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合成時間の短縮とは？課題と対策・製品を解説
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原料・粉末調製における合成時間の短縮とは？
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当事例では、高性能湿式分散機『ECM－AP』が効果的に活用された例を掲載しています。
【導入例】
＜課題＞
■透明度の高い酸化チタンの処理を行っているが、長時間の運転が必要なディスクタイプビーズミルよりも、効率の良い処理を行いたいという希望があった。
〈解決方法〉
■小径ビーズ(0.3mm)での運転が効果的。
ECM-APシリーズはディスクタイプよりも効率良く小径ビーズを動かせる｢アクセレレーター｣を採用。
※詳しくはカタログをご覧頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。
【※導入事例公開中】高性能湿式分散機『ECM－AP』
■概 要■
本機は高機能性樹脂開発の為の二軸混練吐出装置であります。既存のポリマーに更なる機能性を付加する為に、ポリマーアロイ、ブレンド、複合化等により新素材開発が行われておりますが、本機は高温下(420℃)での混練、真空下(1torr以下)での混練、混練後直ちにペレット化出来る等の特徴を有し、研究開発用装置として最適と考えます。
■概略仕様■
容 量：200cc 1000cc 3000cc
ローター：二軸異方向回転
回転数 0〜100RPM
加熱温度：350℃（アルミ鋳込ヒーター)
420℃（真ちゅう鋳込ヒーター）
真 空 度：1torr以下
吐出装置：スクリューによるストランド吐出
■主な特徴■
○高温下での混練可能
○真空ガス置換状態での混練
○高トルク混練可能
○混練時のトルク、樹脂温、検出、記録
○混練後直ちにペレット化が可能
○洗浄の為の分解操作の簡易化
混練機
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原料・粉末調製における合成時間の短縮
原料・粉末調製における合成時間の短縮とは？
セラミック製品の製造において、原料や粉末を均一かつ目的の特性を持つように調製するプロセスは、製品の品質と生産効率に直結します。この「原料・粉末調製」にかかる時間を短縮することは、製造リードタイムの削減、コストダウン、そして市場投入までのスピードアップに不可欠な要素です。
課題
混合・分散の不均一性
原料粒子が均一に混合・分散されず、凝集が生じると、焼結時に欠陥が発生しやすくなり、品質低下や再処理の原因となります。この均一化に時間がかかります。
粒度分布の制御困難
目的とする粒度分布を得るために、粉砕や分級に多くの時間を要したり、複数回の工程が必要になったりします。特に微細粒子の制御は困難です。
反応・合成の遅延
化学反応や相転移を伴う合成プロセスにおいて、反応速度が遅い場合や、目的の相を生成するために長時間加熱・熟成が必要な場合があります。
乾燥・脱水工程のボトルネック
湿式法で調製された原料やスラリーの乾燥・脱水工程は、水分量や粒子径によっては非常に時間がかかり、生産ライン全体のボトルネックとなることがあります。
対策
高効率混合・分散技術の導入
超音波や高せん断ミキサーなど、短時間で均一な混合・分散を実現する装置や技術を導入します。
精密粒度制御技術の活用
ボールミルやジェットミルなどの粉砕機、サイクロンや静電分級機などの分級機を最適化し、一度の工程で目的の粒度分布を得られるようにします。
触媒・添加剤の活用
反応促進剤や分散剤などの添加剤を使用し、反応速度の向上や凝集抑制を図り、合成時間を短縮します。
迅速乾燥・脱水技術の採用
マイクロ波乾燥、スプレードライ、凍結乾燥などの迅速な乾燥・脱水技術を導入し、工程時間を大幅に短縮します。
対策に役立つ製品例
高せん断力分散ミキサー
強力なせん断力により、短時間で微細な粒子を均一に分散させ、凝集を防ぎます。これにより、混合・分散工程の時間を大幅に短縮できます。
マイクロ波アシスト合成装置
マイクロ波の特性を利用して、均一かつ迅速な加熱を実現し、化学反応や相転移の時間を短縮します。エネルギー効率も向上します。
スプレードライヤー
スラリーを微細な液滴にして噴霧し、熱風で瞬時に乾燥させることで、均一な球状粉末を短時間で得られます。乾燥工程のボトルネックを解消します。
ナノ粒子合成用リアクター
精密な温度・圧力制御と効率的な混合機構を備え、目的とするナノ粒子の生成反応を迅速かつ高収率で進行させます。合成時間を大幅に短縮します。
