2024/03/15 更新

写真a

ワタノ　サトル
綿野　哲
WATANO Satoru
担当
大学院工学研究科 物質化学生命系専攻 教授
工学部 化学工学科
職名
教授
所属
工学研究院

担当・職階

  • 大学院工学研究科 物質化学生命系専攻 

    教授  2022年04月 - 継続中

  • 工学部 化学工学科 

    教授  2022年04月 - 継続中

取得学位

  • 博士（工学） （ 大阪府立大学 ）

研究分野

  • 情報通信 / 計算機システム  / 数値シミュレーション

  • ナノテク・材料 / エネルギー化学  / 全固体電池

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 制御、システム工学  / 静電気

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 制御、システム工学  / 制御工学

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 計測工学  / 計測工学

  • ライフサイエンス / 薬系分析、物理化学  / 製剤学

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 反応工学、プロセスシステム工学  / 粉体工学

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 反応工学、プロセスシステム工学  / 化学工学、プロセスシステム工学

  • ライフサイエンス / 薬系分析、物理化学

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 移動現象、単位操作

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研究キーワード

  • 製剤学

  • 粉体工学

  • 流動層工学

  • 化学工学

  • Process Systems Engineering

  • Manufacturing Pharmacy

研究概要

  • 造粒・混練・混合・乾燥

  • 数値シミュレーション

  • 機能性化粧品・食品の設計

  • 微粒子設計（特にナノ粒子の設計・製造等）

  • 全固体電池の設計

  • 静電気の計測および制御

  • 計測・制御関係全般

  • 製剤プロセス全般

  • 粉体プロセス全般

研究歴

  • 製剤プロセス全般

    固形製剤、DDS、溶出改善、粒子設計、粉末吸入製剤 

    2013年04月 - 継続中 

  • 粉体プロセス全般

    粉体、粒子設計、計測・制御、スケールアップ、最適化 

    2012年04月 - 継続中 

  • 全固体電池の設計

    全固体電池、リチウムイオン電池、設計、製造技術 

    2012年04月 - 継続中 

  • 静電気の計測および制御

    静電気、計測、制御、除電 

    1997年04月 - 継続中 

  • 数値シミュレーション

    粒子離散要素法、数値流体力学 

    1997年04月 - 継続中 

  • 機能性化粧品・食品の設計

    機能性化粧品、機能性食品、設計、製造プロセス 

    1996年04月 - 継続中 

  • 計測・制御

    計測、制御、センサー開発 

    1991年04月 - 継続中 

  • 造粒操作

    造粒、混練、混合、乾燥 

    1991年04月 - 継続中 

  • 微粒子設計

    機能性微粒子、設計、製造プロセス 

    1991年04月 - 継続中 

所属学協会

  • International Fine Particle Reaserch Institute

    2014年04月 - 継続中   国外

  • 製剤機械技術学会

    2010年04月 - 継続中   国内

  • 静電気学会

    2000年04月 - 継続中   国内

  • Asian Particle Technology

    2000年04月 - 継続中   国外

  • 日本粉体工業技術協会

    2000年04月 - 継続中   国内

  • 化学工学会

    1990年04月 - 継続中   国内

  • 粉体工学会

    1990年04月 - 継続中   国内

  • 日本薬学会

    1990年04月 - 継続中   国内

  • 静電気学会

  • 粉体工学会

  • 米国化学工学会

  • 日本薬学会

  • 日本薬剤学会

  • 日本粉体工業技術協会

  • 日本エアロゾル学会

  • 北米ファジー情報処理学会

  • 化学工学会

  • The Society of Chemical Engineers, Japan

  • The Institute of Electrostatics Japan

  • The Association of Powder Process Industry and Engineering Japan

  • The Academy of Pharmacautical Science and Technology, Japan

  • Society of Powder Technology Japan

  • Pharmaceutical Society of Japan

  • Japan Association of Aerosol Science and Technology

  • Asia Particle Technology Symposium

  • American Institute of Chemical Engineers (AIChE)

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受賞歴

  • 製剤と粒子設計シンポジウム功労賞

    2023年11月   製剤と粒子設計部会  

  • 製剤と粒子設計シンポジウム貢献賞

    2013年10月   粉体工学会  

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    受賞国：日本国

  • 第17回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム研究部門

    2011年11月   化学工学会  

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    受賞国：日本国

  • 粉体工学情報センター学術賞

    2010年08月   粉体工学情報センター  

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    受賞国：日本国

  • 第20回粉体工学情報センター学術奨励賞

    2009年08月   粉体工学情報センター  

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    受賞国：日本国

  • 第1回奈良県ビジネス大賞・最優秀賞

    2008年03月   経済産業省  

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    受賞国：日本国

  • 平成20年度中小企業優秀技術・新製品賞　奨励賞

    2008年02月   経済産業省  

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    受賞国：日本国

  • 第29回食品産業優良企業等表彰農林水産大臣賞（開発部門）

    2007年12月   農林水産省  

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    受賞国：日本国

  • 製剤と粒子設計シンポジウム貢献賞

    2003年10月   粉体工学会  

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    受賞国：日本国

  • 2000年度粉体工学研究奨励賞

    2000年12月   粉体工学会  

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    受賞国：日本国

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職務経歴（学外）

  • 大阪公立大学   大学院工学研究科

    2022年04月 - 継続中

論文

  • Quantitative analysis of wet kneading states by a novel compression test

    Matsumoto J.

    Advanced Powder Technology   35 ( 2 )   104336 - 104336   2024年02月（ ISSN:0921-8831 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.apt.2024.104336

  • 連続式二軸造粒機における充填率と結合液添加率が造粒プロセスに与える影響に関する実験および数値解析

    松下 美卯, 大崎 修司, 仲村 英也, 綿野 哲

    粉体工学会誌   60 ( 12 )   720 - 728   2023年12月（ ISSN:03866157 ）

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  • Statistical analysis of electrode fabrication process for all-solid-state batteries and effects of electrode fabrication conditions on battery performance

    Kawaguchi T.

    Advanced Powder Technology   34 ( 12 )   104264 - 104264   2023年12月（ ISSN:0921-8831 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.apt.2023.104264

  • Compression properties of bimodal powders with different plasticities in the elastoplastic powder compression process: A numerical analysis

    Yano T.

    Advanced Powder Technology   34 ( 12 )   104245 - 104245   2023年12月（ ISSN:0921-8831 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.apt.2023.104245

  • 全固体電池に用いる硫化物系固体電解質粉体の湿式粉砕と活物質－固体電解質乾式コーティングへの応用

    仲村 英也, 益山 朋之, 大崎 修司, 綿野 哲

    粉体工学会誌   60 ( 9 )   559 - 566   2023年09月（ ISSN:03866157 ）

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  • Development of ultra-fast computing method for powder mixing process

    Kishida N.

    Chemical Engineering Journal   475   146166 - 146166   2023年09月（ ISSN:1385-8947 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.cej.2023.146166

  • Development of a Simple In-Die Method for Determination of Capping Tendency in Rotary Tableting Machines(タイトル和訳中)

    Imayoshi Yusuke, Ohsaki Shuji, Nakamura Hideya, Watano Satoru

    Chemical & Pharmaceutical Bulletin   71 ( 7 )   566 - 575   2023年07月（ ISSN:0009-2363 ）

  • Numerical study on deposition of non-spherical shaped particles in cascade impactor

    Mitani R.

    Advanced Powder Technology   34 ( 6 )   104045 - 104045   2023年06月（ ISSN:0921-8831 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.apt.2023.104045

  • Optimum Water Content Estimation for Wet Granulation of Iron Ore Powders with Quicklime Binder

    Yokokawa Shota, Nakamura Hideya, Otsu Tomotaka, Ohsaki Shuji, Watano Satoru, Fujiwara Shohei, Higuchi Takahide

    ISIJ International   63 ( 4 )   670 - 677   2023年04月（ ISSN:09151559 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    <p>Wet granulation plays an important role in the processing of fine ore powder. Water content is a critical process parameter that determines the granule properties during wet granulation. However, in the ironmaking industry, various types of iron ore powder imported from different regions are blended, quicklime powder is added as a binder, and used as raw materials. Therefore, the physicochemical properties of the raw powders are not always consistent, which makes it difficult to determine the optimum water content. In this study, we present a method to determine the optimum water content using the agitation torque of wet ore powder blended with quicklime. First, we investigated the agitation torque for blending of various types and ratios of ore powders and quicklime. Two types of torque profiles were observed: a unimodal torque profile (Type I) and a torque profile with a plateau region (Type II). From the agitation torque profile, the characteristic water content (<i>W</i><sub>torque</sub>) for estimating the optimum water content (<img align="middle" src="./Graphics/abst-63_ISIJINT-2022-498_eq_a.jpg"/>) was individually defined for the types I and II. The <i>W</i><sub>torque</sub> was well correlated with the <img align="middle" src="./Graphics/abst-63_ISIJINT-2022-498_eq_a.jpg"/>, regardless of the type and blending ratio of the original ore powders and quicklime. Finally, the optimum water content was estimated using the <i>W</i><sub>torque</sub>. The estimated water content was confirmed to be in good agreement with the experimental results, demonstrating that the optimum water content for the wet granulation of fine ore powder with quicklime can be determined using agitation torque.</p>

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2022-498

  • Continuous Compositing Process of Sulfur/Conductive‐Additive Composite Particles for All‐Solid‐State Lithium Sulfur Batteries

    Motoshi Iwao, Hiromi Miyamoto, Hideya Nakamura, Eiji Hayakawa, Shuji Ohsaki, Satoru Watano

    Advanced Energy and Sustainability Research   2023年03月（ ISSN:2699-9412 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/aesr.202200206

  • Design of active-material/solid-electrolyte composite particles with conductive additives for all-solid-state lithium-ion batteries

    Hayakawa E.

    Journal of Power Sources   555   232379 - 232379   2023年01月（ ISSN:0378-7753 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.jpowsour.2022.232379

  • Development of a simple in-die method for determination of capping tendency in rotary tableting machines.

    Imayoshi Y, Ohsaki S, Nakamura H, Watano S

    Chemical & pharmaceutical bulletin   2023年（ ISSN:0009-2363 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1248/cpb.c23-00168

    PubMed

  • Enhancement of cell membrane permeability by using charged nanoparticles and a weak external electric field

    Nakamura H.

    Physical Chemistry Chemical Physics   25 ( 47 )   32356 - 32363   2023年（ ISSN:1463-9076 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/d3cp03281g

    PubMed

  • Effect of fill level in continuous twin-screw granulator: A combined experimental and simulation study

    Matsushita M.

    Advanced Powder Technology   33 ( 11 )   103822 - 103822   2022年11月（ ISSN:0921-8831 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.apt.2022.103822

  • Continuous measurement of die wall pressure in a rotary tablet machine

    Imayoshi Y.

    International Journal of Pharmaceutics   627   122251 - 122251   2022年10月（ ISSN:0378-5173 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.ijpharm.2022.122251

    PubMed

  • 超臨界凍結造粒法による微粒子のハンドリング

    綿野 哲

    日本冷凍空調学会・冷凍 = Refrigeration   97 ( 1137 )   475 - 479   2022年10月（ ISSN:00343714 ）

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    担当区分：筆頭著者   国際・国内誌：国内誌  

  • 加熱溶融混練押出法と噴霧乾燥法によって製造した固体分散体の溶出特性

    福田 誠人, 綿野 哲

    粉体工学会誌   59 ( 9 )   438 - 445   2022年09月（ ISSN:03866157 ）

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  • pH dependence of drug release behavior from metal-organic framework particle with different acid-base resistances

    Akagi K.

    Inorganica Chimica Acta   542   121143 - 121143   2022年08月（ ISSN:0020-1693 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.ica.2022.121143

  • Dry mixing of cathode composite powder for all-solid-state batteries using a high-shear mixer

    Hayakawa E.

    Advanced Powder Technology   33 ( 8 )   103705 - 103705   2022年08月（ ISSN:0921-8831 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.apt.2022.103705

  • 固体分散体の溶出改善に対するマンニトールの添加効果

    福田 誠人, 綿野 哲

    粉体工学会誌   59 ( 7 )   331 - 337   2022年07月（ ISSN:03866157 ）

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  • Solid electrolyte/graphite composite particle for an all-solid-state lithium-ion battery

    Iwao M.

    Advanced Powder Technology   33 ( 7 )   103633 - 103633   2022年07月（ ISSN:0921-8831 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.apt.2022.103633

  • Numerical simulation of wet granulation using the DEM–PBM coupling method with a deterministically calculated agglomeration kernel

    Nakamura H.

    Chemical Engineering Journal   450   138298 - 138298   2022年07月（ ISSN:1385-8947 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.cej.2022.138298

  • 全固体電池への応用に向けた付着性粒子の塑性圧縮理論の構築

    矢野 武尊, 綿野 哲

    ホソカワ粉体工学振興財団年報   29 ( 0 )   97 - 100   2022年05月

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    <p>エネルギー問題への関心が高まる中，次世代型車載用バッテリーとして全固体電池が盛んに研究されている．本研究では，全固体電池の製造プロセスの一つである粉体圧縮について数値計算による解析を行った．電池材料の特徴的な粉体特性である塑性変形性の影響を検討したところ，いずれの塑性変形条件においても小粒子添加により高密度化すること，異種材料の添加効果が空隙率において顕著にみられることが明らかとなった．</p>

    DOI： 10.14356/hptf.20505

  • 第8回アジア粉体工学シンポジウム（APT2021）

    綿野 哲

    ホソカワ粉体工学振興財団年報   29 ( 0 )   128 - 131   2022年05月

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  • 異形粒子の気相中ダイナミクスと肺内挙動の解析

    三谷 亮介, 綿野 哲

    ホソカワ粉体工学振興財団年報   29 ( 0 )   88 - 91   2022年05月

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    <p>肺に吸入される粒子は気流と共に肺内に侵入するため，肺吸入粒子が人体に及ぼす影響を調べるには，粒子がどのようなメカニズムで気流と共に肺内に到達するのかを解析する必要がある．しかしこれらの粒子の形状は球形とは異なり，形状によって流体抗力が異なることから，肺到達メカニズムの解明が困難となっている．本研究では異形粒子の抗力モデルを用いて，数値シミュレーションから異形粒子の気相中における運動挙動を解析した．</p>

    DOI： 10.14356/hptf.20503

  • Mechanism of Solubility Enhancement of Poorly Water-Soluble Drugs Triggered by Zeolitic Imidazolate Frameworks.

    Ohshima K, Ohsaki S, Nakamura H, Watano S

    ＣＨＥＭＩＣＡＬ　＆　ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ　ＢＵＬＬＥＴＩＮ   70 ( 5 )   383 - 390   2022年05月（ ISSN:00092363 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1248/cpb.c22-00020

    PubMed

  • ゼオライト様イミダゾラート骨格で触発される難水溶性薬の溶解度促進の機序(Mechanism of Solubility Enhancement of Poorly Water-Soluble Drugs Triggered by Zeolitic Imidazolate Frameworks)

    Ohshima Kazuki, Ohsaki Shuji, Nakamura Hideya, Watano Satoru

    Chemical & Pharmaceutical Bulletin   70 ( 5 )   383 - 390   2022年05月（ ISSN:0009-2363 ）

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    ゼオライト様イミダゾラート骨格系化合物ZIF-8、ZIF-67、ZIF-Lを用いて、その可溶化機序について検討した。ZIF捕捉性のインドメタシン(IDM)とイブプロフェン(IBU)では、ZIFの種類にかかわらずその原薬に比べて溶解度が向上した。一般的なZIF有機配位子としての2-メチルイミダゾール(2-MIM)を用いると、IDMとIBUの両者は2-MIMの添加によって容易に溶解し、2-MIMの存在が溶解度を高めることが示唆された。薬物放出試験後の上清溶液中にはZIFの金属イオンが存在し、薬物放出中にZIFが分解することが示唆された。以上より、ZIFに捕捉された薬物が、一部のZIFの分解と同時に放出されることを観察し、2-MIMは難水溶性薬の溶解度を改善すると考えられた。

  • 経口徐放性製剤の溶出過程の直接観察と律速段階の解明 査読

    大崎 修司, 赤木 航平, 仲村 英也, 綿野 哲

    粉体工学会誌   59 ( 4 )   160 - 166   2022年04月（ ISSN:03866157 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.4164/sptj.59.160

  • Characterization of solid-electrolyte/active-material composite particles with different surface morphologies for all-solid-state batteries

    Eiji Hayakawa, Hideya Nakamura, Shuji Ohsaki, Satoru Watano

    Advanced Powder Technology   33 ( 3 )   103470 - 103470   2022年03月（ ISSN:0921-8831 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.apt.2022.103470

  • 湿式粉砕難溶性薬物の噴霧乾燥プロセスの検討

    福田 誠人, 綿野 哲

    粉体工学会誌   59 ( 1 )   4 - 10   2022年01月（ ISSN:0386-6157 ）

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    共著区分：共著   国際・国内誌：国内誌  

    DOI： https://doi.org/10.4164/sptj.59.4

  • Determining Optimum Water Content for Iron Ore Granulation using Agitation Torque of Wet Ore Powder

    Tomotaka Otsu, Hideya Nakamura, Shuji Ohsaki, Satoru Watano, Shohei Fujiwara, Takahide Higuchi

    ISIJ International   62 ( 7 )   1381 - 1388   2022年（ ISSN:0915-1559 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2022-009

  • Analysis of Continuous Manufacturing Process of Oral Solid Dosage Using Neural Network

    Yukari Matsuoka, Shuji Ohsaki, Hideya Nakamura, Satoru Watano

    Journal of the Society of Powder Technology, Japan   58 ( 8 )   414 - 423   2021年08月（ ISSN:0386-6157 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.4164/sptj.58.414

  • Analysis of Adhesion Mechanism of DPIs in Oral Cavity

    Ryosuke Mitani, Shuji Ohsaki, Hideya Nakamura, Satoru Watano

    Journal of the Society of Powder Technology, Japan   58 ( 3 )   127 - 137   2021年03月（ ISSN:0386-6157 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.4164/sptj.58.127

  • Numerical Simulation of Fine Particle Deposition in Layering Granulation

    Hideya Nakamura, Akio Kawata, Tomoya Baba, Shuji Ohsaki, Satoru Watano

    Tetsu-to-Hagane   107 ( 6 )   394 - 402   2021年（ ISSN:0021-1575 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.2355/tetsutohagane.tetsu-2020-079

  • Estimation of evaporation rate of water droplet group in spray drying process 査読

    Sayaka Okada, Shuji Ohsaki, Hideya Nakamura, Satoru Watano

    Chemical Engineering Science   227   2020年12月（ ISSN:0009-2509 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    © 2020 Elsevier Ltd Spray drying is a fundamental process in several industries. As many factors affect the particulate product property in complex manners, optimal operating conditions have been determined through trial and error. In a spray dryer, numerous sprayed droplets form a tear-shaped droplet aggregate (droplet group), in which each droplet evaporates at a different rate. Owing to the complicated evaporation behavior of a droplet group, a detailed mechanism of dried particle generation has yet to be sufficiently elucidated. The objective of this study is to investigate the effects of the operating conditions of spray drying processes on the evaporation rate of a droplet group. Numerical simulations were performed under various conditions to calculate the evaporation rates of a droplet group in a spray drying process. A method for estimating the evaporation rate of a droplet group based on the operating conditions, using the thermal efficiency and Nusselt number, is proposed.

    DOI： 10.1016/j.ces.2020.115938

  • 乾燥粉末吸入器の粒子付着に関する数値的研究(Numerical Study on Particle Adhesion in Dry Powder Inhaler Device)

    Mitani Ryosuke, Ohsaki Shuji, Nakamura Hideya, Watano Satoru

    Chemical & Pharmaceutical Bulletin   68 ( 8 )   726 - 736   2020年08月（ ISSN:0009-2363 ）

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    乾燥粉末吸入器(DPI)のカプセル(CAP)中の粒子付着機序を検討するため、付着モデルにJohnson-Kendall-Roberts理論を用い、数値流体力学と離散要素法(CFD-DEM)を併用して検討した。シミュレーション(SIM)と実験結果では、CAP出口に多くの粒子が残存したが、入口には殆ど残存しなかった。SIMではCAP内の粒子は片側から供給される空気で迅速に両側に分散し、CAPの入口から出口に輸送された。CAP出口側では過流を確認したが、入口側には過流を認めず、出口で多数の衝突を確認したが、入口では殆ど衝突を認めなかった。これらの結果から、CAP内の残存粒子の量を削減するためには過流が必要であることが示唆された。多くの粒子が残存した元のCAPを改変し過流が発生するよう改変したCAPは、元のCAPに比べて残存量が減少した。以上より、CFD-DEM手法は、粒子付着の理解とDPIの送達効率改善にとって有用であると考えられた。

  • 粒子-壁相互作用と粒子形態がヒト呼吸器系における粒子沈着挙動に及ぼす影響(Effect of Particle-Wall Interaction and Particle Shape on Particle Deposition Behavior in Human Respiratory System)

    Ohsaki Shuji, Mitani Ryosuke, Fujiwara Saki, Nakamura Hideya, Watano Satoru

    Chemical & Pharmaceutical Bulletin   67 ( 12 )   1328 - 1336   2019年12月（ ISSN:0009-2363 ）

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    ヒト呼吸器系の粒子沈着を評価するため、離散要素法(DEM)と計算流体力学法(CFD)を結合したモデルを用いたコンピュータシミュレーションを実施した。こうして開発した簡易呼吸モデル(SRM)により、粒子沈着挙動(DB)に及ぼす粒子特性と吸入パターンの影響を数値的に検討した。このDEM-CFD法では、小サイズで低比重の粒子がSRM内で高い到達可能性(REA)を示し、深部領域への粒子の到達速度はその空力的直径(ADD)に強く依存した。更に、RSMの深部への粒子REAとADDの間の指数関係を、要求されたREAを基にして粒子ADDを予測した。粒子形態も粒子DBに影響した。大きな縦横比の棒状粒子はSRMの深部内へのREAが高いことが示された。理由として、その長軸が深部領域を指向している粒子の高速運動に起因すると考えられた。

  • Effect of particle-wall interaction and particle shape on particle deposition behavior in human respiratory system 査読

    Shuji Ohsaki, Ryosuke Mitani, Saki Fujiwara, Hideya Nakamura, Satoru Watano

    Chemical and Pharmaceutical Bulletin   67 ( 12 )   1328 - 1336   2019年（ ISSN:0009-2363 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    © 2019 The Pharmaceutical Society of Japan. Dry powder inhalation (DPI) has attracted much attention as a treatment for respiratory diseases owing to the large effective absorption area in a human respiratory system. Understanding the drug particle motion in the respiratory system and the deposition behavior is necessary to improve the efficiency of DPI. We conducted computer simulations using a model coupling a discrete element method and a computational fluid dynamics method (DEM-CFD) to evaluate the particle deposition in human respiratory system. A simple artificial respiratory model was developed, which numerically investigated the effect of particle properties and inhalation patterns on the particle deposition behavior. The DEM-CFD simulations demonstrated that the smaller- and lower-density particles showed higher reachability into the simple respiratory model, and the particle arrival ratio to the deep region strongly depended on the aerodynamic diameter. The particle arrival ratio can be described as an exponential function of the aerodynamic diameter. Furthermore, the exponential relationship between the particle reachability into the depth of the simple respiratory model and the aerodynamic diameter predicted the particle aerodynamic diameter based on the required reachability. The particle shape also had an impact on the particle deposition behavior. The rod-like particles with a larger aspect ratio indicated higher reachability into the depth of the simple respiratory model. This was attributed to the high velocity motion of the particles whose long axis was in the direction of the deep region.

    DOI： 10.1248/cpb.c19-00693

    PubMed

  • Direct Permeation of Nanoparticles Across Cell Membrane: A Review 査読

    H. Nakamura, S. Watano

    KONA Powder and Particle Journal 雑誌 公益財団法人ホソカワ粉体工学振興財団   vol.35   49 - 65   2018年11月

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    共著区分：共著  

  • Effect of collision angle on particle-particle adhesion of colliding particles through liquid droplet 査読

    H. Kan, H. Nakamura, S. Watano

    Advanced Powder Technology 雑誌   vol.29 ( Issue6 )   1317 - 1322   2018年06月

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    共著区分：共著  

  • Continuous synthesis of nano-drug particles by antisolvent crystallization using a porous hollow-fiber membrane module 査読

    J. C. WeeFern, S. Ohsaki, S. Watano, R. Pfeffer

    International Journal of Pharmaceutics   543   139 - 150   2018年05月

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    共著区分：共著  

  • 二軸スクリュー連続造粒法の顆粒および錠剤特性の評価とバッチ造粒法（流動層造粒法，高速撹拌造粒法）との比較 査読

    松井 康博, 綿野 哲

    粉体工学会誌   55 ( 2 )   86 - 94   2018年01月

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    共著区分：共著  

  • 流動層を用いた農薬懸濁液の直接顆粒化法における顆粒成長の数値解析 査読

    柳澤和幸,　島田直樹，綿野　哲

    粉体工学会誌 雑誌 粉体工学会   55巻 ( 1号 )   20 - 28   2018年01月

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    共著区分：共著  

  • Effect of droplet size on particle-particle adhesion of colliding particles through droplet 査読

    H. Kan, H. Nakamura, S. Watano

    Powder Technology 雑誌   vol.321   318 - 325   2017年11月

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    共著区分：共著  

  • Effect of binder composition on physicochemical properties of water dispersible granules obtained through direct granulation of agrochemical suspension using fluidized bed 査読

    K. Yanagisawa, T. Muroi, T. Ohtsubo, S. Watano

    Journal of Pesticide Science 雑誌   vol.42 ( No.3 )   112 - 115   2017年08月

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    共著区分：共著  

  • コイン型リチウム一次電池用正極合材用造粒工法の検討 査読

    橋本達也, 綿野 哲

    粉体工学会誌 雑誌   54巻 ( ７号 )   473 - 477   2017年07月

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    共著区分：共著  

  • 流動層を用いた農薬懸濁液の直接顆粒化により得られる顆粒水和剤の物性に及ぼす有効成分粒子径の影響 査読

    柳澤 和幸, 室井 崇徳, 大坪 敏朗, 綿野 哲

    日本農薬学会誌 雑誌   42巻 ( 2号 )   281 - 290   2017年02月

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    共著区分：共著  

  • Parametric study of dry coating process of electrode particle with model material of sulfide solid electrolytes for all-solid-state battery 査読

    T. Kawaguchi, H. Nakamura, and S. Watano

    Powder Technology 雑誌   305   241 - 249   2017年

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    共著区分：共著  

  • Development of a Novel Milling System Using Supercritical Carbon Dioxide for Improvement of Dissolution Characteristics of Water-Poorly Soluble Drugs 査読

    J.C.W. Fern, H. Nakamura, and S. Watano

    Chemical & Pharmaceutical Bulletin 雑誌   64   1720 - 1725   2016年

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    共著区分：共著  

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書籍等出版物

  • Powder Technology Handbook 4th Edition

    Edited by K. Higashitani, H. Makino, S. Matsusaka, S. Watano（ 担当： 共著）

    CRC Press  2019年10月 

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    担当ページ：Chapter 3.3 Moisture content Chapter 5.8 Mixing Chapter 6.6 One-Line Measurement of Moisture Content  

  • 全固体リチウム電池の開発動向と応用展望

    辰巳砂 昌弘，林晃 敏　監修, 仲村 英也，綿野 哲（ 担当： 共著）

    シーエムシー出版   2019年06月 

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    担当ページ：ドライコーティングによる活物質と固体電解質の複合化 第9章  

  • Handbook of Pharmaceutical Wet Granulation

    S. Watano, H. Nakamura（ 担当： 共著）

    Elsevier  2018年10月  （ ISBN:978-0-12-810460-6 ）

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    担当ページ：Chapter 22, pp. 737-759  

  • 社会との垣根を超える大学の挑戦

    綿野　哲（ 担当： 共著）

    エヌ・ティー・エス  2011年12月 

  • 造粒事例と頻出Q&A集 情報機構

    綿野　哲（ 担当： 共著）

    情報機構  2009年03月 

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    担当ページ：195-210,217-231  

  • 製剤・原薬合成別スケールアップ

    綿野　哲（ 担当： 共著）

    情報機構  2009年 

  • 粉体粒子の組織制御による機能付与

    綿野　哲（ 担当： 共著）

    日刊工業新聞社  2008年08月 

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    担当ページ：101-110,141-177,210-221  

  • 流動層技術ハンドブック

    綿野　哲（ 担当： 共著）

    朝倉書店  1999年02月 

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    担当ページ：209-223  

  • 粉体工学便覧　第２版

    綿野　哲（ 担当： 共著）

    日刊工業新聞社  1998年03月 

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    担当ページ：479-484  

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講演・口頭発表等

産学官連携可能研究（シーズ）概要

  • 造粒・混練・混合・乾燥

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    粉体単位操作（造粒・混練・混合・乾燥）の設計

  • 数値シミュレーション

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    粒子運動、流体挙動の数値シミュレーションとそれらを活用した装置設計

  • 全固体電池の設計

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    全固体リチウムイオン電池の設計と製造プロセス

  • 微粒子設計（特に微粒子の設計・製造等）

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    各種機能性微粒子の設計とハンドリングに関する研究

  • 静電気の計測および制御

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    特に粉体プロセスで発生する静電気の計測および制御に関する研究

  • 計測・制御関係全般

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    粉体プロセスに関する計測および制御技術の構築

  • 固形製剤設計

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    固形製剤・製造プロセスの計測と制御および各種機能性製剤の設計・製造、難水溶性薬物の溶出性改善、粉末吸入製剤の設計に関する研究

  • 粉体工学

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    粒子設計、粉体プロセスの設計、最適化、装置設計、スケールアップに関する研究

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研究員受入実績

  • 2023年度  研究員数：1名

  • 2022年度  研究員数：1名

  • 2021年度  研究員数：1名

担当授業科目

  • 物質化学系学類概論

    2021年度    

  • プロセスシステム工学

    2021年度    

  • 創薬科学のすすめ

    2021年度    

  • プロセスシステム工学特別講義

    2021年度    

  • プロセスシステム工学特論

    2021年度    

社会貢献活動

  • 粉体工学入門セミナー 粉体の加工技術

    2018年04月 - 2019年03月

  • デジタルものづくり総合セミナー 粉体プロセスのコンピュータシミュレーションと“ものづくり“への応用

    2017年04月 - 2018年03月

役職

  • 部局内役職

    大学院工学研究科 

    研究科長  2022年04月 - 継続中

  • 部局内役職

    工学部 

    学部長  2022年04月 - 継続中

  • 部局内役職

    大学院工学研究科 

    研究院長  2022年04月 - 継続中