超微粒子のハンドリングに適した新しい流動層の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

アクリル円筒型流動層を組み立て、微粒子供給機として補助金により購入した定電流パルス発生機を組み入れた振動型微粒子フィーダーを作製し、申請書に記した方法で微粒子の層内滞留時間分布を求めた。微粒子には平均粒径1〜10μmのAl_2O_3、Al(OH)_3、SiO_2、CaCO_3を、媒体粒子としては平均粒径400μmの活性Al_2O_3を用いた。微粒子径が非常に小さい場合では定常供給することが困難だったので、バッチ法により行った。微粒子の層内滞留時間は非常に大きく、ガスの滞留時間の100倍〜1000倍も大きいことが分かった。その平均滞留時間は、ガス速度、層高、微粒子径、微粒子種類に依存し、ガス速度依存性はその-1乗、層高依存性は0.43乗に比例するとしてまとめらた。一方、粒子径の依存性は粒子径によって異なり、10μmの程度ではその依存性はほぼ-0.8乗と小さかったが、1〜5μmでは-3乗であり、影響が大きいことがわかった。このことは排出される微粒子の粒度分布の経時変化の測定、そして、SEMによる媒体粒子上の付着微粒子の観察によっても確認された。この結果は、粒子径が小さいほどその層内滞在時間が長いことを示している。補助金により購入したコヒテスタおよびトランジェントレコーダーの組み合わせによる付着力測定装置を用いて微粒子の付着力を測定し、付着力と平均滞留時間の相関関係を調べた。その結果、微粒子1ケ当たりの付着力は無次元化した平均滞留時間と比例関係にあることがわかり、微粒子の滞留時間には、微粒子の付着力が関与していることが明らかになった。今後、付着力を支配している現象の解明、また微粒子の粒径、付着力や操作因子と微粒子の層内滞在時間との定量的な関係を明らかにすることを検討して行く予定である。