コナ (粉体) の固結メカニズムと評価・対策法

コナ (粉体) のトラブルは物性や粒度、粒度分布、粒子形状などのコナの特性が要因であり、対策が非常に困難な場合が多い。しかし固結はコナの典型的なトラブルの一つであるが外的な要因も関係し、これを取除けば回避・軽減できる可能性がある。 　対策に際して多様な知識が必要になるが固結全般にわたる資料をまとめた成書は見当たらなかった。そこで講師は固結に関する近年の研究論文、特許などを調査し対策に有用な資料づくりを進め小冊子にまとめた。 　本セミナではその内容に基づき、研究論文からの図および特許内容を多用してコナの知識を織り交ぜながら固結のメカニズム、因子、評価、対策についてわかりやすく解説する。さらにモデル化の例についても概説する。

1. なぜコナは固結するのか?
   1. 水による固結
      1. 凝縮/蒸発による固結
      2. ガラス転移による固結
      3. 水和反応による固結
      4. 相転移による固結
   2. 熱による固結
      1. 溶融/固化による固結
      2. ガラス転移による固結
      3. 化学反応による固結
      4. 熱分解による固結
2. どのような因子が関係しているのか?
   1. 原料の因子
      1. 粒子形状と安息角
      2. 充填率と配位数
      3. 含水量と平衡水分
      4. 粒子の大きさと付着性
      5. 高吸湿性粉体、低融点物質、アモルファスなどの含有量と質量分率
   2. 環境の因子
      1. 温度と湿度
      2. 粉体圧力と破壊包絡線
      3. 環境の保持時間と粘性流動
      4. 環境変化の繰返し
3. どのように固結性を評価するのか?
   1. コナの特性
      1. 平衡水分の測定と水蒸気吸着等温線のモデル化
      2. 臨界相対湿度とエルダの仮説
      3. ガラス転移温度の測定とアモルファス含有量の推定
      4. スティッキポイント温度の測定
   2. 固結の度合
      1. 固結試料の調製
      2. 一軸圧縮強度の測定
      3. 解砕度の測定
      4. 貫入度の測定
      5. その他の測定方法
4. どうすれば固結は防げるのか?
   1. 原料の改善
      1. コナの特性を改善する
      2. 粒子の特性を改善する
      3. 他の材料を添加する
   2. プロセスの変更および装置・構造の改善
   3. 運転・操作条件の対策
   4. 保存条件の改善
   5. どのような対策がとられているのか?
      〜講師が注目した近年の特許〜
5. 固結のモデル化
   1. 田中 (凝縮/蒸発による固結) のモデル
   2. Palzer (ガラス転移による固結) のモデル
   3. 最近の研究例
• 質疑応答