ふるい分け法の誤差の原因とは？正確な粒度分析

ふるい分け法は粒度分析に広く使用されていますが、結果の精度と信頼性に影響するいくつかの誤差の原因があります。このような誤差は、環境条件、装置の問題、試料の前処理、人為的ミスなど、さまざまな要因によって生じる可能性があります。このようなエラーの原因を理解することは、正確な測定を保証し、ふるい分けプロセスの信頼性を向上させるために非常に重要です。

キーポイントの説明

環境条件:
- 相対湿度:相対湿度の変化はふるい分けプロセスに大きな影響を与えます。例えば、極端に乾燥した環境では、強い静電荷によって微粉がふるい部材と互いに付着することがあります。その結果、粒度分布が不正確になり、粒子がふるいを通過できないことがあります。
- 温度:温度変化もふるいに影響を与えます。温度変化によって原料が膨張・収縮し、ふるいのサイズやふるいとの相互作用が変化する可能性があります。
装置の問題:
- ふるいの磨耗と損傷:時間の経過とともに、ふるいは摩耗したり破損したりして、開口部のサイズが変化することがあります。その結果、粒子径の測定が不正確になることがあります。
- ふるいの目詰まり:粒子がふるい開口部に詰まり、開口部の有効サイズが小さくなり、他の粒子が通過できなくなることがあります。このため、粒子径が過大評価されることがあります。
- ふるい校正:ふるい分けが正しく行われていないと、測定値が不正確になります。定期的な校正は、ふるいの目開きが正しいサイズであることを確認するために不可欠です。
試料の準備:
- サンプルサイズ:試料の量が多すぎても少なすぎても、ふるい分け作業の精度に影響します。試料の量が多すぎるとふるいへの負荷が大きくなり、少なすぎると代表的な測定値が得られないことがあります。
- 試料水分率:試料の含水率もふるい分けに影響します。濡れた試料や湿った試料は、粒子同士が固まり、ふるい目を通りにくくなることがあります。
- 試料の凝集:粒子は、特に湿気や静電気の存在下で凝集したり、くっついたりすることがあります。これは不正確な粒度分布結果につながる可能性があります。
ヒューマンエラー:
- 一貫性のないふるい分け技術:ふるい分け作業中のふるいの扱い方によって、誤差が生じることがあります。ふるい振とうが一定でないと、結果にばらつきが生じます。
- 不適切なふるい重ね:ふるいを積み重ねる順番は結果に影響します。ふるいの積み重ね順が正しくないと（目開きの大きいものから小さいものへ）、粒子が正しく分離されないことがあります。
- 測定誤差:各ふるいに保持された原料の重量を測定する際、誤差が生じることがあります。不正確な計量は、誤った粒度分布計算につながります。
材料特性:
- 粒子形状:粒子の形状は、ふるい目の通過に影響を与えます。不規則な形状の粒子は、球状の粒子ほど簡単にふるいを通過できず、不正確な結果につながることがあります。
- 粒子密度:粒子密度の違いもふるい分けに影響します。密度の高い粒子は、ふるい上での沈降が異なり、粒度分布に影響を与えることがあります。
ふるい分け時間:
- ふるい時間不足:ふるい分け工程が十分な時間行われないと、一部の粒子がふるい口を通過する機会がなくなることがあります。その結果、細かい粒子径が過小評価される可能性があります。
- 過度のふるい時間:逆に、ふるい分け時間が長すぎると、粒子が破壊されたり磨耗したりして、細かい粒子径が過大評価される可能性があります。

こうした誤差の原因を理解し、軽減することで、ふるい分け法の精度と信頼性を向上させることができます。装置の定期的な校正、慎重な試料前処理、一貫したふるい分け技術は、これらの誤差を最小限に抑えるために不可欠なステップです。

総括表

エラーの原因	主な要因
環境条件	相対湿度、温度変動
装置の問題	ふるい消耗、目詰まり、校正エラー
サンプルの準備	サンプルサイズ、含水率、凝集
ヒューマンエラー	一貫性のない技術、誤った積み重ね、測定エラー
材料特性	粒子形状、密度
ふるい分け時間	ふるい分け時間の不足または過大