固結した原材料を袋のまま砕ける粗砕機はコレ!取り扱いメーカー3選
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粉体の流動性とは

粉体の性質とは

粉体とはさまざまな形状と粒子径をもつ粒子の集合体であり、わかりやすくいえば多くの粒が集まったものといえます。粉体は非常に小さな物質ですが、微細化されるにつれて気体のように浮遊しやすくなります。加えて表面積は増大しエネルギーをもつことから、付着や凝集などの現象が発生します。

粉体は本質的には固体ですが、流動性があり、液体のように一定以上の力を加えると流れ出し、容易に位置を移動するという特性ももっています。

粒子径・形状について

粉体の特性を決める条件には「粒子径」や「形状」があります。

まず粒子径には細かいものでは小麦粉やベビーパウダー、大きいものではペレットや肥料などが挙げられます。粒子径が小さいほど流れやすく、凝集性や吸湿性が大きいのが特徴。反対に粒子径が大きい場合は流れにくく、凝集性や吸湿性は小さくなります。

また、粉体は球形や円柱形などさまざまな形状をしています。球形では脈動が出にくく、円柱形では脈動が出やすいという特徴をもっています。なお、形状を把握するために4つの径を用いており、フェレー径・ヘイウッド径・マーチン径・クルムバイン径があります。

粉体の流動性とは

流動性とは、対象となる粉体が固定せず流れる性質を意味します。たとえば砂時計で、砂の流れがスムーズなら「流動性がいい砂」逆に途中で止まってしまうようなら「流動性が悪い砂」と言い表せるのです。

流動性を評価する上で欠かせないのが、かさ比重・安息角・凝集度・噴流性。かさ比重の比重とは水と比較したときの重さで、物質が容積を満たすときの質量を、容積で割ったものです。かさ比重が小さいと流動性は高く、大きければ、流動性は低いと評価できます。

安息角は土台の水平面と山の斜面の角度のことです。安息角の角度が小さいと流動性は高く、大きいと低いと評価できます。

凝集度は、粉体の凝集性を表した数値です。ふるいにかけてダマになりやすい粉体は、流動性が悪いと評価できます。

噴流性は飛散しやすさで、皿へ粉体を落としたとき、どの程度残っているかで評価。流動性が低いと飛散も少なくなることから、固結しやすさを評価できるのです。

粉体の場合、上記の評価により気体や液体とは異なる流動性を示します。

流動性の違いによって起こるトラブル

粉体を用いる場合、流動性が高いほうがトラブルは起きにくくなっています。たとえば粉体塗装では、流動性が悪くすぐダマになるような粉体だと均一な塗装が困難です。流動性が高く粒子径が小さい材料は細かい部分まで均一に塗れるため、仕上がりがキレイになりやすく好まれます。

また、ホッパーを使用する業務の際は、流動性が悪ければホッパーの中でブリッジ(排出口の詰まり)のようなトラブルが起きやすくなります。

粉体の流動性を改善する方法

粉体の流動性を改善したいなら、粉砕、解砕、分散といった、細かく砕く、つぶして粒子径を小さくする対策も有効です。粉砕するとしても、すべて人力となれば時間も手もかかります。

ホッパーの機能性を高める対策も期待できますが、対応できないほど流動性が悪いとどうにもなりません。そんなときは、粗砕機や粉砕機で、物理的に手を加えて、粉体の流動性を高めるのもひとつの手です。

粗砕機・粉砕機で流動性を高める

粗砕機や粉砕機のメリットは、固結や凝集によりかたまりとなった粉体を物理的に崩せることです。粒子の大きさが小さくなると、作業効率と共に、作業員の手間や時間的な負担をサポートできます。

袋に入ったままでもほぐせるといった高い機能性を持った機器も出ており、原料から薬品、食品関係にも対応可能です。作業員の負担を軽くできれば、作業効率化と共に収益率のアップや働きやすい企業としての好感度という点でもメリットは大きいでしょう。

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まとめ

粉体を取り扱う業務の際に注意したいのが、固結や凝集、流動性の低さです。塊となった粉体を人力で壊すのは手間も時間もかかります。取り扱う粉体の特質を理解し、保管方法やホッパーの機能性を高めるといった対策はありますが限界はあるのは否めません。そのとき、物理的に力を加えて固結や凝集した粉体を崩せる、粗砕機や粉砕機が頼りになるのです。

現場効率を上げる
粗砕機3
このメディアでは現在手作業で行うことの多い固結した砕料のほぐし作業を、袋体のまま砕ける粗砕機をご紹介します。
砕き太郎
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引用元:平野整機工業株式会社 公式HP(http://www.hiranoseiki.co.jp/product/#al01)
  • 特許取得(※1)の特殊加圧ローラーにより破袋しづらくスピーディーに砕ける
  • コンパクト設計ながらな高レベルの安全対策仕様で多種材料に対応可能

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モミクラ
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引用元:シンコー化成株式会社 公式HPhttp://www.shinkokasei.co.jp/publics/index/21/
  • 装置自体はコンパクト設計で配置しやすい
  • 粗砕対象粉袋の厚みによりS(袋体の厚みが15cm以下)L(袋体の厚みが25cm以下)の2機種あり

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袋体ブレーカシリーズ
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引用元:大有株式会社 公式HPhttps://taiyu-kabu.co.jp/breaker/
  • 袋体以外にもファイバードラムなど、異なるサイズの粗砕にも対応
  • 3つの粗砕部品を組み合わせて使用が可能

袋体ブレーカシリーズ
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※選定条件:「粗砕機」を取り扱うGoogle検索上位26社の中で、現在袋体のまま粗砕する機械は3種類だけになりますので、3種類の機械をご紹介します。(2021年8月3日時点)

(※1)2021年9月時点 参照元:平野整機工業株式会社 公式HP「新着情報」http://www.hiranoseiki.co.jp/news/?p=2