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ナノテクノロジー

従来の分散法のメリット・デメリットを踏まえ、講師らの提案技術について具体的事例を挙げて紹介し、ナノコンポジットの各種特性についてもフィラー分散性との関係を中心に解説!

無機ナノ粒子・フィラーの樹脂への分散・混合技術とナノコンポジットの簡易調製

日時:2012年3月7日(水) 12:30~16:00

 

【講座のポイント】

 樹脂の性能改善・新機能付与を目的として、高分子材料中への無機フィラーのナノ分散技術が注目されている。ナノ分散のための実用手法としては、溶融混練法や溶液混合法に代表されるブレンド法によるトップダウン型の直接分散法が主流であるが、分散性向上のためのナノフィラー表面の疎水化処理が不可欠とされている。これに対し、講師の研究グループでは、フィラーの表面改質処理を用いない樹脂中へのナノフィラー均一分散技術を提案している。

 本セミナーでは、従来の分散手法も簡単に概説した後、本題として、これらの従来法のメリット・デメリットを踏まえ、講師らの提案技術について具体的事例を挙げて解説する。本技術では、分散性を左右する因子の一つである溶融混練条件の最適化のみならず,高分子中へ添加するシリカフィラーの一次ナノ粒子の会合状態にも着目し,混練の前に無機ナノ粒子のコロイド水溶液の分散・凝集制御により強度・粒子配列構造を調整(「弱く」会合させた)無機ナノ粒子の集合体を予備調製しておき、これを溶融樹脂やワニス等の非水系マトリックスと混合・かく拌により複合化させる。

 そこで、非水系でのフィラーの分散・凝集の基礎に加え、DLVO理論やコロイド化学等の考え方を基に水溶液中での微粒子の分散・凝集現象の理解も目指す。さらに、本技術により調製したナノコンポジットの各種特性についてもフィラー分散性との関係を中心に解説する。
 

【プログラム】 

1.無機ナノ粒子の特性

  1-1 ナノ粒子の一般的特性
  1-2 ナノ粒子の凝集特性
  1-3 水中におけるナノ粒子の分散・凝集挙動(DLVO理論等)

2.従来の有機・無機ナノコンポジットの調製法とその特徴

  2-1 In-Situ法
  2-2 層間挿入法
  2-3 微粒子直接分散法(ブレンド法)

3.微粒子直接分散法を発展させた新しい有機・無機ナノコンポジット調製法

  3-1 調製法の概略・コンセプト
  3-2 無機ナノ粒子多孔質集合体の調製方法
  3-3 無機ナノ粒子多孔質集合体の孔構造とその形成メカニズム
  3-4 無機ナノ粒子多孔質集合体の解砕強度
  3-5 混練時の熱可塑性プラスチック融体内部に発生するせん断応力(溶融混練法)
  3-6 各種熱可塑性プラスチック中への無機ナノ粒子集合体の解砕・分散(溶融混練法)
  3-7 かく拌された低粘性ワニス中での無機ナノ粒子集合体の解砕・分散(溶液混合法)
  3-8 無機フィラーナノ分散のためのキーポイント

4.異種粒子とのヘテロ凝集制御を利用した有機・無機ナノコンポジット調製法

  4-1 異種無機ナノ粒子混合水溶液のヘテロ凝集制御系
  4-2 無機ナノ粒子と高分子ラテックスナノ粒子のヘテロ凝集制御系
  4-3 シリカナノ粒子多孔質集合体の触媒担持体としての利用とプラスチック中への微細分散

5.有機・無機ナノコンポジットの各種特性とフィラー分散性の関係

  5-1 難燃性
  5-2 熱線膨張率
  5-3 ガラス転移温度
  5-4 結晶化現象
  5-5 耐衝撃性(動的破壊特性)
  5-6 引張り特性(静的破壊特性)
  5-7 その他(実操業での生産性に影響を及ぼす諸特性等)
 
(質疑応答・名刺交換・個別相談)

他の製造技術では困難な部品も成形できる粉体成形技術を修得し、製品開発に活かそう!

粉体成形技術の基礎と開発事例

日時:2012年1月30日(月) 10:30~17:30

【受講対象】

・機械構成部品製造に関する実務者、設計者、機械工学および材料工学を学ぶ学生の方

【予備知識】

・金属加工、塑性加工に興味のある方で予備知識は特になし

【修得知識】

・金属加工において、塑性加工と熱処理を合わせた特殊な加工法を理解し、粉体成形による製品の諸特性およびその応用範囲および限界等の知識

【講師の言葉】

 粉体成形とは、一般的には粉末冶金と呼ばれる技術分野です。金属粉末を金型によるプレス成形で機械部品を得る工程を意図して呼んだものです。粉体成形の工程を構成する大きな技術分野としては2つに分けられます。先ず、粉末に形状を与える金型成形は塑性加工に属し、その成形体を強固にするため固化技術としての焼結という現象は熱処理に属すると考えられます。従って、粉体成形によって得られた機械部品は、複雑形状対応および高寸法精度を大きな特徴とします。主な競合技術としては、精密鋳造、ダイカスト、鍛造、精密打抜き、切削加工、樹脂射出成形等が上げられます。また、粉体成形で使用される材料は、金属を主体として、セラミックス、金属間化合物、樹脂等多岐にわたる。従って、セラミックスと金属の粒子分散型複合材料なども範疇に入ります。そこから、粉体成形でなければ、製造困難な部品も生まれます。以上のように、機械部品を中心に粉体成形の提供部品について述べます。
 

【プログラム】

Ⅰ. 粉体成形とは

  1.粉体成形と他工法の考え方
  2.粉体成形品ができるまで
  3.粉体成形プロセスの流れおよび設備
  4.粉体成形における焼結機械部品の考え方

Ⅱ. 粉体の製造

  1.粉体の製造
  2.粉末の混合(他工法材料との違い)

Ⅲ. 粉体成形

  1.金型成形
    a.圧粉成形のメカニズム
    b.圧粉成形体の諸特性
    c.圧粉成形における潤滑
    d.高圧縮力による成形
    e.粉体成形における温間成形
    f.金属粉末射出成形(MIM)
  2.焼結
    a.焼結のメカニズム(固相焼結)
    b.液相焼結
    c.微粉末の焼結
    d.加圧焼結・焼結鍛造
    e.焼結接合
    f.粉体成形品特有の後加工

Ⅳ. 焼結機械部品にみる最近の開発事例

  1.高精度複雑形状部品の例
  2.多環境対応の焼結含油軸受の例
  3.粉体成形独自の部品例
  4.圧粉磁心(軟磁性材料)の例

現行の一般的な分散性評価法の現状・限界、および最先端の手法の紹介を行い、すぐに先端材料にも適用できる手法の提案について述べる!

先端材料開発のための分散性および界面特性評価

日時:2012年2月7日(火) 12:30~16:30

【講座のポイント】

 ナノ粒子の実用化とともに分散・凝集特性評価やその制御技術の基礎ともいえる界面特性評価への需要が高まりつつある。とくに情報電子材料分野やエネルギー関連分野での需要が急速に高まりつつある。このような系では有機溶媒が依然として活用され、粒子径もナノ領域にあるものもあり、その関係で従来のスモルコフスキ―式を基礎とするゼータ電位測定の適用限界も見えてきた。本講では現行の一般的な分散性評価法の現状・限界、および最先端の手法の紹介を行い、すぐに先端材料にも適用できる手法の提案について述べる。また、分散剤の有効性を調べる手法としてNMR法や遠心沈降分析法など実用材料開発に役立つ新規手法についても解説する。

【プログラム】

1.分散・凝集の基礎

  1-1 分散安定性の定義とは?
  1-2 分散・凝集特性とゼータ電位の果たす役割

2.先端実用材料に対する分散性評価

  2-1 実用先端材料開発における評価手法の現状と将来像
  2-2 分散安定性に関する基礎理論の適用と実際
   -ゼータ電位による評価の限界-
  2-3 高濃度分散系の対する評価手法 I-遠心沈降分析法による評価-
  2-4 高濃度分散系の対する評価手法 II-超音波スぺクトロスコピーによる評価-

3.先端実用材料に対する粒子/溶媒界面特性評価

  3-1 分散・凝集の制御と界面特性評価-粒子/溶媒界面特性評価の必要性-
  3-2 電位差滴定法を用いた粒子/溶媒界面特性評価
  3-3 遠心沈降分析法を用いた粒子/溶媒界面特性評価
  3-4 パルスNMRを用いた粒子/溶媒界面特性評価

【質疑応答・名刺交換】

造粒成形機の特徴と運転管理、造粒プロセス、スケールアップ、品質管理、トラブル事例を交えながら解説!講師が培った長年のノウハウを伝授いたします!

造粒技術の基礎とトラブル対策例

~顆粒強物性のコントロール~

日時:2012年2月20日(月) 10:30~16:30

【プログラム】

1.造粒成形の目的

  1-1 造粒の目的の考え方

  1-2 食品、医薬品等業界別造粒の目的

2.造粒機とそのメカニズム

  2-1 造粒のメカニズム

  2-2 自足造粒機構と強制造粒機構

3.造粒成形機の特徴と運転管理:トラブル事例を交え解説

  3-1 主な造粒機の使用状況(食品の例)と適正

  3-2 押出造粒成形機の基礎

   3-2-1 押出造粒機とトラブル事例

   3-2-2 エクストルーダー

   3-2-3 パスタ成形機 

   3-2-4 プラスチックの造粒、成形

   3-2-5 飼料の造粒機  

  3-3 攪拌造粒機の基礎とトラブル事例

  3-4 流動造粒機の基礎とトラブル事例

  3-5 複合型流動造粒機の基礎とトラブル事例

  3-6 転動造粒機の基礎とトラブル事例

  3-7 圧縮造粒機/打錠機の基礎と圧縮造粒機のトラブル事例

  3-8 噴霧乾燥造粒機の基礎とトラブル事例

  3-9 解砕造粒機の基礎

  3-10 コーティング技術の基礎

  3-11 カプセル化技術の基礎

4.造粒プロセス関連技術

  4-1 貯蔵とトラブル事例

  4-2 計量

  4-3 輸送とトラブル事例

  4-4 粉砕とトラブル事例

  4-5 原料混合・混練

  4-6 乾燥とトラブル事例

  4-7 篩分

  4-8 解砕工程

5.造粒機のスケールアップ

  5-1 スケ-ルアップの考え方

  5-2 スケールアップの実施例

6.バインダーの活用

  6-1 バインダーに要求される条件

  6-2 バインダー選定の考え方

  6-3 主な業界別バインダー

  6-4 主なバインダー

7.造粒工程の環境管理

  7-1 造粒プロセスの温度・湿度管理

  7-2 造粒プロセスの空気清浄度・ゾーン管理

8.造粒プラントの品質管理

  8-1 粉体物性測定

   1)流動性

   2)溶解性

   3)顆粒強度

  8-2 異物混入防止策

【質疑応答・名刺交換】

実際の事例を通じて粉体物性の基礎、測定方法、評価方法を学習し、ハンドリングトラブルに関わる粉体物性の基礎的な知識や解決方法をマスターしよう!

粉体のハンドリングにおけるトラブル発生要因と粉体物性

2012年2月7日(火) 10:30~16:30

 

【講座のポイント】

 最近のナノテクノロジーの流れにしたがって,粉体原料はますますファイン化の傾向にある。これに伴い粉体のハンドリング時におけるトラブルも急増している。本講義では,粉体のハンドリングにおけるトラブルの原因を粉体物性の面から探り,トラブル解決の一手段として,粉体物性を適切に評価し適切なハンドリングを行うことを提案する。

 特に多く寄せられるトラブルは微粉体の付着性および流動性に関わるものであることから,本講義ではこれらに及ぼす因子をいくつか挙げて,その評価方法を基礎から詳細に解説する。さらに, 実際の事例を通じて粉体物性の測定法を分かりやすく解説し、ハンドリングトラブルに関わる粉体物性の基礎的な知識についてマスターできるよう講義する。
 

【プログラム】

1.はじめに

2.ハンドリングにおけるトラブルの実態

  2-1.貯槽におけるトラブル
  2-2.供給におけるトラブル
  2-3.輸送におけるトラブル

3.ハンドリングを困難にしている要因

  3-1.付着・凝集,固結
  3-2.偏析,飛散
  3-3.帯電
  3-4.摩擦,摩耗
  3-5.その他

4.トラブルに関与する粉体物性の基礎と測定法

  4-1.粒子径・粒度分布および粒子形状
  4-2.粉体の密度および表面の性状
  4-3.粉体の濡れ性
  4-4.粉体の充填性
  4-5.比表面積と細孔
  4-6.付着・凝集性
  4-7.流動性 

5.トラブルと粉体物性評価の実際

  5-1.粒子および凝集体の強度の評価
  5-2.付着力の評価
  5-3.せん断試験による流動性の評価
  5-4.静電気の評価
  5-5.水分の評価

6.質疑応答

【名刺交換・個別相談】

キーワード:ナノテクノロジー,粒子,粉体,ハンドリング,物性,評価,付着,輸送,供給,貯槽,粒子径,粒度分布,形状

不可能とされていた1μm以下のスプレードライ法での粉体化技術も詳解する特別セミナー!

スプレードライ技術の基礎と応用・例

日時:2011年11月29日(火)10:30~17:30

【受講対象】

 ・金属、薬品、食品、材料、化学品関連企業の方
 ・スプレードライ法未経験者 

【修得知識】

 ・粒子設計の新しい知見を得られる 

【講師の言葉】

 スプレードライ法による粉体化はかなり昔から実践されている。粉ミルクやインスタントコーヒーなどがその
代表例である。現在、有機溶媒や有機と水の混合溶媒での使用が技術的に可能になったことから、その適用範囲
は劇的に広がり、過去の食品のような有機系だけでなく、無機・金属分野でも最先端の研究開発及び製品化に活
用されている。
 しかしながら、スプレードライ法の基礎・応用を系統的に学ぶ機会が日本では少ないのも事実で、特許出願数
などでは海外に後れかけていることも認識すべき点である。
 このセミナーでは、簡単な原理から応用例まで判り易く解説することを目的とする。
 スプレードライ法では、現在までの粉体化手法ではない、全く違う物性を得られる大きな可能性があることを
確認してほしいと思う。
 また、不可能とされていた1μm以下のスプレードライ法での粉体化の技術も併せて紹介する。  
 

【プログラム】

Ⅰ. 粉体について

  1.粒子設計の立場からの粉体
  2.ボトムアップ方式とトップダウン方式

Ⅱ. スプレードライヤーの基礎について

  1.スプレードライヤーの歴史
  2.スプレードライヤーの原理
  3.噴霧条件設定と粒子設計

Ⅲ. スプレードライヤーとサブミクロ粒子

  1.スプレードライヤーでのサブミクロ粒子回収の困難さ
  2.新手法でのサブミクロ粒子回収の成功
  3.新素材開発の展望

Ⅳ. マイクロカプセルについて

  1.マイクロカプセル化の様々な手法の紹介
  2.スプレードライヤーによるマイクロカプセル化
  3.マイクロカプセル化実例紹介

Ⅴ. スケールアップについて

  1.スケールアップの基本的なスキーム

Ⅵ. 事例紹介

  1.無機・金属分野での新素材開発
  2.製薬業界での薬剤開発
  3.田口メソッドでの粒子設計

Ⅶ. 質疑応答

マイクロカプセルの自己修復材への応用を中心に、コアシェル型マイクロカプセルの調製法と応用例を詳解!

コアシェル型マイクロカプセルの調製と自己修復材への応用

日時:2011年11月29日(火) 12:30~16:30

 

<習得できる知識>

・マイクロカプセル調製法の概略
・コアシェル構造のマイクロカプセルの調製法
・コアシェル型マイクロカプセルの自己修復材への応用例

<講座のポイント>

 マイクロカプセルは、コア材とシェル材の物性およびこれらの組み合わせにより、複数の機能を発現させることが可能である。また、これらのマイクロカプセルを利用することにより、既存の素材に高付加価値を付与することが可能であることから、多くの材料分野で調製法の開発と用途展開がなされている。

 本講では、特にマイクロカプセルの自己修復材への応用を中心に、コアシェル型マイクロカプセルの調製法と応用例について述べる。

<プログラム>

1.マイクロカプセル調製法の概要

  1-1.マイクロカプセルの基礎
  1-2化学的調製法について
  1-3物理化学的調製法について

2.コアシェル型マイクロカプセルの調製法

  2-1.懸濁重合法
  2-2.界面重縮合法
  2-3.in-situ 重合法
  2-4.シード重合法
  2-5.ヘテロ凝集法
  2-6.その他の調製法

3.最近の文献におけるマイクロカプセル調製と応用例の紹介

【質疑応答・名刺交換】

キーワード:マイクロカプセル,コアシェル,重合,調整,自己修復材料,スマートマテリアル,講習会

実際の現場で役に立つナノ粒子のハンドリングについての考え方を分かりやすく解説!

目的達成のためのナノコンポジット作製技術

~粒子の合成からインク化まで~

日時:2011年10月20日(木) 12:30~16:30

【講座のポイント】

 モノの薄型・軽量化・高性能化が求められており、これらの要求を満たそうと技術は日々進歩しています。ナノ粒子はこれら技術を支える重要なマテリアルです。電気・電子・半導体から私たちの生活の日用品まで、色々な場所でナノ粒子は活用されています。ナノ粒子はその名の通り非常に小さな粒子であり、大きなサイズの粒子では不可能だったことが可能になったりします。

 このセミナーではナノ粒子を作製される、或いは扱われる技術者の方を対象に、ナノ粒子の合成、表面修飾・分散、塗料・インク化までを述べ、実際に使える考え方を習得することを目指します。

【受講対象者・レベル】

 ナノ粒子を扱っておられる初級・中級の方、またはこれから取り扱われる初心者の方

【プログラム】

1.ナノ粒子の応用

  1-1 ナノ粒子とは?

  1-2 ナノ粒子の応用例

2.ナノ粒子の合成

  2-1 ゾルゲル法

  2-2 ナノ粒子合成方法例

  2-3 粒子径制御と形状制御

  2-4 ナノ粒子分散液の作製例

3.表面化学修飾と分散および塗料・インク化

  3-1 有機無機ハイブリッドおよびナノコンポジット

  3-2 ナノ粒子の分析・評価

  3-3 表面化学修飾

  3-4 機械的分散処理

  3-5 ナノコンポジットの作製

  3-6 プリンテッドエレクトロニクス

【質疑応答・名刺交換】

キーワード:構造,液晶,PP,ポリプロピレン,ハイブリッド,ポリマー,樹脂,講習会

より均一で、全体に攪拌効果を広げることが可能となる超音波撹拌技術!撹拌対象物の物性に合わせた適切な超音波照射と制御技術を修得し、より高品質な製品つくりに活かそう!

超音波攪拌技術の基礎と応用 ~デモ付~

日時:2011年10月11日(火) 10:30~17:30

【受講対象】

・均一な攪拌技術を必要としている技術者・研究者
・ナノレベルの分散技術を希望している技術者・研究者
・各種物質の攪拌に関係する実務者・管理者
・超音波の効果を応用・開発している研究者
・超音波の利用に興味を持っている方々
 

【予備知識】

・特に必要ありません、超音波の基礎からわかりやすくお話します
 

【修得知識】

〔研究開発部門〕
  ・新素材の開発(攪拌・乳化・分散技術の利用、不純物の除去)
  ・触媒の開発(化学反応の促進技術の利用、発光現象の利用)
  ・コーティング、塗料における表面処理(均一な表面の利用)
  ・医薬品・食品に対する新しい攪拌システム

〔製造部門〕
  ・攪拌(均一な攪拌技術、目的に合わせた超音波の検討・設定方法)
  ・洗浄・表面改質(ナノレベルの洗浄、均一な表面・残留応力の緩和)
  ・省エネ(AC100V電源で100W以下の電力による効果的な超音波利用)
  ・加工油(オリジナル油の製造、分散したCNTの添加)
  ・洗剤(オリジナル洗剤の製造、添加材の乳化)
  ・粉末の分散(表面積の拡大)
 

【講師の言葉】

 超音波を利用した攪拌は、幅広く利用されていますが、多数の問題があります。

 ナノレベルの攪拌に対する、最大の問題は、対象物の物性に合わせた適切なキャビテーションの制御(超音波照射)を行うことが、難しいことです。対象物の物性に合わせてキャビテーションをコントロールすることと加速度の効果により全体に攪拌効果を 広げることを超音波の伝搬現象として適切に行うためには、目的とする超音波の適切な状態を明確にして制御する必要があります。

 これまでに、超音波の伝搬状態を、対象物に対する弾性波動としてとらえることで計測・解析してきました。その結果、超音波の特性を利用した、攪拌対象物に合わせた超音波制御技術による攪拌に成功しました。

 具体的な技術として、本講座では、超音波の特性と攪拌に対する安定した再現性のある超音波攪拌が実現できる技術について、超音波の基礎から説明します。

 今回特に、超音波分散に必要な、「間接容器の組み合わせ技術」について、初めて説明します。 
 

【プログラム】

Ⅰ.超音波の基礎

  1.水中の超音波
  2.空中の超音波
  3.弾性体の超音波

Ⅱ.超音波の基礎2

  1.キャビテーション効果
  2.加速度(音響流)効果

Ⅲ.デモンストレーション.1(超音波洗浄器とデジタルカメラによる)

  1.キャビテーションの観察
  2.キャビテーション効果の確認

Ⅳ.超音波攪拌のメカニズム.1

  1.超音波伝搬現象の概要
  2.超音波照射
  3.攪拌・乳化・分散の方法

Ⅴ.超音波攪拌のメカニズム.2

  1.現状の問題
  2.問題の整理
  3.対処方法について

Ⅵ.超音波攪拌のメカニズム.3

  1.超音波制御による攪拌
  2.超音波攪拌の論理モデル
  3.超音波伝搬状態の解析

Ⅶ.デモンストレーション.2(超音波洗浄器とデジタルオシロスコープによる)

  1.加速度(音響流)の確認
  2.加速度(音響流)効果の解析

Ⅷ.具体的な応用例

  1.超音波装置
  2.対象物と攪拌容器
  3.冶工具と音響流

Ⅸ.新しい超音波(攪拌・乳化・分散)制御

  1.ガラス容器の音響特性を利用した非線形超音波技術
  2.食品・医療分野への応用(細胞、血液、・・・)
  3.新素材開発への応用(カーボン(CNT)や鉄粉の分散・・)
  4.化学研究開発への応用(発光現象の利用・・)

Ⅹ.複数の超音波(周波数)を利用した攪拌システム

  1.ロシアの金属材料製造事例
    ・間接容器の組み合わせ技術による分散技術
    (これは、本セミナーで初めて説明します。ロシアの技術を応用発展させたオリジナル方法です。)
  2.ノウハウを含めた応用例
   a.ナノレベルの分散事例
   b.表面均一化(改質)の事例

XI.超音波導入における注意点

  1.超音波の効果(キャビテーション、加速度)
     に対する超音波装置の発振周波数と出力について
  2.水槽の構造・設置方法の問題
  3.環境と液循環の問題
  4.超音波の取り扱いに関する問題(保守・メンテナンス)

用途が把握しきれないほど多岐にわたるシリカ微粒子について、シリカの基本特性と表面評価法、表面改質法、分散系の評価と調製方法を分かりやすく解説!

シリカ微粒子の特性および表面改質と分散・凝集技術

日時:2011年9月21日(水) 12:30~16:30

【講座趣旨】

 シリカ微粒子は工業的に広く利用されている無機材料のひとつであり、その用途は把握しきれないほど多岐にわたる。シリカ微粒子を溶媒あるいは異種固体中へ分散させる場合、分散系の物性は微粒子の分散状態に大きく依存するため、シリカの表面・界面の特性制御とその評価は重要である。

 本講座ではシリカ微粒子について、シリカの基本特性と表面評価法、シリカの表面改質法、分散系の評価と調製について紹介する。

 

【プログラム】

1.シリカの基本特性と製法

  1.1 シリカ材料の多様性とその用途・性質
  1.2 シリカ微粒子の製法

2.分散と凝集の基礎

  2.1 分散系の種類と特徴
  2.2 分散と凝集の支配因子

3.シリカ表面のキャラクタリゼーション

  3.1 表面水酸基の性質と定性・定量
  3.2 表面エネルギーの評価

4.表面改質法とその評価

  4.1 表面改質法の分類とその目的
  4.2 液相による改質法
  4.3 気相による改質法
  4.4 表面改質基の定性・定量
  4.5 表面改質による表面特性変化の評価法

5.分散系の調製と評価

  5.1 液中における分散・凝集評価法
  5.2 分散剤の添加
  5.3 表面の改質による分散
  5.4 ぬれ性のコントロールとその評価
  5.5 固体中における分散・凝集評価法

【質疑応答・名刺交換・個別質問】

酸化チタン、酸化チタンナノ粒子、アルミナ、炭酸カルシウムなどの微粒子分散モデル実験、そしてその結果に基づいて行った重合系での微粒子分散実験、ナノコンポジットの研究開発動向を詳解!

樹脂中へのフィラー分散・充填技術

~フィラーの基礎・分散モデル実験と実際・ナノコンポジット技術動向~

日時:2011年10月3日(月) 12:30~16:30

 

【講座趣旨】

 フィラーとは樹脂(プラスチック)の機能を高めるために充填する無機または有機性の微粒子であり、現代の科学技術を支えていると言っても過言ではない。ナノテクノロジーへの興味が高まるにつれ、粒子径はミリ、ミクロン、そしてナノと超微粒子化している。微粒子をプラスチックに高分散充填するには微粒子表面の電荷反発や立体障害を利用することが望ましい。

 本講座では微粒子の分散に関して基礎的知識のみならず、講師が経験した酸化チタン、酸化チタンナノ粒子、アルミナ、炭酸カルシウムなどの微粒子分散モデル実験、そしてその結果に基づいて行った重合系での微粒子分散実験につき紹介する。さらに最近、研究が活発化してきたナノ炭素粒子やセルロースナノファイバーの分散、さらにそれらのナノコンポジットの研究開発動向、最近の特許・文献情報等を紹介する。

 

【プログラム】

1.フィラーの基礎

  1-1.フィラーとは
    1-1-1.フィラーの役割とその変遷
    1-1-2.身のまわりのフィラー充填製品
  1-2.フィラーの種類、大きさとその測定法
    1-2-1.フィラーの種類
    1-2-2.主なフィラーの製法
    1-2-3.フィラー径と粒度分布の測定法
      a)直接観察法(電子顕微鏡法)
      b)間接観察(動的光散乱法ほか)
  1-3.機能性フィラー
    1-3-1.機能性フィラー概説
    1-3-2.アンチブロッキング用フィラー技術
      a)フィルム表面と滑り性
      b)フィラー特性と透明性との関係
  1-4.ナノフィラー(超微粒子)
    1-4-1.ナノフィラーについて
    1-4-2.ナノフィラー充填効果とそのメカニズム

2.フィラーの分散・凝集

  2-1.フィラーの分散に関する基礎
    2-1-1.フィラー分散スラリー調製方法
    2-1-2.フィラー分散を支配する因子
    2-1-3.ゼータ電位(フィラー表面電位)測定法
  2-2.フィラー分散に関するモデル実験と実際
    2-2-1.ポリエステル(PET)中での酸化チタンフィラー分散に関するモデル実験
    2-2-3.PET重合系における酸化チタンフィラーの分散
  2-3.高分散ナノフィラー充填PET開発の実際
    2-3-1.酸化チタンナノ粒子充填PETの合成
    2-3-2.アルミナナノ粒子充填PETの合成

3.最近話題のナノフィラーとそのナノコンポジット研究開発状況

  3-1.ナノ炭素粒子
    3-1-1.ナノ炭素粒子の種類と特性
    3-1-2.ナノ炭素粒子の分散
    3-1-3.ナノ炭素粒子充填コンポジット研究動向
  3-2.セルロースナノファイバー
    3-2-1.セルロースナノファイバーとは
    3-2-2.セルロースナノファイバーの分散
    3-2-3.セルロースナノファイバー充填コンポジット研究動向

4,質疑応答

【名刺交換・個別質問】

撹拌機の選定と設計、トラブル事例とその対策、高速撹拌技術などについて講師2名が分かりやすく解説します!

攪拌の基礎と装置選定・最適化およびトラブル対策

日時:2011年6月9日(木) 12:30~16:15

 

第1部 攪拌機の選定と高速攪拌技術
 

【講座趣旨】

 攪拌・混合操作は汎用プロセス操作であり、その目的は、混合、分散、物質移動、反応、伝熱など多岐にわたる。その操作に用いられる攪拌機は、化学、食品、医薬をはじめ、環境、バイオ、エネルギー等各分野で、研究開発から実生産に至るさまざまなプロセスで使用されている。本講演では、攪拌機の種類と目的を解説するとともに、高速攪拌機におけるスケールアップの考え方と新しい攪拌方式について紹介する。
 

【プログラム】

1.攪拌機の種類と用途、選定のポイント

  ・攪拌の目的
  ・低速攪拌機
  ・高速攪拌機
  ・複合型攪拌機
  ・選定にあたって

2.高速攪拌機のスケールアップ

  ・研究開発から生産機に至るスケールアップの考え方
  ・スケールアップの前提条件
  ・スケールアップファクター
  ・データ収集

3.新たな攪拌技術(薄膜旋回型高速攪拌機)について

  ・原理と特徴
  ・適用事例

【質疑応答・名刺交換・個別相談】
 


第2部 撹拌操作におけるトラブル事例とその対策
 

【講座趣旨】

 撹拌操作は均一系から液液、固液、気液撹拌と多岐に亘っており、翼の選定や運転条件を誤ると、製品品質だけでなく操作時間の増大や付着問題なども含め各種トラブルが発生する。
 本セミナーでは、これらトラブル事例を紹介すると共に、解決に向けたアプローチ方法を具体的な事例も交え解説する。
 

【プログラム】

1.撹拌装置の概要

2.撹拌翼の選定

  2-1 撹拌レイノルズ数
  2-2 n・θm-Re曲線の利用方法
  2-3 乱流撹拌翼の特性
  2-4 不均一系低粘度液撹拌
  2-5 バッフルによる流動特性値の変化

3.トラブル事例と解決

  3-1 トラブル時に明確にすべきこと
  3-2 固液撹拌トラブル
     解決例1~3
  3-3 液液撹拌トラブル
     解決例1~2
  3-4 気液撹拌トラブル
     解決例ならびに実機における改造例
  3-5 粘度が変化する系のトラブル
     解決例ならびに実機における改造例
  3-6 高粘度撹拌のトラブル

4.スケールアップ時の事例と改善策

  4-1 基本的なスケールアップ手法
  4-2スケールアップ時に発生するトラブル
     各操作に対するスケールアップ手法1~3
  4-3 スケールアップ時の注意点
  4-4 改造例

5.伝熱上のトラブル事例と改善策

  5-1 伝熱に起因するトラブル
  5-2 伝熱方式の紹介
  5-3 伝熱係数(U値)の改善
     プロセス流体側境膜伝熱係数の向上
     伝熱壁伝熱係数の向上
     熱媒体側境膜伝熱係数の向上
     プロセス流体側汚れ係数の向上
     熱媒体側汚れ係数の向上
  5-4 高粘度液の伝熱

【質疑応答・名刺交換・個別相談】

粉体や粒子を密充填するためには、粒子径、粒度分布、粒子形状、粒子の表面状態などを、どのように制御すれば良いのかを実験データ、シミュレーション結果や計算モデルなどを使って分かりやすく解説!

微粒子最密充填のための粒度分布・粒子形状・表面状態制御

日時:2011年6月10日(金) 13:00~16:30

【講師の言葉】

 粒子密充填はセラミックス、金属成型体、プラスチックス用フィラー、電子部品、電池、錠剤、化粧品、触媒など様々な製品の製造、設計に関係する重要操作である。粒子充填層は多数の粒子から構成されているため、構成粒子の物性が充填性に大きな影響を与える。ここでは粉体や粒子を密充填するためには、粒子径、粒度分布、粒子形状、粒子の表面状態などを、どのように制御すれば良いのかを実験データ、シミュレーション結果や計算モデルなどを使って分かりやすく解説する。

【プログラム】

1.粒子充填と粒子物性

  1.1 粉体や微粒子の特徴

  1.2 充填状態の定量的表現法

  1.3 充填に関係する粒子物性

2.充填性に対する粒子径の影響

  2.1 粒子間付着力への粒子径の影響

  2.2 限界粒子径とRollerの式

3.充填性に対する粒度分布の影響

  3.1 大小2成分充填時の空間率を表すFurnasの式

  3.2 粒度分布から空間率を推定する鈴木のモデル式

  3.3 最密充填を得るためにはどのような粒度分布が良いのか?

4.充填性、流動性に対する粒子形状の影響

  4.1 粒子形状の定量的表現法

  4.2 粉砕方法による粒子形状の違い

  4.3 粉体層剪断試験と流動性指数

  4.4 粒子形状と粉体の充填性、流動性との関係

5.充填性、流動性に対する表面状態の影響

  5.1 メカノケミカル反応による粒子表面の疎水化

  5.2 充填性、流動性に及ぼす粒子表面疎水化の影響

6.X線マイクロCTスキャン装置を用いた粉体充填状態の観察

  6.1 充填層内部の空間率分布

  6.2 充填方法の違いの影響

  6.3 壁面の影響

【質疑応答・名刺交換】

水系と非水系(有機溶媒など)の両法について、微粒子をうまく分散させる考え方を分かりやすく解説!この機会に微粒子の分散について学ぶことによって、微粒子分散のちょっと得意な技術者になれるでしょう!

水系・非水系におけるナノ粒子の分散・凝集制御と分散性評価 

日時:2011年6月6日(月) 10:30~16:30

【講座のポイント】

 水系と非水系の両法について、微粒子をうまく分散させる考え方を解説する。何故、非水系では分散させにくいのかについて水系と対比させて考えてみる。分散性をいかにして評価するかは大事な問題である。研究事例を交えながら、これらの問題について解決策を述べる。溶解パラメーターというものとその適用例について触れる。この機会に微粒子の分散について学ぶことによって、微粒子分散のちょっと得意な技術者になれるでしょう。
 

【プログラム】

1.水系での微粒子の分散

  1-1 微粒子の分散・凝集の要因
  1-2 微粒子分散の重要性
  1-3 ゼータ電位の意味するもの

2.界面活性剤の吸着による微粒子の分散

3.親水性高分子物質の吸着による微粒子の分散

4.水系での分散の研究事例

  4-1 マグネタイトの分散
  4-2 アルミナの分散

5.分散性の評価

  5-1 粒度分布の表し方
  5-2 流体のレオロジー
  5-3 分散性をいかにして評価するか?

6.非水系での微粒子の分散

  6-1 微粒子の分散・凝集の要因
  6-2 非水系では微粒子の分散は何故むつかしい
  6-3 立体障害効果

7.非水系での分散の研究事例

  7-1 γ-ヘマタイトの分散
  7-2 チタン酸バリウムの分散

8.溶解パラメーターによる分散評価

9.質疑応答

【名刺交換・個別相談等】

粉体のハンドリングにおけるトラブルの原因を粉体物性の面から探り,トラブル解決の一手段として,粉体物性を適切に評価し適切なハンドリングを行おう!

粉体のハンドリングにおけるトラブル発生要因と粉体物性

日時:2011年5月26日(木) 10:30~16:30

 

【講座のポイント】

 最近のナノテクノロジーの流れにしたがって,粉体原料はますますファイン化の傾向にある。これに伴い粉体のハンドリング時におけるトラブルも急増している。

 本講義では,粉体のハンドリングにおけるトラブルの原因を粉体物性の面から探り,トラブル解決の一手段として,粉体物性を適切に評価し適切なハンドリングを行うことを提案する。特に多く寄せられるトラブルは微粉体の付着性および流動性に関わるものであることから,本講義ではこれらに及ぼす因子をいくつか挙げて,その評価方法を基礎から詳細に解説する。さらに, 実際の事例を通じて粉体物性の測定法を分かりやすく解説し、ハンドリングトラブルに関わる粉体物性の基礎的な知識についてマスターできるよう講義する。
 

【プログラム】

1.ハンドリングにおけるトラブルの実態

  1-1.貯槽におけるトラブル
  1-2.供給におけるトラブル
  1-3.輸送におけるトラブル

2.ハンドリングを困難にしている要因

  2-1.付着・凝集,固結
  2-2.偏析,飛散
  2-3.帯電
  2-4.摩耗,摩擦
  2-5.その他

3.トラブルに関与する粉体物性の基礎と測定法

  3-1.粒子径・粒度分布および粒子形状
  3-2.粉体の密度および表面の性状
  3-3.粉体の濡れ性
  3-4.粉体の充填性
  3-5.比表面積と細孔
  3-6.付着・凝集性
  3-7.流動性 

4 トラブルと粉体物性評価の実際

  4-1.粒子および凝集体の強度の評価
  4-2.付着力の評価
  4-3.せん断試験による流動性の評価
  4-4.静電気の評価
  4-5.水分の評価

5.質疑応答

【名刺交換・個別相談等】

評価の難しい高粒子濃度のスラリーや多成分系のスラリーについて粒子分散を評価し、製品特性を予測・制御するかを詳解!

スラリーの分散調製技術と分散状態評価技術

日時:2011年4月18日(月) 12:30~16:30

 

【習得できる知識】

液中での粒子分散の基礎、粒子分散状態の評価手法(従来法から最新技術まで)

【受講対象】

固液分散系スラリーを取り扱う産業全般(セラミックス、電池などの材料開発、製造)

【講座のポイント】

 液中での粒子分散を支配する要因を解説します。その後で、実際の評価結果も交えながら粒子分散状態をどう評価するか、その評価法を紹介します。特に評価が難しい高粒子濃度のスラリーや多成分系のスラリーについて、粒子分散を以下に評価し、製品特性を予測・制御するかを解説します。
 

【プログラム】

1.スラリー評価の重要性 ーセラミックス成形を例にー

  1-1 セラミックス成形で重要なスラリー特性
  1-2 製品特性とスラリー特性の関係
  1-3 スラリー特性に影響を及ぼす因子
  1-4 スラリー評価の難しさ

2.スラリーの流動性評価

  2-1 流動挙動の種類
  2-2 流動性評価法
  2-3 流動性評価の実例

3.スラリー中の粒子集合状態評価技術

  3-1 重力沈降,遠心沈降試験
    3-1-1 測定原理及び実験方法
    3-1-2 測定結果の実例
  3-2 静水圧測定法
    3-2-1 測定原理及び実験方法
    3-2-2 測定結果の実例
  3-3 定圧濾過法
    3-3-1 測定原理及び実験方法
    3-3-2 測定結果の実例
  3-4 その他の評価法
    3-4-1 毛管吸引時間測定
    3-4-2 その場固化による直接観察

4.応用例 ー多成分系スラリーの評価結果ー

5.まとめ

【質疑応答・名刺交換・個別相談】

乾式および湿式粉砕助剤の積極的な活用によって「粉砕操作で粉はここまで簡単に細かくできる」ことを講義する!

微粉砕操作における問題点と粉砕助剤の活用法 ~粉はここまで簡単に細かくできる!~

日時:2011年4月19日(火) 12:30~16:30

 

【講座のポイント】

 粉砕操作は,最も単純な単位操作である反面,最もエネルギー効率の悪い単位操作に位置付けられており,より微細化を目的とした微粉砕,超微粉砕操作となるとなおさらである。一方,わずかな添加で,粉砕性が飛躍的に向上するという粉砕助剤に関しては,粉砕助剤が一般に第三の成分ということもあり,粉砕産物の汚染等の問題からセメント工業以外の分野での利用は極めて少ない。また,これまでの粉砕助剤に関する研究の多くは,ミクロンオーダー以上の粉砕領域についての議論がほとんどであり,サブミクロン領域における超微粉砕についての報告は数が少ない。

 本講座では,粉砕操作によって生じる様々な現象や問題点を整理するとともに,微粉砕操作への粉砕助剤の数多くの適用例を紹介し,粉砕助剤の積極的な活用によって「粉砕操作で粉はここまで簡単に細かくできる」ことを講義する。
 

【プログラム】

1.微粉砕操作における問題点

  1-1.微粉体で生ずる様々な問題
     (粉砕エネルギー・回分粉砕操作)
  1-2.微粉体の特性
     (粉体の付着力・粉体の充填モデル)
  1-3.粉砕に伴うメカノケミカル現象
     (格子不整・発熱現象・摩擦ルミネッセンス・ラジカル生成)
  1-4.メカノケミカル現象の工学的利用
     (メカノケミカル重合反応など)
  1-5. 超微粉砕ついて
     (媒体撹拌ミル)

2.粉砕助剤の活用法

  2-1.乾式および湿式粉砕助剤
     (粉砕助剤の例)
  2-2.超微粉砕における粉砕助剤の適用例
     (長石・石英・石灰石・アルミナ・トルマリンなど)
  2-3.回分粉砕操作における粉砕助剤分子の挙動
     (ミル内温度・圧力のモニタリング・吸着挙動)
  2-4.湿式粉砕における粉砕助剤のメカニズム 
  2-5.乾式粉砕における粉砕助剤のメカニズム
  2-6.まとめ

【質疑応答・名刺交換・個別相談】

何が分散を促進するのか?何が凝集を促進するのか?ゼータ電位とハマカー定数因子をもとに微粒子間の相互作用エネルギー曲線の描き方とその利用法を分かりやすく解説!

微粒子分散・凝集のメカニズムと製造方法

~ゼータ電位、安定性評価方法、練肉・分散、ロールミル、ビーズミル~

日時:2011年5月30日(月) 10:30~16:30

第1部 微粒子分散・凝集の基礎

【講座のポイント】

 微粒子分散系の安定性はDerjaguin-Landau-Verwey-Overbeek(DLVO)理論をもとに定量的に評価されます。この理論のキーワードはゼータ電位(分散促進因子)とハマカー定数(凝集促進因子)です。これら2つのパラメタの求め方を含めてDLVO理論の徹底理解をめざします。

【受講対象者レベル】

 微粒子分散系の安定性の評価法を学びたい人や、ゼータ電位を見積もるための電気泳動法について学習したい人、さらに、ハマカー定数について理解したい人など。

【プログラム】

1.界面電気現象とゼータ電位

  1-1 微粒子の表面電荷と表面電位 

  1-2 微粒子周囲の拡散電気二重層

2.電気泳動移動度の測定

  2-1 ゼータ電位(分散促進因子)の求め方

  2-2 Smoluchowskiの式、Hückelの式、Henryの式

  2-3 緩和効果を考慮した式

  2-4 液滴、高分子電解質、柔らかい粒子(高分子で覆われた粒子)の電気泳動

3.分散系の安定性を評価する方法

  3-1 微粒子間のファンデルワールス相互作用:ハマカー定数(凝集促進因子)

  3-2 微粒子間の静電相互作用

  3-3 DLVO理論

【質疑応答・名刺交換・個別相談】


第2部 微粒子分散体の製造方法(その理論と製造技術)

【講座のポイント】

 皆様が扱かっている顔料や粉体が,どのような方法で合成されているかを論じた上で,条件によっては練肉工程を省略できる例を省略する。顔料SLURRY状態からのTUNK FLUSHING SYSTEMを詳述する。

【受講対象者レベル】

中堅技術開発者や新規開発企画担当者に有効です。特に現行の製造法に不満を持っていて,革新的な製法・品質を模索している現状を熟知している技術者に歓迎です。

【プログラム】

1.顔料・金属粉体の合成例(どの製造工程で凝集が発生しているか)

  1-1 有機顔料の合成方法と工程別粒径

  1-2 金属粉,CaCO3の合成方法と工程別粒径

  1-3 FLUSHINGの原理と成功させるためのKey Point

2.練肉・分散に関する理論的考察

  2-1 練肉工程に関する基礎知識(粒子結晶,酸塩基理論,ETC)

  2-2 CRUSHINGとSHEARINGの差違

  2-3 使用試料の簡便にできる酸・塩基度の判定方法

3.微粒子分散体を生産する為の具体的手法

  3-1 練肉機械の分類

  3-2 ナノ練肉・分散工程に活用されている具体的機械名

  3-3 ナノ練肉・分散機械に要求される特性値(冷却・摩耗・トラブル)

4.三本ロールミルとビーズミル

  4-1 3本ロールミルのKey Word,最適ベース粘度,最新ロールの仕様

  4-2 ビーズミルの変遷,最新のビーズミルと使い方,最適条件の見つけ方

  4-3 ナノ分散体の安易な評価方法(PET FILMとBAR COATER)

【質疑応答・名刺交換・個別相談】

粒子・粉体を取り扱う方を対象に、乾式及び湿式の分級の原理、装置操作で注意すべき基本的事項まで分かりやすく解説します!

高精度分級技術 ~原理・装置操作・不良対策・応用~

日時:2011年3月9日(水) 12:30~16:30

【習得できる知識】

・粉体の分級操作で注意しなくてはならない基本的な事項
・各種分級装置の特性
・最近の乾式及び湿式分級の概要
・粒子径の測定における基本的重要事項
 

【講座のポイント】

 最近、各種の粉体材料を高機能化する要求が強くなっている。この場合、 粒子を分級すると、多くの優れた特性が発揮されることが明確になってきた。本講座では、初心者を対象にして分級操作の初歩から応用までを解説します。

 講義項目としては乾式及び湿式の分級装置と分級原理について解説します。次に実際の分級操作において注意すべき基本的事項について説明します。

 さらに分離径を可変にするための操作方法やサブミクロン分級に関する内容及び高精度な分級方法の具体例について説明します。また粒子径の測定における基本的な重要事項および最近注目されている、標準粒子に関する動向についても解説します。

 

【プログラム】

▼第1部 分級の基礎

1.分級の基本的原理、分級性能表示法

2.分級の理論
  -分級操作の基礎的な理論を解説-

  1-1 遠心力分離機
  1-2 慣性力分級機
  1-3 沈降槽形式の分級機

3.水平分離理
  -水平流型の粒子分離装置の特性-

4.上昇流分離理論
  -上昇流型の粒子分離装置の特性-

5.数値解析手法

  5-1 代表的なCFDの解析手法
  5-2 分離性能を計算するための代表的な手法


▼第2部 乾式

6.乾式の粒子分離装置:ル-バ形式
  -羽根列を利用した粒子分離装置の特性-

7.乾式の粒子分離装置:乾式サイクロン

  7-1 乾式サイクロンの内部における流動や粒子の挙動  
  7-2 乾式サイクロンのブロ-ダウン操作による粒子分離の効果-

8.分級操作における注意事項について
  -乾式及び湿式分級操作における注意点-

9.乾式サイクロンによる分離径の可変操作
  -乾式サイクロンの分離径を可変にする操作手法-


▼第3部 湿式

10.湿式の粒子分離装置:湿式サイクロン
   -湿式の液体サイクロンの性能-

11.湿式サイクロンの分離径可変手法
   -湿式の液体サイクロンにおける分離径可変操作-

12.湿式サイクロンの分離に及ぼす液温度の影響
   -湿式分級における液体の温度変化が分離性能に及ぼす影響-

13.天板回転式の湿式サイクロンの性能

14.電場を利用した粒子分離装置

15.検定用の標準粒子の動向及び粒子径測定原理
   -JISやISOにおける標準粒子の動向や沈降法による粒子径測定-

【質疑応答・名刺交換・個別相談】

基礎から応用、実用的な技術、トラブル対策まで、経験の有無によらず理解できるように具体的な事例を交えてやさしく解説!

粒子・粉体の混合・分散技術の基礎と応用・トラブルシューティング

日時:平成23年3月10日(木) 10:30~16:30

【講座のポイント】

 粒子・粉体材料の混合・分散操作は様々な産業分野で古くから行われており、製品の特性や品質を左右する極めて重要な単位操作である。したがって、取り扱う粒子・粉体材料の諸特性を十分に把握した上で、装置の選定や最適条件下での運転など、混合・分散プロセスの最適化が必要不可欠であるが、これらは今なお経験や試行錯誤に基づいて行われているのが現状である。

 本講座では、混合・分散のメカニズムからプロセスの最適化の考え方、さらには高度な混合・分散状態を実現する手法など、粒子・粉体の混合・分散の基礎から応用、実用的な技術、トラブル対策まで、経験の有無によらず理解できるように具体的な事例を交えてやさしく解説する。
 

【プログラム】

1.粒子・粉体の混合・分散操作の概要

  1.1 混合・分散操作の目的
  1.2 従来と現在の混合・分散操作の考え方
  1.3 粒子径による粉体の分類
  1.4 物質を粉体とするメリット

2.混合・分散のメカニズム

  2.1 混合・分散の定義
  2.2 成分の均質化と精査のスケール
  2.3 均質化の評価に対する考え方
  2.4 完全不規則混合物と規則混合物
  2.5 混合のメカニズム(1)対流(移動)混合
  2.6 混合のメカニズム(2)せん断混合
  2.7 混合のメカニズム(3)拡散混合

3.混合・分散状態の計測と評価

  3.1 混合度(ばらつき)の定量的な表現法
  3.2 分散の求め方
  3.3 ばらつきの推移のシミュレーション
  3.4 混合速度
  3.5 混合度の導入
  3.6 統計学的な考え方
  3.7 サンプルサイズとサンプル数
  3.8 変動係数
  3.9 サンプリング方法

4.混合プロセスの最適化

  4.1 目的に合致した混合機の選定
  4.2 各種混合機の特徴
  4.3 粉体に作用させる外力に基づく装置の選定
  4.4 各種混合機の混合曲線とエネルギー特性曲線
  4.5 混合機の操作条件の最適化
  4.6 各種混合機のスケールアップ

5.混合・分散操作におけるトラブルとその対策

  5.1 混合・分散の不良
  5.2 粒子設計と混合条件による改善
  5.3 付着性を考慮した対策
  5.4 偏析防止
  5.5 均質化するためのポイント

6.粉砕機の活用と精密微細混合

  6.1 精密微細混合とは
  6.2 粒子複合化による精密微細混合
  6.3 粉砕とメカノケミカル効果
  6.4 ジェットミルを用いた粒子複合化の例
  6.5 高速圧縮・せん断型混合機を用いた粒子複合化の例
  6.6 ビーズミルを用いた粒子複合化の例
  6.7 ボールミルを用いた最新応用事例

【質疑応答・名刺交換・個別相談】

部品の高性能・高機能化のための加工技術 マイクロ・ナノ加工技術を修得し、表面機能や部品性能を向上させよう!

マイクロ・ナノ加工技術と表面機能創成への応用

日時:平成23年1月11日(火) 10:30~17:30

【受講対象】

・企業の生産技術者、生産技術開発者、製品技術開発者など  

【予備知識】

・生産加工・加工学に関する基礎知識(切削・研削加工、特殊加工など)

【修得知識】

 マイクロ・ナノ加工に関する全般的な基礎知識を修得できるとともに、特に表面機能や部品性能を向上させるための応用の考え方を学ぶことができる。

【講師の言葉】

 本セミナーでは、マイクロ・ナノ加工の基礎から表面機能創成への応用までを体系的に取り扱って講演するものである。マイクロ・ナノ加工が扱う分野およびその応用範囲も広いため、ここでは特に応用分野として表面機能の領域に関係するマイクロ・ナノ加工技術について述べる。まず、マイクロナノ加工法の分類や特徴などの基礎を学ぶ。次に、微細構造がいわゆる鏡面と微細構造から構成されていることを考え、表面仕上げ技術と微細加工技術に分けて、それぞれの加工法の基礎、および応用例としての開発事例を交えて述べる。合わせて、微細加工による部品の高性能・高機能化の例を挙げながら、今後の微細加工技術の展望を述べる。

【プログラム】

Ⅰ.マイクロ・ナノ加工の基礎

  1.マイクロ・ナノ加工の分類と特徴
  2.マイクロ・ナノ加工技術の動向

Ⅱ.表面仕上げ技術の基礎と応用

  1.表面仕上げと表面性状
  2.表面仕上げ・鏡面仕上げ技術
    a.各種表面仕上げ法の特徴
    b.高能率鏡面仕上げ技術

Ⅲ.微細加工技術の基礎と応用

  1.各種微細加工法の特徴
  2.微細加工技術の基礎
    a.微細除去加工(切削・研削・特殊加工)
    b.微細変形加工(フォーミング・インプリンティング)
    c.微細付着加工(デポジショニング)
  3.微細加工技術の開発例
    a.微細切削・研削加工による溝加工
    b.マイクロ・フォーミングによる微細形状加工

Ⅳ.マイクロ・ナノ加工の応用による部品の高性能・高機能化

  1.加工と部品機能,製品性能
  2.微細加工による高機能表面の創成
    a.トライボロジ機能向上の例
    b.光学・熱・流れ機能向上の例
  3.マイクロ・ナノ加工による次世代製品技術の展望

環境調和のためにエネルギーを最効率で合成するためのナノ触媒!ナノ触媒技術を先取り、二酸化炭素の燃料化など新エネルギーへの応用を急げ!

クリーン化学エネルギーを最大限に活用するナノ触媒設計

日時:平成22年12月6日(月) 10:30~17:30

【受講対象】

・クリーン化学エネルギーをより有効に活用し、またクリーン化学エネルギーを製造・輸送・貯蔵・精製する方、環境調和ビジネス・政策に関わる方、ナノ触媒設計に関心をお持ちの方
・自動車、電池、エネルギー、デバイス関連の技術者の方  

【予備知識】

・クリーン化学エネルギーや地球環境問題についての新聞記事レベルでの理解と大学教養初等程度の化学の知識が予備知識となります  

【修得知識】

・クリーン化学エネルギーを最大限に活用、またクリーン化学エネルギーを最大限に合成するためにナノ触媒設計が果たし得る役割について総合的理解を得られ、またクリーン化学エネルギーに関わるナノ触媒設計の今後の展望について重要トピックスを把握できる

【講師の言葉】

 最先端および近未来のクリーン化学エネルギーの鍵技術としてナノ触媒がよくとり上げられるが、ナノ触媒がどのように働くのか、さらに効率よく働かせるためにはどのようにナノ設計すればよいのか、は必ずしも明白ではありません。まず、ナノ触媒設計の現状と、どのような化学技術を利用して可能になっているのか考え、ナノ触媒の評価(分析)法を論じます。次に水素エネルギーに関わるナノ触媒設計について論じます。一部実用化されている燃料電池について電極触媒をとり上げ、現状で抱える問題とナノ触媒設計による解決法について論じます。水素燃料の精製および貯蔵においても、ナノ触媒/材料が果たす役割を述べます。最後に、自然光を活用した水素燃料製造等近未来技術について考えます。

 二酸化炭素に関わるナノ触媒設計についても同様に論じます。二酸化炭素を機能材料や燃料化する触媒反応を紹介し、次にクリーン化学エネルギーの観点から光燃料化は還元剤なしで進められるかどうか、地球温暖化阻止と持続可能エネルギーの創出は可能なのか、ナノ触媒設計の観点から考えます。

【プログラム】

Ⅰ.ナノ触媒設計の進歩

  1.ナノ触媒設計とは
  2.ナノ触媒設計を支える関連技術
  3.環境調和的なナノ触媒設計
  4.ナノ設計触媒の分析法

Ⅱ.水素エネルギーを最大限に活用するナノ触媒設計

  1.燃料電池電極触媒
    a.固体高分子型燃料電池
    b.その他
  2.水素燃料の精製および貯蔵
    a.精製(圧力スイング法、透過膜、選択酸化触媒)
    b.貯蔵
  3.近未来の水素燃料製造法
    a.自然光の活用
    b.その他

Ⅲ.二酸化炭素を最大限に活用するナノ触媒設計

  1.二酸化炭素の関わる触媒反応
  2.二酸化炭素の燃料化
  3.二酸化炭素の光燃料化
    a.還元剤なしで進められるか
    b.地球温暖化阻止と持続可能エネルギーを目指して

粉体を操作し、実務に応用するための講座!超微粒子の製造法、粒子の形状制御技術などを先取り、応用を急げ!

粉砕技術の基礎と応用および粒子の形状制御

日時:平成22年11月4日(木) 10:30~17:30

【受講対象】

・粉体に関連する操作、特に粉砕操作、粉砕機の開発、その利用に携わっいる企業の若手技術者の方

【基礎知識】

・粉体工学の基礎、粉砕操作の解析へと紹介するので工学関係の基礎が有れば特に予備知識は必要ない

【修得知識】

・粉砕操作で製造される粉体の基礎物性とその測定法の意味するところを学ぶとともに現場での粉砕操作の助けとなる基礎知識が習得出来る。また新しい粉砕機の開発とその利用について参考となる考え方が習得出来る

【講師の言葉】

 生活の中で小さな個体である、粒、やその集合体である、粉体、を目にし触れることは多い。しかし学問としての粉体工学の中身を具体的に整理出来る人は少ないと思われる。それは、粉体は、粒、粉、微粒子、超微粒子などその大きさが、センチメートルからナノメートルまで幅広いためと思われる。また、それに加えて粒子の大きさにより煙や土ぼこりのように固体でありながら気体のように挙動したり、砂時計に見られるように液体のように振る舞う時もある。この粉体の製造方法には、成長法と粉砕法があるが、粉体を大量に生成する主要な技術は粉砕法である。

 本セミナーでは、粉体工学の基礎となる粒子の大きさ、その分布等を学ぶと共に粉砕の基本的な項目である粉砕に要するエネルギー、粉砕速度論について解説すると共にその応用として、近年注目されている超微粒子を製造するための粉砕技術の考え方について考察する。またもう一つの応用として粉砕操作を使っての粒子の形状制御について実験データーを中心に紹介する。

【プログラム】

Ⅰ.粒子・粉体の基礎物性

  1.粒子の大きさとその形状
  2.粒子・粉体の密度
  3.比表面積とその測定法

Ⅱ.粒子径分布の表示方法

Ⅲ.粉砕の基礎

Ⅳ.粉砕に要するエネルギーとその予測

  1.単一粒子の破砕エネルギー
  2.リッチンガー、キックの法則
  3.ボンドの粉砕理論

Ⅴ.粉砕速度論

  1.砕成物に着目した速度論
  2.物質収支に基づく速度論

Ⅵ.超微粉砕への考察

  1.単一粒子の破砕エネルギーの粒子径による変化
  2.超微粉砕への材料力学的検討

Ⅶ.粉砕性に与える粒子形状の影響

  1.単一粒子の衝突破砕実験
  2.未粉砕粒子の形状変化
  3.粉体層の圧縮粉砕による扁平な粒子の除去

剥落分散か分割分散かを判別できる。工業製品の製造や性能向上、新機能の創出で重要となる分散系の画期的な評価技術を先取りし、応用しよう!

ナノ分散評価技術の基礎と「複合化燃焼法」の開発および応用

共催:R&D支援センター

日時:平成22年 10月 6日(水) 10:30~17:30 

【受講対象】

・ナノテクノロジー、超音波分散、カーボンブラック、熱分析に関連する研究者、技術者
・電子材料、機能材料、電子デバイス、記録メディア、医療材料、医薬、塗料、化学品、化粧品、関連の方 

【修得知識】

・どうすれば超音波分散をうまく行うことができるかが分かる
・セレンディピティ的に独創的な技術を開発するノウハウを習得できる

【講師の言葉】

 今日、多数のナノ分散評価技術が提案されている。その理由は2つある。まず、それだけ需要の高い技術であること、そして卓越した技術が無いことである。
 今日までに提案されている如何なるナノ分散評価技術を駆使しても、最適な超音波分散条件を出すことはできない。超音波分散にはどのような項目が重要なのかさえ誰にもわからないような状況にある。
 私は、2005年ごろにセレンディピティ的に究極のナノ分散評価技術「複合化燃焼法」(分散対象物質はカーボンナノチューブ)を開発した。これにより、超音波分散に関する多数の有益な情報が得られた。さらには、史上初の剥落分散するか、分割分散するかを判別する客観的な証拠を得ることに成功している。
  実証はしていないが、得られた高分散複合凝集体は、再分散用材料、均一な欠陥導入技術に期待している。

【プログラム】

Ⅰ.ナノ分散評価技術の背景

  1.ナノ分散評価技術の重要性
  2.ナノ分散評価技術の現状
  3.究極のナノ分散評価技術とは?

Ⅱ.究極のナノ分散評価技術「複合化燃焼法」の開発

  1.開発過程
    a.カーボンナノチューブとカーボンブラックの複合凝集体の作製
    b.複合凝集体を示差熱分析(TG-DTA)にかけると・・・・
    c.最適なカーボンブラック(CB)の探索。
    d.スーパーナノマテリアルBP2000(CABOT)の発掘
    e.分散状態を封じ込める「魔法の立体網効果」の発見
    f.究極のナノ分散評価技術「複合化燃焼法」の原理
    g.史上初の剥落分散、分割分散の客観的な証拠

Ⅲ.複合化燃焼法により得られた有益な情報

  1.超音波分散に重要な項目 
  2.最適な超音波分散条件とは?

Ⅳ.今後の展開

  1.複合化燃焼法に期待できること
  2.更なる発展を願って
  3.「複合化燃焼法」の個人的権利化に挑戦

製品特性やハンドリングに大きな影響を与える。実際の測定事例を通じて、高性能で品質安定な製品開発につながるソリューションを提供する特別講座!

粉体の流動性・付着性・凝集性の基礎と物理物性の測定解析技術

共催:R&D支援センター

日時:平成22年9月28日 (火) 10:30~17:30

【受講対象】

電池材料、セラミックス成形製品、粉末治金、医薬原料、トナーなど粉体を扱う技術、研究者の方

【修得知識】

・粉体物性の基礎知識
・粉体物性の測定技術と手法
・粉体物性の解析原理
・粉体物性評価の製品開発への応用方法

【講師の言葉】

 近年、粉体が関連する製品の技術進歩は早く、併せて品質要求も厳しくなっている。
例えば、トナー業界のように競って高性能で品質安定な製品づくりを目指している。また、電池材料、セラミックス成形製品、粉末治金、医薬原料のように粒子径がシングルミクロンの製品原料が非常に多くなっており、原料粉体の付着力・凝集力・摩擦力がその製品特性やハンドリングに大きく関与することは少なくない。
実際の測定事例を通じて概論とその測定解析法を分かりやすく解説し、製品開発につながるソリューションを提供する。

【プログラム】

Ⅰ.概論の部

  1.付着力
    a.付着力とその構成成分
    b.付着力とそれを左右する環境因子
    c.付着力の制御とその手法
    d.付着力の代表的な測定法
  2.凝集力
    a.凝集力と付着力の関係
    b.凝集力の代表的な測定法
  3.摩擦力
    a.摩擦力(内部摩擦力)と付着力の関係
    b.摩擦力の代表的な測定法
  4.付着性と付着力の相違
    a.付着性の定義
    b.付着力優位と重力優位
  5.流動性の適切な評価方法
    a.安息角などの自由面での評価
    b.せん断セル法などの加圧状況での評価
    c.圧縮度などの指数評価
  6.凝集性の強い粉体と弱い粉体の相違
    a.環境応答性
    b.粉体表面の構造と物性

Ⅱ.測定解析法の部

  1.工業用原料に関する粉体物性評価の応用
    a.粉体流動性評価は何に応用できるか 
    b.温度環境の違いによる流動性変化の測定
    c.粉体の水分散性と付着力・凝集力の関係
    d.粉体の水分吸着特性と付着力との関係
    e.金属表面への過剰付着の要因と対処方法
    f.計量トラブルと静電気付着
  2.医薬に関する粉体物性評価の応用
    a.添加剤と流動性・凝集性との関係
    b.流動化剤と滑沢剤の効果発現機構
    c.杵面付着と評価測定法  
  3.表面に関する粉体物性評価の応用   
    a.表面と異物付着力
    b.バルク粉体と平面摩擦特性
    c.表面の静電気拡散率と付着力
    d.表面加工・コーティングと粉体物性
 

Ⅲ.総括

2012年1月

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