Nano Insight Japan

【アシザワ・ファインテック】
量産用微粉体製造システムから研究開発用超微量粉体処理技術までを提供
- システム化で顧客ニーズに素早い対応を目指す-

2019年12月27日

アシザワ・ファインテック株式会社

アシザワ・ファインテックは、微粉砕・分散機の専門メーカとしてビーズミルを主力にした最先端装置の製造・販売に加え、プロセスや運転条件を含めた技術コンサルティングや受託加工を行い、顧客と共に「新しい可能性の共創」目指している[1]。さらにビーズミルを中心にタンク、撹拌機、配管、制御等をシステム化して、社会・顧客のニーズに一早く対応しようとしている。nano tech 2020では、ナノ粒子大量生産用分散機 “MAXナノ・ゲッター® ” と高速回転メディアレス分散・乳化機 “チータ® CPM” を展示し、またこれらを結合して顧客要求のスラリーまでを製造するシステムを提案する。さらに、研究開発分野の強い要求に応える超小型ナノ分散機“ファーストミル®FST ”、“DELTAVITA®1”も出展する。粉体に係わる製品開発のアイディアや課題をお持ちのお客様に現物を見て頂き、新たな展開の端緒になる情報交換を期待している。

1. MAXナノ・ゲッター®(図1)

微粒子の製造方法は、被粉砕物に機械的エネルギーを加えて微細化するブレークダウン方式と、化学反応により原子やイオンあるは分子の成長を制御するビルドアップ方式とに大別される。ビルドアップ方式で生成した微粒子は、一次粒子が強く結合した凝集体を形成している。MAXナノ・ゲッター® は、この凝集体を一次粒子のサイズ、形状、結晶構造、表面状態などを維持したまま一次粒子にまで分散させる装置である。これを達成するため、MAXナノ・ゲッター® には周方向と軸方向とのバランスの取れたビーズの「転がる力」によって凝集体をほぐす特許技術が用いられ、アシザワ・ファインテックではこれをマイルド分散®と名付けている[2]
図2に酸化チタン(TiO₂)のマイルド分散® の例を示す。原料は30 nmの一次粒子が強く結合したもので、凝集体の粒径は400 nmである(図2下左)。マイルド分散® 後、一次粒子にきれいに分散されている(図2下右)。マイルド分散® の特徴は、所用動力が少なく(図2上左)、一次粒子の結晶構造を保ち(図2上中央)、分散液の安定性が高いことである。分散液は分散処理後1年間放置しても沈殿することなく透明を保っている(図2上右)。

HFM4一次流れ・二次流れ

図1: MAXナノ・ゲッター®の外観とビーズの動き

図2: MAXナノ・ゲッター®による酸化チタンのマイルド分散®

2.“チータ® CPM ”(図3)

"層流せん断"によりキャビテーションの発生を制御する特許技術で、固液混合から、分散、乳化、脱泡,送液(ポンプ)までの5役を一台で実現できる装置である[3]。分散処理においては、シングルミクロンからサブミクロンまで分散が進み、周速が早いほど分散効率の良いことがわかる(図4左)。また、対象物が凝集体ではなく結晶粒子の場合は、微細化は進行せず新界面を作り出すような粉砕効果はないことがわかる(図4右)。すなわち過分散が起こる心配はない。

微小隙間CPM180

図3: チータ®CPMの外観と内部構造

凝集酸化チタン結晶粒子の分散

図4: チータ®CPMによる凝集酸化チタン(左)および結晶粒子の分散(右)

3. MAXナノ・ゲッター® とチータ® CPMを組み合わせたシステムの提案

MAXナノ・ゲッター® の前後に2基のチータ® CPMを配置し、前工程のチータ® CPMで被分散体(例えばカーボン)と液体(溶剤)及び分散剤のプレミキシング、中間のMAXナノ・ゲッター®で分散、さらに後工程のチータ® CPMで樹脂との混合を行うシステムがその一例である。 前工程チータ® CPMの脱泡作用により、凝集界面に液が侵入し、また狭い間隙を通過するときのシェア力により分散が進む。この予備分散されたスラリーはポンプでMAXナノ・ゲッター® へ送られる。前段で濡れの促進と分散がなされていることにより、MAXナノ・ゲッター® での分散処理時間は大幅に短縮され、またここでの過剰分散のリスクも低減される。所望のマイルド分散® が達成されたスラリーは後段のチータ® CPMに送られ、ここで用途に応じた添加剤(例えば樹脂)とともに、混合を得意とするチータ® CPMで混合されて顧客が必要としているスラリー(例えば電極スラリー)に仕上げられる。  アシザワ・ファインテックは、全プロセスの条件設定と運転を担う制御系を組み合わせてシステムの仕上げまで行う。顧客の要求仕様に合致した材料と分散剤の選択、分散処理条件、等々多くのパラメータをノウハウとして蓄積するアシザワ・ファインテックの経験がフル活用されて初めてできるシステム化である。 より詳しいことや不明な点は、ブースにて展示品を前に質問して頂き、意見交換や情報交換を通して、新たな応用展開が生まれることを期待する。

参考資料:[1] https://www.ashizawa.com/
参考資料:[2] https://www.ashizawa.com/products/wet/maxnanogetter.html
参考資料:[3] https://www.ashizawa.com/products/wet/cpm.html

(註)図はすべてアシザワ・ファインテック株式会社提供

小間番号:1W-C25

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