リチウムイオン二次電池の電極は材料混合（スラリー製造）、金属箔への塗工、溶媒の乾燥、プレスといった過程を経て製造されるが、中でも電極スラリーの製造工程は品質や電池性能を左右する重要な工程の一つである。当社では正極材の中でも難分散材料であるカーボンブラックなどの導電材に着目したスラリー分散処方の検討や、このような濃厚系スラリーの分散性を希釈せずに評価できる手法について検証を行って
いる。本講演では薄膜旋回型高速ミキサー「フィルミックス®」を用いて分散剤を添加した正極スラリーを
作製し、レオロジーやパルスNMRなどの手法で分散性評価を行った事例を紹介する。

近年、特に機能性化学品分野においては、サブミクロン・ナノ素材などと言った新素材の開発が盛んに行われている。サブミクロン領域まで微粒化したスラリーのろ過には一般にクロスフローろ過方式が適用される。BoCross®フィルタは装置内部の攪拌羽根により強制的なクロスフロー流を発生させるダイナミック・クロスフローろ過装置であり、その独特な機構により、サブミクロンスラリーの高濃縮、洗浄、溶媒置換の他、シングルミクロンでの湿式分級などと言った従来のろ過機では不可能であったさまざまな用途への適用を可能としている。本講演ではBoCross®フィルタの構造、基本原理、各種運転方式、用途分野などについて説明させていただく。

乳化物は熱力学的に非平衡系であるため、時間変化とともに状態が変化して最終的には分離に至る。そのため、初期の乳化研究では、クリーミングや合一に耐性を持たせるために粒子径を小さくすることに主眼が置かれた。現在は機能性を付与することに軸足が移りつつある。例えば、高内相比乳化、マルチプル乳化などの特異な乳化形態が研究対象としてあげられる。さらには、機能性物質を良く溶かす高極性油や電解質型の薬剤を溶解した水相を含む乳化物の安定化などが期待されている。本講演では乳化の基本を述べたのちに、粒子径の微細化を目的としたクラシックな乳化技術の解説を行う。さらに機能化を目指して演者らが行った乳化研究について説明する。

ミキシング操作は、石油化学や各種工業分野の大規模プラントはもとより、日常生活や中小規模の製造、処理プロセスでも汎用される操作です。ミキシング装置を設計し、効率よく操作するためには、その設計、操作に関する基本的な考え方を理解していることが重要です。本講演では回転翼を用いた撹拌装置を中心に、ミキシングの基礎となる均相系ミキシング、さらに水と油、あるいは粒子と液体のような本来、互いに混ざり合わないものを混ぜる異相系ミキシングについて、スケールアップを含め設計、操作手法について紹介します。また、新型翼や新たな撹拌手法など最近のミキシング技術の展開についても紹介します。