CNT分散機 ナノ材料の連続分散対応

分散工程において、粉体投入時にダマ（凝集塊）が発生し、その後の分散工程でも解消できないトラブルは多くの現場で発生しています。その原因は、粉体が液体中で均一に濡れず、局所的に高濃度領域が形成されることにあります。このようなダマは“フィッシュアイ”とも呼ばれ、内部未濡れ構造を持つため解砕が困難です。粉体投入時に一度ダマが形成されると、その内部には液体が浸透しにくく、外側だけが濡れた状態となるため、内部の粒子が解砕されにくくなります。また、投入位置や投入速度によっては、粉体が液面に浮遊したり、装置内の流れに乗らず滞留することで、ダマの発生を助長します。特に高粘度や高固形分条件では、流動性の低さから粉体の分散初期段階での均一化が難しくなり、ダマが残存しやすくなります。このようなダマ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、最終製品の品質ばらつきや異物の原因となります。ダマの発生を防ぐためには、粉体投入時の濡れ性向上、適切な投入位置と流動設計、初期分散の最適化が重要です。インライン粉体投入と同時分散のように、投入直後からせん断と混合を同時に行うことで、ダマの発生を抑制し安定した分散品質を実現できます。

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。