凝集度

試験の位置づけ

• 凝集度測定は、粉粒体物性測定において粉体の凝集性評価を定量化する粒子間相互作用解析指標
• 粉体特性測定の中でも、粒子間力や付着性を反映する力学特性評価項目
• 粒子径分布測定（Particle size distribution）や分散度評価と関連づけた凝集構造解析の基礎データ
• 粒子形状解析（SEM、画像解析）と併用することで粒子接触状態や凝集形態を評価する補助指標
• かさ密度測定（Bulk density）およびタップ密度（タッピング密度）測定と関連する充填構造安定性評価項目
• 安息角測定や差角測定と相関する粉体流動性評価の重要パラメータ
• 圧縮特性や粉体の圧密性評価における内部結合力影響の解析指標
• 粉体流動性試験装置（Flow tester / Powder rheometer）による詳細流動解析を補完する基礎評価項目
• 静電気特性を有する粉体の帯電挙動と凝集挙動の関連解析指標
• ホッパー詰まり評価（Hopper flow / Arching / Rat-holing）におけるブリッジ形成リスク解析の基礎データ
• 流動化特性（Fluidization properties）設計時における粒子間結合力評価指標

試験の目的

• 粉体および粉粒体の凝集度を定量評価するための凝集状態指標の取得
• 粒子径分布データと組み合わせた凝集性評価および粒子間相互作用解析
• 粉粒体物性測定におけるロット間凝集傾向のばらつき評価
• 粉体流動性評価との相関解析による流動障害要因の特定
• かさ密度測定およびタップ密度測定との関係整理による充填構造安定性把握
• 安息角測定や差角測定との比較による静的・動的流動特性の総合評価
• 圧縮特性や粉体の圧密性に及ぼす内部結合力の影響解析
• 静電気特性を含む粉体挙動リスク評価および取り扱い条件最適化検討
• ホッパー内詰まりやラットホール現象発生要因の解析精度向上
• 流動化特性や混合工程設計に向けた粒子間結合力基礎データ取得

用途

凝集性、排出性、付着性、フィルター目詰まり、ホッパーブリッジ

概要

ふるい上でふるいの目開きより小さな粉体に一定の振動を与えた場合、粉体同士で凝集し大きな粒子となったり、ふるいの網面に粉体が付着しふるいから落下しなくなる。この現象を数値化したものが凝集度である。

原理及び理論

ゆるみかさ密度とかためかさ密度との平均値及び圧縮度から振動時間を算出し、それらに見合ったふるいを3種類選定し、一定振幅で振動を与えたときにふるい上に残った粉体を秤量し計算する。

測定条件

• ふるいの選定

  	平均かさ密度{(A+P)/2}	ふるい(上)	ふるい(中)	ふるい(下)
  1	0.4以下	350μm	250μm	150μm
  2	0.4?0.9	250μm	150μm	75μm
  3	0.9以上	150μm	75μm	45μm

• 振幅 1mm
• 振動時間
  T=20＋{(1.6－W)／0.016} [sec]
  W＝(P－A)・C／100＋A
• 凝集度(%)＝X＋Y＋Z
  X＝{ふるい(上)に残った粉体質量}／2×100
  Y＝{ふるい(中)に残った粉体質量}／2×100×3／5
  Z＝{ふるい(下)に残った粉体質量}／2×100×1／5

それぞれの記号は下記に示す。

• A：ゆるみかさ密度
• P：かためかさ密度
• T：振動時間
• W：動的かさ密度
• C：圧縮度