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刺激応答性スラリーを応用したフレキシブルシートのバインダーレス成形技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K05200
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分27010:移動現象および単位操作関連
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

佐藤根 大士  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (00583709)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード軟凝集性スラリー / プロセス工学 / 粉粒体操作 / スラリー制御 / セラミックス / シート成形 / 可逆的分散状態制御 / 刺激応答性スラリー / テープ成形 / 化学工学 / コロイド科学 / 刺激応答性スラリー制御 / バインダレス / フレキシブルシート
研究開始時の研究の概要

微粒子の分散・凝集状態を可逆的に変えることができる刺激応答性スラリーを調製し、高充填性・高フレキシビリティを合わせ持つシートをバインダーレスで成形可能とする。刺激応答性スラリーとは、外部刺激により変化する添加剤を混合しておくことで、刺激によりスラリー中の微粒子の分散・凝集状態が一時的に変化するスラリーである。外部刺激に応答して変化した分散・凝集状態について、独自の手法を確立して評価するとともに、成形体の乾燥特性、柔軟性、充填特性といった、シート成形プロセスで重要な各種特性についても評価する。

研究成果の概要

スラリー中微粒子を良分散状態に調製後,添加剤により粒子間を弱く架橋させることで可逆的分散・凝集状態の制御を可能とする軟凝集スラリーを調製し,これをシート成形に用いることで,高充填率かつフレキシビリティを有する高性能なシート成形が可能となった。本技術は,バインダー添加に代わる新たなフレキシビリティを有するシート成形技術であり,極めてシンプルな原理をもとにしていることから,幅広い分野への利用が期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本技術は,極めて少ない添加剤添加量でフレキシビリティを有するシートの成形が可能な,バインダー添加に代わる新たな技術である。本技術は,製品性能向上や製品価格抑制に貢献できるだけでなく,プロセスで使用する添加剤の大幅削減を達成できるため,製造工程で発生するCO2を大幅削減可能なサステナブル技術である。また,新たな技術でありながら現行プロセスをそのまま利用可能という利点もあり,学術的,社会的意義が高いといえる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 1件、 招待講演 10件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Role and Function of Polymer Binder Thickeners in Carbon Pastes for Multiporous-Layered-Electrode Perovskite Solar Cells2023

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Ryuki、Tanaka Kenichirou、Oishi Kouta、Shioki Takaya、Satone Hiroshi、Ito Seigo
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 35 号: 20 ページ: 8574-8589

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.3c01483

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非水溶媒中粒子の可逆的分散状態制御2022

    • 著者名/発表者名
      Satone Hiroshi、Imaida Naoki、Mouri Nao、Iimura Kenji、Nasu Akio
    • 雑誌名

      粉体工学会誌

      巻: 59 号: 6 ページ: 291-296

    • DOI

      10.4164/sptj.59.291

    • ISSN
      0386-6157, 1883-7239
    • 年月日
      2022-06-10
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Impact Angle on Particle Fracture Phenomenon2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Satone, Kenji Iimura, Michitaka Suzuki
    • 雑誌名

      Aerosol and Air Quality Research

      巻: 22 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.4209/aaqr.220022

    • NAID

      130007689929

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Titanium Dioxide Suspension Utilizing Reversible Dispersion Flocculation Control and its Application to Inkjet2020

    • 著者名/発表者名
      NASU Akio、FUKUHARA Ryushi、KATSUYAMA Tomoyuki、OKAMOTO Naoki、SATONE Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Society of Colour Material

      巻: 93 号: 8 ページ: 236-241

    • DOI

      10.4011/shikizai.93.236

    • NAID

      130007892640

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 濃厚スラリー中の粒子沈降現象2024

    • 著者名/発表者名
      佐藤根 大士
    • 学会等名
      第14回機能性粉体プロセス研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 固液分散系プロセス最適化へ向けた分散状態制御2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤根 大士
    • 学会等名
      第12回機能性粉体プロセス研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スラリープロセス最適化のための分散状態制御2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤根 大士
    • 学会等名
      第74回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 沈降粒子堆積層固さの定量的評価法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      福原 隆志、那須 昭夫、日高 萌々香、山田 詩月、佐藤根 大士
    • 学会等名
      粉体工学会2023年度秋期研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] その堆積層、再分散できますか?2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤根 大士
    • 学会等名
      APPIE産学官連携フェア2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 粒子形状が干渉沈降現象に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤根 大士、飯村 健次、田口 翔悟、山本 拓司
    • 学会等名
      第60回粉体に関する討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 粒子形状が干渉沈降現象に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤根 大士、飯村 健次、田口 翔悟、山本 拓司
    • 学会等名
      化学工学会福井大会2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 固液分散系スラリーの可逆的分散状態制御とその応用2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤根 大士
    • 学会等名
      2022年度 第1回粉体操作に伴う諸現象に関する勉強会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非水系溶媒スラリーにおける分散剤吸着量測定2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤根 大士, 今井田 直樹, 飯村 健次
    • 学会等名
      化学工学会 第53階秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 液中微粒子の分散状態制御とその利用2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤根 大士
    • 学会等名
      粉体の機械的単位操作に関する参加型講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 螺旋傾斜板の形状制御による重力沈降分離の促進2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤根 大士, 川畑 拓真, 飯村 健次, 田口 翔悟, 山本 拓司
    • 学会等名
      分離技術会年会2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 連続操作で高精度に湿式分級できます!2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤根 大士
    • 学会等名
      技術シーズ賞受賞講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 求心式クロスフローろ過による高精度湿式分級技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤根大士、飯村健次
    • 学会等名
      粉体工学会第55回技術討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高効率低消費エネルギーを両立した革新的水処理技術2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤根大士
    • 学会等名
      イノベーションジャパン2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノ粒子塗布によるエアロゾル付着防止とその応用2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤根大士
    • 学会等名
      第38回エアロゾル科学技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 非水溶媒中粒子の可逆的分散状態制御2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤根大士、今井田直樹、毛利奈緒、飯村健次、那須昭夫
    • 学会等名
      第58回粉体に関する討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a high-precision classification system using cross-flow filtration and centrifugal field2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Satone、Kenji Iimura
    • 学会等名
      8th Asian Particle Technology Symposium APT2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スラリーの可逆的分散凝集状態制御2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤根大士
    • 学会等名
      粉体工学会秋期研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 連続操作で高精度に湿式分級できます!2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤根大士
    • 学会等名
      APPIE産学官連携フェア
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 非水溶媒中粒子の可逆的分散状態制御を利用したシート成形プロセス2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤根大士、今井田直樹、毛利奈緒、飯村健次
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 液中微粒子の分散状態制御とその応用2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤根大士
    • 学会等名
      色材講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 可逆的分散凝集技術を用いたフレキシブルシートのバインダーレス成形2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤根大士
    • 学会等名
      令和2年度 第1回粒子積層技術分科会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 可逆的な微粒子凝集技術で粉が沈めない2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤根大士
    • 学会等名
      日本粉体工業技術協会第4回ベストシーズ講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フレキシブルシートのバインダーレス成形2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤根大士
    • 学会等名
      国際粉体工業展東京2020アカデミックコーナー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 塗布・乾燥のトラブル対策2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤根大士:分担執筆
    • 総ページ数
      563
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861049521
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] ナノ・マイクロ微粒子の分散評価技術2020

    • 著者名/発表者名
      監修:佐野正人(佐藤根大士:分担執筆)
    • 総ページ数
      227
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314907
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 粉粒体工学研究室

    • URL

      https://www.eng.u-hyogo.ac.jp/group/group42/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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