ふるい分析の限界とは？粒度分布測定における主な課題

ふるい分析は、粒度分布を測定するために広く使用されている方法ですが、その精度と適用性に影響するいくつかの制限があります。これらの限界には、粒度分画の数が限られているため分解能が制限されること、湿った粒子や粘着性のある粒子を分析できないこと、最小測定限界が50 µmであること、時間がかかることなどがあります。さらに、ふるいメッシュの織り方のばらつきや湿度などの環境要因は、結果の再現性と精度に影響を与える可能性があります。これらの限界を理解することは、粒子径分析に適切な方法を選択し、結果を正しく解釈するために非常に重要です。

キーポイントの説明

サイズ分数の数には限りがある:
- ふるい分析では通常、最大8個のふるいを使用するため、粒度分布の分解能が制限されます。このため、試料に含まれる粒子径の全範囲を測定できない可能性があり、材料の特性の詳細な把握につながりません。
乾燥粒子のみに有効:
- ふるい分析は乾燥した粒子に対してのみ有効です。湿った粒子や粘着性のある粒子はふるい目を詰まらせ、不正確な結果につながります。この制限により、ふるい分析は、本質的に湿った材料や凝集しやすい材料には不向きです。
最小測定限界:
- ふるい分析の最小測定限界は約50 µmです。このサイズより小さい粒子は標準的なふるいでは正確に測定できないため、レーザー回折法や沈降法などの代替法を使用して、より微細な粒子を測定する必要があります。
時間のかかるプロセス:
- ふるい分析は、特にサンプルサイズが大きい場合や、適切な分離を達成するために長時間の振とうが必要な材料を扱う場合、時間のかかるプロセスになることがあります。これは、時間に制約のあるアプリケーションでは大きな欠点となります。
ふるいメッシュの織り方のバリエーション:
- ふるいメッシュの織り方にばらつきがあると、試験結果の再現性に影響します。このようなばらつきは、開口部の大きさの不一致につながり、ひいては粒度分布データの精度に影響を及ぼす可能性があります。データの表示と分析には、これらのばらつきを考慮することが不可欠です。
素材特性の影響:
- ふるい分析の有効性は、試験する材料の特性によって左右されることがあります。分離する最小サイズ、凝集に対する抵抗力、静電気などの要因は、すべて結果の精度に影響します。例えば、静電気を帯びやすい材料は、正確な測定のために特別な取り扱いが必要になる場合があります。
周囲条件の影響:
- 相対湿度などの環境条件もふるい分析の精度に影響します。極端に乾燥した環境では、強い静電気のために微粉がふるい部材と互いに付着し、正確な結果が得られないことがあります。分析中の環境条件をコントロールすることで、この問題を軽減することができます。

粒度分析に適切な方法を選択し、結果を正しく解釈するためには、これらの制約を理解することが不可欠です。ふるい分析は貴重なツールですが、その制約を認識し、必要な場合は代替方法を検討することが重要です。

要約表

制限事項	説明
分級数に制限あり	最大8つのふるいを使用するため、粒度分布の分解能が低下します。
乾燥した粒子にのみ有効	湿った粒子や粘着性のある粒子はふるいを詰まらせ、不正確な測定結果につながります。
最小測定限界 (50 µm)	50 µm以下の粒子は正確に測定できません。
時間のかかるプロセス	振とう時間が長く、サンプルサイズが大きいため、時間がかかる。
ふるい目のばらつき	ふるい目のばらつきは再現性と精度に影響します。
材料特性の影響	静電気、凝集、材料特性は結果に影響を与える。
周囲条件の影響	湿度や静電気は不正確な測定の原因となります。