JP2016155055A

JP2016155055A - アトマイザ、噴霧乾燥装置及び複合粒子の製造方法

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Publication number: JP2016155055A
Application number: JP2015033528A
Authority: JP
Inventors: 琢也石井; Takuya Ishii
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-09-01
Anticipated expiration: 2035-02-24
Also published as: JP6500487B2

Abstract

【課題】造粒粒子の粒径にばらつきが生じることを防止し、シャープな粒度分布を得ることができるアトマイザを提供する。【解決手段】スラリーを滴下するノズル部と、前記スラリーが滴下される円形状の滴下面４２ａ、前記滴下面の裏面に形成され前記スラリーを遠心噴霧する円形状の噴霧面４２ｃ、及び前記滴下面から前記噴霧面に貫通する孔４４を有する回転ディスク４２と、前記噴霧面への熱風の接触を抑制する固着抑制治具５０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、スラリーを遠心噴霧するアトマイザ、該アトマイザを備えた噴霧乾燥装置及び電気化学素子用電極の製造に用いられる複合粒子の製造方法に関するものである。

従来、粒子を製造する方法のひとつである噴霧乾燥造粒法においては、ケスナー型回転ディスクを備えたアトマイザを用いる方法が知られている。例えば、特許文献１にはアトマイザを含む遠心式噴霧装置が開示されており、遠心式噴霧装置は、スラリーを供給する原料供給管、スラリーを噴霧するケスナー型噴霧盤及び噴霧されたスラリーを熱風乾燥する噴霧乾燥室を備えている。このケスナー型噴霧盤は、水平円形状の上面、放射方向に下降する環状の傾斜面及び上面から傾斜面にスラリーを送るための円孔を備えている。この特許文献１に記載の遠心式噴霧装置においては、原料供給管から供給されたスラリーを、高速回転するケスナー型噴霧盤の上面に滴下する。そして、ケスナー型噴霧盤の円孔を通過し傾斜面を下降し噴霧されたスラリーを熱風乾燥することにより粒子を得る。

実開平７−３９９５２号公報

しかしながら、従来のケスナー型回転ディスクを備えた噴霧乾燥装置においては、傾斜面が開放されているため、回転ディスクから噴霧したスラリーだけでなく、回転ディスクの傾斜面を下降するスラリーにも熱風が当たる。この熱風により傾斜面を下降するスラリーは乾燥し、傾斜面に固着する。固着物発生後においても装置の運転を継続させると、傾斜面へのスラリーの固着量が増大し、固着物の一部が運転途中に剥離する。固着物が剥離すると回転ディスクの回転バランスが崩れ、装置の運転を更に継続させると、回転ディスクを回転させるアトマイザの軸が変形したり、ディスクがアトマイザの非回転部と接触したりするなど、アトマイザに不具合が生じるおそれがある。したがって、装置をロングランさせることは不可能であった。

本発明の目的は、スラリーの回転ディスクへの固着を防止し、長時間運転させた場合であってもシャープな粒度分布を継続して得ることができるアトマイザ、該アトマイザを備えた噴霧乾燥装置及び該アトマイザを用いた電気化学素子用電極の製造に用いられる複合粒子の製造方法を提供することである。

本発明者らは、鋭意検討の結果、回転ディスクのスラリーを遠心噴霧する円形状の噴霧面への熱風の接触を抑制することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によれば、
（１）スラリーを滴下するノズル部と、前記スラリーが滴下される円形状の滴下面、前記滴下面の裏面に形成され前記スラリーを遠心噴霧する円形状の噴霧面、及び前記滴下面から前記噴霧面に貫通する孔を有する回転ディスクと、前記噴霧面への熱風の接触を抑制する固着抑制治具と、を備えることを特徴とするアトマイザ、
（２）前記固着抑制治具は、前記噴霧面の径より小さい径の円板形状を有し、前記噴霧面の外縁部と前記固着抑制治具の外縁部との間に隙間を形成して配置されることを特徴とする（１）記載のアトマイザ、
（３）前記固着抑制治具は、前記噴霧面の径より大きい径の円板形状を有し、前記噴霧面の外縁部と前記固着抑制治具の外縁部との間に隙間を形成して配置されることを特徴とする（１）記載のアトマイザ、
（４）前記固着抑制治具は、前記回転ディスクの噴霧面側の開口部を５０％以上覆って配置されることを特徴とする（１）〜（３）の何れかに記載のアトマイザ、
（５）前記回転ディスクの前記噴霧面の少なくとも外縁部に放射方向に形成される複数の溝を有することを特徴とする（１）〜（４）の何れかに記載のアトマイザ、
（６）前記スラリーは、電気化学素子用電極の製造に用いられる乾式成形用複合粒子用のスラリーであることを特徴とする（１）〜（５）の何れかに記載のアトマイザ、
（７）（１）〜（６）の何れかに記載のアトマイザと、前記アトマイザから遠心噴霧されたスラリーを乾燥する乾燥炉と、を備えることを特徴とする噴霧乾燥装置、
（８）（１）〜（６）の何れかに記載のアトマイザを用いて、電気化学素子用電極の製造に用いられる乾式成形用複合粒子用のスラリーを遠心噴霧する噴霧工程と、前記噴霧工程により遠心噴霧された前記スラリーを乾燥する乾燥工程と、を含むことを特徴とする複合粒子の製造方法、
が提供される。

本発明によれば、スラリーの回転ディスクへの固着を防止し、長時間運転させた場合であってもシャープな粒度分布を継続して得ることができるアトマイザ、該アトマイザを備えた噴霧乾燥装置及び該アトマイザを用いた電気化学素子用電極の製造に用いられる複合粒子の製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る噴霧乾燥装置の概略を示す図である。本発明の実施の形態に係る回転ディスク及び固着抑制治具の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る回転ディクス及び固着抑制治具の構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る回転ディスクの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る回転ディスク及び他の固着抑制治具の構成を示す断面図である。体積基準粒度分布を示すグラフである。個数基準粒度分布を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るアトマイザ、該アトマイザを備えた噴霧乾燥装置及び電気化学素子用電極の製造に用いられる複合粒子の製造方法について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る噴霧乾燥装置の概略を示す図である。図１に示すように、噴霧乾燥装置２は、滴下され遠心噴霧されたスラリーを熱風により乾燥させる乾燥炉４を備えている。

乾燥炉４の上方には、スラリーを乾燥炉４内に遠心噴霧するアトマイザ６及びアトマイザ６にスラリーを供給するスラリー供給部８が設けられている。アトマイザ６は、ノズル部１０、バルブ駆動部１２、回転ディスク４２、固着抑制治具５０、モータ１６、及び制御部１８を備えて構成されている。

ノズル部１０は、スラリー供給部８から供給されたスラリーを回転ディスク４２上に滴下する。バルブ駆動部１２は、ノズル部１０から滴下されるスラリーの量を調整するためのバルブ（図示せず）の開閉を行う。回転ディスク４２は、回転することによりノズル部１０から滴下されるスラリーを遠心噴霧する。モータ１６は、回転ディスク４２を回転させる。制御部１８は、バルブ駆動部１２及びモータ１６の駆動を制御することにより、ノズル１０から滴下されるスラリーの量及び回転ディスク４２の回転速度を制御する。

この実施の形態においては、制御部１８は、ノズル部１０より滴下されるスラリーの線速度が５０ｍ／ｍｉｎ以上になるように、バルブ駆動部１２の駆動を制御する。スラリーの線速度が５０ｍ／ｍｉｎより小さい場合には、スラリーを回転ディスク４２の滴下面４２ａ上に拡げて供給できないからである。ここで、スラリーの線速度は、ノズル部１０のスラリーを供給する部分の径（以下、ノズル径という。）及びノズル部１０から供給されるスラリーの流量により定まる。なお、ノズル径及びスラリーの流量は、回転ディスクの径が小さい場合、回転ディスクの回転速度などの処理能力が低い場合、または乾燥炉の乾燥能力が低い場合等には小さいほうがよい。例えばノズル径は、回転ディスク４２の直径が５０ｍｍ、乾燥炉４の乾燥能力（単位時間蒸発水量）が１０〜５０ｇ／ｍｉｎである場合、１．８ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以下がより好ましく、０．８ｍｍ以下が更に好ましい。

但し、ノズル径がスラリーに含まれるフィラーのサイズに対して小さい場合、ノズル部１０が詰まるおそれがある。また、ノズル径を過剰に小さくした場合、スラリー供給部８からスラリーを供給する際に高い圧力を必要とし、ノズル部１０が磨耗するおそれがある。したがって、ノズル径は、０．３ｍｍ以上にすることが好ましい。なお、この実施の形態に係るアトマイザ６においては１つのノズル部１０を備えているが、複数のノズル部を備えてもよい。この場合には、各ノズル径は、１つのノズル部を備えている場合より小さくすることが好ましく、そのいずれのノズルからも線速度５０ｍ／ｍｉｎ以上でスラリーが供給されるように調整する。

ノズル部１０のノズル径は、ノズル部１０を構成するチューブ内にシリコンチューブ等を挿入することにより調整することができる。例えばノズル部１０を構成するチューブ（既存チューブ）の外径が４ｍｍで内径が３ｍｍの場合、外径が３ｍｍで内径が１ｍｍのシリコンチューブを既存チューブ内に挿入することにより、ノズル径を３ｍｍから１ｍｍに変更することができる。また、さらに外径が１ｍｍで内径が０．５ｍｍのシリコンチューブを外径が３ｍｍで内径が１ｍｍのシリコンチューブ内に挿入することにより、ノズル径を１ｍｍから０．５ｍｍに変更することができる。

図２は、回転ディスク４２及び固着抑制治具５０の構成を示す断面図である。図３は、回転ディスク４２及び固着抑制治具５０の構成を示す図であり、回転ディスク４２及び固着抑制治具５０を下方向（固着抑制治具５０の裏面を視る方向）から視た斜視図である。図４は、回転ディスク４２の構成を示す図であり、回転ディスク４２を下方向（裏面４２ｂを視る方向）から視た斜視図である。

回転ディスク４２は、図２に示すように、円錐台形状を有し、回転ディスク４２の表面には、真性カーボン膜（ＩＣＦ）にフッ素をドーピングすることにより撥水性を付与したＤＬＣ（撥水性ＩＣＦ）がコーティングされている。回転ディスク４２の上面には、回転ディスク４２の中心部の周りに環状の滴下面４２ａが形成されている。また、滴下面４２ａには、裏面４２ｂに貫通する３６個の孔４４が円周状に配列されている。

なお、回転ディスク４２には３６個の孔４４が形成されているが、回転ディスクに形成される孔は、通常２０個以上であればよく、好ましくは２４個以上、さらに好ましくは３０個以上がよい。孔の数が２０個より少ない場合、孔を通過したスラリーが回転ディスク４２の噴霧面４２ｃ（後述する）上に均一に拡がらないからである。

滴下面４２ａに滴下されたスラリーは、滴下面４２ａ上に均一に拡がり、孔４４を通過する。なお、孔のサイズが噴霧乾燥装置２により製造される複合粒子の収率及び粒度分布に影響することはないが、高速で回転する回転ディスクの強度を確保するために孔のサイズを小さくしたほうが好ましい。但し、孔に凝固物や粗大粒子が詰まらないようにするために、孔の径は少なくとも０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上にするとよい。

回転ディスク４２の下面には、環状の裏面４２ｂ及び円錐状に傾斜しスラリーを噴霧する噴霧面４２ｃが形成されている。裏面４２ｂは、回転ディスク４２の中心下部の周りに環状に形成される、滴下面４２ａに平行な面であり、噴霧面４２ｃは、裏面４２ｂの外周に位置し、裏面４２ｂの外縁部から放射方向に下降する環状の傾斜面である。

また、噴霧面４２ｃの外縁部には、放射方向に形成される複数の溝４６が一定の間隔で形成されている。溝４６の各々は、一定の幅及び深さを有している。溝４６は、スラリーが溝４６を通過することにより、回転ディスク４２から遠心噴霧されるスラリーの量を制御する。即ち、一定の幅及び深さを有する複数の溝４６をスラリーが通過することにより、回転ディスク４２から遠心噴霧されるスラリーの量が安定し、製造される造粒粒子の粒径が安定する。

また、溝４６は、隣り合う溝４６との隙間がないように、若しくは隣り合う溝４６との隙間が極力小さくなるように形成されている。具体的には、溝４６は、溝４６の幅をａ、隣り合う溝４６とのピッチをｂとしたとき、ａ／ｂが０．８以上、好ましくは０．９以上、さらに好ましくは０．９５以上となるように形成されている。したがって、噴霧面４２ｃ上に満遍なく拡がったスラリーは、溝４６を確実に通過する。すべてのスラリーが溝４６を通過することにより、回転ディスク４２から噴霧されるスラリーの液滴サイズが安定するため、製造される造粒粒子の粒径が安定し、シャープな粒度分布を得ることができる。

また、溝４６の幅及び深さを変更することにより、回転ディスク４２から遠心噴霧されるスラリーの量を制御することができ、その結果、製造される造粒粒子の粒径を制御することができる。即ち、溝４６の幅及び深さを小さく（大きく）することにより回転ディスク４２から遠心噴霧されるスラリーの量を減少（増大）させることができ、製造される造粒粒子の小粒径化（大粒径化）を実現することができる。

ここで溝４６は、幅が５０μｍ以上５ｍｍ以下且つ深さが５０μｍ以上５ｍｍ以下、好ましくは幅が１５０μｍ以上２ｍｍ以下且つ深さが５０μｍ以上１ｍｍ以下、さらに好ましくは幅が２５０μｍ以上１ｍｍ以下且つ深さが３００μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。溝４６の幅が５０μｍ且つ深さが５０μｍより小さい場合にはスラリーが溝４６内を通過できず、幅が５ｍｍ且つ深さが５ｍｍより大きい場合には遠心噴霧されるスラリーの量、即ち造粒粒子の粒径にばらつきが生じるからである。

固着抑制治具５０は、図３に示すように、回転ディスク４２の噴霧面４２ｃ外縁部の径より小さい径の円板形状を有し、回転ディスク４２の下部に噴霧面４２ｃの外縁部と固着抑制治具５０の外縁部との間に隙間５２を形成して配置される。円板形状の中心部にはボルト（図示せず）等を通すための穴が設けられており、ボルト等により固着抑制治具５０の中心部が回転ディスク４２の中心部に固定される。固着抑制冶具５０は回転ディスク４２の噴霧面４２ｃ側の開口部、即ち、乾燥炉４側に向けて開口している部分の隙間５２を除く部分を覆っているが、固着抑制治具は回転ディスクの噴霧面側の開口部の５０％以上を覆っていればよく、好ましくは８０％以上を覆うのがよい。固着抑制治具５０は、裏面４２ｂ及び噴霧面４２ｃ側の開口部の隙間５２を除く部分を覆うことにより、乾燥炉４内に供給される熱風の裏面４２ｂ及び噴霧面４２ｃへの接触を抑制する。即ち、裏面４２ｂ及び噴霧面４２ｃにより形成されている空間５４への熱風の侵入を抑制する。

この噴霧乾燥装置２で用いられるスラリーとしては、電極活物質及び溶媒を含み、必要に応じて結着剤、分散剤、導電材及び添加剤を含んでもよい。また、食品、医薬品及び農薬など、噴霧乾燥により製造される造粒粒子の原料となるスラリーに広く適用できる。

複合粒子を例えばリチウムイオン電池用の電極材料として用いる場合、正極用の電極活物質としては、リチウムイオンを可逆的にドープ・脱ドープ可能な金属酸化物が挙げられる。かかる金属酸化物としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、燐酸鉄リチウム等を挙げることができる。なお、上記にて例示した正極用の電極活物質は適宜用途に応じて単独で使用してもよく、複数種混合して使用してもよい。

なお、例えばリチウムイオン電池用正極の対極としての負極用の電極活物質としては、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素、熱分解炭素などの低結晶性炭素（非晶質炭素）、グラファイト（天然黒鉛、人造黒鉛）、錫やケイ素等の合金系材料、ケイ素酸化物、錫酸化物、チタン酸リチウム等の酸化物等が挙げられる。なお、上記に例示した負極用の電極活物質は適宜用途に応じて単独で使用してもよく、複数種混合して使用してもよい。

例えばリチウムイオン電池電極用の電極活物質の体積平均粒子径は、正極、負極ともに通常０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５〜５０μｍ、より好ましくは０．８〜３０μｍである。

スラリーに含まれる溶媒としては、水を用いることが好ましいが、水と有機溶媒との混合溶媒を用いてもよく、有機溶媒のみを単独または数種組み合わせて用いてもよい。この場合に用いることができる有機溶媒としては、たとえば、アルコール類、アルキルケトン類、エーテル類、アミド類等が挙げられる。有機溶媒を用いる場合には、アルコール類が好ましい。水と、水よりも沸点の低い有機溶媒とを併用することにより、乾燥時に、乾燥速度を速くすることができる。また、これにより、スラリーの粘度や流動性を調整することができ、生産効率を向上させることができる。

複合粒子に用いられる結着剤としては、電極活物質を相互に結着させることができる化合物であれば特に制限はない。好適な結着剤は、溶媒に分散する性質のある分散型結着剤である。分散型結着剤として、例えば、シリコン系重合体、フッ素含有重合体、共役ジエン系重合体、アクリレート系重合体、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン等の高分子化合物が挙げられ、好ましくはフッ素系含有重合体、共役系ジエン重合体およびアクリレート系重合体、より好ましくは共役ジエン系重合体およびアクリレート系重合体が挙げられる。

この噴霧乾燥装置２を用いて、電気化学素子用電極の製造に用いられる乾式成形用の複合粒子を造粒する場合には、まず、スラリーをスラリー供給部８からノズル部１０へ供給し、ノズル部１０から回転ディスク４２の滴下面４２ａに滴下する。この際、制御部１８は、バルブ駆動部１２によるバルブ開閉を制御し、ノズル部１０より滴下されるスラリーの線速度が５０ｍ／ｍｉｎ以上になるようにノズル部１０から滴下されるスラリーの量を調整する。尚、スラリーの供給方法は滴下に限らず、回転ディスク４２の滴下面４２ａに近づけ供給してもよい。また、スラリーを供給するノズル部分の径を小さくすることで、間欠的な液供給を均一化することも可能であり、結果として得られる複合粒子の粒子径を均一化することが可能となる。その際に供給されるスラリーがノズル部１０で霧化されて微細な液滴として供給されてもよい。また、モータ１６による回転ディスク４２の回転を制御し、回転ディスク４２の回転速度を調整する。回転速度は、通常は１，０００〜９０，０００ｒｐｍである。

回転ディスク４２の滴下面４２ａに滴下されたスラリーは、回転ディスク４２の回転による遠心力により遠心噴霧される。即ち、スラリーは、回転ディスク４２の回転による遠心力により、滴下面４２ａ上に均一に拡がり孔４４を通過し、噴霧面４２ｃを下降する。噴霧面４２ｃを下降したスラリーは、噴霧面４２ｃの外縁部に形成されている溝４６を通過して、噴霧面４２ｃの外縁部と固着抑制治具５０の外縁部との間の隙間５２から、回転ディスク４２の回転による遠心力により水平方向あるいは水平方向に対して所定の角度下方向に遠心噴霧される。

回転ディスク４２から遠心噴霧されたスラリーの液滴は、乾燥炉４内に供給されている熱風により乾燥される。スラリーの液滴を乾燥させることにより、造粒粒子、即ち電気化学素子用電極の製造に用いられる乾式成形用の複合粒子が製造される。

この実施の形態に係るアトマイザ６によれば、回転ディスク４２の噴霧面４２ｃへの熱風の接触を抑制する固着抑制治具５０を備えているため、噴霧面４２ｃへのスラリーの固着を抑制することができる。例えば固着抑制治具５０を備えず回転ディスク４２を回転させた場合には、熱風が回転ディスク４２の内側、即ち裏面４２ｂ及び噴霧面４２ｃにより形成される空間５４内に侵入する。空間５４内に侵入した熱風により噴霧面４２ｃを下降するスラリーは乾燥し、噴霧面４２ｃに固着する。そして、固着物発生後においてもアトマイザ６の運転を継続させると、噴霧面４２ｃへのスラリーの固着量が増大し、固着物の一部が運転途中に剥離する。固着物が剥離すると回転ディスクの回転バランスが崩れ、装置の運転を更に継続させると、回転ディスクを回転させるアトマイザの軸が変形したり、ディスクがアトマイザの非回転部と接触したりするなど、アトマイザに不具合が生じる場合があった。したがって、従来のアトマイザにおいては、ロングランさせることが不可能であった。しかしながら、本実施形態に係るアトマイザ６によれば、固着抑制治具５０を備えているため、噴霧面４２ｃへのスラリーの固着を抑制することができ、アトマイザ６を長時間運転させた場合であってもシャープな粒度分布を継続して得ることができる。

また、この実施の形態に係る噴霧乾燥装置２及び噴霧乾燥装置２を用いた造粒粒子の製造方法によれば、アトマイザ６を備えているため、噴霧面４２ｃへのスラリーの固着を抑制することができ、噴霧乾燥装置２を長時間運転させた場合であってもシャープな粒度分布を継続して得ることができる。

なお、上述の実施の形態においては、図２に示す固着抑制治具５０を例に挙げて説明したが、固着抑制治具５０に代えて例えば図５に示す固着抑制治具６０を採用することもできる。

固着抑制治具６０は、図５に示すように、回転ディスク４２の噴霧面４２ｃ外縁部の径より大きい径の円板形状を有し、回転ディスク４２の下部に噴霧面４２ｃの外縁部と固着抑制治具６０の外縁部との間に隙間６４を形成して配置される。固着抑制治具６０の円板形状の中心部にはボルト（図示せず）等を通すための穴が設けられている。隙間６４は、回転ディスク４２と固着抑制治具６０との間に所定の厚みを有するワッシャー６２を配置することにより形成される。ワッシャー６２は円板形状を有し、ワッシャー６２の円板形状の中心部にはボルト等を通すための穴が設けられている。固着抑制治具６０の中心部及びワッシャー６２の中心部は、ボルト等により回転ディスク４２の中心部に固定される。固着抑制冶具６０は、回転ディスク４２の裏面４２ｂ及び噴霧面４２ｃを覆うことにより、乾燥炉４内に供給される熱風の裏面４２ｂ及び噴霧面４２ｃへの接触を抑制する。即ち、裏面４２ｂ及び噴霧面４２ｃにより形成されている空間５４への熱風の侵入を抑制する。なお、固着抑制治具６０は噴霧面４２ｃの外縁部の径より大きい径の円板形状を有しているが、噴霧面４２ｃの外縁部の径と同一の径の円板形状を有する固着抑制治具を用いてもよい。

また、固着抑制治具５０及び６０は円板形状を有しているが、重心が回転ディスク４２の回転中心部にあり、回転ディスク４２を高速回転させた際に回転バランスが崩れないのであれば円板形状以外の形状を有していてもよい。また、固着抑制治具５０及び６０は円板形状、即ち平板形状を有しているが、回転ディスク４２の裏面４２ｂ及び噴霧面４２ｃにより形成される空間５４内に平板形状でない固着抑制部材を備えるようにしてもよい。この固着抑制部材は、噴霧面４２ｃを下降するスラリー及び溝４６を通過して遠心噴霧されるスラリーに接触しない構成としなければならない。

また、上述の実施の形態においては、スラリーの流路面（噴霧面）４２ｃの外縁部に複数の溝４６が形成されている回転ディスク４２を例に挙げて説明したが、スラリーの流路面の少なくとも外縁部に、例えば外縁部及び外縁部以外を含む部分に放射方向に延びる複数の溝が一定の間隔で形成されている回転ディスクを採用することもできる。

（実施例１）
正極活物質として層状構造を有するＬｉＣｏＯ２を９１．６部、導電材としてアセチレンブラックを６部、上記粒子状結着樹脂を固形分換算量で１．４部、水溶性高分子としてカルボキシメチルセルロースの１％水溶液（ＢＳＨ−１２；第一工業製薬製）を固形分換算量で１．０部を混合し、さらにイオン交換水を固形分濃度が６８ｗｔ．％となるように加え、混合分散して複合粒子用スラリーを得た。

上記複合粒子用スラリー（固形分濃度７０％品）をスプレー乾燥機（大川原化工機社製）において、回転ディスクとして図２に示すような直径８４ｍｍ、外縁部に放射方向に形成される溝を有するディスクを用いた。更に、ディスク下部に図２で示すような直径７２ｍｍ、厚み１．５ｍｍの円板形状の固着抑制治具をディスク中心部に固定し、回転数２５，０００ｒｐｍ、熱風温度１５０℃、粒子回収出口の温度を９０℃として、スラリーを２０ｋｇ／時で供給し、噴霧乾燥造粒を行い、複合粒子を得た。

造粒開始４０分後の複合粒子の平均粒子径を、乾式レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（日機装株式会社製：マイクロトラックＭＴ−３２００ＩＩ）を用いて行った。この際、体積換算での累積１０％径をＤ１０径、累積９０％径をＤ９０径としたとき、（Ｄ９０／Ｄ１０）の値は２．０８であった。体積基準粒子径を図６の実線のグラフで、個数基準粒子径を図７の実線のグラフで示す。

（実施例２）
実施例１で使用した固着抑制治具の代わりに直径７８ｍｍ、厚み１．５ｍｍの円板形状の固着抑制治具をディスク中心部に固定した。それ以外は実施例１と同様の条件で複合粒子の製造を行った。得られた複合粒子の（Ｄ９０／Ｄ１０）の値は２．０６であった。体積基準粒子径を図６の破線のグラフで、個数基準粒子径を図７の破線のグラフで示す。

（実施例３）
実施例１で使用した固着抑制治具の代わりに直径８４ｍｍ、厚み１．５ｍｍの円板形状の固着抑制治具をディスク中心部に厚み１ｍｍのワッシャーを挟んだ状態で固定した。それ以外は実施例１と同様の条件で複合粒子の製造を行った。得られた複合粒子の（Ｄ９０／Ｄ１０）の値は２．０７であった。体積基準粒子径を図６の一点鎖線のグラフで、個数基準粒子径を図７の一点鎖線のグラフで示す。

（比較例１）
実施例１〜３で使用した固着抑制治具を使用しないこと以外は実施例１と同様の条件で複合粒子の製造を行った。噴霧乾燥装置の運転開始５分後にディスクに固着物が発生した。その後、増大した固着物が局所的に剥離し、局所的に固着物が剥離したことによりディスクが回転バランスを失い、高速回転による遠心力によりアトマイザの軸がぶれ、異音が発生した。異音が発生した場合、ディスクが破損またはアトマイザの軸が変形するおそれがあるため、噴霧乾燥装置の運転を停止しなければならず、運転を継続させることができなかった。したがって、測定値を得ることができなかった。

以上の実施例より、本発明の固着抑制治具を備えたディスクを用いて得られた電気化学素子用電極の製造に用いられる複合粒子の（D90/D10）を計算すると低い値を維持しており、したがって噴霧乾燥造粒を長時間行った場合であってもシャープな粒度分布を継続して得ることができるといえる。

２…噴霧乾燥装置、４…乾燥炉、６…アトマイザ、８…スラリー供給部、１０…ノズル部、１２…バルブ駆動部、４２…回転ディスク、１６…モータ、１８…制御部、４６…溝、５０…固着抑制治具

Claims

スラリーを滴下するノズル部と、
前記スラリーが滴下される円形状の滴下面、前記滴下面の裏面に形成され前記スラリーを遠心噴霧する円形状の噴霧面、及び前記滴下面から前記噴霧面に貫通する孔を有する回転ディスクと、
前記噴霧面への熱風の接触を抑制する固着抑制治具と、
を備えることを特徴とするアトマイザ。
前記固着抑制治具は、前記噴霧面の径より小さい径の円板形状を有し、前記噴霧面の外縁部と前記固着抑制治具の外縁部との間に隙間を形成して配置されることを特徴とする請求項１記載のアトマイザ。
前記固着抑制治具は、前記噴霧面の径より大きい径の円板形状を有し、前記噴霧面の外縁部と前記固着抑制治具の外縁部との間に隙間を形成して配置されることを特徴とする請求項１記載のアトマイザ。
前記固着抑制治具は、前記回転ディスクの噴霧面側の開口部を５０％以上覆って配置されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のアトマイザ。
前記回転ディスクの前記噴射面の少なくとも外縁部に放射方向に形成される複数の溝を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のアトマイザ。
前記スラリーは、電気化学素子用電極の製造に用いられる乾式成形用複合粒子用のスラリーであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のアトマイザ。
請求項１〜６の何れか一項に記載のアトマイザと、
前記アトマイザから遠心噴霧されたスラリーを乾燥する乾燥炉と、
を備えることを特徴とする噴霧乾燥装置。
請求項１〜６の何れか一項に記載のアトマイザを用いて、電気化学素子用電極の製造に用いられる乾式成形用複合粒子用のスラリーを遠心噴霧する噴霧工程と、
前記噴霧工程により遠心噴霧された前記スラリーを乾燥する乾燥工程と、
を含むことを特徴とする複合粒子の製造方法。