ふるい振とう法の欠点とは？粒度分析における主な限界

ふるい振とう機法は粒度分析に広く使用されているが、いくつかの顕著な欠点がある。例えば、微細な材料（100メッシュ以下）に対する精度の低下、粒子の形状に関する仮定が正しくない可能性（例えば、粒子が常に球形であるとは限らない）、細長い粒子や平らな粒子に対する信頼性の低い結果などである。さらに、この方法は50µmより小さい粒子には適さず、振とう中に粒子径が減少して誤差が生じる危険性がある。また、ふるいは適切にメンテナンスされないと詰まったり歪んだりすることがある。その他の限界としては、再現性に影響するメッシュの織り方のばらつき、サイズ分画の数の制限（通常8ふるいまで）、乾燥粒子にのみ有効な方法などがあります。これらの要因により、ふるい振とう法は汎用性が低く、用途によっては精度が低くなる可能性があります。

主なポイントの説明

ファインマテリアルの精度低下:
- ふるい振とう法は、100メッシュより細かい試料では正確性に欠ける。これは、粒子が細かいほどメッシュを通過しやすくなり、粒度分布測定が不正確になるためです。
粒子形状の仮定:
- この方法は、すべての粒子が丸いか、ほぼ球形であると仮定しています。しかし、これは必ずしも正しいとは限らず、特に細長い粒子や平らな粒子の場合、信頼できない質量ベースの結果につながることがあります。
小さな粒子には適さない:
- ふるい振とう法は50 µm以下の粒子には適さない。この制限は、ふるいメッシュサイズの実用的な制約と、そのような小さな粒子を正確に測定することの難しさに起因する。
潜在的な粒子径の減少:
- 振とう工程では、粒子径がさらに減少するリスクがあり、粒度分布測定に誤差をもたらす可能性があります。
ふるいの目詰まりと歪み:
- 適切な取り扱いとメンテナンスを行わないと、ふるいが詰まったり歪んだりすることがあります。これは結果の精度に影響し、頻繁にふるいのメンテナンスや交換が必要になる場合があります。
メッシュの織り方のバリエーション:
- メッシュ素材の織り方にばらつきがあると、試験結果の再現性に影響を及ぼすことがある。このようなばらつきは、データの表示と分析において考慮する必要があり、プロセスが複雑になります。
サイズ分画の数が限られている:
- ふるい振とう機による粒度分布測定法では、通常8ふるいまでしか測定できません。このため、粒度分布の分解能が制限され、用途によっては十分な詳細データが得られない場合があります。
乾燥粒子にのみ有効:
- この方法は乾燥した粒子に対してのみ有効である。湿った粒子や水分を多く含む粒子は、ふるいを詰まらせたり、測定の精度を妨げる可能性があります。
時間がかかる:
- ふるい振とう法は、特に多数の試料を扱う場合や高い精度が要求される場合、時間がかかることがあります。これは、時間に制約のあるアプリケーションでは重大な欠点となります。
再現性の問題:
- メッシュの織り方のばらつきや、ふるいの目詰まりの可能性など、上述の要因により、結果の再現性が損なわれる可能性があります。このため、異なる試験やラボ間で一貫した結果を得ることは困難です。

要約すると、ふるい振とう法は粒度分析に一般的に使用される技法であるが、その精度、信頼性、適用性に影響するいくつかの制限がある。これらの欠点は、特にふるい振とう法の仮定や実用的な制約を満たさない材料について、粒度分析法を選択する際に注意深く考慮する必要があります。

要約表

デメリット	特徴
微粒子の精度低下	メッシュを通過しやすくなるため、100メッシュより細かい粒子では精度が落ちる。
粒子形状の仮定	細長い粒子や平らな粒子には信頼できない。
小さな粒子には不向き	50 µm以下の粒子には効果がない。
粒子径減少の可能性	振とう中に粒径がさらに減少し、エラーにつながるリスク。
ふるいの目詰まりと歪み	適切なメンテナンスを行わないと、目詰まりや歪みが発生することがあります。
メッシュの織り方のばらつき	再現性に影響。慎重なデータ分析が必要。
分級数の制限	通常、最大8つ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。
乾燥した粒子にのみ有効	湿った粒子や水分の多い粒子は、ふるいを詰まらせたり、精度を妨げる可能性があります。
時間がかかる	特にサンプル数が多い場合や高精度が要求される場合は、時間がかかることがある。
再現性の問題	試験やラボ間で一貫した結果を得るための課題