資源・素材学会 年次大会

ポリエチレン（PE）のような樹脂材料は圧縮力のみでは粉砕することが困難であり，せん断力も用いて粉砕する必要がある。本研究で対象としたカッター型ディスクミルは圧縮力だけではなくせん断力を加えられ，樹脂素材の粉砕が可能な粉砕機である。高い粉砕性能を実現するためには装置形状や運転条件を最適にすることが求められる。その為には実験のみでは困難な粒子挙動などの把握が有用である。本研究では，破壊モデルを導入した離散要素法によりディスクミルの粉砕刃形状の粉砕性能の評価および粉砕過程について明らかにすることを目的とした。PE材料の粉砕特性をモデル化するため実験とシミュレーションの比較により，破壊モデルにおける破壊パラメータを決定した。次に4種類の粉砕刃形状のモデルを用いてシミュレーションを行い，得られた粒度分布から刃の形状によって粉砕性能が異なる結果が示された。刃による仕事率，粒子への応力，粉砕刃上の破壊発生数，粒子充填率，粒子運動エネルギーの結果から，最も粉砕される位置を特定するとともに粉砕刃内の粒子挙動を評価した。これらの結果は粒度分布により得られた結果を支持するものであった。