「昨日と今日で塗布量が違う」「ショットごとに接着剤の量がばらばらで、品質検査ではじかれてしまう」——製造ラインでこのような悩みを抱えている生産技術担当者の方は、少なくないのではないでしょうか。特にグリスやエポキシ樹脂、導電性ペーストといった高粘度材料を扱う塗布工程では、吐出量のばらつきは製品品質に直結する深刻な問題です。

はじめまして、生産技術コンサルタントの山田一樹と申します。電機メーカーで15年間、生産技術部門に従事したのち独立し、現在は自動車部品・電子部品・医療機器など幅広い業界での塗布工程の最適化支援を行っています。これまでに100件以上のディスペンサー選定・ライン改善に関わってきた経験をもとに、今回は高粘度ディスペンサーを選ぶ際に本当に重要な5つのポイントを、現場の視点からわかりやすくお伝えします。

この記事を最後まで読んでいただければ、吐出量のばらつきが生まれる根本的な原因と、それを抑えるための選定ロジックが体系的に理解できます。ディスペンサーの更新や新規導入を検討されている方はぜひ参考にしてください。

吐出量のばらつきが製造現場に与えるダメージ

高粘度材料の塗布工程で吐出量がばらつくと、大きく分けて2方向のリスクが発生します。吐出が多すぎれば材料のはみ出しや液流れによる外観不良が生じ、少なすぎれば接着強度不足やシール不良といった機能上の問題につながります。

リスク区分	発生事象	主な結果
吐出量が多すぎる	はみ出し・液流れ・タレ・糸引き	外観不良・手直し工数増加・材料コスト増
吐出量が少なすぎる	接着強度不足・シール不良・気密性低下	品質クレーム・リコールリスク・工程やり直し

医療機器や自動車部品など安全性が問われる分野では、吐出量の安定性は品質保証の根幹を担っています。エア式ディスペンサーをお使いの現場では「毎日始業前に調整が必要」「気温が変わるとすぐ量が変わる」という声をよく聞きますが、この原因は装置の方式にあることが多いです。

高粘度材料で「ばらつき」が起きやすいメカニズム

粘度（液体の流れにくさを示す指標で、単位はmPa・s）は温度変化の影響を非常に受けやすく、わずか数度の差でも値が大きく変動します。例えばエポキシ系接着剤では、25℃と35℃を比較すると粘度が2〜3倍以上変化するケースもあります。

特にエア加圧式（時間圧力式）ディスペンサーでは、この粘度変化がそのまま吐出量のばらつきに反映されます。さらにタンク内の材料が減ってくると水頭差（液面高さの差）が変化し、吐出圧力がぶれるという問題も加わります。こうした外部要因が複合的に絡むことで、1日の生産時間内でも吐出量が刻々と変化してしまうのです。

高粘度ディスペンサーの主要方式と「ばらつき」への強さ比較

選定の出発点として、方式ごとのばらつきに対する特性の違いを理解しておきましょう。

吐出方式	計量の仕組み	粘度変化への強さ	吐出精度の目安	主な適用材料
エア（時間圧力）式	圧力×時間で制御	△ 弱い	±5〜10%程度	低〜中粘度材料
スクリュー（エンドレス）式	スクリュー回転量で制御	○ 強い	±1〜3%程度	中〜高粘度・フィラー入り材料
プランジャーポンプ（容積計量）式	ピストンのストローク量（体積）で制御	◎ 非常に強い	±1〜2%程度	低〜超高粘度材料
一軸偏心ねじポンプ式	ローター回転により密閉キャビティーで送液	◎ 非常に強い	±1〜2%程度	超高粘度・スラリー材料

この表からわかる通り、容積計量方式（プランジャーポンプや一軸偏心ねじポンプ）は粘度変化や材料残量の影響をほとんど受けません。これは材料の物性に関係なく、機械的に「一定の体積」を送り出すという仕組みによるものです。モーノディスペンサー（兵神装備株式会社）の特長ページでは、一軸偏心ねじポンプの「無脈動・定量移送」という特性が詳しく解説されており、容積計量方式の安定性を理解するうえで参考になります。

ばらつきをゼロに近づける！選定の5つのポイント

リサーチと現場経験をもとに、高粘度ディスペンサーの選定で必ず押さえるべきポイントを5つに絞りました。

ポイント1：計量方式は「容積計量方式」を第一候補にする

吐出量のばらつきを最小化したいなら、計量方式の選択が最重要です。方式別の特徴を整理しておきましょう。

• エア（時間圧力）方式：導入コストが安く汎用性は高いが、粘度変化・残量変化の影響をダイレクトに受ける
• 容積計量方式（プランジャーポンプ式）：ピストンのストロークで体積を直接管理するため、粘度変化の影響を受けにくく繰り返し精度が高い
• スクリュー（エンドレス）式：スクリューの回転数で流量を制御し、フィラー入り材料の連続塗布に強い

コストを重視してエア式を選んだ結果、毎日の調整に多大な工数を費やすというケースを私はこれまで何度も目にしてきました。初期投資が多少高くなっても、容積計量方式を選択することで、長期的には品質の安定化と調整工数の大幅な削減につながります。

例えば、ナカリキッドコントロール社が提供する高粘度材料への対応力に定評があるプランジャーポンプ式ディスペンサー「P-FLOWシリーズ Hタイプ」は、ACサーボモーター駆動による精密な容積計量方式を採用しており、対応粘度範囲は1〜1,050,000mPa・sと超高粘度域まで幅広くカバーしています。フィラー入り材料への耐摩耗性も考慮された設計で、過酷な現場環境でも安定した定量吐出を実現しています。

ポイント2：対応粘度範囲と最高吐出圧力に十分な余裕があるか確認する

使用する材料の粘度（mPa・s）がディスペンサーの対応粘度範囲に収まっているかの確認は基本です。しかし「常温での粘度」だけを見てしまうと、現場での実際の条件との乖離が生じます。以下の条件での粘度変動も必ず把握しておきましょう。

• 生産ライン稼働中の温度上昇による粘度変化
• 夏冬の季節差による室温変動の影響
• 材料の使用開始直後と残量わずかの状態での特性差
• 材料の経時変化（製造日からの時間経過）

また高粘度材料は、押し出すために必要な吐出圧力が大きくなる点も見逃せません。カタログ上の最高吐出圧力を確認し、使用条件に対して十分な余裕があるかを確かめましょう。実際の現場運用ではカタログスペックの70〜80%程度での使用が望ましく、この余裕がないと長時間連続運転時にトラブルが起きやすくなります。

ポイント3：フィラー入り材料への耐久性と接液部材質を確認する

放熱グリス・導電性接着剤・はんだペーストなどには、アルミナ・銀・窒化ホウ素などの硬質フィラー（充填材）が含まれています。これらのフィラーは非常に硬く、ポンプ・スクリュー・シリンダーといった接液部品を摩耗させる原因になります。

フィラー入り材料を使用する場合に確認すべき項目は以下の通りです。

• 接液部に超硬合金・セラミック・タングステンカーバイドなど耐摩耗素材が採用されているか
• フィラーの粒径（μm）がノズル内径の1/3以下に収まっているか
• 耐摩耗仕様のオプション構成が用意されているか
• メーカーに実際の材料データを提示して適合確認を取れるか

接液部の材質確認を怠ると、わずか数ヶ月で吐出精度が劣化し、設備の再選定や部品交換コストが発生します。フィラー入り材料では、このポイントを最優先で確認することを強くお勧めします。

ポイント4：温度管理機能（温調機能）の有無を確認する

高粘度材料は温度で粘度が大きく変化するため、材料温度を一定に保つことが安定吐出の鍵になります。特に以下のケースでは温調機能が事実上必須です。

• 常温での粘度が10,000mPa・sを超える高粘度材料を使用する
• 季節変動が大きい環境や、温度管理が不十分な工場で使用する
• 加温して粘度を下げてから吐出するプロセス設計を採用したい
• 1日の生産の中で温度変動が大きい時間帯が存在する

温調機能はディスペンサー本体に内蔵されているものと、周辺機器として別途設置するものがあります。シリンジ・ノズル・配管を含めたトータルでの温度管理が理想的で、部分的な管理では効果が限定的になりやすいです。

また、定量吐出の安定という観点では、材料内への気泡混入も見過ごせません。充填前に脱泡装置（真空脱泡・遠心分離方式）を組み合わせることで、気泡が原因のばらつきを事前に排除できます。高粘度材料は流動性が低いため、一度混入した気泡が吐出中に潰れたり抜けたりして、予期せぬ吐出量の変動を引き起こすことがあります。

ポイント5：メンテナンス性の評価と実機テストで最終判断する

どれほど高性能なディスペンサーであっても、メンテナンス性が悪ければ現場では使いこなせません。選定の最終段階では以下の項目を実際にメーカーへ確認してください。

• 分解・洗浄にかかる時間と作業の難易度（工具不要で分解できるか）
• 消耗品（Oリング・ノズル・シール材）の入手性とランニングコスト
• メーカーのサポート体制（技術相談・修理対応の速さ・国内拠点の有無）
• 定期メンテナンスの推奨インターバル

そして何より重要なのが、実機テスト（塗布テスト）です。候補機種を2〜3機に絞り込んだら、実際に使用する材料・温度・吐出条件で試験塗布を実施し、吐出量のばらつき（±%）を数値として確認してください。多くのメーカーでは無料のテストルーム評価サービスを提供しており、この工程を省略すると現場導入後に想定外のトラブルが生じるリスクがあります。

選定前に整理しておきたい確認チェックリスト

選定作業をスムーズに進めるために、事前に以下の情報を整理しておきましょう。

カテゴリ	確認項目	ポイント
材料特性	粘度（mPa・s）の実測値（複数温度で）	25℃・35℃・現場温度条件での値を取得
材料特性	フィラーの有無・種類・粒径・含有率	耐摩耗リスク評価のために必要
材料特性	チクソ性（チキソトロピー性）の有無	塗布後のタレ防止設計に関係
塗布条件	1ショットあたりの吐出量範囲（ml/shot）	最小・最大の両方を把握しておく
塗布条件	塗布パターン（点塗布・線塗布・面塗布）	吐出方式の選択に直結
塗布条件	要求精度（±%以内）	方式選択の重要な判断基準になる
生産環境	生産速度・タクトタイム	連続塗布か間欠ショット塗布かを判断
生産環境	工場内の温度管理状況	温調機能の要否を判断するために確認
運用管理	メンテナンス頻度の許容値	消耗品コストを含めたTCOで評価する

まとめ

高粘度ディスペンサーにおける吐出量のばらつきは、「どの方式のポンプを選ぶか」という一点に大きく左右されます。本記事で解説した5つのポイントを改めて整理します。

• 計量方式は容積計量方式（プランジャーポンプ式・スクリュー式）を優先し、エア式からの脱却を検討する
• 対応粘度範囲と吐出圧力は、使用条件に対して十分な余裕があるかを確認する
• フィラー入り材料には接液部の耐摩耗性を必ず確認し、材料特性に合った構成を選ぶ
• 温調機能と脱泡対策をセットで取り入れ、材料状態を安定させる
• 実機テストで数値（±%）を確認してから最終選定し、感覚や価格だけで決めない

ディスペンサーは導入後に長期間使い続ける設備です。導入価格だけで選ぶのではなく、品質の安定化・材料ロスの削減・調整工数の削減といった観点からトータルコストを評価することが、結果的に最も経済的な選択につながります。

「今使っているディスペンサーで本当に十分か」と感じている方は、まず現状の吐出量ばらつき率を計測することから始めてみてください。数値化することで改善余地が明確になり、次のアクションが見えてきます。

Last Updated on 2026年3月5日 by watado