高粘度材料用工業用ミキサーガイド

高粘度混合の課題

高粘度材料を混合する場合、粘度数値だけを見て判断することはできません。なぜなら、混合過程で材料の粘度が変化する可能性があるからです。例えば、粉末を加えた後に急激に粘度が増したり、長時間混合した後に粘度が低下したりすることがあります。したがって、装置を選定する際には、バッチ全体を通して材料がどのように変化するかを考慮する必要があります。

1. ひっくり返すのが難しい

高粘度材料の最大の課題は、攪拌が難しいことです。低粘度液体は攪拌するとすぐに渦が発生しますが、高粘度材料は層状に積み重なる傾向があります。通常のミキサー羽根は局所的にしか回転しないため、上下の層を均一に混合することが困難です。優れたミキサーは、下層を上層に持ち上げ、上層を押し下げる能力を備えている必要があります。

2. 加熱しやすい

もう一つの問題は発熱です。摩擦によって熱が発生し、熱に弱い素材は劣化しやすいため、ジャケットの温度管理は非常に重要です。

高粘度材料用の一般的な工業用混合装置

1. 遊星ミキサー

ブレードは自身の軸を中心に回転すると同時に円運動も行い、常に新しい材料を取り込みます。そのため、接着剤やバッテリースラリーなど、非常に粘度が高く、ほとんど流動しないペースト状の材料に適しています。また、容器壁への材料の付着を防ぐための壁面掻き取りブレードを備えています。

2.多軸分散​​ミキサー

低速のアンカー型攪拌機が全体の循環を担い、高速の分散ディスクが凝集塊を粉砕する。このシステムは、粉末を高粘度液体に混合するのに適している。効率は非常に高いが、構造が複雑でコストも高くなる。

3. 高せん断ミキサー

このミキサーは、高速回転するローターとステーターによって強力なせん断力を発生させるため、凝集塊の粉砕、粒子の微細化、乳化に適しています。局所的なせん断に優れていますが、全体の循環能力には限界があるため、通常は低速攪拌機や壁面スクレーパーと併用されます。高粘度マトリックスへの粉末の添加や、微細なペーストの製造に適しています。せん断によって発生する熱の管理には注意が必要であり、熱に弱い材料の場合は温度制御が不可欠です。

選考における重要な考慮事項

1.充電容量：

高粘度の材料は、一般的に容器容量の40%～70%程度に留めるべきです。材料が多すぎると適切な撹拌が妨げられ、少なすぎるとインペラとの接触が妨げられます。

2.退院：

高粘度の物質は自然には流れ出ないため、傾斜、スクリュー排出、または加圧が必要です。

3. スケールアップ：

パイロットスケール試験から量産へと規模を拡大する際には、単に比例的に規模を拡大するだけでは不十分です。パイロットスケール試験は、実際の材料を用いて実施するのが最善です。

要約すれば

まず材料の実際の挙動を観察し、次に装置の仕様を確認してください。粘度はあくまで出発点であり、レオロジー、温度、吐出量、スケールアップが重要な要素となります。