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粒子設計

循環型メカノフュージョン ® システムAMS 乾式粒子複合化装置

Fig. 1 循環型メカノフュージョンシステム AMS

Fig. 1 循環型メカノフュージョンシステム AMS

概要

複数の異なる素材粒子に強い機械的エネルギーを加えてメカノケミカル的反応を起こし、新しい特性を持った新素材粒子を創造する装置である。粒子の組み合わせには無限の可能性があり、幅広い分野で材料高機能化を目的とした粒子設計、粒子加工を実現する。
湿式法、液相法などの他の粒子複合化手法では、素材の組み合わせの制限や乾燥工程が必要となるが、当機械的手法は、工程がシンプルで、組み合わせの幅が格段に広いことが特長である。
加えて、表面融合による固体粒子の複合化のみではなく、粒子の形状コントロールや従来の粉体用混合機に比べてはるかに精度の高い精密混合が可能である。

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原理・構造

回転容器に投入された粉体原料は、遠心力によって容器内壁に固定され、プレスヘッドによって繰返し強力な圧縮・せん断力を与えられることにより、新たな性質を持った機能性粒子に生まれ変わる。
循環型では、回転ロータ壁面のスリットを通ってロータの外側に送られた粉体原料がロータに取り付けられた循環用ブレードによって上部に搬送され、回転ロータ内に戻されることにより、再びプレスヘッドから強力な力を受ける。このように、粉体原料の三次元的な循環と効果的な圧縮・せん断処理が高速で繰り返されることで粒子複合化などが進行する。

Fig. 2 基本原理および概略(断面)図

機能

■粒子複合化・表面改質
■粒子形状のコントロール(球形化・偏平化)
■粉体融合

特長

■複合粒子の作製、粒子形状のコントロール(球形化、偏平化)、精密混合などの処理が可能
■粒子の組み合わせは無限に存在する
■少量〜大容量処理まで幅広く対応が可能
■水冷ジャケットを備え品温制御が可能
■乾式のため、乾燥工程が不要
■窒素、アルゴンなどによる雰囲気制御が可能

Fig. 3 複合化例 (シリコン樹脂に酸化物を複合化)

Fig. 4 AMS-MINI

用途例

■化粧品
複合化、表面改質による流動性向上
■電池
二次電池正極材の電導性改善および充電性向上
二次電池負極材の球形化による充填性・焼結性向上
燃料電池電極材料の反応性向上、セパレータ材料の性能向上
■電子写真
トナーの球形化処理、帯電性制御、流動性向上
キャリア粒子の表面改質
■医薬品
溶解性の向上、マスキング処理
■顔料
超精密混合による発色性改善
■その他
合金粒子表面への無機材料複合化処理
焼結性向上

Fig. 5 メカノフュージョンAMSによる多成分系材料処理フロー

仕様

Table 1 仕様

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