研究開発された技術紹介

本事業では、SFGD法を用いた高品質なファインセラミックス製品の製造プロセスの確立を目指した。遠心噴霧機構を採用し、粒度分布の均一化と液体窒素フリーの温度制御を実現する装置を開発した。(写真1)この装置により、透明度80%以上のSiO2焼成体(写真2)や、SD法と比較して25%以上の高強度Al2O3焼成体の製造に成功した。

・遠心噴霧機構による粒度分布の均一化
・液体窒素フリーの電気制御による低コストかつ安定運転
・SFGD法による高透明度および高強度セラミックス製造技術
・長時間安定稼働が可能な工業生産向け装置

・SFGD法によるSiO2焼成体の透明度80%以上の達成
・SFGD顆粒を用いたAl2O3焼成体の強度がSD法と比較して25%以上向上
・SFGD装置を用いた粒度分布の均一化と量産技術の確立
・液体窒素使用の既存装置と比較して最大1/100以下のランニングコスト

・特許出願: 「顆粒体の製造方法及び生菌含有顆粒体の製造方法」
特願2021-167329 、 特開 2023-057704
・論文提出6件既公開下記4件
-Comparison of alumina granules prepared by spray freeze granulation drying and spray drying
-Selecting an appropriate binder to prepare alumina granules via spray freeze granulation drying
-Compactability and sinterability of alumina granules made by spray freeze granulation drying and spray drying
-Lowering compaction pressure and sintering temperature of alumina using spray freeze granulation dried granules
・他学会、シンポジウム、講演会多数

本成果は、自動車、航空、宇宙などの高付加価値工業製品に加え、医薬品、化粧品、機能性食品などにも応用可能である。特に、透明性や強度が求められるセラミックス部品の製造において大きな貢献が期待される。

開発したSFGD装置を用いた製造テストが進行中であり、セラミックス業界を中心に実証試験が行われている。複数の企業が導入に向けた検討を進めており、事業化に向けた準備が整いつつある。

・SFGD法による高精度な粒度制御と透明度80%以上を実現するセラミックス製造技術を提供。これにより、従来のSD法に比べて大幅な性能向上が期待できる。
・低温乾燥プロセスのため、熱に弱い物性の粉体化が可能。バイオ、医薬用途の粉体製造に適している。
・乾燥による内部の偏析、収縮が極めて少ない低密度の顆粒が製造できる。溶媒への分散、溶解が容易となるため、機能性食品、バイオ、医薬用途の粉体製造に適している。

SFGD法のさらなる技術改良とともに、産業界への導入が進むと予想されている。サポイン事業終了直後から、開発装置を使用した有償テストの要請が多く、様々な業種の粉体化を実施しており、他業界への市場拡大が期待されている。

・SFGD装置のコストダウンと量産化プロセスの確立