규조토(DE)규조토(Diatomite) 또는 규조토 진흙(Diatom mud)으로도 알려진 규조토는 고대 규조류의 화석 잔해로 형성된 다공성, 경량, 실리카가 풍부한 퇴적암입니다. 매우 높은 다공성(80–90%), 넓은 비표면적, 낮은 밀도, 뛰어난 흡착력, 그리고 뛰어난 열/화학적 안정성 덕분에 DE는 고급 코팅(특히 무광 건축용 코팅), 맥주 여과, 기능성 충전제, 촉매 담체 등에 널리 사용되어 효율적이고 정밀한 규조토에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 초미세 분쇄 기술.
그러나 규조토의 성능을 최대한 발휘하려면 일반적으로 D90 ≤ 5–10 μm 또는 D97 ≤ 2–3 μm로 분쇄해야 합니다. 이러한 미세도를 얻는 것은 활석, GCC, 카올린을 가공하는 것보다 훨씬 어렵습니다.
규조토 초미분쇄의 주요 과제
초미립자 분말 기술의 발전에도 불구하고 DE의 고유한 물리적 특성은 산업적 규모의 분쇄에 상당한 과제를 제기합니다.
낮은 벌크 밀도 및 공압 수송의 어려움
- 도전:
DE는 겉보기 밀도가 매우 낮고 표면적이 넓습니다. 공압 이송이나 분류 과정에서 분말이 "날아가거나" 휘말려 재료 손실 및 분진 처리 요구 사항이 증가하는 경향이 있습니다. - 해결책:
저속, 고유량 수송 시스템을 설계하고 분류기 구조를 최적화하여 초미립자에 대한 저항 효과를 줄입니다.
구조적 손상 및 기능적 특성 손실
- 도전:
DE의 성능(다공성, 흡착 능력)은 미세 기공 구조에 달려 있습니다. 과도하거나 부적절한 분쇄, 특히 고충격 분쇄는 이러한 기공을 파괴하거나 막을 수 있습니다. - 해결책:
입자 간 충돌이 지배적인 제트 밀링과 같은 부드러운 분쇄 방법을 선택하여 직접적인 고에너지 매체 충격을 최소화합니다.
높은 에너지 소비 및 열 축적
- 도전:
초미분 분쇄는 에너지 집약적입니다. 분쇄 중 발생하는 열은 재료를 과열시켜 응집을 유발하고 분산성에 영향을 미칠 수 있습니다. - 해결책:
분쇄 매개변수를 최적화하고, 분쇄실에 효과적인 냉각 시스템을 구현하고, 필요한 경우 적절한 사전 건조를 보장합니다.
응집 및 분산 문제
- 도전:
입자 크기가 감소함에 따라 DE의 표면적과 표면 에너지는 급격히 증가합니다. 분말은 반데르발스 힘으로 인해 쉽게 응집되어 코팅이나 액체에서 성능이 저하됩니다. - 해결책:
사용 표면 개질 분쇄 중 또는 분쇄 후(예: 실란제, 유기규소) 표면 활동을 줄이거나 하류 응용 분야에서 고효율 분산제를 적용합니다. - 핵심 모순:
초미세한 세밀도 구현 다공성 구조를 파괴하지 않고.
규조토 초미분쇄용 핵심 산업장비
볼밀 + 분류기 시스템
DE 초미분말의 가장 일반적인 건식 가공 경로입니다.
장점:
- 넓은 입자 크기 범위(D97: 20 μm → 3 μm)
- 높은 처리량
- 깨지기 쉬운 재료에 적합
- 비교적 저렴한 비용
제트 밀 (유동층 또는 디스크 유형)
원리 및 특징:
고압 기류(공기, 증기 또는 불활성 가스)를 사용하여 입자를 가속하고, 고속 입자 간 충돌 및 마찰을 통해 초미세 분쇄를 달성합니다.
응용 프로그램의 장점:
- 쉽게 제품을 생산합니다 D97 < 10 μm 아니면 더 좋은
- 매우 좁은 입자 크기 분포
- 특히 밀도가 낮고 쉽게 깨지는 규조토에 적합합니다.
임팩트 밀 / 핀 밀
원리 및 특징:
고속 회전 로터(망치나 핀 등)를 사용하여 재료에 강한 충격력, 전단력, 마찰력을 전달합니다.
응용 프로그램의 장점:
- 비교적 간단한 구조와 쉬운 유지관리
- 중간 출력 및 입자 크기가 필요한 응용 분야에 적합합니다. 10~40㎛ 범위
수직 롤러 밀 / 링롤러 밀
주로 325~2000메쉬의 미세분말에 사용됩니다.
장점:
- 대용량
- 낮은 에너지 소비
- 안정된 입자 모양
교반 밀 / 습식 초미립 밀
표면 개질이 필요한 매우 좁은 PSD 또는 하이브리드 공정에 적합합니다.
장점:
- 높은 분쇄 효율
- 정확한 입자 크기 제어
- 수정 프로세스와 통합 가능
고효율 분류기
원리 및 특징:
일반적으로 분쇄 장비와 함께 사용됩니다. 공기 흐름과 원심력을 이용하여 자격을 갖춘 초미립 분말을 정밀하게 분리하고, 거친 입자는 분쇄실로 되돌려 보냅니다.
응용 프로그램의 장점:
- 제품 일관성을 보장합니다. 좁은 입자 크기 분포
- 초미립분말의 대량, 안정적 생산을 위한 핵심 구성요소
코팅용 초미세 DE의 일반적인 사양(2024~2025년)
| 등급 | D97(㎛) | 오일 흡수율(g/100g) | 백색도(ISO) | SiO₂(%) | 주요 응용 분야 |
|---|---|---|---|---|---|
| DE-800 | ≤15 | 130–160 | ≥90 | ≥89 | 일반 내부 코팅 |
| DE-1250 | ≤10 | 140–180 | ≥92 | ≥90 | 무광 및 반무광 건축용 코팅 |
| DE-UF5(초미립자) | ≤5–6 | 120–150(수정 후) | ≥94 | ≥91 | 프리미엄 제로 VOC 수성 무광 페인트, 코일 코팅 |
| DE-나노 | ≤2–3 | 100–130(심층 수정) | ≥95 | ≥92 | 20–40% 실리카 분말/미세화 왁스 매팅제를 대체합니다. |
결론
규조토의 초미분쇄는 전형적인 "고부가가치이지만 매우 어려운" 분말 프로젝트입니다. 성공은 다음 사항에 달려 있습니다.
- 낮은 전단, 저온 분쇄 방법(증기 분사 밀링은 현재 산업계에서 가장 좋은 선택입니다)
- 좁은 PSD를 달성하기 위한 정밀한 다단계 분류
- 오일 흡수 및 응집을 줄이기 위한 적절한 표면 개질
- 공정 전반에 걸쳐 결정질 실리카와 수분을 엄격히 관리
완전한 다공성 구조를 유지하면서 D97 ≤ 5–6 μm DE를 생산할 수 있는 제조업체는 프리미엄 무광 코팅에서 상당한 이점을 얻을 수 있습니다. 즉, 무광 효율성이 향상되고, 촉감이 부드러워지며, 침하 방지 성능이 개선되고, 전반적으로 경쟁력이 강화됩니다.
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— 게시자 에밀리 첸
