粉砕シールレスビーズミル／アペックスミル・ウルトラアペックスミル
メカニカルシール省略型ビーズミルの開発概要
弊社では、業界で初めてメカニカルシール省略型ビーズミルを製品化しました。ビーズミルでは、ビーズ分離時の通液抵抗などが原因でミル内を加圧する必要があり、回転軸にメカニカルシールの設置が必須でした。しかしメカニカルシールには、モノマー入り顔料などの特定スラリーでの故障、医薬品・食品などでシール液・摺動部材からのコンタミ発生、及び分解洗浄作業の煩雑化などの問題がありました。そこで、これらの問題を根本から解決すべく、シールレスビーズミルを開発しました。
1. メカニカルシールの役割とは
ミルには0.1～0.4MPaの内圧が掛かっており、回転軸とミル固定部の間の封止のためにメカニカルシールは必須でした。メカニカルシールでは、摺動材をバネで押し込み、固定部と回転軸を接触させて、数μｍの隙間を形成してシールします。更にシール液を用いて、内外の圧力差を極小化してスラリー漏洩を防止します。
2. メカニカルシールレスービーズミルの基本構造
シールレスの基本構成
当社のシールレスミルの基本構造は、ミル上方にスラリー貯留槽を設け、回転軸に設置されたインラインポンプ（ポンピングリング）でスラリーを押し込むことで、メカニカルシールなしでミルを加圧します。
当社のシールレスビーズミルには、下降流型（アペックスミル）と上昇流型（ウルトラアペックスミル）があります。前者は上記の基本構造で構成されます。後者では、遠心式ビーズ分離装置を通ったスラリー上昇流を回転軸内の流路に流すことで、シール部の下降流と分離する構造です。
両型式とも、スラリー貯留槽とミル内に流動安定化部品（詳細構造は省略）を設置しています。構造の詳細は各々の装置紹介の中に記載されています。
以下の装置構成により、シール装置なしで、ミル内を加圧する。
➀スラリー貯留槽
ミル内を加圧するために、下方向へスラリーを送り込むための液貯留空間
➁ポンピングリング
スラリー貯留槽から下方向へスラリー送液を行い、ミル内を加圧する部品
③流動安定化部品
ミル内・スラリー貯留槽内の流動を安定化し、ビーズ逆流を防止する圧力調整部品
④ビーズミル
縦型ビーズミル(ビーズ分離装置の位置の違いに対応して下降・上昇流の両方に対応)
特長
- 1. メカニカルシールとの相性が悪いナノ金属や固着性が強いモノマー入りスラリー
などによるメカニカルシールトラブル対策 - 2. メカニカルシール起因による金属粉コンタミを解消
- 3. メカニカルシール省略による分解作業の簡略化・衛生洗浄の作業負荷低減により、
特に医薬・食品業界で求められる衛生対応が容易 - 4. メカニカルシール由来の整備費・作業がなくなり、ランニングコストが低減
装置説明
(1)アペックスミル
① ミル構造
縦型ミルにビーズ分散力の強い攪拌ローターを設置しています。
ミル底部に、スリット幅可変式ビーズ分離装置を設置しており、中径から大径のビーズ分離が可能です。
*中径：φ0.3～0.8㎜、大径：φ1～3㎜
② シールレス構造
ポンピングリングによりスラリーを下方に押し込む構造です。
ミル加圧と本来のスラリー流れが一致しているため、基本構造で構成されます。
ただし、ミル内流動安定化部品の設置は必要になります。
③ 処理性能
0.3ｍｍ以上のビーズに対応します。サブミクロンの粉砕・分散処理が可能です。
メカニカルシールが破損されやすい特殊顔料などに効果的です。
また、医薬・食品の粉砕処理では衛生対応に、特に優位性があります。
(2)ウルトラアペックスミル
① ミル構造
縦型ミルに、遠心分離式ビーズ分離装置を設置しております。
小径から中径のビーズを使用でき、ナノサイズの粉砕・分散処理が可能です。
＊小径：φ0.1～0.2㎜ ＊中径：φ0.3～0.8㎜
② シールレス構造
ビーズ分離装置を通過したスラリーは、中空回転軸中のスラリー流路を通過して上方に流れ、
一方で回転軸シール部で下降流を形成するため、複雑な構造です。
ミルとスラリー貯留槽の内部に流動安定化部品を設置しています。
③ 処理性能
0.1ｍｍ以上のビーズに対応します。ナノサイズ粒子のスラリーの粉砕・分散処理が可能です。
メカニカルシールが破損しやすいナノ金属や特殊顔料に適用可能です。
ナノ分散によるビーズミルの適用範囲を広げる技術になります。
運転条件
(1)アペックスミル
使用可能ビーズ径：Φ0.3㎜以上のビーズに対応
分散ローター周速：2〜10m/s
(2)ウルトラアペックスミル
使用可能ビーズ径：小径ビーズ対応。低粘度スラリーであれば0.1㎜のビーズを使用可能。
分散ローター周速：8〜12m/s
シールレスビーズミル／対象スラリー
(1)アペックスミル
摺動部で反応する材料(顔料など化学品)、高い衛生・コンタミルフリーを望む材料(医薬、食品)
| 対象スラリー | 性状 | メカ省略型での解決事案 |
|---|---|---|
| UV硬化インク | モノマー入り顔料スラリー | モノマー重合による摺動面固着の解消 (シール部破損) |
| ナノ薬剤(原薬) | 難溶解性有機物結晶スラリー | 金属元素のコンタミ解消 |
| 食品スラリー | 中粘度スラリー | 食品で求められる衛生洗浄を実現 |
(2)ウルトラアペックスミル
硬質・扁平化による部品破損(メカニカルシール破損)が起きやすい材料(研磨剤等硬質・材料・金属)、固着性塗料
| 対象スラリー | 性状 | メカ省略型での解決事案 |
|---|---|---|
| ナノ電極材 | ナノ金属ペースト | 金属粉の圧着による摺動面のｸﾗｯｸ・破損解消 |
| 研磨剤スラリー | 高強度ナノ酸化金属スラリー | 摺動部の破損解消 |
| チタン酸バリウム | バインダー入り誘電体材料 | バインダーによる摺動面固着の解消 |
メカニカルシール破損・損傷の回避(金属粉固着、摩耗、セラミック粉固着)
スペック表
(1)アペックスミル
| 型式 | ミル容量（L） | 電動機（kW） | 全長（mm） | 幅（mm） | 高さ（mm） | 概算重量（kg） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AM-015 | 0.15 | 2.2 | 700 | 500 | 700 | 70 |
| AM-05 | 0.5 | 3.7 | 1,200 | 800 | 1,300 | 180 |
| AM-2 | 2 | 7.5 | 1,300 | 800 | 1,600 | 430 |
＊AM05以上はタンク一体化のサイズは要相談ください。AM015は500mLのタンクが一体化した寸法になります
(2)ウルトラアペックスミル
| 型式 | ミル容量（L） | 電動機（kW） | 全長（mm） | 幅（mm） | 高さ（mm） | 概算重量（kg） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| UAM-015 | 0.15 | 2.2 | 600 | 500 | 700 | 70 |
| UAM-05 | 0.5 | 3.7 | 1,100 | 800 | 1,300 | 180 |
| UAM-2 | 2 | 7.5 | 1,100 | 800 | 1,600 | 430 |
アペックスミルシリーズのラインナップ紹介
製品名クリックで製品詳細ページへ移動します
| 製品名 | 概略 | 使用可能ビーズ径 |
|---|---|---|
| アペックスミル | 湿式粉砕用ビーズミル ミクロンからサブミクロンの粉砕を効率的に処理する縦型湿式ビーズミル |
φ0.3mm～φ5mm |
| ウルトラアペックスミル | 世界初のマイクロビーズミル 最小φ15μmの微小ビーズ使用可能で、ナノ粉砕・ナノ分散の マイクロビーズミルのスタンダード機種 |
φ15μm～φ1mm |
| デュアルアペックスミル | 二軸式マイクロビーズミル 粉砕とナノ粒子分散に対応し、特に低ダメージのナノ粒子分散向けの 湿式マイクロビーズミル |
φ15μm～φ1mm |
| ワイド・セパレーター・ アペックスミル |
大流量・高粘度対応ビーズミル 微小ビーズ使用の大流量・高粘度のナノ粒子分散適合の湿式マイクロビーズミル |
φ15μm～φ0.3mm |
| ウルトラアペックスミル アドバンス |
超低ダメージナノ分散機 最高クラスの超低インパクトのナノ分散対応湿式マイクロビーズミル |
φ15μm～φ0.3mm |
| アペックスミルF&M | 医薬・食品・化粧品向けのシールレスビーズミル 有機物粉砕適合ビーズミル 洗浄性改善とコンタミ防止のためにメカニカルシールを省略 特に医薬のナノ粉砕に最適 |
φ0.1mm～φ5mm |