かさ比重の必要性と測り方

2019/6/27(木)

今回はタンブラーミキサーボールミルを選定する上で必要な
「かさ比重(かさ密度、見かけ比重)」について記載します。

粉体の物性を示す数値で、単位はg/ccやkg/L、t/m3です。
分かりやすく言うと、1Lのペットボトルに、材料を入れて何kgですか?ということです。
(後から計算方法は書きます)

これが何故必要かというと、
例えばタンブラーミキサーの場合、容器の中に材料を入れすぎると、混ざりにくいため、できる限り適正なサイズで、選定したいためです。

下記は同じ材料を同じ容器に計10kgと計20㎏入れた写真です。

白い粉同士の混合だったため、お客様に評価分析していただきましたが、計10kgは5分で混合評価基準をクリアしたのに対し、計20㎏は5分では、ばらつきがあり、10分ならOKという評価でした。

エイシンではタンブラーミキサーの材料を入れる量は、推奨は容器の6割が材料、4割は空間としています。
ボールミルだと、容器の3割が材料、3割がボール、3割が空間としています。

お問い合わせいただく時に、材料を何㎏入れたい、というお話は頂くのですが、その重さは、容器に入れた時にどのくらいの容積(体積、ボリューム、大きさ)になりますか?ということを、必ず質問させていただいています。

ちなみに似たような言葉で、
「真比重」、「比重」、「密度」といった物性を表す言葉があります。
これらは今回お話している「かさ比重(かさ密度、見かけ比重)」とは似ていますが異なります。

「真比重」、「比重」、「密度」といった数値は、その材料自体の比重です。
容器の中に入れるときに検討するには、その材料がどんな大きさで、どんな形をしているかも影響します。

下記が極端なイメージです。

真比重は化学品などであれば、例えば材料の物性表やデータシートに掲載されていることもありますがタンブラー等で選定に必要な情報は、かさ比重となります。
(特に樹脂ペレットや米くらいの大きさになると影響が大きいです)

 

とても前置きが長くなりましたが、これらを踏まえて、誰でも簡単にできる、かさ比重の測り方をご紹介します。

用意するもの:測りたい材料
今回は家にあった砂場用の砂を測ってみます

台所用の秤と、紙コップ、定規(写真に写って無いですが)
できるだけ、身近にあるものと考えて、計測道具は台所用の秤と、紙コップを準備しました。
重量が測れるものと、容器があれば何でも良いです。

早速測ってみましょう。
まず紙コップの重さを0表示で差し引きます。(中に入れるものだけを測ります)
その機能が無ければ、メモして、後から引きましょう

次に砂を紙コップに入れます。
とりあえず溢れるくらい山盛り入れます。
この時、軽い粉だと、紙コップをトントンと叩いたり揺すったりすると空気が抜けて、粉がたくさん入りますが、それはせずに、上からざっと入れてください。

コップの容積ちょうどになるようにスリ切ります。
定規や、硬い紙のようなものが使いやすいです。
スリ切る時も、ギュッと中に押し付けるように定規を動かすとたくさん入りすぎてしまうため、
あくまで定規は真横に動かしてスリ切りましょう。

この状態で計測します。
295gでした。

次にこの紙コップの容積を確認します。
材料は紙コップから出してしまって、水を同じくギリギリまで入れます。
水は比重1のため、水の重量=容積となります。
この紙コップで水を測ると212gでした。

計量カップのように元々容積が分かっているものがあれば良いですが、できるだけ身の回りにあるものでと思いましたので今回は紙コップを使い、水で体積を出しました。
水を後から測った理由は、水を先に測って、コップに水分が付いた状態で粉を入れると、粉の入り方が変わるためです。
同じコップを2個用意しても良いです。

ここまで来れば、後は計算だけです。
紙コップ内の砂の重量:295g
紙コップ内の水の重量:212g=212cc(容積)
かさ比重の計算は重量÷容積です。
295÷212≒1.39(g/cc)

我が家にあった砂場用の砂のかさ比重は1.39g/ccということが分かりました。

例えば、この砂10kgと食塩5㎏をタンブラーミキサーで混合したいと考えると下記のような計算になります。(砂と塩を混ぜる状況があり得ないですが分かりやすく)

砂:10kg →10kg ÷ かさ比重1.39 ≒ 7.19L
食塩(かさ比重1.29※):5㎏ →5kg ÷ かさ比重1.29 ≒ 3.88L
7.19 + 3.88 = 11.07L
合計11.07Lを混ぜたいので、これが6割くらいになる大きさの容器は
11.07 ÷ 0.6 = 18.45L
よって、タンブラーミキサーのラインナップだと20L容器の機種が推奨の選定となります。

最終的な選定は、作業方法なども相談しながらご提案しますので、まずは混合や粉砕をしたい材料の、重量とかさ比重をご連絡いただけますと幸いです。

※食塩の情報は下記サイトからお借りしました。
こちらにも、比重のお話が分かりやすく掲載されています。
公益財団法人 塩事業センター様
https://www.shiojigyo.com/siohyakka/about/data/weight.html
(リンク先の内容は告知無く、変更、削除される可能性がございます)
今回紹介した話は、ゆるみ比重となり、選定に必要な情報もゆるみ比重です。

※今回紹介した計測方法は我流です。
正確に物性を計測するのであれば下記のように専用の機器もあります。
・ホソカワミクロン パウダテスタ
https://www.hosokawamicron.co.jp/jp/product/65

簡易なものですが、計測セットもあります
・フルード工業 粉体物性測定器セット
http://fluideng.co.jp/products/meter.html#%EF%BD%8E01

これらを弊社からお見積りすることも可能ですので、お気軽にお問い合わせください。

※当ページはリンクフリーです。
執筆担当者:広報/尾山

タイトルとURLをコピーしました