분말 압축

분말 압축 공정에서는 느슨한 분말 입자를 압밀하여 입자들이 서로 부착되도록 합니다. 이러한 현상은 다양한 응용 분야에서 의도적으로 활용됩니다. 대표적인 예로 발포정, 의약품 정제, 갈탄 브리켓, 세라믹 성형체 또는 응집된 인스턴트 제품 등이 있습니다.

반면, 분말의 원치 않는 부착이나 고결은 바람직하지 않은 현상입니다. 이러한 현상은 사일로나 포대 내부에서 발생할 수 있습니다. 세탁용 분말세제도 포장 내부에서 굳어 단단한 덩어리를 형성할 수 있습니다. 또한 혼합 도구, 용기 벽 또는 이송 배관에도 원치 않는 분말 부착물이 형성될 수 있습니다.

이러한 현상은 경우에 따라 방지할 수 있습니다. 예를 들어 분말에 고결 방지제(anticaking agent)를 첨가하거나 수분 함량을 낮출 수 있습니다. 생산 설비의 온도 및 습도를 적절히 조절하는 것도 긍정적인 효과를 가져오는 경우가 많습니다. 혼합 공정이 끝난 후 혼합물이 믹서에서 배출될 때의 온도가 낮을수록 고결되는 경향도 감소합니다. 이러한 측면에서는 amixon®의 이축 믹서와 KoneSlid® 믹서를 특히 권장합니다.

입자를 의도적으로 서로 부착시키기 위해서는 다양한 공정을 사용할 수 있습니다. 이를 위해 amixon®의 링 레이어 믹서-과립기를 사용할 수 있으며, 기술센터에서 테스트할 수 있습니다. 필요한 압축 정도를 대략적으로 추정하기 위해 간단한 공식을 사용할 수 있습니다. 흔히 관찰되는 관계식은 다음과 같습니다.

log p = C · (V/Vt) + K

V/Vt는 부피의 상대적 압축 정도를 나타내며, p는 압축물에 가해지는 압력을 의미합니다. C와 K는 실험적으로 결정되는 상수이며, 실험실 시험을 통해 구해야 합니다.

log p를 V/Vt에 대해 그래프로 나타내면 직선이 얻어집니다. 따라서 압축 정도가 증가할수록 필요한 압력은 지수적으로 증가합니다. 이 식은 물리 법칙으로부터 유도된 것이 아니라 차원해석을 바탕으로 구성된 현상론적 관계식입니다.

이 방법을 사용하면 어느 정도 안정적인 압축물을 얻기 위해 분말을 어느 정도까지 압축해야 하는지 대략적으로 추정할 수 있습니다.