ボール？振動？粉砕機の種類を解説

こちらのページでは、「粉砕機とはどのようなものか？」という点をまとめています。どのような目的で粉砕機を導入するのか、またどのような種類があるのかをまとめていますので、参考にしてみてください。

粉砕機とは

ある大きさの固体材料に何らかの形で力を加えて、元の大きさよりも小さくする機械を粉砕機と呼びます。固体材料の例としては鉱石やガラス、穀類など多彩な種類が挙げられます。

粉砕機は、例えば工場や研究所、ゴミ処理場などさまざまな場所で活用されています。たとえ大きいものでも粉砕機を使用することで扱いやすいサイズまで細かくできますし、人の力では粉砕できない硬さのものも粉砕機を使用することによって容易に細かくできるメリットもあります。

粉砕機を導入する目的

粉砕機はさまざまな目的で導入されています。

例えば解体工事の現場などでは、そのままの状態では運搬や処分が難しいコンクリートの塊を粉砕機で砕くことで体積を減らして運搬コストや処分コストを削減します。また、コンクリートを砕いた後は砕石や路盤材としても再利用ができます。そのほか、道路舗装工事などで出るアスファルトの塊や、建築現場で発生する木材の粉砕も行われます。特に木材は粉砕機でチップ状にして園芸用の資材や燃料として利用するケースもありますし、木粉を合板やパルプの原料として利用することもあります。

また、解体工事では鉄筋も出てきますが、そのままではリサイクルするのが難しいため、粉砕機で砕いてリサイクルをしやすい状態にします。

粉砕機の種類

振動ミル

振動ミルとは、粉砕媒体が挿入されている粉砕筒を高速円振動させ、粉砕筒の中に入っている原料に大きな粉砕力を与えることによって粉砕を行う仕組みです。その特徴は、短時間で微粉砕が行える点や、中粉砕から微粉砕まで幅広い粉砕に対応できる点などが挙げられます。

さらに、振動ミルの場合には粉砕と混合分散を同時に行うことができ、乾式・湿式いずれも可能。広義的にはボールミル含まれる粉砕機となっていますが、ボールミルの場合は粉砕媒体が挿入されているドラムを回転させるといった違いがあります。また、粉砕能力も回転式ボールミルより振動ミルの方が大きくなっています。

何の粉砕に向いているか

振動ミルは、特に硬い材料や脆い材料（鉱石、セラミック、粉体材料）などの粉砕に向いています。

ボールミル

ボールミルは、粉砕媒体として球（ボール）を使用する回転ミルであり、従来から使用されているベーシックな粉砕機です。こちらの粉砕機では、粉砕したい粉体や粉末材料をセラミックや金属などの硬質ボールとともに粉砕筒に投入して密閉します。さらに、この粉砕筒はボールミルの上に設置されている2軸ローラーの間に寝かせる形でセットされ、ローラーが駆動して自転方向に回転します。

このとき、回転している粉砕筒の中では、ボール同士がぶつかり合って、少しずつ原料をすり潰すことができ、微細に粉砕されていく仕組みとなっています。ボールミルの上に設置された2本のローラですが、軸間のピッチを変えることにより、大きさの異なる粉砕筒の使用が可能になります。

ボールミルは、構造がシンプルであるため扱いやすい点がポイントです。さらに生産機として大型化にも対応できることから、幅広い用途で使用されています。

何の粉砕に向いているか

ボールミルは、鉱石や石炭、セメント原料、セメントクリンカー、窯業原料などに加えて、さまざまな化学原料の粉砕に広く使用されています。

ハンマーミル

ハンマーミルは、粉砕したい原料をホッパーから投入、ローター部分に設置されたハンマーを高速回転させることで投入した原料に衝撃を与え、原料を瞬間的に粉砕できる機器です。主に微粉砕の目的で使用されており、数cmほどの粒子を10～1μmほどに粉砕するために用いられています。

粉砕時に使用されるハンマー部分は、可動式または固定式となっているほか、回転速度の設定を変えることによって粉砕の粒度の変更が可能となっています。さらに、スクリーン部分は加工後の出口に取り付けてフィルターとして利用します。スクリーンのメッシュを変更すると、粉砕後の粒度を均一にできます。

以上の点から、ニーズに応じてハンマーとスクリーンの組み合わせを変えることによって、さまざまな用途に対応可能です。

何の粉砕に向いているか

ハンマーミルは例えば建材などの処理から食品、医薬品までさまざまな用途に用いられています。ハンマーが固定されているタイプは原料を粉砕加工する場合に使用されており、穀類など柔らかい原料などの粉砕に用いられます。また、ハンマーが可動するタイプの場合は、粉砕する際に大きな衝撃が必要となる鉱石類や木材などを用いる場合に適しています。

ローラーミル

ローラーミルは、円筒状のローラーを使用して、原料を粉末または粒子に粉砕する機械です。数個のローラーが重力や遠心力、バネの力などにより、回転するテーブルや鉢形の粉砕容器に対して押し付けられるような構造になっており、両者の間に挟まれた原料を圧縮粉砕する仕組みになっています。ローラーは通常は鋳鉄や鋼でできており、原料を均一・効率的に粉砕できるように異なる速度で回転します。粉砕されて細かくなった粒子は、気流により排出されます。

何の粉砕に向いているか

ローラーミルは農業や鉱業、食品加工の分野で広く使用されています。例えば、農業分野ではとうもろこしや小麦、大豆などの穀物の粉砕に使用されています。また、鉱業分野では石炭や硫黄、塩などの鉱物を粉砕する用途でも用いられますし、医薬品の製造においても利用されています。

ジェットミル

ジェットミルは、高圧の圧縮空気や不活性ガスを噴射させ、その衝撃と摩擦によって原料を微細に粉砕する装置です。粉砕室内で原料同士が衝突し合うことで粉砕が行われるため、粉砕媒体が不要で、異物混入リスクを抑えることができます。

また、装置内の構造により原料は旋回流を描きながら粉砕され、軽い粒子は空気の流れに乗って分級ゾーンに到達し、粒度の均一化が図られます。熱の影響が少ないため、熱に弱い原料の粉砕にも適しています。

そのため、極めて微細な粉砕（サブミクロン〜数ミクロン）が可能で、精密な粒度管理が求められる分野でも活用されています。

何の粉砕に向いているか

ジェットミルは、医薬品や化粧品、電子材料、化学品などの微粉末化に非常に適しています。熱によって性質が変化する原料や、純度の高い粉末を求められる用途に最適です。

粉砕機の分類

分類	粉砕機名
粗砕機	ジョークラッシャー
	ジャイレトリークラッシャー
	コーンクラッシャー
	インパクト（ハンマー）クラッシャー
中砕機	ロールクラッシャー
	カッターミル
	自主粉砕器
	スタンプミル
	石臼型
	乳鉢
	らいかい機
	リングミル
微粉砕機	ローラーミル
	ジェットミル
	高速回転粉砕機	ハンマーミル
		ピンミル
	容器駆動型ミル	回転ミル
		振動ミル
		遊星ミル
超微粉砕機	媒体攪拌ミル	アトライター
		ビーズミル

情報参照元HP：アシザワ・ファインテック(https://ashizawa.com/guidance/07.html)

粉砕機の粉砕域

粉砕機の種類		乾式 or 湿式		処理能力
分類	機種名	乾式	湿式	大	中	小
粗粉砕機	ジョークラッシャー	○		○
	ジャイレトリークラッシャー	○		○
	コーンクラッシャー	○		○
	ハンマークラッシャー	○		○
中粉砕機	ロールクラッシャー	○			○	○
	ハンマーミル	○			○	○
	ピンミル	○			○	○
微粉砕機	転動ボールミル	○	○	○	○	○
	振動ボールミル	○	○		○	○
	遊星ミル	○	○			○
	媒体攪拌ミル	○	○		○	○
	ジェットミル	○			○	○

情報参照元HP：英知継承(https://gijutsu-keisho.com/technical-commentary/chemical-020/)

写真はCD型振動ミル

乾式粉砕と湿式粉砕の双方に対応可能な
振動ミル

中央化工機

中央化工機社の振動ミルは、電子材料や化学品などに求められる高精度かつ微細な粉砕処理に対応できる設計となっており、微粉砕を必要とする現場に適しています。
特に、高周波の振動による粉砕方式は、粒子に対して均一なエネルギーを与えることができるため、サブミクロンレベルの粉砕も可能です。

• 粉砕筒ライニング可能素材：鉄、ステンレス、特殊耐摩耗鋼、各種セラミックス、ナイロン、ゴム

公式サイトで微細粉砕可能な
「CD型振動ミル」の詳細動画を見てみる