粒子・粉体の混合・分散技術の基礎と応用・トラブルシューティング

粒子・粉体材料の混合・分散操作は様々な産業分野で古くから行われており、製品の特性や品質を左右する極めて重要な単位操作である。したがって、取り扱う粒子・粉体材料の諸特性を十分に把握した上で、装置の選定や最適条件下での運転など、混合・分散プロセスの最適化が必要不可欠であるが、これらは今なお経験や試行錯誤に基づいて行われているのが現状である。 　本講座では、混合・分散のメカニズムからプロセスの最適化の考え方、さらには高度な混合・分散状態を実現する手法など、粒子・粉体の混合・分散の基礎から応用、実用的な技術、トラブル対策まで、経験の有無によらず理解できるように具体的な事例を交えてやさしく解説する。

1. 粒子・粉体の混合・分散操作の概要
   1. 混合・分散操作の目的
   2. 従来と現在の混合・分散操作の考え方
   3. 粒子径による粉体の分類
   4. 物質を粉体とするメリット
2. 混合・分散のメカニズム
   1. 混合・分散の定義
   2. 成分の均質化と精査のスケール
   3. 均質化の評価に対する考え方
   4. 完全不規則混合物と規則混合物
   5. 混合のメカニズム (1) 対流 (移動) 混合
   6. 混合のメカニズム (2) せん断混合
   7. 混合のメカニズム (3) 拡散混合
3. 混合・分散状態の計測と評価
   1. 混合度 (ばらつき) の定量的な表現法
   2. 分散の求め方
   3. ばらつきの推移のシミュレーション
   4. 混合速度
   5. 混合度の導入
   6. サンプルサイズとサンプル数
   7. 変動係数
   8. サンプリング方法
4. 混合プロセスの最適化
   1. 目的に合致した混合機の選定
   2. 各種混合機の特徴
   3. 粉体に作用させる外力に基づく装置の選定
   4. 各種混合機の混合曲線とエネルギー特性曲線
   5. 混合機の操作条件の最適化
   6. 各種混合機のスケールアップ
5. 混合・分散操作におけるトラブルとその対策
   1. 混合・分散の不良
   2. 粒子設計と混合条件による改善
   3. 付着性を考慮した対策
   4. 偏析防止
   5. 均質化するためのポイント
6. 粉砕機の活用と精密微細混合
   1. 精密微細混合とは
   2. 粉砕とメカノケミカル効果
   3. 粒子複合化による精密微細混合の実例
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