特定のセラミックコーティング材料の製造における水平リボンミキサーの応用分析

I. アプリケーションシナリオ

提供された材料組成（主に高密度ジルコニウムケイ酸塩、アルミナおよび石英を添加）と大規模な日産要件（20トン/日）に基づくと、この混合プロセスはリチウム最終製品用の高性能セラミックコーティングの製造に適用されると判断できます。具体的には、以下の用途に使用できます。

●最終製品用セパレータコーティング：ポリマーベース膜（PE/PPなど）上に均一なセラミックコーティングを形成することで、セパレータの耐熱性、機械的強度、電解液濡れ性を大幅に向上させます。

●電極端部保護層：電極シートの端部にコーティングされており、絶縁保護の役割を果たし、内部短絡を防止します。

コーティング材は最終製品の安全性能と耐用年数に直接関係するため、混合の均一性、効率性、粒子の完全性に対して極めて高い要求が課せられる。

6II．コアとなる利点とプロセス適合性

水平 リボンミキサー独自の動作原理により、このプロセスの厳しい要件を完全に満たしており、主な利点は以下のとおりです。

1.優れた混合均一性により、密度分離を効果的に解決します。

●処理上の課題：ジルコニウムケイ酸塩（真密度 ≈ 4.7 g/cm³）と石英（真密度 ≈ 2.65 g/cm³）は密度差が大きく、混合および沈降中に重力によって分離しやすい。

●装置ソリューション：本装置は、内部および外部の逆回転するらせん状リボンの回転により、放射方向と軸方向の三次元対流混合を同時に実現します。この動作モードにより強力な材料循環が生み出され、密度差による分離傾向を効果的に克服し、各バッチ（300～400kg）のマクロ的およびミクロ的な均一性を極めて高く確保することで、安定したコーティング性能の基盤を築きます。

2. 低いせん断混合力により、粒子形態の保護を最大限に高めます。

●加工上の課題：原料はすべてミクロンサイズの微粉末（D50：1.1～2µm）であり、アルミナは硬度が高く、研磨性も強い。高せん断混合を行うと、元の粒子形態が破壊され、二次微粉末が生成され、粒度分布（D50、D97）が変化するため、スラリーのレオロジー特性やコーティング効果に影響が出る。

●装置ソリューション：水平リボンミキサーは、主に穏やかな体積置換と回転によって混合を行うため、せん断力が小さい装置です。これにより、粒子の破損や装置の作業面の摩耗を最小限に抑えながら、均一な混合を実現します。

3. 高い運転効率と残留物のない荷降ろしにより、連続生産が保証されます。

●技術的な課題：1日20トンの生産能力を実現するには、非常に効率的な設備が必要となる。同時に、バッチ間の相互汚染を防止しなければならない。
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上海申銀機械（集団）有限公司
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●機器ソリューション：

●効率的な混合：このタイプの乾燥粉末混合では、通常5～15分以内に必要な混合均一性を達成できます。

●徹底した排出：大口径排出バルブを搭載し、スクリューの押し込みにより迅速かつ徹底的な排出を実現し、残留物をほとんど残しません。これにより、生産能力スケジュールを満たすだけでなく、原料の独立性と配合の精度も確保します。

4.優れた材料適応性を持ち、分散性と凝集防止能力の両方を備えています。

●加工上の課題：微粉末材料は軟凝集を起こしやすく、石英成分は流動性が比較的低い。

●装置ソリューション：リボン状の動きにより、わずかな凝集塊を分解できます。オプションで高速フライナイフまたは液体噴霧システムを追加することで、凝集塊の発生を防いだり、パルプ化工程中に少量の液体成分を添加したりすることができます。

III．重要機器選定における主要な考慮事項

上記のプロセスパラメータに基づき、機器の選定または評価を行う際には、以下の点を考慮する必要があります。

量と生産能力

バッチ重量300～400kg、日産量20トン

容積600～800Lのモデルを選択してください（かさ密度1.1～1.2g/cm³、負荷係数0.6～0.7に基づく）。計算によると、1台のユニットで生産能力を満たしつつ、安全マージンを確保できます。

構造材料と耐摩耗性

密度差が大きく、研磨性のある材料

混合室およびらせん状リボンとの接触面はステンレス鋼製で、内壁は高精度に研磨されています。重要な摩耗部品（らせん状リボンのブレードなど）については、耐摩耗性超硬合金のオーバーレイなどの強化処理を施すことをお勧めします。

密閉および防爆

処理対象物はミクロンサイズの微粉末である。

スピンドル端部には、粉塵の漏洩を防ぐために高効率のガスシールまたはメカニカルシールが採用されている。全体の設計は、運転安全性を確保するために防爆規格を満たす必要がある。

制御と清掃

品質管理基準に準拠

レシピ（時間、速度など）の保存と検索をサポートする自動PLC制御システムを構成する。装置構造は、徹底的な清掃を容易にし、死角をなくすように設計する必要がある。

IV．要約

最終製品向けセラミックコーティング材料などの乾式混合プロセスでは、均一性、粒子品質、生産効率、清浄度に関して厳しい要件が課せられます。そのため、水平リボンミキサーは、工業生産で実績のある最適なソリューションです。三次元対流混合、低せん断、効率的な排出により、最終製品製造における材料準備の品質と効率に関する要件を完全に満たすことができます。