ミルまたはグラインダーで一貫した粒子サイズと分散を達成する方法

アンジェロ・デパルマは、ニュージャージー州ニュートンに住むフリーライターです。 [email protected] までご連絡ください。

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一貫性は研究室での仕事の生命線です。 一貫したプロセスまたは操作は予測可能であり、適切に制御されており、問題が発生した場合のトラブルシューティングに適しています。 想像以上に多くの製品が、原材料の一貫した粉砕、微粉化、粒径縮小と、それに続く製品マトリックスへの均一な分散に依存しています。

BYK-Gardner (メリーランド州コロンビア) の分散ビジネスラインマネージャーである Andreas Stummer 氏によると、サンプルの粘度は粒子サイズの縮小と分散の一貫性に影響を与える主な要因の 1 つです。 「材料がミル内をどのように移動するか、そして最終的には配合された製品内で材料がどれだけ簡単に分散するかが、一貫した粉砕結果を得るために重要です。その他の要因には、粉砕ビーズのサイズ、ビーズの充填率、ビーズの材質、ビーズミルの種類、滞留時間などが含まれます。工場内で。」 BYK の中核事業は、塗料、顔料、インクに特化し、多数の粉砕および分散アプリケーションをカバーしています。 同社は、横型および縦型のビーズミル、バスケットミルに加えて、原材料と最終製品の両方の温度、色、その他の特性を測定するための機器を販売しています。 BYK はまた、コネチカット州ウォーリングフォードに最先端の試験ラボを維持しており、潜在的な顧客向けにデモンストレーションや試運転を提供しています。

粉砕のすべての段階でかなりの機械的エネルギーが加えられるため、温度は製品の品​​質に影響を及ぼします。 一貫性の概念に従って、粉砕は効率的な粒径縮小と一致し、製品に害を及ぼさない均一な温度で行われるべきである。 生体サンプル、特に動物組織は熱による損傷を受けやすい場合があります。 「私たちは温度を制御するためにいくつかの方法を使用しています」とスタマー氏は言います。 「たとえば、当社のバスケットミルは二重壁ジャケットで水冷可能です。」

粉砕時間も別の要因です。 ユーザーは、サンプルとの接触を伴う各ステップの時間を慎重に計る必要があります。 フライス加工または研削には通常、いくつかの手順が必要です。 顔料は通常、化学的、機械的、および弱い引力によって保持された不均質な粒子からなる凝集体として存在します。 これらは、最初に湿らされ、次に単純なせん断力（例えば、ミリングディスク）によってより単純な凝集体に分解され、その後、大幅な粒径減少が起こります。 粉砕により、これらは一次粒子 (生成物) に減らされ、それ自体が凝集しやすくなります。 一次粒子が形成されると、それらを懸濁状態に保つために添加剤が必要になります。 「目標は粒子の破壊ではなく、粒子サイズの縮小であることを覚えておくことが重要です」とスタマー氏は言います。

最初の予備分散ステップで考慮すべきその他の要素は、ブレードと粉砕容器の形状です。 サンプルサイズも容器の容積に適したものでなければなりません。 オペレーターは、上記の最適ではない組み合わせに対していくつかの回避策を用意しています。 たとえば、添加剤を使用して湿潤性と分散性を向上させたり、凝集を抑制したりする能力などです。

高純度の化学サンプルまたは生物学的サンプルを抽出のために粉砕するには、多くのオプションが存在します。 Cole-Parmer (イリノイ州バーノンヒルズ) のバイオサイエンス製品マーケティングマネージャーである Michael Steinert 氏は、購入者に対し、検討している製粉機にサンプルが適合するかどうかを確認するようアドバイスしています。 「サンプルが小さい場合は、単純な卓上ミル、または小型の手動式のソリューションでも十分に機能します。材料の容量が大きい場合は、通常、ジャーミルが最も効率的なソリューションを提供します。」 Cole-Parmer は数多くの製品の中で、サンプルを粉砕するために硬質媒体を使用するジャーミルを販売しています。 ジャーが回転すると、粒子は細かい粉末になります。

「サンプルと互換性のあるジャーミルを見つけるのは難しくありませんが、粉砕メディアとジャーが互換性があることを確認する必要があります」と Steinert 氏は付け加えます。 「ステンレス鋼のボールを使用する場合は、さまざまなサイズがあるステンレス鋼のジャーを使用する必要があります。ジャーミルは、ジャーに詰める必要がないため、大量だけでなく、より小さなバッチにも機能します。動作する能力。」

粒子サイズを均一にするために、シュタイナート氏は、適切なふるいサイズのふるい振とう機を使用することを提案しています。 「これにより、最大限の一貫性が確保され、用途に必要な粒子のみを使用できるようになります。ただし、どのオプションを選択する場合でも、粒子サイズ、精度、化学的/硬度の適合性、バッチの点で基準を満たしていることを確認してください。サイズ。"

「一貫した粒子サイズの縮小を達成するには、多くのオプションが存在します」と Stummer 氏は言います。 「もちろん、物事がうまくいかない可能性もありますが、それらの選択肢の多くは成功につながります。」