澁谷工業の会社概要

低かさ密度粉体や微粉体では、「供給量が安定しない」「脈動する」「ブリッジして落ちない」といったトラブルが多く発生します。特にCNTやカーボンブラック、フレーク粉体などは、粒子同士が絡みやすく、流動性が低いため、一般的な粉体供給では安定した定量供給が難しくなります。 粉体供給が不安定になると、瞬間的な濃度変動が発生し、後工程の分散品質や粘度、導電性などにも大きく影響します。実際には「分散不良」と見えている問題でも、原因が粉体供給側にあるケースは少なくありません。 また、低かさ密度粉体では、ホッパー内でのブリッジやラットホール、空気巻込みによる供給脈動が発生しやすく、単純にフィーダー能力だけでは解決できない場合があります。安定供給を実現するためには、粉体特性に応じたホッパー設計、供給方式、搬送条件、投入方法を含めた工程全体の設計が重要です。 当社では、ロスインウェイトフィーダーを用いた定量供給から、インライン分散装置との連携まで含めた固液混合プロセスをご提案しています。粉体供給から分散までを一体で設計することで、高機能材料においても安定した製造条件の構築を支援します。

高固形分スラリーの分散では、粘度上昇や流動性低下により、分散不良やばらつきが発生しやすくなります。粒子同士の移動が制限されることで、凝集体が解砕されにくくなり、未分散領域が残存するケースも少なくありません。 また、粉体投入時の濡れ不良や局所的な高濃度領域の形成により、ダマが発生しやすくなることも課題の一つです。これらの問題は、後工程で強いせん断を加えても完全に解消されない場合があります。 このような高固形分条件において重要なのは、分散エネルギーを効率よく伝達し、粒子ごとの処理条件を揃えることです。しかしバッチ処理では、流動や滞留時間のばらつきにより、分散状態に差が生じやすくなります。 一方、インライン連続処理では、流れの中で粒子に均一なせん断を与えることができるため、高粘度・高固形分条件でも分散エネルギーを効率よく伝達できます。これにより、粒子ごとの分散状態が揃い、安定した品質を実現できます。 高固形分スラリーの分散では、単に強いせん断を与えるだけでなく、流動と処理条件を含めたプロセス設計が重要です。インライン処理はその課題に対する有効な手法の一つです。

分散工程において、装置の性能だけでは安定した品質は得られません。重要なのは、材料特性や工程条件を踏まえたプロセス全体の設計です。これを分散プロセス設計といいます。 分散品質は、せん断の強さだけでなく、流動状態や滞留時間、投入方法など複数の要素によって決まります。これらの条件が適切に設計されていない場合、局所的な未分散やばらつきが発生し、安定した品質を維持することが難しくなります。 例えば、粉体投入時の濡れ不良や、流動の偏りによる滞留領域の発生は、ダマや未分散の原因となります。また、せん断エネルギーが十分であっても、すべての粒子に均一に作用しなければ、分散状態に差が生じます。 そのため、分散工程では「流動」「せん断」「処理時間」を一体として設計することが重要です。これにより、すべての粒子に同一の分散履歴を与えることが可能となり、均一で再現性の高い分散品質を実現できます。 特にインライン連続処理では、流れの中で条件を一定に保ちやすく、プロセス設計の再現性を確保しやすいという特徴があります。分散プロセス設計は、品質安定化とスケールアップ成功の鍵となる重要な考え方です。