OCTオペランド観測による粒子懸濁液の乾燥過程の解明

抄録

粒子懸濁液を扱う製品や材料の製造プロセスにおいて，乾燥時に形成される粒子集合構造は最終的な性能と密接に関係するため，的確かつ自在な制御が強く望まれている．しかし，多様な因子が相互に影響する複雑さから，実環境下での現象の直接的な理解は困難であった．本課題を解決するべく，材料の乾燥特性の標準的スケールである乾燥特性曲線の測定と内部構造変化の観察を同時に行うことができるオペランド観測システムを本研究で構築した．システムは観察用の波長掃引型光コヒーレンストモグラフィー（SS-OCT）と，重量変化を測定する電子天秤，環境の温湿度変化を測定するプローブで構成された．本システムでコーヒーの液滴やAl₂O₃スラリーの乾燥挙動を観測し，乾燥中の内部構造変化と乾燥特性とを直接相関させ，定量的な評価ができることを明らかにした．さらに，Al₂O₃スラリーの固体濃度や粒子の分散凝集が内部構造変化や乾燥特性に及ぼす影響も明らかにした．