ナノ粒子製造が可能なビーズミル：1.（湿式媒体撹拌ミル）－粉砕の歴史

摘要

最近，30～50μmφビーズを使えばナノ粒子生成が容易に可能であると，ビーズミルメーカーの主導で言われているが，硬い粒子のナノ粒子化や，ハンドリングの困難さから0.2～0.3mmφビーズの使用を前提に，溶媒，粉砕助剤，分散剤の選定，フォーミュレーションの工夫によって，20～30nm粒子の生成に努力されているユーザーが増えている。 粉体は3μmの壁といわれる領域があり，1次粒子はサブミクロン，ナノ粒子であっても粉体になると3μm以上の凝集粒子となる。 この凝集粒子の解砕，分散には湿式粉砕が威力を発揮し，ビーズミルはその代表的な湿式粉砕機であると言われている。 ビーズミルで凝集粒子をナノ粒子に解砕し分散させるには，処理中の再凝集を防ぐために粒子表面の活性化エネルギーを抑えなければならないが，このためには遠心力によって与えられるビーズの運動エネルギーを小さくすることが望ましいことから，分散操作では小径ビーズによる処理は今後，ますます増えるが，30～50μmφビーズによる処理対象粒子は集合粒子(aggromerate)や軟集合粒子(flocculate)といった結合の緩い凝集体に限られる。 代表的な湿式粉砕であるビーズミルによる粉砕，解砕，分散処理操作は多くの可能性があるが半面，ブラックボックスも多く，このために生産機導入でスケールアップや発熱の制御，摩耗，コンタミネーション，材質の選定などで失敗するケースも多い。 こうしたことからビーズミルの全般に対して分かりやすく解説する。