積の問題があります。細かい粒子は凝集するのが大好きです。これらの塊を砕かないと、ふるい分け中に塊がより大きな粒子のように振る舞い、粗大部分が過大評価されてしまいます。したがって、サンプルの凝集を解く方法が必要です。ここで、遊星ボールミルが非常に役立ちます。

待てよ、ボールミル？研磨用じゃないの？はい、しかし、凝集物を優しく砕くのにも優れています。のようなデュアル遊星ボールミル TENCANは、逆方向に回転する 2 つの太陽歯車を使用し、必ずしも一次粒子を粉砕して塵にすることなく、凝集物を効率的に分解する複雑な動きを生み出します。これは、凝集塊を破壊するだけで元の粒子サイズを維持したい場合に特に重要です。チェックアウトできます 二遊星ボールミル 詳細については。

もちろん、材料がすでに良好な自由流動状態にある場合は、ミルは必要ないかもしれません。しかし、多くの粉末、特に保管または輸送された粉末では、凝集を解くことが必須です。遊星ボールミルを使用して、ふるい分け試験の前にサンプルの粒子サイズを特定の範囲まで小さくすることもできます。たとえば、粉砕後の材料の粒度分布をテストしたい場合は、ミルを使用してサンプルを作成し、それをふるいにかけます。

サンプル前処理にボールミルを使用すると、一貫性というもう 1 つの利点があります。粉砕の時間と速度を制御することにより、すべてのサンプルが確実に同じ方法で準備されるようになり、ふるい分析の再現性が向上します。

したがって、ふるい試験ラボを設立する場合は、機器リストに遊星ボールミルを追加することを検討してください。これは、凝集解除とサイズ縮小の両方を処理できる多用途ツールです。の 二遊星ボールミル から TENCAN は、効率的で再現性のあるサンプル前処理のために設計された機械の好例です。

キャプション: デュアル遊星ボールミルは効率的な混合と解凝集を実現します。

ボールミルによる微細化

場合によっては、単に凝集物を分割するだけではない場合もあります。実際に粒子サイズを小さくしたいとします。たとえば、新製品を開発していて、特定の粒度分布を達成する必要がある場合、粗い材料から始めて、それを粉砕することがあります。遊星ボールミルは材料をサブミクロンサイズまで粉砕できるため、この用途に最適です。

二重遊星ボールミルは、回転する太陽ホイールと回転する粉砕ジャーの遠心力を組み合わせるため、特に効果的です。これにより高エネルギーの衝撃が生じ、粒子サイズが急速に小さくなります。粉砕時間、速度、ボールと粉末の比率を調整して、希望の細かさを実現できます。粉砕後、ふるい分析を実行して粒度分布を確認できます。

ボールミル粉砕は粒子の形状や表面特性も変化させる可能性があるため、常にすべての材料に適しているわけではないことに注意することが重要です。しかし、多くの無機材料では、これはサンプル前処理の標準的な方法です。

キャプション: デュアルプラネタリーボールミル TENCAN 効率的なサンプル前処理のために設計されています。

適切なふるい試験装置の選び方

適切なふるい試験装置の選択は、いくつかの要因によって決まります。一つずつ見ていきましょう。

粒径範囲

材料のサイズ範囲はどれくらいですか?粗い粒子 (100 ミクロン以上) を扱う場合は、標準的な振動シェーカーで十分に機能します。微粉末 (45 ミクロン未満) の場合は、ソニックシェーカーまたはエアジェットふるいが必要になる場合があります。一部のシェーカーは両方に対応していますが、仕様を確認する必要があります。また、使用する予定の最小のふるいも考慮してください。 20 ミクロンまで下げる場合は、機械的な振盪が効果的でない可能性があるため、音波振盪機がおそらく必要になります。

サンプル容量

テストするにはどれくらいのサンプルが必要ですか?大規模なバッチの品質管理を行う場合は、数百グラムを処理できるシェーカーが必要になる場合があります。ソニックシェーカーは通常、容量が小さくなります (数グラム)。スループット要件について考えてください。 1 日に多くのサンプルをテストする必要がある場合は、ロードとアンロードが簡単で、おそらく複数のスタックを一度に実行できるシェーカーが必要になります。

材質の特性

素材は壊れやすいですか？凝集しやすいのでしょうか？研磨剤ですか？研磨材はふるいをすぐに摩耗させる可能性があるため、より耐久性のあるふるいが必要になる場合があります。壊れやすい材料の場合は、粒子の破損を避けるために穏やかに振盪する必要がある場合があります。凝集した材料には音波シェーカーまたは前処理ステップが必要な場合があります。材料が静電気を帯びている場合は、静電気防止剤を追加するか、接地されたシェーカーを使用する必要がある場合があります。

規格とコンプライアンス

ASTM、ISO、USP などの特定の規格に準拠する必要がありますか?規格が異なれば、指定される手順や機器も異なります。機器が要件を満たしていることを確認してください。たとえば、ASTM E11 はふるいの仕様をカバーし、ASTM E323 はふるいの試験手順をカバーします。製薬業界に従事している場合は、粒子サイズ分析について USP <786> に従う必要がある場合があります。

予算とメンテナンス

もちろん、予算は重要です。手動シェーカーは安価ですが、再現性がありません。機械式シェーカーは、適切な中間点です。ソニックシェーカーは高価ですが、微粉末に対して最高のパフォーマンスを提供します。メンテナンスコストも考慮してください。ふるいは定期的に交換する必要があり、シェーカーは校正と修理が必要です。また、さまざまなメッシュサイズの試験用ふるいやデータ分析用のソフトウェアなどの付属品の入手可能性も考慮する価値があります。一部のメーカーは、必要なものがすべて含まれた完全なパッケージを提供しています。

ふるい検査のさまざまな業界への応用

ふるい検査は驚くほど幅広い業界で使用されています。以下にいくつかの例を示します:

• 医薬品: 粒子サイズは、薬物の溶解、バイオアベイラビリティ、および製造プロセスに影響を与えます。ふるい検査は、有効成分と賦形剤のサイズを制御するために使用されます。ブレンドの均一性を確保するためにも使用されます。
• 食べ物と飲み物: 小麦粉から砂糖、ココアパウダーに至るまで、粒径は食感、味、加工に影響を与えます。ふるい検査により一貫性が保証されます。たとえば、小麦粉の粒径は焼き菓子の食感に影響を与えます。
• 鉱業と鉱物: 鉱石処理、セメント製造、骨材試験はすべて、製品の品質を管理するためにふるい分析に依存しています。採掘では、鉱物の遊離サイズを決定するためにふるい検査が使用されます。
• 化学薬品: 触媒、顔料、洗剤は、粒子サイズが重要な例のほんの一例にすぎません。触媒の場合、粒子サイズは表面積と反応速度に影響します。
• 3D プリント: 積層造形用の金属粉末は、良好な流動性と充填密度を確保するために特定の粒度分布を持っている必要があります。粉体を認証するにはふるい検査が使用されます。
• 農業: 肥料や殺虫剤は、適切な適用と有効性を確保するために、粒子サイズが検査されることがよくあります。均一な粒子サイズにより均一に広がります。

これらの各業界では、ふるい試験装置とサンプル調製方法の選択が大きな違いを生む可能性があります。たとえば、3D プリンティングでは、繊細な粉末粒子の損傷を避けるために音波シェーカーを使用しますが、採掘では、堅牢な機械式シェーカーの方が適切です。

ふるい分析結果の解釈方法

ふるいテストを実行すると、各ふるいの重みのセットが得られます。次のステップでは、これらの重量を粒度分布に変換します。標準的な方法は、各ふるいに保持された材料のパーセンテージと累積通過パーセンテージを計算することです。

目開き 500、250、125、63 ミクロンのふるいの積み重ねと鍋があるとします。各ふるい上の材料の重量を量ります。総重量は、初期サンプル重量 (損失を差し引いたもの) に近いはずです。次に、各ふるいに残留する割合を計算します。たとえば、20% が 250 ミクロンのふるい上に残る場合、粒子の 20% は 250 ミクロンより大きいが 500 ミクロンより小さいことを意味します。

次に、累積分布曲線をプロットできます。X 軸にはふるいの目開き (対数スケール)、Y 軸には累積通過率が表示されます。この曲線から、D 値 (D10、D50、および D90) を読み取ることができます。 D50 は粒子サイズの中央値であり、粒子の 50% がこのサイズより小さくなります。 D10 は粒子の 10% が小さくなるサイズ、D90 は粒子の 90% が小さくなるサイズです。これらの値は仕様でよく使用されます。

(D90 - D10) / D50 というスパンを報告することも一般的です。スパンが小さいほど、粒度分布が狭いことを示します。これは多くのアプリケーションにとって重要です。たとえば、セラミックでは、分布が狭いと充填性と焼結性が向上します。

正確で再現性のあるふるい分析のためのヒント

たとえ最高の機器を使用していても、適切な手順に従わなかった場合、不正確な結果が得られる可能性があります。信頼できるデータを取得するためのヒントをいくつか紹介します:

1. 代表的なサンプルを使用する: バイアスを避けるために、常にサンプル スプリッターを使用してください。上から少しだけすくわないでください。
2. サンプルサイズを制御する: サンプルが多すぎるとふるいに負荷がかかり、不正確な結果が生じる可能性があります。サンプルが少なすぎると、統計が不十分になる可能性があります。標準の推奨事項に従ってください (通常、200 mm のふるいの場合は 25 ～ 100 g)。
3. 十分に長くシェイクする: 振盪時間を短くしないでください。 1% ルールを使用します。1 分間にふるいを通過するサンプルが 1% 未満になるまで振盪を続けます。ほとんどの粉末では、10 ～ 15 分が一般的です。
4. ふるいを清潔に保つ: ふるいの詰まりや汚れは、エラーの主な原因となります。使用後は毎回、柔らかいブラシまたは超音波洗浄器で掃除してください。メッシュを損傷する可能性のある強力な化学薬品は絶対に使用しないでください。
5. ふるいを調整する: ふるいは時間の経過とともに摩耗します。定期的に検査して再調整してください。標準の参考資料を使用してパフォーマンスをチェックできます。
6. 正しいシェイク動作を使用してください: 材質が異なれば、必要な動作も異なります。たとえば、固まりやすい粉末にはタッピング動作が役立ちますが、自由に流れる材料には純粋な振動動作が適しています。
7. すべてを記録する: サンプル重量、振盪時間、機器設定などの手順を詳細に記録してください。これは、トラブルシューティングと再現性に役立ちます。

もう 1 つのヒント: 凝集物を粉砕するために、ボールミルなどの前処理ステップを使用することを検討してください。前に述べたように、遊星ボールミルはサンプル前処理に大きな変革をもたらす可能性があります。これにより、サンプルが均一で塊がないことが保証され、より正確なふるい結果が得られます。

よくある間違いとトラブルシューティング

経験豊富な技術者でもミスをすることはあります。よくある落とし穴とその回避方法をいくつか紹介します:

• ふるいに過負荷をかける: ふるいに試料を乗せすぎると粒子が自由に動けなくなり、ふるい効率が低下します。推奨されるサンプルサイズを守ってください。
• 十分に長く揺れていない: おそらくこれが最も一般的な間違いです。停止が早すぎると、粗い部分を過大評価することになります。 1% ルールまたは標準時間を使用します。
• 破損したふるいを使用する: 破れたり摩耗したふるいを使用すると、過大な粒子が通過してしまいます。ふるいを定期的に検査し、損傷したものは交換してください。
• 凝集を無視する: 粉末が固まっている場合は、凝集を解く必要があります。それ以外の場合は、一次粒子ではなく塊のサイズを測定することになります。
• 不適切なサンプル分割: 代表的でないサンプルを使用すると、誤った分布が得られます。適切なスプリッターを使用し、正しい手順に従ってください。
• 静電気: 細かい粉末は静電気を帯びてふるいや鍋に付着する可能性があります。これを軽減するには、静電気防止装置または接地されたシェーカーを使用できます。

結果がおかしいと思われる場合は、このチェックリストを実行してください。多くの場合、問題はサンプルの調製または振盪時間にあります。

ふるい試験機の保守・校正

ふるい試験装置を最高の状態に保つには、定期的なメンテナンス スケジュールが必要です。ここで何をすべきか:

• ふるいを定期的に検査する: 穴、破れ、ワイヤーの緩みがないか確認してください。ふるいが損傷すると、誤った結果が得られます。損傷したふるいはすぐに交換してください。
• 使用後は毎回ふるいを掃除してください: 柔らかいブラシまたは超音波洗浄器を使用してください。頑固な粒子の場合は、穏やかなエアジェットを使用できますが、メッシュを損傷しないように注意してください。
• シェイカーをチェックする: モーターがスムーズに回転し、異常な音がないことを確認してください。メーカーの推奨に従って可動部品に注油してください。
• シェーカーを校正する: 振幅と周波数を調整できるシェーカーもあります。これらの設定が正確であることを定期的に確認してください。振動計やタコメーターを使用することができます。
• ふるいの開口部を確認する: 認定標準物質または顕微鏡を使用して、ふるいの開口部が仕様の範囲内であることを確認します。通常、これは毎年、または一定回数の使用後に行われます。
• ふるいを適切に保管する: ふるいは乾燥した清潔な環境に保管してください。損傷しないように慎重に積み重ねてください。

これらの手順に従うと、機器の寿命が長くなり、結果の信頼性が高まります。ふるい分析の効果は、使用する装置と手順によって決まることに注意してください。

ふるい検査の未来: 自動化とデジタル ソリューション

分析試験の多くの分野と同様に、ふるい試験も自動化およびデジタル化が進んでいます。最新のシェーカーには、自動的に重量を記録し、粒子サイズ分布を計算する天秤とソフトウェアが組み込まれているものもあります。これにより人的エラーが減り、プロセスがスピードアップします。

また、粒子のサイズと形状をリアルタイムで測定できる動的画像解析への傾向もあります。これはふるい検査に代わるものではありませんが、それを補完することができます。たとえば、日常的な品質管理に画像分析を使用したり、認証のためにふるい検査を使用したりすることができます。

もう 1 つの開発は、特定の用途に合わせてカスタマイズできる 3D プリントされたふるいの使用です。ただし、これらはまだ研究段階にあり、業界ではまだ広く使用されていません。

よくある質問 (FAQ)

ふるいはどれくらい振ればいいですか？

標準ルールは、1 分間にふるいを通過するサンプルが 1% 未満になるまで振とうすることです。ほとんどの粉末では、10 ～ 15 分で十分です。ただし、材料とふるいのサイズによって異なります。常に関連する規格に従ってください。

どのような材料にもどんなふるいを使用できますか?

いつもではありません。材料の研磨性、反応性、粒子サイズを考慮する必要があります。ステンレス鋼のふるいが最も一般的ですが、非常に細かい粉末の場合は、特別なふるいが必要になる場合があります。また、材料が反応性の場合は、非金属製のふるいが必要になる場合があります。

私の結果には再現性がありません。どうすればいいですか？

まずサンプルの準備を確認してください。代表的なサンプルを使用していますか?サンプルは適切に凝集を解かれていますか?また、振盪時間とふるいの状態も確認してください。問題が解決しない場合は、別のシェイキング動作または別のシェイカーを使用してみてください。

ふるいを校正する必要がありますか?

はい、ふるいは定期的に校正する必要があります。頻度は使用状況によって異なります。重要なアプリケーションの場合は、毎年校正することをお勧めします。ふるいを校正ラボに送るか、認定標準物質を使用することができます。

ふるいとふるいの違いは何ですか?

粒子サイズ分析の文脈では、これらの用語はしばしば同じ意味で使用されます。ただし、「ふるい」は通常、織られた金網を備えた実験室用試験用ふるいを指し、「スクリーン」は大型の工業用ふるい装置を指すことがよくあります。しかし原理は同じです。

結論: すべてをまとめる

ふるい試験装置は、粉末や顆粒を扱う人にとって基本的なツールです。製薬、食品、鉱業、先端材料のいずれの分野においても、粒度分布を理解することは品質管理と製品開発の鍵となります。

ふるい検査の仕組み、さまざまな種類の装置、ニーズに適したものを選択する方法の基本について説明しました。また、サンプル前処理の重要性と、遊星ボールミルがどのように機能するかについても強調しました。 二遊星ボールミル 凝集物を粉砕し、均一なサンプルを確保することで、より正確な結果を得るのに役立ちます。

研究室のサンプル前処理機能をアップグレードしたい場合は、 TENCAN'■ 二遊星ボールミルは信頼できる選択肢です。効率と再現性を考慮して設計されているため、あらゆるふるい検査ワークフローに価値を加えることができます。

したがって、次回ふるい分析を実行するときは、結果の品質はふるいのスタックを振るずっと前から始まることを覚えておいてください。それは、適切なサンプリング、凝集の解消、および機器についての十分な理解から始まります。適切なツールと技術を使用すると、信頼できる正確で再現性のある粒子サイズ データを取得できます。

ふるい分けを楽しんでください！