研究開発された技術紹介

VH型(横型)振動乾燥機を基盤に、マイクロ波伝搬と電界分布をシミュレーションで最適化し、ラボ機→実生産機へ段階設計した。容器コーティングはマイクロ波吸収やVSWRへ悪影響を与えない材を選定し、摩耗評価も実施した。評価原料は臭化リチウム、塩化リチウム、珪砂とし、金属混入、凝集サイズ、乾燥時間、CO2排出量を系統評価した。

・マイクロ波最適化
-容器・原料充填時ともVSWR≦5、入力ポート当たり750W設計、電界集中なしを確認
-ベーパー出口の漏洩対策を構造で実装
・コーティング最適化
-5kW透過前後でVSWR≦1.2、減衰最大0.03dBを実測し影響軽微
・機種選定と機構
-流動性に優れるVH型を採用し、付着低減と層流れを確保。

・超精密粉体を製造するマイクロ波加熱振動乾燥機を開発した
・凝集の程度が100μm以下(一次粒子径が100μm未満の場合)、の乾燥粉体が得られた
・乾燥後の粉体内に100μm以下の金属異物が混入しないことを臭化リチウムと珪砂の2種類の原料で確認した
・乾燥時間が従来の振動乾燥機の3～6割減少した結果が得られた
・CO2排出量は従来の振動乾燥機の2～5割減少した結果が得られた

国際粉体工業展東京2022、高機能素材Week2023、POWTEX2024に出展し、電池・半導体から食品・医薬まで広範な引合いを獲得。来場者アンケートで金属異物と凝集低減ニーズを確認。

・電池・半導体原料の乾燥
-金属コンタミ抑制と微小凝集化で品質・歩留まりを向上
・高純度粉体の製造
-後工程の篩分け・金属除去を省略または軽減し、工程短縮に寄与
・省エネ・脱炭素運用
-従来比で乾燥時間短縮とCO2削減を両立し、設備更新の環境投資効果を高める

ラボ機で有効性を確認後、実生産機(VH-60)を製作し、臭化リチウムと珪砂で乾燥試験を実施した。付着は大幅に改善し、金属混入は検出限界以下、乾燥時間は大幅短縮を確認した。展示会で試験希望企業を獲得し、令和７年春以降の試験計画も整理中である。量産適用に向け、条件最適化と運用要件を継続整備している。

・マイクロ波×振動の融合で乾燥時間を短縮しつつ、金属異物・凝集を抑制
・容器コーティングと伝搬設計により、付着低減と安定運転を実現
・従来比で乾燥時間を3～6割、CO2を2～5割削減する結果を提示可能。既存ラインへの適用や置換の検討材料となる

真空条件下での放電回避と乾燥促進を両立するため、ガス微量フローと真空制御の組合せ最適化を進める。スチーム消費の算定方法を水分量基準へ精緻化し、環境効果の定量提示を標準化する。顧客試験を通じて原料ごとのターゲット値を協議設定し、装置仕様をパッケージ化して横展開する見通しである。

多様な原料の乾燥において粉体の粒径・性状に起因して変化する凝集体をできるだけ小さく抑え、乾燥時間を短縮できる条件を短時間で同定することである。そのため、乾燥試験を多数実施してデータを蓄積し、データ活用により最適条件を迅速に導出できる体制を構築する。