「ビーズミル（媒体攪拌ミル）」は、私たちの暮らしでおなじみの自動車や携帯端末の部品、化粧品や食品など、さまざまな産業ジャンルの資材や素材づくりに欠かせない機械です。
ビーズミルの原理や構造、湿式と乾式の違いなどを、わかりやすく解説。
さらに、微粉砕・分散を実現する、弊社の製品ラインナップをご紹介します。
粉砕・分散とは何か？
ビーズミルの前に、その原理である「粉砕」と「分散」の基礎知識を説明します。
粉砕とは何か？
1つの塊をこなごなに
「砕く」
粉砕とは、ある物質を砕いて、複数の「粉体」を造るための操作・作業のひとつです。また、個体粒子を機械的エネルギーによって「粒子サイズを減少させ、新しい表面を生成する」ことを指します。
粉砕は、機械による物理エネルギーによって、圧縮や衝撃、せん断、摩耗などの力が砕料に連続的に加えられ、応力により変形・破壊されることで、個体の「新生面」を生成するプロセスです。
分散とは何か？
集まった粒子をバラバラに
「散らす」
「分散」は、凝集体が単一粒子に近い状態となり、流体または他の成分中へ均一に構造体を形成しながら、分布することです。
高度なナノ分散を達成する必要がある場合、ビーズミルが用いられます。
この均一に粒子を分布させる工程を乾式処理では「解砕」と呼ぶ場合があります。
おさらい
- 粉砕とは、1つの大きな粒子を砕くこと
- 分散とは、もともとの微粒子の凝集体をほぐすこと
ビーズミルとは
ビーズの力で対象物（粒子）を、マイクロサイズやナノサイズまで
細かくする微粉砕・分散機のことです。
粉砕室内のビーズ（粉砕メディア）にアジテータで運動を与え、ビーズ間の衝突やせん断等により、対象物を微細化します。粉砕室出口には、ビーズと対象物を分離するスクリーン等の機構があり、ビーズは粉砕室に留まり、対象物は連続的に処理されます。
<参考>
粉砕に寄与する力としては、下記があげられます
・衝撃 ・摩擦
・せん断 ・圧縮 ・・etc
おさらい
- ビーズミルとは、粉砕メディアとしてビーズを使用した粉砕機のこと
- ビーズ間の衝突やせん断等により、対象物を微細化する
微粒子の生成方法
微粒子生成で知っておきたい
ブレークダウンとビルドアップ
微粒子の生成方式には、原料に機械的なエネルギーを加えて微細化する「ブレークダウン」と、原子やイオン、分子の集合体を化学反応させることで微細化を行う「ビルドアップ」の2つの方式があります。
プロセス、処理量を考えるとサブミクロン領域の微粒子の生成には、 ブレークダウンである「粉砕法」が有利と考えられます。
一方、ナノ粒子を生成するためにはビルドアップが有利となります。
しかし、ビルドアップで生成されたナノ粒子は凝集体を形成しやすいため、一次粒子近くまで分散し均一化した状態を維持する必要があります。
このような分散処理を行うにはビーズミルが有効です。
ブレークダウン |
ビルドアップ |
|---|---|
| 処理量大 | 少量だが、 狙い通りの粒子を作れる |
ブレークダウンとビルドアップの特性の違い
ブレークダウンとビルドアップのサイズ比
おさらい
- ブレークダウンの粉砕もビルドアップ後の分散もビーズミルが有効
粉砕機の種類とは
マイクロサイズからナノサイズに微細化を実現
アシザワのビーズミル
数百ミリメートル以上の砕料を、数十ミリメートル程度まで粉砕する装置を「粗砕機」、数十ミリメートルオーダーを数ミリメートルから数百マイクロメートル程度に粉砕する装置を「中砕機」といいます。
「粉砕機」は、数十ミリメートル以下の砕料を数百マイクロメートル以下にまで粉砕する装置で、数マイクロメートルオーダーまで微細化することを目的とする装置を「微粉砕機」、数マイクロメートル以下の微粉生成を目的とする装置を「超微粉砕機」といいます。
アシザワのビーズミルは、超微粉砕機に分類されるもので、容器内部にビーズ（媒体）を充填し、アジテータを回転させて原料をビーズ同士の衝突力や、せん断力によって粉砕します。
シグマドライSGD12.5
MAXナノ・ゲッター HFM4
おさらい
- 粉砕したいサイズによって適切な装置を選択する
- ビーズミルの粉砕は一番細かくできる
2種類のビーズミル
ビーズミルの2つの方法
乾式と湿式の違いを考える
ビーズミルは、対象物（粒子）をマイクロサイズやナノサイズまで微粉砕・分散する機械のことです。粉砕室内のビーズ（粉砕メディア）を、アジテータで運動を与え、粒子とビーズを衝突やせん断によって対象物を微細化します。
さらに「乾式」「湿式」の2つの方式があり、対象物を気体中で微細化するか、液体中で微細化するかが大きな違いです。
「どこまで微細化するか？」目標とする到達粒子径サイズが、ビーズミル選択の基準となります。また、乾式/湿式ともに粉砕の種類や原理、粉砕力、エネルギーコストなどがそれぞれ異なり、特長やメリットも異なりますので、お客様の用途に最適な1台を選ぶことが大切です。
乾式ビーズミルは、比較的に大きな径のビーズを使用するため、粗大粒子を容易に粉砕可能。対して、湿式ビーズミルは、微小ビーズを使用し、かつ高速な回転で攪拌を行い、ナノサイズまで微粒子化を実現できる
おさらい
- ビーズミルには、乾式と湿式の2つの方法がある
- 粒子の特性や目標サイズによって適切なビーズミルを選択する
製品ラインナップについて
湿式・乾式、大容量からラボ機まで
バラエティー豊富かつ幅広い製品群
アシザワのビーズミルは、対象物をナノサイズやサブミクロンなどの目標到達粒径へ微粉砕・分散させるため、バラエティー溢れる製品ラインナップをご用意。「運転条件」「材質」「冷却方法」「目標粒子径」などのお客様ニーズに最適な1台をご提案いたします。
「湿式微粉砕・分散機」「乾式微粉砕機」「メディアレス分散・乳化機」「インラインミキサー」「混合・混錬・攪拌機」「真空脱泡機」その他、微細化ソリューションを幅広く取り揃えています。
[ アシザワの代表的なビーズミル ]
おさらい
- 一次粒子を保持しつつ、良質な分散を実現するマイルド分散
- ラボ機から生産機まで多彩なラインナップ
アシザワのビーズミルの強み
技術力と製品力、サポート力を背景に
お客様のモノづくりに新価値を提供
アシザワは、微粉砕・分散の最先端微粒子技術によって、インキ、塗料、化粧品、電池、電子部品などのモノづくり（開発・製造）における課題解決と新しい可能性の共創を通じて、人とくらしの未来を切り拓いてまいります。
アシザワのビーズミルが活躍するビジネス分野と用途
おさらい
- ファーストコンタクトから納入後のアフターサービスまでお客様をしっかりサポート
実機テストと受託加工のご案内
製品購入前に性能や利便性を実感！
便利な実機テスト＆受託加工サービス
ビーズミルやミキサー、脱泡機などのアシザワ製品を使用した「実機テスト」と、微粉砕・分散の「受託加工」の2つの有償サービスを実施しています。
「実機テスト」はサンプルを用意していただき、テストの立ち会い、ご説明付きで実施します（リモートテスト対応）。
微粉砕・分散の「受託加工」は、湿式・乾式ビーズミルを利用し、お客様が必要な量だけ微粉砕・分散加工が可能（100mL～数m3）です。
多くの実績と高い専門性を有する微細化技術でサポートする「実機テスト」と「受託加工」を是非ご活用ください。
おさらい
- ビーズミルのこと、迷ったら、悩んだら、まずはアシザワへご相談ください！