カーボンブラック 炭化水素の不完全燃焼によって生成される黒色の微細粉末です。ゴムの補強材、プラスチック、コーティング、インク、電池などに広く使用されています。しかし、その低い嵩密度、高い表面積、強い凝集性といった特殊な性質のため、 カーボンブラックの粉砕 高度な技術的課題です。製品の一貫性、生産効率、そしてエネルギー節約を確保するには、適切なカーボンブラック粉砕機を選択することが不可欠です。
この記事では、適切なカーボンブラック粉砕機を選択する際に考慮すべき重要な要素について説明し、さまざまな粉砕技術がさまざまな生産ニーズをどのように満たすかを説明します。
原材料の特性を理解する
a. 飼料のサイズと硬さ
- ペレット化カーボンブラック：0.5～5 mm → 事前粉砕が必要（ジョークラッシャーまたはローラーミル）
- 粉末供給（<1 mm）→直接粉砕
- モース硬度：約2～3（軟らかい）→すべてのミルが使用可能ですが、挽きすぎには注意してください。
b. 油吸収（OAN/DBP）
- 高構造グレード (DBP > 150 ml/100g) は、ふわふわしていて研磨性があります → 壁面の蓄積を最小限に抑えるには、ジェット ミルを使用することをお勧めします。
c. 水分含有量
- <0.5%: 標準システム
- >1%: 目詰まりを防ぐために、事前乾燥(ロータリードライヤーまたはフラッシュドライヤ)を追加します。
生産目標を定義する
目標粒子サイズ（細かさ）
カーボンブラックのグレードは多岐にわたります。
| 応用 | 典型的な細かさ | 推奨D98/D50 |
|---|---|---|
| タイヤのトレッド | 1～5μm（N100～N300シリーズ） | D98 ≤ 10 μm |
| ゴム製品 | 5～20 μm（N500～N700） | D98 ≤ 45 μm |
| プラスチックマスターバッチ | 10～30μm | D98 ≤ 75 μm |
| 導電性コーティング | 0.5～2μm | D50 ≤ 1 μm |
| リチウム電池の陽極 | 0.1～1μm（サブミクロン） | D90 ≤ 2 μm |
選択ルール:
サブミクロン（<2μm）→ジェットミル（パンケーキ型または流動床型）
1～10μm → ジェットミルまたは高速機械衝撃ミル
10～50μm → ボールミル＋エアクラシファイアまたはACMミル
50 μm → ハンマーミルまたはピンミル
生産能力
| 規模 | 時間当たりの出力 | 推奨装備 |
|---|---|---|
| ラボ/パイロット | 1～50 kg/時 | ラボジェット粉砕機 (例: QLM-50) |
| 小規模商業 | 50～300 kg/時 | MJW-L280またはACM-30 |
| 中くらい | 300～1000 kg/時 | MJW-A400またはボールミルΦ1.8m |
| 大きい | 1～5トン/時 | 流動床ジェットミル（OPP-750）またはΦ2.4mボールミル+FW630分級機 |
粉砕技術の比較
| テクノロジー | 細かさ | 容量 | エネルギー（kWh/t） | 長所 | 短所 |
|---|---|---|---|---|---|
| ジェット粉砕機 （流動床） | D50 0.5～5μm | 50～2000 kg/時 | 150～300 | クリーンで狭いPSD、金属汚染なし | 高エネルギー、高価な圧縮空気 |
| ジェットミル（パンケーキ/ターゲット） | D50 1～10μm | 100～1500 kg/時 | 200～400 | 導電性グレードに最適 | ターゲットの摩耗が大きい |
| ACM （機械的衝撃） | D97 10～45μm | 200～3000 kg/時 | 60～120 | コスト効率が高く、メンテナンスが簡単 | 金属汚染リスク |
| ボールミル + 空気分級機 | D97 5～75μm | 300～5000 kg/時 | 50～90 | 最低エネルギー、スケーラブル | 滞在時間が長い |
| ハンマー/ピンミル | D97 >50 μm | 1～10トン/時 | 30～60歳 | 高スループット、低コスト | 粗い出力、ほこりの問題 |
実際の例:
中国のタイヤコンパウンドメーカーにはN330、D98 ≤ 28 μm、800 kg/hが必要
選択：ACM-60 + サイクロン + バッグフィルター
結果: D98 = 26.5 μm、820 kg/h、78 kWh/t
粉砕機を選ぶ際に考慮すべき重要な要素
| 要素 | おすすめ |
|---|---|
| 目標細かさ | 5μm未満の場合はジェットミル、5～20μmの場合はACMまたはボールミルを選択してください。 |
| 生産能力 | ボールミルシステム > ACM > ジェットミル |
| 純度要件 | ジェットミル（汚染なし） |
| エネルギー効率 | ボールミル+分級機は比エネルギー消費が最も低い |
| コスト投資 | ACMとボールミルシステムは、大量生産にコスト効率が高い |
| 爆発防止 | カーボンブラックに必須 - 窒素または不活性ガスシステムを選択 |
結論
適切なカーボンブラック粉砕機を選ぶには、粒度、処理能力、純度、安全性のバランスを取ることが重要です。機械式粉砕機は粗粒度に適しており、ACMシステムは中粒度のほとんどのニーズに対応します。ジェットミルは最高の純度と超微粒度を実現します。そして、ボールミル＋エアクラシファイアシステムは、大規模で安定したコスト効率の高い生産に最適です。
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— 投稿者 ジェイソン・ワン
