粉体ホッパーを扱うなら知っておきたい 「流動性」ってなに？

粉が流れにくくて困っていませんか？ 粉体を扱う上で重要な、流動性を左右する 要因についてまとめました。

粉体を投入するのに使用しているホッパーが詰まってしまったり、うまく次の工程に排出 できない場合に「粉の流動性が悪い」と言ったりします。 しかしその「流動性」が具体的にどんな要因から決まっているのか知っていますか。 ここでは粉体の流動性を左右する要因について、簡単に解説します。 1 改めて、流動性ってなに？ 流動性とは、ざっくり言うと「粉体の流れ やすさ」のことです。 弊社ではわかりやすく「すべり性」と言っ たりもします。 たとえば砂時計の中身の砂は、サラサラと 留まることなく流れます。 このような粉体を「流動性がいい」、逆にスムーズに流れないものを「流動性が悪い」の ように評価します。流動性が悪い粉体はホッパー内で詰まったり、内容物の投入・排出を 妨げることがあります。 ※ブリッジ・ファネルフローなどといったホッパーの詰まり方については、こちらのコラ ムをご覧ください。 1

2 流動性を左右する要因とは 流動性を左右する要因には様々なものがあり、いくつか例をご紹介します。 安息角（あんそくかく） 水平な地面に粉体が積みあがっている時に、粉体と地面が作る角度 安息角には様々な測定方法がありますが、注入法が一般的 です。（注入法：ホッパー形状の容器から自然に落下さ せ、堆積した粉体と地面が作る角度を測定する方法） この角度が大きい（広がらずに、その場で高く堆積する） 粉体は流動性が悪く、ホッパー内でブリッジなどを起こし やすくなります。 ひとつの指標として、安息角が41°より大きい粉体はブリッジが発生しやすく、流動性に関 して何らかの対策が必要になります。 凝集度（ぎょうしゅうど） 振動によるダマのできやすさを数値化したもの 粉体をふるいにのせて、種類ごとに適した一定の条件（振 動時間や振幅など）で振動を与えます。その際にダマに なってふるいから落ちなかった粉体を計量・計算し求める ことができます。 凝集性が高い（ダマになりやすい）粉体ほど流動性が悪い とされています。 2

噴流性（ふんりゅうせい） 飛散の起こりやすさ 数値で示す場合、分散度ともいいます。 上から粉を落とし、下に設置した受け皿にどのくらいの割 合で残っているかを計量し、飛散した割合を算出します。 噴流性が低い（飛散が起こりにくい）粉体ほど流動性が悪 く、詰まりやすいとされています。 流動性を左右する3つの要因を例としてご紹介しました。 これらの例に挙げたような要因が「流動性が悪い」と示せば示すほど、対策が必要になり ます。 3

3 流動性を改善するにはどうすればいいか 弊社でホッパーを製作する際にご提案できる流動性の改善方法をご紹介します。 方法その1：ホッパーの角度を変更する 基本的にはホッパー角度をきつくすればするほど、中の粉体は流れやすくなります。 しかし角度をきつくしすぎてしまうと、粉体が出口に向かおうとする力が極端に強くな り、出口付近で固まってしまうことがあります。 またホッパーの角度を決定するにあたり、安息角を考慮することもあります。 ホッパーの水平面からの角度を安息角よりも大きくしないと、ホッパー内部の粉体は完全 には排出できません。 このように様々な要因を考えながら、ホッパーの角度を決定していきます。 日東金属工業で製作するホッパーは、ご要望に合わせて角度の変更が可能です。 ※弊社ではホッパー角度＝ホッパー内部の角度ですが、メーカーにより地面からの角度を示すことも ございます。ご注文やお問い合わせの際にはイラストを用いるなど、どの角度を示しているかを明確 にすることをお勧めします。 4

方法その2：ホッパーに表面処理を施す ホッパーの表面処理を変更することで、表面への付着を軽減し、流動性を改善できること があります。 表面処理例：gemini処理® ホッパーの表面を細かく荒らすブラスト加工をすることで、粉体とホッパーの接触面積を 減らし付着を軽減できます。 金属表面を直接加工するので、コーティングのように剥離する心配はありません。 弊社サイトの下記製品のページにて、通常のバフ研磨と粉体の付着を比較した動画を公開 しています。ぜひご覧ください。 粉体付着抑止投入ホッパー【THT-G】 5

まとめ ・流動性とは、粉体の流れやすさのこと。 ・流動性は安息角、凝集度、噴流性ほか、様々な粉体の性質で決まる。 ・流動性はホッパーの角度や表面処理を変更することで改善が可能。 実際に粉体を流してホッパーの角度・表面処理を実験できます。 流動性を左右する粉体の性質は様々なものがあり、ホッパーの仕様を決定するのに考慮す べきことは多岐にわたります。悩んだ際には、下記のような簡単な実験装置を使用して手 軽にホッパー角度や表面処理を検討することも可能です。 すべり性実験台 ■傾斜部分に原材料を流し、ホッパーの状況を再現します。 ■傾斜部分に使用する板は7種類。表面処理の比較検討が可能です。 ■角度は30～85度の任意の角度に設定できます。 7種類の表面処理 ①BA素材 ②バフ研磨 ③電解研磨 ④ハードクロムメッキ（硬化クロムメッキ） ⑤ジェミニ（gemini）処理 ® ⑥フッ素樹脂コーティング 貸し出しを行っております。 ⑦アドロン®コーティング 詳細はお問い合わせください。 6

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