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サンドミルは媒体撹拌型の湿式粉砕機の一種であり、工業的に広く利用されている。最近、超微粒子の製造技術に対する関心が各産業界で急激に高まっている中、その機種も竪型から横型のものが主流となるなどサンドミルの超微粉砕能力を向上させるための改良がなされている。本研究では、内羽根と外筒がそれぞれ独立に回転する横型サンドミルにおいて、メディア粒子の挙動を可視化する計測技術をオリジナルに開発した。その技術を用いることにより、ミル内メディア粒子の速度分布と速度変動強度及び出現頻度分布の測定を可能にした。両方の回転方式で得られたメディア粒子の流動特性に関連づけて、アルミナビーズを用いた炭酸カルシウム微粒子の粉砕特性を考察した。その結果、内羽根だけが回転する場合及び内羽根と外筒が逆方向に回転する場合の両方について得られた50%粒子径は、従来の速度変動強度だけではうまく相関できず、それに出現頻度をかけた重み付き速度変動強度で良好に相関できることを見いだした。さらに3種類の撹拌翼(平板型、穴あき平板型、十字型)を用いた場合のメディア粒子の挙動を可視化した。その結果、ミル内メディア粒子の速度分布と速度変動強度及び出現頻度分布に及ぼす撹拌翼の幾何形状の影響を明らかにした。さらに炭酸カルシウム微粒子の粉砕実験を行うことにより、メディア粒子の挙動と粉砕特性の関係を考察した。その結果、重み付き速度変動強度を用いることにより、双方の回転方式で各羽根について得られた粉砕特性が良好にまとめられることを見いだした。また、それらの知見を基に新たな撹拌翼(十字型タービン翼)を試作し、その粉砕特性をメディア粒子の挙動と関連づけて考察した。その結果、従来の三つの羽根に比べ高い粉砕速度を示すことが分かった。
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