湿式粉砕・分散
ナノ湿式粉砕のためのビーズミル
ビーズミル（サンドミル）は湿式粉砕装置で、ローターが小さなジルコニアビーズを動かし、液体スラリー中の粒子を 30 nm〜20 µm まで微細化します。選定はまず目標粒度から：100 nm 以下はスクリーンレス縦型、100 nm〜1.5 µm は横型タービンまたはピンミル、ミクロン域の塗料・インクにはディスクミルが適しています。
- 30 nm–20 µm
- 粒度は機種により異なります
- ラボから量産まで
- スケールアップ可能な機種構成
- 複数のローター構造
- 用途に合わせて選択
最適なビーズミルを探す
粉砕要件に応じた主力機種をご紹介します。
ビーズミルの用途
代表的な用途と、それに適したミル構造。
電池材料
LFP、LMFP、ナトリウムイオン正極材、シリコンカーボン負極材は、タップ密度とレート特性のために狭い粒度分布が求められます。
CNT 導電ペースト
CNT の分散には、チューブを短く切断せずにバンドルをほぐすだけのエネルギーが必要です。
塗料・インク・顔料
塗料、印刷インク、カラーペースト、UV 系はミクロンまたはサブミクロンまで粉砕するのが一般的で、ディスク型・ディスクピン型撹拌が安定かつ経済的な分散を実現します。
先端セラミックス
チタン酸バリウム、アルミナ、ジルコニア、電子セラミックスのスラリーには、金属コンタミを防ぐセラミックライニングの粉砕室が必要です。
ビーズミル仕様比較
仕様は機種により異なります。適合性は粉砕試験でご確認ください。
| ビーズミル | 構造 | 粉砕粒度 | 粉砕メディア | 主な用途 |
|---|---|---|---|---|
| LPM 縦型ビーズミルシリーズ | 縦型、スクリーンレス遠心分離排出 | 30–1000 nm | 0.05–2.0 mm | 0.05〜0.1 mm マイクロビーズで 100 nm 以下を目指す用途。LFP、ナトリウム電池、シリコンカーボン材料 |
| NCT タービンビーズミルシリーズ | 横型、タービンローター、セラミック粉砕室 | 100–1500 nm | 0.2–2.0 mm | 狭い粒度分布の高エネルギーナノ分散。CNT、ナノセラミックス、インクジェット |
| NCP ピンビーズミルシリーズ | 横型、ピンローター | 100–1500 nm | 0.2–2.0 mm | 高処理量の電池スラリー：LFP、LMFP、カーボンブラック、セパレーターコーティング |
| 縦型デュアルパワービーズミルシリーズ | 縦型、デュアルパワー駆動 | 50–2000 nm | 0.03–2.0 mm | 広い粒度範囲、難粉砕・高粘度スラリー |
| 横型デュアルパワービーズミルシリーズ | 横型、デュアルパワー駆動 | 100–1500 nm | 0.05–2.0 mm | 電池・塗料・セラミックスラリーの柔軟な生産 |
| ディスク式ビーズミルシリーズ | 横型、ディスク撹拌 | D50 100 nm – 20 µm | 0.3–2.0 mm | D50 100 nm〜20 µm の塗料・インク・顔料 |
| ディスクピン式ビーズミルシリーズ | 横型、ディスクピン撹拌 | 300–1500 nm | 0.3–2.0 mm | 熱に敏感な材料と微細分散 |
| 実験用縦型ビーズミル | ラボ用、縦型 | 30–1000 nm | 0.03–1.0 mm | 量産機選定前の研究開発・スケールアップ試験 |
| 実験用横型ビーズミル | ラボ用、横型 | 100–1500 nm | 0.1–2.0 mm | ごく少量のバッチと迅速な配合スクリーニング |
ビーズミルの選び方
確実に選ぶ最短の方法は、お客様の材料での粉砕試験です。INFOR はラボミルで粒度・エネルギー・処理量を測定し、その結果から量産機の仕様を決定します。
目標粒度
約 100 nm 以下では通常、マイクロビーズ（0.05〜0.1 mm）と、それを保持できるスクリーンレス縦型ミルが必要です。100 nm〜1.5 µm では横型タービンミルとピンミルが主力です。ミクロン領域の塗料やインクはディスクミルが経済的です。
粘度と流量
CNT ペーストなどの高粘度スラリーには、詰まらずに大流量を確保できるローターと排出構造が必要です。
処理量
0.3 L からのラボミルでプロセスを検証し、量産用粉砕室は数十リットルから 1,000 L 以上まで、単体でもライン全体でも対応します。
コンタミネーション
電池材料や電子材料では、金属混入を防ぐためにセラミックライニングの粉砕室とローターが一般的に求められます。
温度
熱に敏感な配合には、冷却効率が高くエネルギー密度の低い設計（ディスクピンミルなど）が適しています。
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ビーズミルとは？
ビーズミルは湿式の粉砕・分散装置です。粉砕室には小さな粉砕ビーズ（通常は直径約 0.03〜2.0 mm のジルコニア）が充填されています。ローター（タービン、ピン、ディスク、縦型アジテーター）がビーズを加速し、ビーズ同士の衝撃とせん断によって液体スラリー中の粒子を細かくします。
ビーズミルとサンドミルは同じ装置の 2 つの呼び名です。 初期の装置は天然の砂を粉砕メディアとして使っていたため、特に中国やアジアでは「サンドミル」が一般的な名称になりました。現在のメディアはエンジニアリングセラミックビーズで、国際的には「ビーズミル」の方が一般的です。INFOR の製品名は「ビーズミル」を用い、「サンドミル」を別名として併記しています。
スラリーの供給
ポンプで液体中に懸濁した粒子を粉砕室へ送ります。
セラミックビーズで粉砕
ローターが約 0.03〜2.0 mm のジルコニアビーズを加速し、ビーズ間の衝撃とせん断で粒子を細かくします。
分離と排出
分離機構がビーズを粉砕室内に保持し、粉砕された製品だけが流れ出ます。
ビーズミルに関するよくある質問
はい。どちらも同じ媒体撹拌型ミルを指します。初期の装置は天然の砂を粉砕メディアに使っていたため、特にアジアで「サンドミル」という名称が定着しました。現代の装置はジルコニアなどのセラミックビーズを使うため、現在は「ビーズミル」が国際的により一般的な名称です。
ミルとビーズサイズによります。INFOR のスクリーンレス縦型ミルは 0.05〜2.0 mm のジルコニアビーズで 30〜1000 nm に到達します。横型タービンミルとピンミルは通常 100〜1500 nm、ディスクミルは D50 100 nm〜20 µm をカバーします。
非常に小さなビーズ（0.1 mm 未満）でスクリーン詰まりなくナノ粒度を得たい場合は、スクリーンレス縦型ミルを選びます。大流量・連続生産・広い粒度範囲が必要な場合は、横型タービンミルまたはピンミルを選びます。お客様の材料でのラボ試験が確実な判断方法です。
ナノ・サブミクロン用途の多くでは、直径約 0.03〜2.0 mm のイットリア安定化ジルコニアビーズを使います。小さいビーズほど細かく粉砕できますが、それを保持できる分離機構を持つミルが必要です。
はい。INFOR はラボ用ミル（0.3 L から）で粉砕試験を行い、その結果をもとに量産機の仕様決定とプロセスのスケールアップを行います。
まずはお客様の材料から
材料、目標粒度、生産要件をお知らせください。粉砕試験の計画と適切な装置の選定をお手伝いします。
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