粉粒体を上手に密充填するために

粒子密充填はセラミックス、金属成型体、プラスチックス用フィラー、電子部品、電池、錠剤、化粧品、触媒など様々な製品の製造、設計に関係する重要操作である。粒子充填層は多数の粒子から構成され、その物性が充填性に大きな影響を与える。粉体や粒子を密充填するために、粒子径、粒度分布、粒子形状、粒子の表面状態などを、どのように制御すれば良いのかを実験データ、シミュレーション結果や計算モデルなどを使って分かりやすく解説する。

1. 粒子充填と粒子物性
   1. 粉体や微粒子の特徴と物性
   2. 充填状態の定量的表現法
   3. 充填に関係する粒子物性
2. 充填性に対する粒子径の影響
   1. 粒子充填時に働く力のバランス
   2. 付着力と自重の関係
   3. 粒子間付着力に及ぼす粒子径の影響
   4. 限界粒子径とRollerの式
3. 充填性に対する粒子径分布の影響
   1. 大小2成分充填時の空間率を表すFurnasの式
   2. 粒子径分布から空間率を推定する鈴木のモデル式
   3. 最密充填を得るためにはどのような粒子径分布が良いのか?
   4. 粒子の付着性によって最密充填を与える粒子径分布はどう変化するか?
4. 充填性、流動性に対する粒子形状の影響
   1. 粒子形状の定量的表現法
   2. 粉砕方法による粒子形状の違い
   3. 粉体層剪断試験と流動性指数
   4. 粒子形状と粉体の充填性、流動性との関係
5. 充填性、流動性に対する表面状態の影響
   1. メカノケミカル反応による粒子表面の疎水化
   2. 充填性、流動性に及ぼす粒子表面疎水化の影響
6. X線マイクロCTスキャン装置を用いた粉粒体充填状態の可視化
   1. 充填層内部の空間率分布
   2. 充填方法の違いの影響
   3. 粒子配列に及ぼす容器壁面の影響
• 質疑応答