ふるい振とう機の欠点とは？粒度分析における主な制限事項

ふるい振とう機は、粒度分析に広く使用されていますが、精度、信頼性、特定の種類の材料への適合性に影響を及ぼす可能性のあるいくつかの欠点があります。これらの欠点には、微細な材料に対する精度の低下、粒子形状に関する仮定、細長い粒子や平らな粒子に対する制限、非常に小さな粒子に対する不適性、潜在的な粒子径の減少、ふるいのメンテナンスに関する問題などがあります。これらの欠点を理解することは、適切な装置を選択し、粒度分析で正確な結果を得るために非常に重要です。

主なポイントの説明

細かい試料は精度が落ちる
- ふるい振とう機は、100メッシュより細かい試料では精度が落ちます。これは、粒子が小さいほどふるいの目開きを通過しやすくなり、分離と測定の精度が低下するためです。材料が細かければ細かいほど、正確で再現性のある結果を得ることが難しくなります。
粒子形状の仮定：
- ふるい分析では、すべての粒子が円形またはほぼ球形であると仮定します。しかし、細長い粒子や平らな粒子など、多くの材料は不規則な形状をしています。非球状粒子は球状粒子と同じようにふるい口を通過しないため、粒度分布データに歪みが生じます。
細長い粒子や平らな粒子の信頼できない結果：
- 細長い粒子や平らな粒子の場合、ふるい振とう機による質量ベースの結果は信頼できないことがあります。このような粒子は、ふるい開口部を通過できないような方向性を持つことがあり、粒径の過大評価につながります。この制限は、粒子形状が材料特性に大きく影響する産業では特に問題となります。
50 µm以下の粒子には適さない：
- ふるい振とう機は一般的に50 µm以下の粒子には適しません。このサイズ範囲では、レーザー回折法や動的光散乱法などの他の方法が適しています。この文脈におけるふるい振とう機の限界は、従来のふるい分け方法ではこのような小さな粒子を正確に分離・測定することが困難なためです。
粒子径減少の可能性：
- ふるい分け工程では、特に脆い材料の場合、粒子径がさらに小さくなる危険性があります。これは、ふるい振とう機の機械的な攪拌によって起こり、粒子の破損につながります。このような意図しない粒度減少は、粒度分布データに誤差を生じさせ、元の試料を代表しにくくします。
ふるいの目詰まりと歪み：
- ふるいは適切な取り扱いとメンテナンスを行わないと、目詰まりを起こしたり、歪んだりすることがあります。目詰まりは、粒子がふるいの目開きに詰まることで発生し、有効な目開きが小さくなるため、分析結果が不正確になります。歪みは不適切な洗浄や取り扱いによって起こり、ふるいのメッシュサイズが変化し、分析の再現性に影響を与えます。
メッシュの織り方のばらつき：
- 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。織りのわずかな違いでも、ふるい目の大きさにばらつきが生じ、それが粒度分布の精度に影響します。データの表示と分析では、このばらつきを考慮する必要があります。
分級数の制限：
- ふるい分析で得られる粒度分布の数は限られており、通常は8個までです。このため、粒度分布の分解能が制限され、より連続的な粒度分布を提供できる他の方法に比べて詳細性に欠けます。高分解能のデータが必要な場合、フラクション数の制限は大きな欠点となります。
時間のかかるプロセス：
- ふるい分け分析は、特にサンプルサイズが大きい場合や、正確な分離を達成するためにふるい分け時間を長くする必要がある材料を扱う場合、時間のかかるプロセスになることがあります。これは、迅速な結果が求められる環境では不利になります。
メンテナンスと取り扱いの要件：
- 目詰まりや歪みなどの問題を避けるためには、ふるいの適切なメンテナンスと取り扱いが重要です。ふるいを良好な状態に保つためには、定期的な洗浄と点検が必要です。ふるい振とう機のメンテナンスを怠ると、分析結果が不正確になったり、頻繁にふるい振とう機を交換しなければならなくなり、分析にかかる全体的なコストが高くなる可能性があります。

まとめると、ふるい振とう機には簡便性や費用対効果などいくつかの利点がある一方で、精度や特定の材料への適合性に影響を及ぼす可能性のある重大な欠点もあります。これらの欠点を理解することは、粒度分析におけるふるい振とう機の使用について十分な情報を得た上で決定するために不可欠です。

まとめ表

デメリット	特徴
微細な材料に対する精度の低下	100メッシュより細かい材料では精度が落ちる。
粒子形状の仮定	粒子が球形であると仮定しているため、不規則な形状の場合、信頼性の低い結果となる。
細長い/平らな粒子では信頼性が低い。	粒子の向きに起因する過大評価。
50 µm未満の粒子には不向き。	小さな粒子にはレーザー回折法などの他の方法が適しています。
粒子径減少の可能性	機械的攪拌により脆い粒子が破壊される可能性がある。
ふるいの目詰まりと歪み	目詰まりや不適切な取り扱いは、不正確な結果につながります。
メッシュの織り方のばらつき	ふるい目のばらつきは再現性に影響します。
ふるい数の制限	通常、最大8個のふるいを使用するため、分解能が制限される。
時間のかかるプロセス	正確な分離のためのふるい分け時間の延長
メンテナンスと取り扱い	定期的な清掃と点検が必要です。