DE69822413T2

DE69822413T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Modifizieren von Teilchen

Info

Publication number: DE69822413T2
Application number: DE69822413T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Horiuchi; Kiyofumi Morimoto
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2018-11-26
Also published as: DE69822413D1; JPH11169704A; US6468352B2; EP0922487B1; EP0922487A3; EP0922487A2; US20010050055A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Modifizieren von Teilchen durch Herstellen eines Films eines Modifizierungsmittels auf der Oberfläche von Teilchen, und spezieller betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Modifizieren von Teilchen durch Beschichten derselben mit dem Modifizierungsmittel dadurch, dass das Modifizierungsmittel in einer Dampfatmosphäre desselben auf der Oberfläche der Teilchen kondensieren kann.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Neben einem Trockenverfahren ist ein Verfahren zum Modifizieren der Oberfläche feiner Teilchen in flüssiger Phase als Teilchenoberfläche-Modifizierverfahren bekannt. Auch werden in weitem Umfang ein Knetverfahren, ein Rührverfahren unter Verwendung eines Mediums, ein Sprüh-Trockenverfahren usw. verwendet.
Die obigen Verfahren sind gut bekannt, und sie sind detailliert in Literaturstellen wie den Folgenden beschrieben:

1. "Fine Particle Engineering: Fundamentals and Applications of Distribution", erste Auflage, herausgegeben von Japan Fine Particle Engineering Technology Association und veröffentlicht von Asakura Shoten, 1994, S. 123–36; und
2. "Today's Chemical Engineering 45 Fine Particle Engineering", herausgegeben von Chemical Engineering Association und veröffentlicht von Chemical Industry Association am 25. November 1993, S. 16–23.

Auch offenbart die japanische Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. 204545/1995 (Tokuhaihei No. 7-204545) ein Verfahren zum Herstellen eines Films auf der Oberfläche eines Objekts. Genauer gesagt, wird ein Lösungsmittel enthaltendes Aerosol in eine Kammer gesprüht, damit die Aerosolteilchen mit der Oberfläche des Objekts zusammenstoßen können, während das Lösungsmittel von der Oberfläche des Objekts verdampft wird, wodurch auf der Oberfläche des Objekts ein Film aus dem gelösten Stoff der Teilchen ausgebildet wird.
Jedoch werden gemäß dem oben genannten herkömmlichen Teilchenmodifizierverfahren die Teilchen elektrisch geladen, so dass es anschließend schwierig ist, sie zu handhaben. Darüber hinaus benötigt nicht nur die Modifizierbehandlung viel Zeit, sondern es ist auch eine komplizierte und teure Vorrichtung erforderlich. Ferner können mit dem obigen herkömmlichen Modifizierverfahren kaum feine Teilchen modifiziert werden, insbesondere solche mit Nanometer-Größenordnung.
Ein anderes Verfahren zum Modifizieren der Teilchenoberfläche ist ein Verfahren, gemäß dem die Teilchen der gesättigten ober übersättigten Atmosphäre eines flüssigen Elements bei Raumtemperatur unter Atmosphärendruck ausgesetzt wird. Zum Beispiel offenbart die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsnr. 2865/1977 (Tokukaisho No. 52-2865) als Technik zum Einfangen von Aerosolteilchen ein Verfahren zum Züchten von Aerosolteilchen bis zu einer vorbestimmten Teilchengröße durch Vermischen gesättigter Luft hoher Temperatur mit gesättigter Luft niedriger Temperatur, wobei es sich jeweils um ein die Aerosolteilchen enthaltendes Gas handelt, wobei anschließend der Wasserdampf auf der Oberfläche der Aerosolteilchen kondensieren kann. In ähnlicher Weise offenbart das europäische Patent Nr. EP 0 794 017 A2 ein Verfahren zum Herstellen eines Films eines Oberfläche-Modifizierungsmittels auf der Oberfläche von Teilchen dadurch, dass die Teilchen einer übersättigten Atmosphäre des Oberfläche-Modifizierungsmittel ausgesetzt werden und dann dieses auf der Oberfläche der Teilchen kondensieren kann, um dadurch die Oberflächeneigenschaften der Teilchen zu modifizieren.
Jedoch schweigen sich die obigen zwei Verfahren über den Gedanken aus, dass ein festes Oberfläche-Modifizierungsmittel bei Raumtemperatur unter Atmosphärendruck an der Oberfläche der Teilchen kondensieren kann, sondern das Oberfläche-Modifizierungsmittel muss bei dem jedem Verfahren verdampft werden. Demgemäß können nicht verdampfende Materialien, wie Harz (Polymer) nicht als Element für einen Dampf verwendet werden und es tritt ein Problem dahingehend auf, dass eine Beschränkung der verfügbaren Materialien besteht.
DE 35 16 966 offenbart ein Teilchenbearbeitungsverfahren, bei dem ein Gemisch aus einem Gas und einem verdampften Anfeuchtungsmittel in eine Kammer eingeleitet wird.
JP 2-122873 offenbart ein Verfahren, bei dem ein ein dampfförmiges Lösungsmittel enthaltendes Aerosol auf die Oberfläche eines Zielobjekts gebracht wird und dieses unter eine Temperatur gekühlt wird, bei der der Lösungsmitteldampf in Sättigung geht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Modifizieren von Teilchen zu schaffen, die mit einem dicken, gleichmäßigen Film des Modifizierungsmittels modifizierte Teilchen innerhalb kurzer Zeit durch eine sehr einfache Handhabung erzeugen können.
Die Erfinder der Erfindung haben eine Untersuchung ausgeführt und ein Teilchenmodifizierverfahren aufgefunden, wie es unten beschrieben wird, das von allen herkömmlichen Verfahren völlig verschieden ist.
Das heißt, dass die Erfinder der Erfindung ein Teilchenmodifizierverfahren zum Herstellen eines Films des Modifizierungsmittels auf der Teilchenmodifizierverfahren mit den folgenden Schritten geschaffen haben:

(1) Herstellen eines gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels in einem Behandlungsraum in einer Kondensationskammer;
(2) die Modifizierungsmittel werden dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels dadurch ausgesetzt, dass dieses durch den Behandlungsraum in der Kondensationskammer strömen kann; und
(3) der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels wird durch Abkühlen desselben in einem mit dem Behandlungsraum in der Kondensationskammer verbundenen Zuführpfad in einem übersättigten Zustand gebracht, damit das Modifizierungsmittel kondensieren kann und einen Film auf der Oberfläche der Teilchen bilden kann.

Das obige Verfahren übertrifft die herkömmlichen Verfahren, da es die Oberfläche der Teilchen durch eine einfache Handhabung innerhalb kurzer Zeit modifizieren kann, ohne die Teilchen elektrisch geladen würden. Jedoch benötigt das obige Verfahren eine Verbesserung, um einen zufriedenstellend dicken, gleichmäßigen Film des Modifizierungsmittels auf der Oberfläche der Teilchen auszubilden.
Demgemäß haben die Erfinder der Erfindung eine gewissenhafte Untersuchung ausgeführt, um das obige Verfahren und die Vorrichtung zum Modifizieren von Teilchen zu verbessern, und sie haben, innerhalb der gehörigen Zeit, das folgende Verfahren und die Vorrichtung zum Modifizieren von Teilchen entworfen.
Gemäß einer ersten Erscheinungsform der Erfindung ist ein Teilchenmodifizierverfahren geschaffen, wie es im Anspruch 1 beansprucht ist.
Gemäß einer zweiten Erscheinungsform der Erfindung verfügt demgemäß ein erfindungsgemäßes Teilchenmodifizierverfahren über die folgenden Schritte:

– Kühlen von Teilchen, deren Oberfläche zu modifizieren ist;
– Ausbilden eines Dampfs eines Modifizierungsmittels zum Modifizieren der Teilchen;
– Ausbilden eines Films des Modifizierungsmittels auf einer Oberfläche der Teilchen durch (1) Erzeugen eines übersättigten Dampfs des Modifizierungsmittels dadurch um die Teilchen herum, dass die im Kühlschritt abgekühlten Teilchen dem Dampf des Modifizierungsmittel ausgesetzt werden, damit sie sich miteinander mischen; und (2) das Modifizierungsmittel kann an der Oberfläche der Teilchen kondensieren.

Gemäß dem obigen Verfahren wird, da die vorab gekühlten Teilchen dem Dampf des Modifizierungsmittels ausgesetzt werden, zwischen den Teilchen und dem Dampf eine große Temperaturdifferenz erzeugt. Demgemäß scheidet sich eine größere Menge des Dampfs des Modifizierungsmittels dampfförmig auf jedem Teilchen ab, was es ermöglicht, Teilchen mit einer relativ großen Teilchengröße zu erzielen.
Auch variiert, da alle Teilchen im Wesentlichen auf dieselbe Temperatur gekühlt werden, bevor sie in einen Mischabschnitt eingeleitet werden, die Temperatur zwischen den Teilchen nicht allzu stark, sondern sie ist im Wesentlichen dieselbe. Demgemäß scheidet sich eine im Wesentlichen gleiche Menge des Dampfs des Modifizierungsmittels dampfförmige auf jedem Teilchen ab, was es ermöglicht, Teilchen mit im Wesentlichen gleichmäßiger Teilchengröße zu erhalten.
Ferner geht dann, wenn das Teilchen durch Kühlen der Wände des Mischabschnitts in einen übersättigten Zustand gebracht wird, viel desselben verloren, da es auch auf der Wandfläche abscheidet. Demgegenüber ist beim vorliegenden Verfahren der Verlust an Modifizierungsmittel sehr klein, da der übersättigte Zustand dadurch erhalten wird, dass die Teilchen als solche gekühlt werden, was es ermöglicht, dass sich das Modifizierungsmittel dampfförmig auf effiziente Weise auf der Oberfläche der Teilchen abscheidet. Darüber hinaus kann dann, wenn Teilchen einer Flüssigkeit verwendet werden, die Verdampfung der Teilchen als solcher, wenn sie in den gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels eingeleitet werden, unterdrückt werden.
Ferner kann das obige Verfahren, da es eine einfache Technik des Kühlens des Dampfs des Modifizierungsmittels verwendet, um die übersättigte Atmosphäre zu erhalten, dieses Verfahren einen weiteren Effekt dahingehend zeigten, dass sowohl die Handhabung zur Modifizierungsbehandlung als auch die Vorrichtung einfacher sein können.
Ferner kann durch das obige Verfahren ein Film des Modifizierungsmittels auf der Oberfläche der Teilchen hergestellt werden, ohne dass irgendein Schritt, der die Teilchen elektrisch laden würde, wie z. B. ein Rühren der Teilchen, ausgeführt würde. Demgemäß sind die Teilchen nach der Modifizierungsbehandlung, d. h. die modifizierten Teilchen, durch die Modifizierungsbehandlung nicht elektrisch geladen, und daher können einfach handhabbare Teilchen erhalten werden. Auch benötigen, im Vergleich mit dem Rühren der Teilchen bei der herkömmlichen Teilchenmodifizierbehandlung, das Kühlen der Teilchen und das anschließende Vermischen mit dem Dampf des Modifizierungsmittels sehr wenig Zeit.
Gemäß dem obigen Verfahren wird ein Film des Modifizierungsmittels dadurch auf der Oberfläche der Teilchen hergestellt, dass die Teilchen dem übersättigten Dampf des Modifizierungsmittels ausgesetzt werden und dieses dann an der Oberfläche der Teilchen kondensieren kann. Demgemäß kann, abweichend vom herkömmlichen Mischverfahren oder Sprüh-Trockenverfahren, eine komplizierte und teure Vorrichtung vermieden werden. Auch zeigen die herkömmlichen Verfahren einen Nachteil dahingehend, dass die Teilchen elektrisch geladen werden, jedoch kann das obige Verfahren die Teilchen modifizieren, ohne sie elektrisch zu laden. Darüber hinaus kann, wenn ein Modifizierungsmittel mit hohem Übersättigungsgrad ausgewählt wird, eine gewünschte Menge des Dampfs desselben an der Oberfläche der Teilchen kondensieren, ohne dass die Modifizierungsbehandlung zu wiederholen wäre.
Außerdem kann, da das obige Verfahren einen einfachen physikalischen Effekt nutzt, bei dem eine übersättigte Atmosphäre des Modifizierungsmittels erzeugt wird, die Teilchen dieser übersättigten Atmosphäre ausgesetzt werden, damit das Modifizierungsmittel auf der Oberfläche der Teilchen kondensieren kann, die Handhabung einfach und leicht sein, und die Vorrichtung zum Rea lisieren des obigen Verfahrens kann einfach und billig sein. Auch übt die Oberflächenspannung unmittelbar nach der Ausbildung des Films des Modifizierungsmittels auf der Oberfläche der Teilchen. Demgemäß werden die Teilchen mit einem Film des Modifizierungsmittels mit gleichmäßiger Dicke beschichtet.
Übrigens kann, wenn ein Modifizierungsmittel mit hohem Übersättigungsgrad verwendet wird, ein Film desselben mit gewünschter Dicke erhalten werden, oder es können modifizierte Teilchen einer gewünschten Teilchen Größe dadurch erhalten werden, dass die Teilchenmodifizierbehandlung nur einmal ausgeführt wird. Jedoch muss dies nicht der Fall sein, wenn ein Modifizierungsmittel mit niedrigem Übersättigungsgrad verwendet wird.
Demgemäß ist es beim obigen Teilchenmodifizierverfahren bevorzugt, einen dickeren Film des Modifizierungsmittels dadurch auf der Oberfläche der Teilchen herzustellen, dass der Filmbildungsschritt mehr als einmal wiederholt wird.
Gemäß dem obigen Verfahren ist es, da die Modifizierbehandlung zum Ausbilden eines Films des Modifizierungsmittels wiederholt an denselben Teilchen ausgeführt werden kann, selbst dann, wenn ein Modifizierungsmittel mit niedrigem Übersättigungsgrad verwendet wird, möglich, die Teilchen dadurch bis zu einer zufriedenstellenden Teilchengröße zu züchten, dass die Modifizierbehandlung so oft wie nötig wiederholt wird. Demgemäß können modifizierte Teilchen einer gewünschten Teilchengröße, die mit einem Film des Modifizierungsmittels mit gewünschter Dicke beschichtet sind, erhalten werden, wodurch das obige Problem beseitigt ist.
Auch ist, um das obige Problem zu lösen, eine erfindungsgemäße Teilchenmodifiziervorrichtung mit Folgendem versehen:

– einem Mischabschnitt zum Mischen gekühlter Teilchen mit einem Dampf eines Modifizierungsmittels zum Modifizieren der Teilchen, damit das Modifizierungsmittel an der Oberfläche der Teilchen kondensieren kann;
– einem Teilcheneinlassabschnitt zum Einleiten der Teilchen in den Mischabschnitt;
– einer Kühlvorrichtung zum Kühlen der in den Teilcheneinlassabschnitt eingeleiteten Teilchen; und
– einem Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt zum Zuführen des Dampfs des Modifizierungsmittels zum Mischabschnitt.

Gemäß der obigen Anordnung werden die gekühlten Teilchen durch den Teilcheneinlassabschnitt in einem Raum im Mischabschnitt geliefert, und der Dampf des Modifizierungsmittels wird durch den Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt in diesem geliefert. Später werden die Teilchen und der Dampf des Modifizierungsmittels im Mischabschnitt miteinander gemischt, wodurch um die Teilchen herum ein übersättigter Dampf des Modifizierungsmittel erzeugt wird. Demgemäß können modifizierte Teilchen erhalten werden, auf denen sich die kondensierte Modifizierungsmittel befindet.
Wenn die Teilchen vorab gekühlt werden, wie oben beschrieben, kann das Modifizierungsmittel leichter um die Teilchen herum kondensieren, so dass sich auf der Oberfläche der Teilchen ein gleichmäßiger Film bilden kann. Auch kann dann, wenn Teilchen einer Flüssigkeit verwendet werden, eine Verdampfung der Teilchen als solcher, wenn sie in den gesättigtem Dampf des Modifizierungsmittels eingeleitet werden, unterdrückt werden.
Darüber hinaus existiert, da die gekühlten Teilchen dem Dampf des Modifizierungsmittels ausgesetzt werden, im Vergleich zum Fall, bei dem Teilchen ohne Kühlung eingeleitet werden, zwischen den Teilchen und dem Dampf des Modifizierungsmittels eine größere Temperaturdifferenz. Demgemäß scheidet sich eine größere Menge des Modifizierungsmittels aus dem Dampf auf jedem Teilchen ab, und infolge dessen können Teilchen mit größerer Teilchengröße erhalten werden.
Ferner variiert, da die Teilchen im Wesentlichen auf dieselbe Temperatur gekühlt werden, bevor sie in den Mischabschnitt eingeleitet werden, die Temperatur zwischen den Teilchen nicht allzu stark, sondern sie ist im Wesentlichen dieselbe, Demgemäß scheidet sich im Wesentlichen dieselbe Menge des Modifizierungsmittels aus dem Dampf auf jedem Teilchen ab, was es ermöglicht, Teilchen mit im Wesentlichen gleichmäßiger Teilchengröße zu erhalten.
Ferner ist dann, wenn das Modifizierungsmittel dadurch in einen übersättigten Zustand gebracht wird, dass der Mischabschnitt gekühlt wird, der Verlust an Modifizierungsmittel groß, da sich viel des Dampfs des Modifizierungsmittels an der Wandoberfläche abscheidet. Demgegenüber ist, da beim vorliegenden Verfahren der übersättigte Zustand durch Kühlen er Teilchen als solcher erzielt wird, die Menge des Dampfs des Modifizierungsmittels, die sich auf der Wandoberfläche abscheidet, sehr klein, und dies gilt auch für den Verlust an Modifizierungsmittels, was es ermöglicht, dass sich das Modifi zierungsmittel effektiv aus dem Dampf auf der Oberfläche der Teilchen abscheidet. Demgemäß können große Teilchen mit einer Teilchengröße von 5 μm oder mehr erhalten werden. Es ist zu beachten, dass, gemäß der obigen Anordnung, die Modifizierbehandlung wiederholt aufeinanderfolgend an denselben Teilchen ausgeführt werden kann, die vom Teilcheneinlassabschnitt wiederholt in den Mischabschnitt eingeleitet werden.
Um das obige Problem zu lösen, ist eine andere erfindungsgemäße Teilchenmodifiziervorrichtung mit Folgendem versehen:

– einem Mischabschnitt zum Mischen von Teilchen mit einem Dampf eines Dampf des Modifizierungsmittels zum Modifizieren der Teilchen;
– einer Dampferzeugungskammer zum Erzeugen des Dampfs des Modifizierungsmittels in ihrem Inneren;
– einem Dampfauslass, der an einem Endabschnitt des Dampferzeugungsabschnitts vorhanden ist, um den Dampf des Modifizierungsmittels in der Dampferzeugungskammer dem Mischabschnitt zuzuführen;
– einem Teilcheneinlass, der an der Dampferzeugungskammer an einem Endabschnitt auf der Seite des Dampfauslasses vorhanden ist, um die Teilchen in die Dampferzeugungskammer einzuleiten; und
– einer Kühlvorrichtung zum Kühlen eines Gemischs aus den Teilchen und dem Dampf des Modifizierungsmittels im Mischabschnitt, damit das Modifizierungsmittel auf der Oberfläche der Teilchen kondensieren kann.

Gemäß der obigen Anordnung können die Teilchen, da der Teilcheneinlass an der Dampferzeugungskammer in einem Endabschnitt auf der Seite des Dampfauslasses vorhanden ist, schnell zum Mischabschnitt transportiert werden, ohne dass sie durch die Wärme innerhalb der Dampferzeugungskammer beeinträchtigt werden. Auch wurde es durch die obige Anordnung möglich, die Dampfabscheidung im Teilcheneinlassabschnitt, und damit einen Konzentrationabfall des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels, der in die Dampferzeugungskammer strömt und diese füllt zu minimieren, während gleichzeitig die Temperaturwechselwirkung zwischen auf hoher Temperatur befindlichen Inneren der Dampferzeugungskammer und dem auf niedriger Temperatur befindlichen Teilcheneinlassabschnitt minimiert wird.
Um die Erfindung leichter verständlich zu machen, werden nun spezielle Ausführungsformen derselben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1(a) ist ein Vertikalschnitt, der eine gesamte Teilchenmodifiziervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
1(b) ist ein Vertikalschnitt, der eine Teilcheneinleiteleitung der Teilchenmodifiziervorrichtung zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Steuerungsabschnitt und mit diesem verbundene Elemente der Teilchenmodifiziervorrichtung der 1(a) zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Veranschaulichen des Teilchenmodifizierverfahrens gemäß der obigen Ausführungsform der Erfindung;
4 ist eine Ansicht zum Erläutern von Schritten eines Teilchenmodifizierprozesses durch das Modifizierverfahren der 3;
5 ist ein Kurvenbild zum Erläutern eines Prinzips der Teilchenmodifizierbehandlung durch das Teilchenmodifizierverfahren der 3;
6 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Veranschaulichen eines Beispiels des Teilchenmodifizierverfahrens der 3;
7 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Veranschaulichen eines anderen Beispiels des Teilchenmodifizierverfahrens der 3;
8 ist ein Vertikalschnitt, der eine Teilchenmodifiziervorrichtung zum Realisieren eines Teilchenmodifizierverfahrens gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
9 ist eine Ansicht zum Erläutern von Schritten eines anderen erfindungsgemäßen Teilchenmodifizierprozesses;
10 ist eine Ansicht zum Erläutern der Schritte noch eines anderen erfindungsgemäßen Teilchenmodifizierprozesses;
11 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Veranschaulichen eines Beispiels des durch die Teilchenmodifiziervorrichtung der 8 realisierten Teilchenmodifizierverfahrens;
12 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Veranschaulichen eines anderen Beispiels des durch die Teilchenmodifiziervorrichtung der 8 realisierten Teilchenmodifizierverfahrens;
13 ist ein Vertikalschnitt, der eine Teilchenmodifiziervorrichtung zum Realisieren eines Teilchenmodifizierverfahrens gemäß noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
14 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Veranschaulichen eines durch die Teilchenmodifiziervorrichtung der 13 realisierten Teilchenmodifizierverfahrens;
15 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Veranschaulichen eines Beispiels des durch die Teilchenmodifiziervorrichtung der 13 realisierten Teilchenmodifizierverfahrens;
16 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Veranschaulichen eines anderen Beispiels des durch die Teilchenmodifiziervorrichtung der 13 realisierten Teilchenmodifizierverfahrens;
17 ist ein Vertikalschnitt, der eine Teilchenmodifiziervorrichtung gemäß noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
18 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Veranschaulichen eines Beispiels des durch die Teilchenmodifiziervorrichtung der 17 realisierten Teilchenmodifizierverfahrens;
19 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Veranschaulichen eines anderen Beispiels des durch die Teilchenmodifiziervorrichtung der 17 realisierten Teilchenmodifizierverfahrens;
20 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Veranschaulichen noch eines anderen Beispiels des Teilchenmodifizierverfahrens der 3; und
21 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Veranschaulichen noch eines anderen Beispiels des durch die Teilchenmodifiziervorrichtung der 8 realisierten Teilchenmodifizierverfahrens.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsform 1
Wie es in der 1(a) dargestellt ist, verfügt eine Teilchenmodifiziervorrichtung 1, die zum Realisieren eines Teilchenmodifizierverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, über eine Dampferzeugungskammer (Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt) 2, die in ihrem Inneren ein Modifizierungsmittel 21 aufnehmen kann, einen Teilcheneinleiteabschnitt 4 zum Einleiten gekühlter Teilchen 22 zu einem Mischabschnitt 9, eine Heizvorrichtung (Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt, Heizeinrichtung) 7 zum Beheizen des Modifizierungsmittels 21 zum Erzeugen eines gesättigten Dampfs desselben in der Dampferzeugungskammer 2, den Mischabschnitt 9, in dem das Modifizierungsmittel 21 dadurch an der Oberfläche der Teilchen 22 kondensieren kann, dass diese mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 gemischt werden, Kühlvorrichtungen (Teilchenkühleinrichtungen) 10 und 13 zum Kühlen der Teilchen 22, eine Temperatureinstellvorrichtung (Temperatureinstelleinrichtung) 14 zum Einstellen der Temperatur des Mischabschnitts 9 usw.
Die Dampferzeugungskammer 2 ist ein länglicher, schlanker Zylinder oder ein Prisma, das sich in horizontaler Richtung erstreckt. Für die Form der Dampferzeugungskammer 2 besteht keine spezielle Beschränkung, jedoch ist eine horizontale lange Form bevorzugter als eine vertikale lange Form, da dies zur Verwendung bei der Oberflächenbehandlung von Teilchen geeignet ist. Die Dampferzeugungskammer 2 verfügt über einen Wandabschnitt 2a, in dem ein Raum 2b ausgebildet ist, der sich entlang der Längsrichtung der Dampferzeugungskammer 2 erstreckt. Der Raum 2b ist zylindrisch, und er ist in Bezug auf eine zentrale Achsenrichtung der Dampferzeugungskammer 2 vertikal verkippt. Ein Reservoirabschnitt 2c zum Aufnehmen des Modifizierungsmittels 21 ist im unteren Endabschnitt des Raums 2b ausgebildet. Die Verkippung des Raums 2b ermöglicht es, dass das Modifizierungsmittel 21, das sich aus dem Dampf auf der Innenwandfläche des Raums 2b abgeschieden hat, in den Reservoirabschnitt 2c zurückfließt.
An einem Endabschnitt der Dampferzeugungskammer 2 auf der Seite des Reservoirs 2c ist ein Reingaseinlass 2d ausgebildet, der mit einem Raum oberhalb des Reservoirs 2c in Verbindung steht. An der entgegengesetzten Seite zum Reingaseinlass 2d ist ein Dampfauslass 2e, der ausgehend vom Raum 2b nach oben offen ist, um den im Raum 2b erzeugten gesättigten Dampf des Modifi zierungsmittels 21 entlang einer Richtung rechtwinklig zur Längsrichtung (d. h. in vertikaler Richtung) der Dampferzeugungskammer 2 an den Mischabschnitt 9 auszugeben. Der Dampfauslass 2e ist zur Mitte eines Behandlungsraums 9b im Mischabschnitt 9 geöffnet, so dass der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 im Raum 2b gleichmäßig in den Mischabschnitt 9 eingeleitet wird.
In dieser Teilchenmodifiziervorrichtung 1 wird der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 dadurch an den Mischabschnitt 9 geliefert, dass ein Modifizierungsmittel-Transportgas von einer Reingas-Zuführvorrichtung (Modifizierungsmittel-Transportgas-Zuführabschnitt) 25 durch den Reingaseinlass 2d in den Raum 2b eingeleitet wird. Hierbei ist als Modifizierungsmittel-Transportgas ein Inertgas bevorzugt, das inaktiv gegenüber den Teilchen 22 und dem Modifizierungsmittel 21 ist und das bei einer Temperatur innerhalb der Dampferzeugungskammer 2 im gasförmigen Zustand verbleibt.
Wenn das in den Raum 2b eingeleitete Modifizierungsmittel-Transportgas feine Verunreinigungsteilchen als Schwebeteilchen enthält, bilden diese Verunreinigungsteilchen Keime zur Kondensation des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21, wenn der gesättigte Dampf mit den gekühlten Teilchen 22 vermischt wird, wodurch er in einen übersättigten Zustand verbracht wird. Dies ist der Grund, weswegen die Teilchenmodifiziervorrichtung 1 über die Reingas-Zuführvorrichtung 25 verfügt, um ein reines Modifizierungsmittel-Transportgas, das frei von Verunreinigungsteilchen ist, und Dampf in den Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2 zu liefern. Demgemäß wurde es möglich zu verhindern, dass Verunreinigungsteilchenkeime zur Kondensation des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21 bilden. Auch dann, wenn das Modifizierungsmittel-Transportgas einen unreinen Dampf enthält und der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 an der Oberfläche der Teilchen 22 kondensiert, kondensiert auch der unreine Dampf gemeinsam mit dem gesättigten Dampf, was die Reinheit des auf der Oberfläche der Teilchen 22 gebildeten Films des Modifizierungsmittels 21 verringert. Demgemäß kann die vorliegende Teilchenmodifiziervorrichtung 1 einen derartigen Mangel vermeiden.
Die Reingas-Zuführvorrichtung 25 ist über eine Verunreinigungs-Beseitigungsvorrichtung (erste Verunreinigungs-Beseitigungsvorrichtung) 23 zum Beseitigen der im Modifizierungsmittel-Transportgas enthaltenen Verunreinigungen mit der Dampferzeugungskammer 2 verbunden. Demgemäß kann, selbst wenn weniger reines, kommerziell verfügbares Gas oder Luft als Modifizie rungsmittel-Transportgas verwendet wird, nicht nur die Keimbildung der schwebenden, feinen Verunreinigungsteilchen zur Kondensation des Modifizierungsmittels 21 sondern auch die Kondensation des im Teilchentransportgas enthaltenen unreinen Dampfs auf den Teilchen 22 vermieden werden. Die erste Verunreinigungs-Beseitigungsvorrichtung 23 verfügt hier über eine Luftfiltervorrichtung 23p und eine Dunstbeseitigungsvorrichtung 23m, jedoch kann jede derselben weggelassen werden, wenn dies der Fall erfordert.
Der Wandabschnitt 2a des Dampferzeugungsgehäuses 2 verfügt einen gasundurchlässigen Außenwandabschnitt 2a₁ und einen Innenwandabschnitt 2a₂ . Für das Material des Innenwandabschnitts 2a₂ besteht keine spezielle Beschränkung, jedoch ist, wie es in der 1(a) dargestellt ist, ein poröses Material, wie Keramik und Filz, bevorzugt, so dass das Modifizierungsmittel 21 darin imprägniert wird. Diese Anordnung ermöglicht es, ein Modifizierungsmittel 21 beliebiger Art effizient zu verdampfen. In der 1(a) ist der aus einem porösen Material bestehende Innenwandabschnitt 2a₂ vollständig an der Innenfläche des Außenwandabschnitts 2a₁ vorhanden. Jedoch besteht für die Anordnung keine Beschränkung auf diese Offenbarung, sondern der Innenwandabschnitt 2a₂ kann teilweise an der Innenfläche des Außenwandabschnitts 2a₁ vorhanden sein, wenn dies der Fall erfordert. Wenn zumindest ein Teil des dem Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2 zugewandten Elements aus einem porösen Material besteht, wird das Modifizierungsmittel 21 einer erwärmten Atmosphäre in der Dampferzeugungskammer 2 ausgesetzt, während es in das poröse Material mit großer Oberfläche imprägniert ist. Demgemäß kann ein gesättigter Dampf des Modifizierungsmittels 21 innerhalb kurzer Zeit effizient erhalten werden.
Die Heizvorrichtung 7 ist vorhanden, um den Innenwandabschnitt 2a₂ und das Innere des Raums 2b in der Dampferzeugungskammer 2 zu beheizen. Die Heizvorrichtung 7 verfügt über einen Heizer 7a und einen nicht dargestellten variablen Auto-Transformator, der allgemein als Variac bekannt ist. Der Heizer 7a ist an der Außenfläche des Außenwandabschnitts 2a₁ in der Dampferzeugungskammer 2 vorhanden, und es handelt sich, wie es in der 1(a) dargestellt ist, z. B. um einen Bandheizer, der spiralförmig um die Außenfläche des Wandabschnitts 2a der Dampferzeugungskammer 2 gewickelt ist. Am Wandabschnitt 2a der Dampferzeugungskammer 2 ist Thermometer 8 vorhanden, um die Temperaturen des Innenwandabschnitts 2a₂ und des Raums 2b zu messen.
Der Teilcheneinlassabschnitt 4 ist mit einem Teilcheneinlass 20 verbunden, der nahe dem Dampfauslass 2e im Endabschnitt auf der Auslassseite der Damp ferzeugungskammer 2 vorhanden ist. Demgemäß ist es möglich, die Dampfabscheidung auf dem Teilcheneinlassabschnitt 4 und demgemäß einen Konzentrationsabfall des gesättigten Dampfs des in die Dampferzeugungskammer 2 strömenden und diese füllenden Modifizierungsmittels 21 zu minimieren, während gleichzeitig die Temperaturwechselwirkung zwischen dem auf hoher Temperatur befindlichen Inneren der Dampferzeugungskammer 2 und dem auf niedriger Temperatur befindlichen Teilcheneinlassabschnitt 4 minimiert ist. Es ist zu beachten, dass der Teilcheneinlass 20 zum Zentrum des im Mischabschnitt 9 vorhandenen Behandlungsraums 9b geöffnet ist, so dass die Teilchen 22 vom Teilcheneinlassabschnitt 4 gleichmäßig in den Mischabschnitt 9 eingeleitet werden.
Der Teilcheneinlassabschnitt 4 wird mit (1) dem Teilchentransportgas, das die Teilchen 22 von der Reingas-Zuführvorrichtung 26 mit einer bestimmten Strömungsrate zum Teilcheneinlassabschnitt 4 transportiert, und (2) den Teilchen 22 versorgt, die ebenfalls mit einer bestimmten Strömungsrate von der Teilchenzuführvorrichtung 27 geliefert werden. Die Teilchen 22 und das Teilchentransportgas werden durch einen Kompressor oder dergleichen an den Teilcheneinlassabschnitt 4 geliefert. Ein Inertgas, das gegenüber den Teilchen 22 und dem Modifizierungsmittel 21 inaktiv ist und bei der Temperatur innerhalb des Teilcheneinlassabschnitts 4 im gasförmigen Zustand verbleibt, wird geeigneterweise als Teilchentransportgas verwendet.
Die an den Teilcheneinlassabschnitt 4 gelieferten Teilchen 22 werden durch diesen transportiert, während sie im Teilchentransportgas schweben bleiben, und sie werden durch die Kühlvorrichtungen 10 und 13 gekühlt, bevor sie den Teilcheneinlass 20 erreichen. Demgemäß sind die Teilchen 22 gegen Beeinträchtigung (einschließlich Verflüssigung und Verdampfung), Verformung, Wandlung usw., hervorgerufen durch die Wärme während des Transportschritts durch den Teilcheneinlassabschnitt 4, bevor sie mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 im Mischabschnitt 9 vermischt werden, geschützt. Gleichzeitig kann eine übersättigte Dampfatmosphäre dadurch um die Teilchen 22 herum gebildet werden, dass lediglich die gekühlten Teilchen 22 im Mischabschnitt 9 mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 gemischt werden.
Wenn das Teilchentransportgas feine Verunreinigungsteilchen wie schwebende Teilchen enthält, bilden diese, während die Teilchen 22 im Teilcheneinlassabschnitt 4 durch die Kühlvorrichtungen 10 und 13 gekühlt werden, Keime zur Kondensation des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21, wenn die ser im Mischabschnitt 9 mit dem gekühlten Teilchen 22 gemischt wird. Aus diesem Grund ist die Teilchenmodifiziervorrichtung 1 so ausgebildet, dass als Teilchentransportgas ein reines Gas eingeleitet wird, das frei von Verunreinigungsteilchen und Dampf ist. Demgemäß kann eine Keimbildung der Verunreinigungsteilchen zur Kondensation des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21 verhindert werden. Auch kondensiert dann, wenn das Teilchentransportgas einen unreinen Dampf enthält, wenn der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 an der Oberfläche der Teilchen 22 kondensiert, der unreine Dampf gemeinsam mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21, was die Reinheit des auf der Oberfläche der Teilchen 22 gebildeten Films des Modifizierungsmittels 21 senkt. Demgemäß kann die vorliegende Teilchenmodifiziervorrichtung 1 diesen Mangel vermeiden.
Um ein reines Gas, das frei von Verunreinigungsteilchen und Dampf ist, als Teilchentransportgas in den Teilcheneinlassabschnitt 4 einzuleiten, verfügt die Teilchenmodifiziervorrichtung 1 über eine Verunreinigungs-Beseitigungsvorrichtung (eine zweite Verunreinigungs-Beseitigungsvorrichtung) 24 zum Beseitigen von Verunreinigungsteilchen und Dampf im Teilchentransportgas irgendwo zwischen der Reingas-Zuführvorrichtung 26 und dem Teilcheneinlassabschnitt 4. Demgemäß kann selbst dann, wenn weniger reines, kommerziell verfügbares Gas oder Luft als Teilchentransportgas verwendet wird, nicht nur eine Keimbildung der schwebenden, feinen Verunreinigungsteilchen für Kondensation des Modifizierungsmittels 21 sondern auch einen Kondensation des im Teilchentransportgas enthaltenen unreines Dampfs auf der Oberfläche der Teilchen 22 verhindert werden. Die zweite Verunreinigungs-Beseitigungsvorrichtung 24 verfügt über eine Luftfiltervorrichtung 24p und eine Dunstbeseitigungsvorrichtung 24m, jedoch kann dieser Komponenten weggelassen werden, wenn dies der Fall erfordert.
Wie es in der 1(a) dargestellt ist, verfügt der Teilcheneinlassabschnitt 4 über eine Teilcheneinleiteleitung 4a, die in den Endabschnitt des Dampfauslasses 2 der Dampferzeugungskammer 2 eingesetzt ist, um mit dem Teilcheneinlass 20 verbunden zu werden. Wie es in der 1(b) dargestellt ist, ist die Teilcheneinleiteleitung von dreischichtigem Aufbau aus einem Außenwandabschnitt 4a₁ , einem Innenwandabschnitt 4a₂ und einer Wärmeisolierschicht 4a₂ , die zwischen die obigen zwei Wandabschnitte 4a₁ und 4a₂ eingesetzt ist. Wenn die Wärmeisolierschicht 4a₃ zwischen den Außenwandabschnitt 4a₁ Mischabschnitt und den Innenwandabschnitt 4a₂ auf diese Weise eingesetzt ist, kann nicht nur eine Erwärmung eines Raums in der Teilcheneinleiteleitung durch den gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 sondern auch eine Kondensation des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21 am Außenwandabschnitt 4a₁ vermieden werden. Auch können die Temperatur des Außenwandabschnitts 4a₁ und des Innenwandabschnitts 4a₂ innerhalb kurzer Zeit genau eingestellt werden. Es ist bevorzugt, dass die Teilcheneinleiteleitung von dreischichtigem Aufbau ist, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, jedoch besteht für die Anordnung keine Beschränkung auf die obige Offenbarung.
Die Kühlvorrichtung 13 ist am Innenwandabschnitt 4a₂ der Teilcheneinleiteleitung vorhanden, um die Teilchen 22 und das Teilchentransportgas, bevor sie den Teilcheneinlass 20 im Teilcheneinlassabschnitt 4 erreichen, auf eine Temperatur zu kühlen, bei der ein übersättigter Dampf des Modifizierungsmittels 21 um die Teilchen 22 herum erzeugt wird, wenn diese und der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 miteinander vermischt werden. Demgemäß kann um die Teilchen 22 herum eine übersättigte Atmosphäre des Modifizierungsmittels 21 dadurch erzeugt werden, dass lediglich die gekühlten Teilchen 22 im Mischabschnitt 9 mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 vermischt werden.
Auch am Innenwandabschnitt 4a₂ der Teilcheneinleiteleitung ist ein Thermometer 33 vorhanden, um die Temperaturen der Teilchen 22 und des Teilchentransportgases zu messen, bevor sie den Teilcheneinlass 20 im Teilcheneinlassabschnitt 4 erreichen. Auf Grundlage der durch das Thermometer 33 erfassten Temperaturen stellt die Kühlvorrichtung 13 die Temperaturen der Teilchen 22 und des Teilchentransportgases so ein, dass sie unter einer Temperatur bleiben, bei der oder oberhalb der zumindest die Teilchen 22 beeinträchtigt, verformt, gewandelt usw. werden. Demgemäß können die Teilchen 22 vor einer Beeinträchtigung, Verformung, Wandlung usw. geschützt werden, die durch die Wärme vom gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 während des Transportschritts durch den Teilcheneinlassabschnitt 4 hervorgerufen wird, bevor sie im Mischabschnitt 9 mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 vermischt werden.
Die Kühlvorrichtung 13 besteht z. B. aus einem Peltierelement, das ein Objekt durch den Peltiereffekt kühlt. Alternativ ist, abhängig von der gewünschten Temperatur, als Kühlvorrichtung 13 auch eine Vorrichtung verfügbar, die ein Objekt unter Verwendung von flüssigem Stickstoff, Wasser oder einem organischen Lösungsmittel, gekühlt durch ein Kühlmittel wie Trockeneis, kühlt, oder ein Liebigkondensator.
Ein Thermometer 32 zum Messen der Temperatur des Außenwandabschnitts 4a₁ sowie eine Heizvorrichtung (Außenseite-Heizeinrichtung) 12 zum Beheizen des Außenwandabschnitts 4a₁ der Teilcheneinleiteleitung sind an diesem vorhanden. Auf Grundlage der durch das Thermometer 32 erfassten Temperatur stellt die Heizvorrichtung 12 die Temperatur des Außenwandabschnitts 4a₁ so ein, dass sie über der Temperatur des Raums 2b in der Dampferzeugungskammer 2 verbleibt, d. h. der Temperatur des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21. Demgemäß wird das Modifizierungsmittel 21, das in der Dampferzeugungskammer 2 in einen gesättigten Dampf gewandelt wurde, durch den Außenwandabschnitt 4a₁ nicht. gekühlt, und daher kann eine Kondensation des Modifizierungsmittels 21 an der Fläche des Außenwandabschnitts 4a₁ verhindert werden.
Es ist bevorzugt, dass die Thermometer 32 und 33, die Heizvorrichtung 12 und die Kühlvorrichtung 13 so wie bei der vorliegenden Ausführungsform an der Teilcheneinleiteleitung vorhanden sind, jedoch besteht für die Anordnung keine Beschränkung auf die obige Offenbarung. Jedoch muss zumindest ein Teil des Elements gekühlt werden, das einem Kanal der Teilchen 22 im Teilcheneinlassabschnitt 4 zugewandt ist.
Um eine Erwärmung durch den gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 zu verhindern, ist es bevorzugt, einen Teil der Teilcheneinleiteleitung, der in das Innere 2b in der Dampferzeugungskammer 2 vorsteht, auf die kleinste Länge zu beschneiden. Ferner ist es bevorzugt, dass die Teilcheneinleiteleitung entlang einer Richtung rechtwinklig zur Richtung vorhanden ist, in der der gesättigte Dampf am Dampfauslass 2e der Dampferzeugungskammer 2 strömt. Jedoch kann die Teilcheneinleiteleitung auf jede beliebige andere geeignete Weise vorhanden sein, z. B. auf solche Weise, dass sie auf dem Bodenabschnitt der Dampferzeugungskammer 2 unter einem Winkel steht, der im Wesentlichen parallel zur Richtung verläuft, in der der Dampf am Dampfauslass 2e strömt.
Mit dem anderen Ende der Teilcheneinleiteleitung, das vom Ende des Teilcheneinlasses 20 abgewandt ist, ist eine optische Erfassungsvorrichtung (optische Erfassungseinrichtung) verbunden, um die Teilchengröße und die Teilchenkonzentration der von der Teilchenzuführvorrichtung 27 gelieferten Teilchen 22 zu erfassen, bevor die Modifizierungsbehandlung ausgeführt wird. Demgemäß ist es möglich, die Größe der Teilchen 22 dadurch zu kontrollieren, dass das Erfassungsergebnis zur Teilchengröße und zur Teilchenkonzentration schnell berücksichtigt wird. Die optische Erfassungsvorrich tung 4b kann entweder die Teilchengröße oder die Teilchenkonzentration erfassen.
Die optische Erfassungsvorrichtung 4b und eine unten beschriebene optische Erfassungsvorrichtung 3 verfügen über denselben Aufbau, und die Erstere verfügt über zwei transparente Platten 4i und 4j, während die Letztere über zwei transparente Platten 3c und 3d verfügt. Die Behandlungsplatten 4i und 4j sind mit einem Thermometer 31 zum Messen ihrer Temperaturen sowie einer Heizvorrichtung 11 zu ihrer Erwärmung versehen.
Auf Grundlage der durch das Thermometer 31 gemessenen Temperaturen stellt die Heizvorrichtung 11 die Temperaturen der transparenten Platten 4i und 4j so ein, dass sie über einer Temperatur bleiben, bei der, oder unter der, eine geringfügige Menge des im Teilchentransportgas enthaltenen unreines Dampfs kondensiert. Wenn der Aufbau in dieser Weise vorliegt, wird eine kleine Menge des im Teilchentransportgas enthaltenen unreinen Dampfs im Teilcheneinlassabschnitt 4 nicht gekühlt, weswegen er nicht auf den transparenten Platten 4i und 4j kondensiert. Demgemäß kann die optische Erfassungsvorrichtung 4b auf einfache Weise die Teilchengröße oder die Teilchenkonzentration erfassen. Das Thermometer 31 und die Heizvorrichtung 11 können so beschaffen sein, dass sie die Temperatur an der Innenseite der optischen Erfassungsvorrichtung 4b oder in einem Raum in derselben messen und einstellen.
Die optische Erfassungsvorrichtung 4b ist über eine Verbindungsleitung 4c mit der zweiten Verunreinigungs-Beseitigungsvorrichtung 24 und der Teilchenzuführvorrichtung 27 verbunden. Eine Kühlvorrichtung 11 zum Kühlen der Innenseite der Verbindungsleitung 4c sowie ein Thermometer 30 zum Messen der Temperatur der Innenseite der Verbindungsleitung 4c sind an dieser Innenseite vorhanden.
Auf Grundlage der durch das Thermometer 30 gemessenen Temperatur kühlt die Kühlvorrichtung 10 die Innenseite der Verbindungsleitung 4c auf eine Temperatur, bei der um die Teilchen 22 herum eine übersättigte Atmosphäre des Modifizierungsmittels erzeugt wird, wenn die Teilchen 22 mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 vermischt werden. Die Kühlvorrichtung kontrolliert auch die Temperatur der Innenseite der Verbindungsleitung 4c in solcher Weise, dass sie unter einer Temperatur bleibt, bei der, oder über der, die Teilchen 22 beeinträchtigt, verformt, gewandelt usw. werden. Demgemäß können die Teilchen 22 vor einer Beeinträchtigung, Verformung, Wandlung usw. geschützt werden, wie durch die Wärme während des Transportschritts zwischen der zweiten Verunreinigungs-Beseitigungsvorrichtung 24 und der optischen Erfassungsvorrichtung 4b hervorgerufen wird, bevor sie im Mischabschnitt 9 mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 vermischt werden.
Der Mischabschnitt 9 ist mit dem Dampfauslass 2e der Dampferzeugungskammer 2 verbunden, und er verfügt über die Form einer sich gerade erstreckenden Leitung. Der Mischabschnitt 9 ist unter einem Winkel Θ im Bereich von 1 bis 179° in Bezug auf die Oberseite (horizontale Fläche) der Dampferzeugungskammer 2 verkippt. Es ist bevorzugt, den Verkippungswinkel Θ zur horizontalen Fläche auf im Wesentlichen 90°, genauer gesagt auf einen Bereich zwischen 80 und 100° einzustellen.
Wenn der Verkippungswinkel Θ des Mischabschnitts 9 in Bezug auf die horizontale Fläche im oben spezifizierten Bereich liegt, erfährt der Dampf des Modifizierungsmittels 21, wenn er auch nur mit sehr kleiner Menge vorliegt, eine Eigenkondensation auf der Innenfläche des Mischabschnitts 9, wenn er mit den gekühlten Teilchen 22 vermischt wird und vom gesättigten in den übersättigten Zustand übergeht, wobei das kondensierte Modifizierungsmittel 21 im flüssigen Zustand auf der Innenseite durch die Schwerkraft heruntertropft und zur Dampferzeugungskammer 2 zurückkehrt. Demgemäß kann das zurückkehrte Modifizierungsmittel 21 in der Dampferzeugungskammer 2 erneut erwärmt werden und als gesättigter Dampf rückgewonnen werden. Demgemäß können, da die Verbrauchsmenge es Modifizierungsmittels 21 verringert werden kann, nicht nur die Herstellkosten für die modifizierten Teilchen 22 (nachfolgend als modifizierte Teilchen bezeichnet), sondern auch die Entsorgungskosten für das Modifizierungsmittel 21 verringert werden. Auch können, wenn der Winkel Θ im oben spezifizierten Bereich liegt, die modifizierten Teilchen leicht gemeinsam mit der Strömung des in der Dampferzeugungskammer 2 erwärmten gesättigten Dampfs aus dem Mischabschnitt 9 freigesetzt werden.
Der Mischabschnitt 9 verfügt über einen Behandlungsraum 9b im Leitungswandabschnitt 9a, und als Temperatureinstelleinrichtung ist eine Temperatureinstellvorrichtung 14 an der Außenumfangsfläche des Mischabschnitts 9 vorhanden, um die Temperatur des Behandlungsraums 9b einzustellen. Der Mischabschnitt 9 verfügt auch über ein Thermometer 34 zum Erfassen der Temperatur des Behandlungsraums 9b. Auf Grundlage der durch das Thermometer 34 erfassten Temperatur und eines von einer Steuerungsvorrichtung (die unten beschrieben wird) gelieferten Steuersignals stellt die Einstellvorrichtung 14 eine Temperatur T4 des Behandlungsraums 9b im Mischabschnitt 9 so ein, dass die folgende Ungleichung T2 > T4 > T3 > T1, T2 > T3 > T4 > T1 oder T2 > T3 > T1 > T4 erfüllt ist, wobei T1 die durch das Thermometer 33 gemessene Temperatur der gekühlten Teilchen ist, T2 die durch das Thermometer 8 gemessene Temperatur des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21 ist und T3 die Temperatur des Mischgases ist, das durch Vermischen der Teilchen 22 und des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21 erhalten wird.
Wenn die Temperatureinstellvorrichtung 14 die Temperatur T4 des Behandlungsraums 9b im Mischabschnitt 9 auf die obige Weise so einstellt, dass sie über der Temperatur T3 des Gasgemischs bleibt, kondensiert der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 im Behandlungsraum 9b nicht auf der Innenfläche des Leitungswandabschnitts 9a des Mischabschnitts 9. Auch kann ein Verlust an Modifizierungsmittel 21 durch Abscheidung auf dem Leitungswandabschnitt 9a des Mischabschnitts 9 verringert werden, um dadurch eine effiziente Nutzung der Materialien zu realisieren. Demgemäß kann nicht nur ein effizienter Kondensationseffekt auftreten, sondern es kann auch der Verlust an Modifizierungsmittel 21 verringert werden.
Ferner kann, wenn die Temperatureinstellvorrichtung 14 die Temperatur T4 des Behandlungsraums 9b im Mischabschnitt 9 so einstellt, dass sie über der Temperatur T2 des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21 bleibt, ein übersättigter Dampf des Modifizierungsmittels auf sichere Weise im Behandlungsraum 9b im Mischabschnitt 9 erzeugt werden. Wenn die Temperatureinstellvorrichtung 14 auf solche Weise gesteuert wird, dass die Temperatur T4 des Behandlungsraums 9b im Mischabschnitt 9 der folgenden Ungleichung T2 > T3 > T4 > T1 oder T2 > T3 > T1 > T4 genügt, kann der Übersättigungsgrad des Modifizierungsmittels 21 erhöht werden, was es ermöglicht, größere Teilchen zu erhalten. Zum Beispiel kann als Temperatureinstellvorrichtung 14 eine solche Vorrichtung verwendet werden, die die Temperaturen im Bereich zwischen 240 K und 370 K einstellen kann.
Der obere Endabschnitt des Mischabschnitts 9 ist mit einem Teilchenauslass 6 verbunden, durch den die modifizierten Teilchen zur Außenseite der Teilchenmodifiziervorrichtung 1 ausgelassen werden. Auch erreicht ein Transportpfad im Mischabschnitt 9 einen Raum zwischen einem Lichteinstrahlabschnitt 3i und einem Lichtempfangsabschnitt 3j in der optischen Erfassungsvorrichtung 3.
Die optische Erfassungsvorrichtung 3 erfasst die Teilchengröße und die Teilchenkonzentration der modifizierten Teilchen auf optische Weise. Die optische Erfassungsvorrichtung 3 ist im oberen Endabschnitts des Mischabschnitts 9 vorhanden, und sie verfügt über den Lichteinstrahlabschnitt 3i und den Lichtempfangsabschnitt 3j, die einander gegenüber stehen. Der Lichteinstrahlungsabschnitt 3i verfügt über eine Lichtquelle 3a, eine Linse 3b und eine transparente Platte 3c. Der Lichtempfangsabschnitt 3j verfügt über eine transparente Platte 3d und einen Fotodetektor 3e. Die optische Erfassungsvorrichtung 3 kann entweder die Teilchengröße oder die Teilchenkonzentration erfassen.
Die optische Erfassungsvorrichtung 3 ist gut bekannt, und sie erfasst die Teilchengröße und die Teilchenkonzentration mittels eines Licht-Transmissions/Streu-Verfahrens. Das Erfassungsprinzip für die Teilchengröße und die Teilchenkonzentration durch das Licht-Transmissions/Streu-Verfahren ist allgemein bekannt und z. B. detailliert in "Particle Measurement Technique", herausgegeben von Particle Engineering Association und veröffentlicht von Nikkan Kogyo Shimbun Ltd., beschrieben. Die obige Veröffentlichung beschreibt, als andere übliche Verfahren zum Erfassen der Teilchengröße und der Teilchenkonzentration das Röntgentransmissionsverfahren, das Ausfällverfahren, das Laser-Beugungs/Streu-Verfahren, das Photonenkorrelationsverfahren unter Verwendung des dynamischen Streuverfahrens, das Röntgentransmissionsverfahren unter Verwendung des dynamischen Streuverfahrens usw. Bei der Erfindung kann, neben dem Verfahren unter Verwendung der optischen Erfassungsvorrichtung 3, das Bildanalysierverfahren unter Verwendung eines optischen Mikroskops oder eines elektronischen Mikroskops usw. als Verfahren zum Erfassen der Teilchengröße und der Teilchenkonzentration verwendet werden.
Wenn die optische Erfassungsvorrichtung 3 in der Teilchenmodifiziervorrichtung 1 angebracht wird, ist es möglich, die Teilchengröße und die Teilchenkonzentration dadurch schnell einzustellen, dass das Erfassungsergebnis zur Teilchengröße und zur Teilchenkonzentration berücksichtigt wird. Demgemäß können die folgenden Effekte erzielt werden.

1) Es kann die Filmdicke des auf der Oberfläche der Teilchen 22 erzeugten Modifizierungsmittels 21 kontrolliert werden. Die Filmdicke variiert abhängig von den Temperaturen der Teilchen 22, des Dampfs des Modifizierungsmittels 21 und des Mischabschnitts 9, dem Verhältnis der Strömungsmengen der Teilchen 22 und des Dampfs des Modifizierungsmittels 21 sowie der Teilchenkonzentration. Der Film wird dünner, wenn die Teilchenkonzentration höher wird. Demgemäß kann die Filmdicke dadurch kontrolliert werden, dass die Teilchenkonzentration und/oder die Temperaturen eingestellt werden. Auch kann die Filmdicke genau kontrolliert werden, da die optische Erfassungsvorrichtung 3 die Teilchengröße, d. h. die Größe der Teilchen 22, erfasst.
2) Es kann die Produktivität für modifizierte Teilchen eingestellt werden. Die Produktivität variiert abhängig von der Teilchenkonzentration, und sie wird besser, wenn die Teilchenkonzentration höher ist. Demgemäß kann die Produktivität dadurch kontrolliert werden, dass die Teilchenkonzentration vorab abhängig von der durch die optische Erfassungsvorrichtung 3 erfassten Teilchenkonzentration eingestellt wird.
3) Es kann eine bessere Reproduzierbarkeit der modifizierten Teilchen erzielt werden. Genauer gesagt, können, um die Teilchengröße und die Teilchenkonzentration, wie sie durch die optische Erfassungsvorrichtung 3 erfasst werden, auf diejenigen einzustellen, wie sie bei der vorigen Behandlung erfasst wurden, die Eigenschaften der modifizierten Teilchen der vorigen Behandlung reproduziert werden.
4) Es kann ein Selbstkondensationseffekt des Modifizierungsmittels 21 erkannt und verhindert werden, wenn die Teilchenkonzentration der modifizierten Teilchen mit der Teilchenkonzentration der Teilchen 22 verglichen wird.

Die transparenten Platten 3c und 3d der optischen Erfassungsvorrichtung 3 verfügen über ein Thermometer 35 zum Messen ihrer Temperaturen sowie eine Heizvorrichtung 15 zu ihrer Erwärmung, um sie über einer Temperatur zu halten, bei der, oder unter der, das Modifizierungsmittel 21 kondensiert. Demgemäß stellt die Heizvorrichtung 15, auf Grundlage der durch das Thermometer 35 erfassten Temperaturen, die Temperaturen der transparenten Platten 3c und 3d so ein, dass sie über einer Temperatur bleiben, bei der, oder unter der, das Modifizierungsmittel 21 kondensiert. Wenn der Aufbau dergestalt ist, wird das Modifizierungsmittel 21, das in der Dampferzeugungskammer 2 in einen gesättigten Dampf überführt wurde, im Mischabschnitt 9 nicht gekühlt, und daher kondensiert es nicht auf den transparenten Platten 3c und 3d. Demgemäß kann die optische Erfassungsvorrichtung 3 die Teilchengröße oder die Teilchenkonzentration leicht erfassen.
Das Thermometer 35 und die Heizvorrichtung 15 können so ausgebildet sein, dass sie die Temperatur der Innenseite oder eines Raums in der optischen Erfassungsvorrichtung 3 messen.
Obwohl es in den 1(a) und 1(b) nicht dargestellt ist, verfügt, wie es in der 2 dargestellt ist, die vorliegende Teilchenmodifiziervorrichtung 1 über eine Steuerungsvorrichtung 100 zum automatischen Ausführen einer Reihe von Vorgängen zur Modifizierungsbehandlung. Die Steuerungsvorrichtung empfängt von den Thermometern 38–35 erfasste Temperaturwerte sowie Werte zur Teilchengröße und zur Teilchenkonzentration, die von den optischen Erfassungsvorrichtungen 3 und 4b gemessen wurden. Auch gibt die Steuerungsvorrichtung 100 auf Grundlage dieser Eingangswerte Steuersignale an die Teilchenzuführvorrichtung 27, die Reingas-Zuführvorrichtung 25 und 26, die Kühlvorrichtungen 10 und 13, die Temperatureinstellvorrichtung 14 sowie die Heizvorrichtungen 7, 11, 12 und 15 aus.
Die Steuerungsvorrichtung 100 steuert (1) die Teilchenzuführvorrichtung 27 und die Reingas-Zuführvorrichtung 26 auf solche Weise, dass die gekühlten Teilchen 22 dem Mischabschnitt 9 gemeinsam mit einem reinen Gas (Teilchentransportgas) zugeführt werden; (2) die Heizvorrichtung 7 aus solche Weise, dass das Modifizierungsmittel 21 in der Dampferzeugungskammer 2 in den gesättigten Dampf umgesetzt wird; (3) die Reingas-Zuführvorrichtung 25 auf solche Weise, dass der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 in der Dampferzeugungskammer 2 zum Mischabschnitt 9 transportiert wird; (4) die Kühlvorrichtungen 10 und 13 und die Temperatureinstellvorrichtung 14 auf solche Weise, dass das Modifizierungsmittel 21 durch die gekühlten Teilchen 22 im Mischabschnitt 9 in den übersättigten Zustand gebracht wird; und (5) den Teilchenauslass 6 auf solche Weise, dass die modifizierten Teilchen über denselben ausgegeben werden.
Wie es in der 4 dargestellt ist, sorgt die Teilchenmodifiziervorrichtung 1 für eine Behandlung zum Ausbilden eines Films des Modifizierungsmittels 21 auf der Oberfläche der Teilchen 22, d. h. für eine Modifizierbehandlung.
Als Modifizierungsmittel 21 können Materialien verwendet werden, die bei Raumtemperatur im flüssigen Zustand verbleiben oder solche, die bei Raumtemperatur im festen Zustand verbleiben und sich bei Erwärmung in eine Flüssigkeit oder einen Dampf (Gas) wandeln. Zu Beispielen eines Modifizierungsmittels 21, das bei Raumtemperatur im flüssigen Zustand verbleibt, gehören: reines Wasser, wie destilliertes Wasser und Ionen-ausgetauschtes Wasser; wässrige Lösungen verschiedener Arten; einwertige Alkohole wie Methanol und Isopropylalkohol; Glycole wie Ethylenglycol und Triethylengly col; aromatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel wie Toluol und Xylol; usw. Die wässrigen Lösungen verschiedener Arten sowie Glycole sind als Modifizierungsmittel 21 bevorzugt, da die Ersteren während des praktischen Gebrauchs sicher und einfach handhabbar sind und mit den Letzteren ein hoher Übersättigungsgrad erzielt werden kann. Zu Beispielen von Modifizierungsmitteln 21, die bei Raumtemperatur im festen Zustand verbleiben, gehören: Osmiumtetroxid, Diacetoamid, Ethylcarbamat usw.
Zu den Teilchen 22 gehören, ohne dass jedoch eine Beschränkung hierauf bestünde: Aerosolteilchen, Dunstteilchen, Rauch usw. Zu allgemeinen Beispielen der Teilchen 22 gehören: anorganische Teilchen wie Metallteilchen und Metallverbindungsteilchen; organische Teilchen wie Kunststoffteilchen und Latexteilchen; usw. Das Teilchenmodifizierverfahren der vorliegenden Ausführungsform kann geeignet für Teilchen 22 verwendet werden, deren anfängliche mittlere Teilchengröße von einigen mm zu einigen zehn um beträgt. Das vorliegende Teilchenmodifizierverfahren kann bei Teilchen angewandt werden, die auf verschiedenen Gebieten verwendet werden, z. B. Teilchen, die als Farbpigment verwendet werden, wie Ruß, Teilchen, die als elektrofotografisches Entwicklungsmittel verwendet werden, Teilchen, die als Ausgangsmaterial für Kosmetika verwendet werden, Teilchen, die für Medikamente verwendet werden, usw.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 3 und das Steuerungsblockdiagramm der 2 das durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 1 realisierte Teilchenmodifizierverfahren erläutert.
Wenn Teilchen 22 der Modifizierbehandlung durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 1 unterzogen werden, wird das Modifizierungsmittel 21 im Reservoir 2c in der Dampferzeugungskammer 2 aufbewahrt, während es in den Innenwandflächeabschnitt 2a₂ imprägniert wird (S1).
Dann wird das Innere der Dampferzeugungskammer 2 erwärmt, um im Raum 2b einen gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 zu erzeugen (S2). Die Heizvorrichtung erwärmt das Innere der Dampferzeugungskammer 2 auf Grundlage des von der Steuerungsvorrichtung 100 der 2 empfangenen Steuersignals. Wenn die Heizvorrichtung 7 aktiviert wird, wird die vom Heizer 7a erzeugte Wärme durch den Außenwandabschnitt 2a₁ zum Innenwandabschnitt 2a₂ und zum Raum 2b transportiert, wodurch der Innenwandabschnitt 2a₂ und der Raum 2b erwärmt werden. Die Temperaturen des Innenwandabschnitts 2a₂ und des Raums 2b werden durch das Thermometer 8 gemessen. Der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 wird durch die obige Erwärmung im Raum 2b erzeugt und füllt diesen aus. Unter diesen Bedingungen wird der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 zum Dampfauslass 2e transportiert, wenn das Modifizierungsmittel-Transportgas von der Reingas-Zuführvorrichtung 25 in den Raum 2b eingeleitet wird.
Dann steuert der Steuerungsabschnitt 100 der 2 die im Mischabschnitt 9 vorhandene Temperatureinstellvorrichtung 14 an, und er stellt die Temperatur T4 des Behandlungsraums 9b so ein, dass die folgende Ungleichung T2 > T4 > T3 > T1, T2 > T3 > T4 > T1 oder T2 > T3 > T1 > T4 erfüllt ist (S3).
Als Nächstes werden die zu modifizierenden Teilchen 22, die durch die Kühlvorrichtungen 10 und 13 unter Steuerung durch die Steuerungsvorrichtung 100 der 2 vorab gekühlt werden, in den Raum 2b nahe dem Ende der Dampferzeugungskammer 2 mit dem Dampfauslass 2e eingeleitet, wodurch ein Gasgemisch aus den gekühlten Teilchen 22 und dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 erhalten wird. Hierbei werden die Teilchen 22 gemeinsam mit dem Teilchentransportgas durch den Teilcheneinlass 20 in den Raum 2b eingeleitet, und sie werden ferner gemeinsam mit dem den Raum 2b füllenden gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 zum Mischabschnitt 9 transportiert. Wie es in der 4 dargestellt ist, umgibt der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21, im Zustand eines Gasgemischs, die Teilchen 22 (Zustand (i)). Dann wird das Gasgemisch in den Behandlungsraum 9b im Mischabschnitt 9 eingeleitet (S4). Im Mischabschnitt 9 wird der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 durch die gekühlten Teilchen 22 in einen übersättigten Zustand gebracht, und die Kondensationsreaktion des Modifizierungsmittels 21, wie es in der 4 dargestellt ist, erfolgt an der Oberfläche der Teilchen 22 (Zustand (ii)). Demgemäß wird auf der Oberfläche der Teilchen 22 ein Film des Modifizierungsmittels 21 ausgebildet, wodurch die Oberflächeneigenschaften der Teilchen 22 modifiziert werden (Zustand (iii)).
Anschließend werden die Teilchen 22, an denen im Behandlungsraum 9b im Mischabschnitt 9 die Modifizierbehandlung ausgeführt wurde, d. h. die modifizierten Teilchen, durch den Teilchenauslass 6 aus der Teilchenmodifiziervorrichtung 1 ausgegeben (S5), woraufhin die Behandlung endet.
Nun wird das Prinzip wie ein Film des Modifizierungsmittels 21 auf der Oberfläche der Teilchen 22 mittels des obigen Teilchenmodifizierverfahrens erzeugt wird, detailliert beschrieben.
Wie es in der 5 dargestellt ist, erfolgt, wenn die Umgebung der Teilchen 22, in der ein Sättigungspunkt S₁ bei einer Temperatur T (Dampfdruck Pss auf der Sättigungskurve P₁) zu einem Übersättigungspunkt SS (die Temperatur fällt von T aus, während der Dampfdruck Pss erhalten bleibt) und ferner zu einem) Sättigungspunkt S₂ (Sättigungsdampfdruck Ps auf der Sättigungskurve P₂) verschoben wird, d. h., der übersättigte Zustand in den gesättigten Zustand überführt wird, die oben genannten Kondensation auf der Oberfläche der Teilchen 22, wie es in der 4 dargestellt ist. Demgemäß wächst ein Film des Modifizierungsmittels 21 auf der Oberfläche der Teilchen 22, wobei das Wachstum am Sättigungspunkt S₂ stoppt. In diesem Fall entspricht die Menge des Dampfs des Modifizierungsmittels 21, die auf der Oberfläche der Teilchen 22 kondensiert hat, der Menge des Dampfs des Modifizierungsmittels 21, die der Differenz der Dampfdrücke (Pss – Ps) zwischen dem Übersättigungspunkt SS und dem Sättigungspunkt S₂ in der 5 entspricht.
Demgemäß ist es bevorzugt, ein Modifizierungsmittel 21 zu verwenden, mit dem ein hoher Übersättigungsgrad erzielt werden kann, jedoch besteht für das Modifizierungsmittel 21 keine spezielle Beschränkung hierauf. Dies, da selbst dann, wenn das Modifizierungsmittel 21 eine Flüssigkeit mit niedrigerem Übersättigungsgrad ist, der auf der Oberfläche der Teilchen 22 ausgebildete Film des Modifizierungsmittels 21 dadurch allmählich dicker ausgebildet werden kann, dass die Modifizierbehandlung wiederholt wird, wie dies unten bei der Ausführungsform 2 beschrieben ist.
Beispiel 1
Als Nächstes wird eine beispielhafte Modifizierbehandlung, wie sie mit gewünschten Bedingungen durch das Teilchenmodifizierverfahren unter Verwendung der in den 1(a) und 1(b) dargestellten Teilchenmodifiziervorrichtung 1 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in der 6 und das Steuerblockdiagramm der 2 erläutert. Es wird darauf hingewiesen, dass die Vorgänge in S11–S15 in der 6 identisch mit denen in S1–S5 der 3 sind.
Zunächst wird Diethylenglycol als Modifizierungsmittel 21 in den Innenwandabschnitt 2a₂ der Dampferzeugungskammer 2 imprägniert (S11), und die Heizvorrichtung 7 beheizt das Innere der Dampferzeugungskammer 2, um die Temperatur des Innenwandabschnitts 2a₂ unter Steuerung durch den Steuerungsab schnitt 100 auf 360 K zu erhöhen (S12), wodurch im Raum 2b ein gesättigter Dampf von Diethylenglycol erzeugt wird. Dann steuert der Steuerungsabschnitt 100 die im Mischabschnitt 9 vorhandene Temperatureinstellvorrichtung 14 so, dass der Mischabschnitt 9 so beheizt wird, dass die Temperatur im Behandlungsraum 9b im Mischabschnitt 9 auf 300 K erhöht wird (S13).
Als Nächstes werden Titanoxidteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 μm, einer Teilchenkonzentration von 10¹⁰/m³ und einer Temperatur von 250 K durch den Teilcheneinlass 20 als Teilchen 22 in den Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2 eingeleitet. Die eingeleiteten Titanoxidteilchen werden gemeinsam mit dem den Raum 2b füllenden gesättigten Dampf von Diethylenglycol zum Mischabschnitt 9 transportiert. Demgemäß werden der gesättigte Dampf von Diethylenglycol und die Titanoxidteilchen im Mischabschnitt 9 vermischt, woraufhin ein Gasgemisch aus dem gesättigten Dampf von Diethylenglycol und Titanoxidteilchen erhalten wird (S14). Hier wird der gesättigte Dampf von Diethylenglycol durch die Titanoxidteilchen gekühlt und in einen übersättigten Zustand überführt. Demgemäß kondensiert Diethylenglycol auf der Oberfläche der Titanoxidteilchen, und die Oberfläche derselben wird mit einem Film aus Diethylenglycol beschichtet. Demgemäß werden als abschließende Erzeugnisse durch die obigen Schritte modifizierte Teilchen mit Titanoxidteilchen als Kernen und mit einem Überzug von Diethylenglycol erhalten.
Eine Erfassung durch die optische Erfassungsvorrichtung 3 zeigt, dass die modifizierten Teilchen eine im Wesentlichen gleichmäßige Teilchengröße mit einer primären mittleren Teilchengröße von 1,1 μm aufweisen. Die so erhaltenen modifizierten Titanoxidteilchen werden über den Teilchenauslass 6 aus der Teilchenmodifiziervorrichtung 1 ausgegeben (S15), woraufhin die Modifizierbehandlung endet.
Beispiel 2
Nun wird eine andere beispielhafte Modifizierbehandlung, wie sie mit gewünschten Bedingungen durch das Teilchenmodifizierverfahren unter Verwendung der in den 1(a) und 1(b) dargestellten Teilchenmodifiziervorrichtung 1 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in der 7 und das Steuerblockdiagramm der 2 erläutert. Es wird darauf hingewiesen, dass die Vorgänge in S21–S25 in der 7 identisch mit denen in S1–S5 der 3 sind.
Zunächst wird Salpetersäure als Modifizierungsmittel 21 in den Innenwandabschnitt 2a₂ der Dampferzeugungskammer 2 imprägniert (S21), und die Heizvorrichtung 7 beheizt das Innere der Dampferzeugungskammer 2, um die Temperatur des Innenwandabschnitts 2a₂ unter Steuerung durch den Steuerungsabschnitt 100 auf 450 K zu erhöhen (S22), wodurch im Raum 2b ein gesättigter Dampf von Salpetersäure erzeugt wird. Dann steuert der Steuerungsabschnitt 100 die im Mischabschnitt 9 vorhandene Temperatureinstellvorrichtung 14 so, dass der Mischabschnitt 9 so beheizt wird, dass die Temperatur im Behandlungsraum 9b im Mischabschnitt 9 auf 300 K erhöht wird (S23).
Als Nächstes werden Rußteilchen mit einer geometrisch gemittelten Teilchengröße Teilchengröße von 0,1 μm und einer Teilchenkonzentration von 10¹²/m³ und einer Temperatur von 250 K durch den Teilcheneinlass 20 als Teilchen 22 in den Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2 eingeleitet. Die eingeleiteten Rußteilchen werden gemeinsam mit dem den Raum 2b füllenden gesättigten Dampf von Salpetersäure zum Mischabschnitt 9 transportiert. Demgemäß werden der gesättigte Dampf von Salpetersäure und die Rußteilchen im Mischabschnitt 9 vermischt, woraufhin ein Gasgemisch aus dem gesättigten Dampf von Salpetersäure und Rußteilchen erhalten wird (S14). Hier wird der gesättigte Dampf von Salpetersäure durch die Rußteilchen gekühlt und in einen übersättigten Zustand überführt. Demgemäß kondensiert Salpetersäure auf der Oberfläche der Rußteilchen, und die Oberfläche derselben wird mit einem Film aus Salpetersäure beschichtet. Demgemäß sind die Oberflächeneigenschaften der Rußteilchen modifiziert.
Die so erhaltenen modifizierten Rußteilchen werden durch den Teilchenauslass 6 aus der Teilchenmodifiziervorrichtung 1 ausgelassen (S25), woraufhin die Modifizierbehandlung endet.
Die modifizierten Rußteilchen und nicht modifizierte Rußteilchen werden getrennt mit superreinem Wasser unter Rühren vermischt und es wird die jeweilige Benetzbarkeit der Teilchen geprüft. Dabei zeigt es sich, dass die nicht modifizierten Rußteilchen nicht durch superreines Wasser benetzt werden und sie weiterhin auf der Oberfläche aufschwimmen. Demgegenüber werden die modifizierten Rußteilchen durch das superreine Wasser benetzt, und sie werden in diesem dispergiert/suspergiert. Dies zeigt, dass die durch das vorliegende Teilchenmodifizierverfahren modifizierten Rußteilchen als Pigment bessere Benetzbarkeit zeigen können.
Beispiel 3
Nun wird noch eine andere beispielhafte Modifizierbehandlung, wie sie mit gewünschten Bedingungen durch das Teilchenmodifizierverfahren unter Verwendung der in den 1(a) und 1(b) dargestellten Teilchenmodifiziervorrichtung 1 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in der 20.
Zunächst wird Adipoylchlorid als Modifizierungsmittel 21 in den Innenwandabschnitt 2a₂ der Dampferzeugungskammer 2 imprägniert (S131), und die Heizvorrichtung 7 beheizt das Innere der Dampferzeugungskammer 2, um die Temperatur des Innenwandabschnitts 2a₂ unter Steuerung durch den Steuerungsabschnitt 100 auf 430 K zu erhöhen (S132), wodurch im Raum 2b ein gesättigter Dampf von Adipoylchlorid erzeugt wird. Dann steuert der Steuerungsabschnitt 100 die im Mischabschnitt 9 vorhandene Temperatureinstellvorrichtung 14 so, dass der Mischabschnitt 9 so beheizt wird, dass die Temperatur im Behandlungsraum 9b im Mischabschnitt 9 auf 310 K erhöht wird (S133).
Als Nächstes werden Teilchen eines wässrigen Lösungsgemischs, das durch Vermischen von 1,6-Hexandiamin mit einer wässrigen Natriumhydroxidlösung erhalten wurde, als Teilchen 22 in den Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2 eingeleitet. Die eingeleiteten Teilchen werden gemeinsam mit dem den Raum 2b füllenden gesättigten Dampf von Adipoylchlorid zum Mischabschnitt 9 transportiert. Demgemäß werden der gesättigte Dampf von Adipoylchlorid und die Teilchen im Mischabschnitt 9 vermischt, woraufhin ein Gasgemisch aus dem gesättigten Dampf von Adipoylchlorid und Teilchen erhalten wird (S134).
Hier wird der gesättigte Dampf von Adipoylchlorid durch die Teilchen gekühlt und in einen übersättigten Zustand überführt. Demgemäß kondensiert Adipoylchlorid auf der Oberfläche der Teilchen, und diese wird mit einem Film aus Adipoylchlorid beschichtet. Dies löst eine Reaktion des in den Teilchen enthaltenen 1,6-Hexandiamins und des auf der Oberfläche der Teilchen vorhandenen Adipoylchlorids aus, wodurch als Reaktionsprodukt ein Polyamidharz erzeugt wird. Infolge dessen werden mit einem Film von Polyamidharz beschichtete modifizierte Teilchen erhalten.
Eine Erfassung durch die optische Erfassungsvorrichtung 3 zeigt, dass die modifizierten Teilchen über ein im Wesentliche gleichmäßige Teilchengröße mit einer primären mittleren Teilchengröße von 2 μm verfügen. Die so erhaltenen modifizierten Teilchen werden von der Teilchenmodifiziervorrichtung 1 über den Teilchenauslass 6 ausgelassen (S135), woraufhin die Modifizierbehandlung endet.
Wie erläutert, erfolgt, gemäß dem Teilchenmodifizierverfahren unter Verwendung der Teilchenmodifiziervorrichtung 1, die Teilchenmodifizierbehandlung mit den folgenden Schritten:

(1) Herstellen des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21 im Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2, während die gekühlten Teilchen 22 in den Raum 2b eingeleitet werden;
(2) Liefern des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21 und der gekühlten Teilchen 22 in den Mischabschnitt 9, um den gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 durch die gekühlten Teilchen 22 in den übersättigten Dampf zu überführen, so dass auf der Oberfläche der Teilchen 22 ein Film des Modifizierungsmittels 21 gebildet wird; und
(3) Auslassen der sich ergebenden modifizierten Teilchen aus dem Mischabschnitt 9.

Demgemäß kann die Teilchenmodifizierbehandlung dadurch kontinuierlich ausgeführt werden, dass Teilchen 22 fortlaufend vom Teilcheneinlass 20 in den Raum 2b eingeleitet werden.
Auch kann die Teilchenmodifizierehandlung dadurch erfolgen, dass das Modifizierungsmittel 21 ohne jegliche Behandlung, die für ein elektrisches Laden derselben sorgen würde, wie z. B. beim Rühren der Teilchen 22, das Modifizierungsmittel 21 auf der Oberfläche der Teilchen 22 kondensieren kann. Ferner können, da die übersättigte Atmosphäre des Modifizierungsmittels 21 durch ein einfaches Verfahren des Abkühlens des gesättigten Dampfs desselben erzielt wird, die Handhabung bei der Modifizierbehandlung sowie die Modifiziervorrichtung weiter vereinfacht werden. Darüber hinaus kann, da der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 durch Erwärmen des Modifizierungsmittels 21 erzeugt wird, der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 später leicht abgekühlt werden, um die übersättigte Atmosphäre desselben zu erhalten.
Gemäß der obigen Erläuterung stellt die Temperatureinstellvorrichtung 14 die Temperatur T4 des Behandlungsraums 9b im Mischabschnitt 9 so ein, dass sie über der Temperatur T3 des Gasgemischs bleibt. Jedoch kann die Temperatureinstellvorrichtung 14 die Temperatur T4 des Behandlungsraums 9b im Mischabschnitt 9 so einstellen, dass sie unter der Temperatur T3 des Gasgemischs bleibt. Im ersteren Fall, d. h. bei T4 > T3, werden modifizierte Teilchen mit im Wesentlichen gleichmäßiger Teilchengröße erhalten und im letzteren Fall, d. h. bei T4 < T3, werden größere modifizierte Teilchen mit im Wesentlichen gleichmäßiger Teilchengröße erhalten. Dies, da der Sättigungsgrad des Dampfs des Modifizierungsmittels 21 im letzteren Fall erhöht ist, was auch für die auf jedem Teilchen 22 kondensierte Dampfmenge des Modifizierungsmittels 21 gilt.
Ausführungsform 2
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschreibt die folgende Beschreibung eine andere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung. Nachfolgend sind gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen wie bei der Ausführungsform 1 markiert, und die Beschreibung dieser Komponenten wird der Zweckdienlichkeit der Erläuterung halber nicht wiederholt.
Wie es in der 8 dargestellt ist, verfügt eine zum Realisieren des Teilchenmodifizierverfahrens der vorliegenden Ausführungsform verwendete Teilchenmodifiziervorrichtung 41 über zwei Teilchenmodifiziervorrichtungen 41a und 41b, so dass die Modifizierbehandlung unter Verwendung einer Art oder zweier Arten von Modifizierungsmitteln 21 wiederholt an denselben Teilchen 22 erfolgt.
Die Teilchenmodifiziervorrichtung 41a verfügt über denselben Aufbau wie die Teilchenmodifiziervorrichtung 1, und die Teilchenmodifiziervorrichtung 41b verfügt über denselben Aufbau wie die Teilchenmodifiziervorrichtung 1, jedoch mit der Ausnahme, dass die optische Erfassungsvorrichtung 4b, die Verbindungsleitung 4c, die Reingas-Zuführvorrichtung 26, die Teilchenzuführvorrichtung 27, die Kühlvorrichtung 10, die Heizvorrichtung 11, die Verunreinigungs-Beseitigungsvorrichtung 24 und die Thermometer 30 und 31 weggelassen sind.
Wie es in der 8 dargestellt ist, ist bei der Teilchenmodifiziervorrichtung 41 der Teilchenauslass 6 der Teilchenmodifiziervorrichtung 41a in der ersten Stufe mit der Teilchenzuführleitung 4a der Teilchenmodifiziervorrichtung 41b in der zweiten Stufe verbunden. Demgemäß kann die Teilchenmodifiziervorrichtung 41 die Teilchenmodifizierbehandlung aufeinanderfolgend doppelt ausführen. Wenn die Teilchenmodifizierbehandlung wiederholt mehr als zweimal ausgeführt werden soll, werden so viele Teilchenmodifiziervorrichtungen 1 der 1(a) und 1(b) wie erforderlich aufeinanderfolgend verbunden.
Wie bereits angegeben, ist der Film des die Teilchen 22 beschichtenden Modifizierungsmittels 21 umso dicker, je höher der Übersättigungsgrad des Modifizierungsmittels 21 ist. Demgemäß ist es, wenn modifizierte Teilchen mit größerer Teilchengröße erwünscht sind, bevorzugt, ein Modifizierungsmittel 21 mit höherem Übersättigungsgrad zu verwenden. Jedoch kann mit einigen Arten des Modifizierungsmittels 21 kein ausreichend hoher Übersättigungsgrad erzielt werden, um einen Film gewünschter Dicke mit einer einzelnen Behandlung zu erzielen.
Auch kann, wenn der Übersättigungsgrad des Modifizierungsmittels 21 zu hoch ist, dasselbe außer der Kondensation unter Verwendung der Teilchen 22 als Keime eine Selbstkondensation zum Ausbilden von Teilchen erfahren.
Demgemäß erfolgt, gemäß dem Teilchenmodifizierverfahren der vorliegenden Ausführungsform, wie es in der 9 dargestellt ist, die Behandlung zum Ausbilden des Films des Modifizierungsmittels 21 auf der Oberfläche der Teilchen 22 wiederholt an denselben Teilchen 22, so dass ein Film des Modifizierungsmittels 21 mit gewünschter Dicke selbst dann auf der Oberfläche der Teilchen 22 ausgebildet werden kann, wenn das Modifizierungsmittel 21 einen niedrigen Übersättigungsgrad zeigt.
Genauer gesagt, sind die Zustände (i) bis (iii) in der 9 dieselben wie in der 4, und sie repräsentieren die durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 41a erfolgte Behandlung. Dann werden die sich ergebenden modifizierten Teilchen in den Behandlungsraum 9b im Mischabschnitt 9 in der Teilchenmodifiziervorrichtung 41b eingeleitet (Zustand (iv)), und das Modifizierungsmittel 21 kann auf dieselbe Weise wie im Zustand (ii) kondensieren (Zustand (v)). Demgemäß werden, wie es im Zustand (vi) dargestellt ist, modifizierte Teilchen mit einem dickeren Film des Modifizierungsmittels 21 erhalten.
Auch werden, wie es in der 10 dargestellt ist, durch Ausführen der Behandlung zum Herstellen eines Films des Modifizierungsmittels 21 auf der Oberfläche der Teilchen 22 in wiederholter Weise an denselben Teilchen 22 unter Verwendung verschiedener Arten von Modifizierungsmitteln 21a und 21b die modifizierten Teilchen mit gewünschter Teilchengröße erhalten, die mit Filmen der verschiedenen Arten von Modifizierungsmitteln 21a und 21b beschichtet sind.
Genauer gesagt, sind die Zustände (i) bis (iii) dieselben wie diejenigen in den 4 und 9, und sie repräsentieren die Behandlung in der Teilchenmodifiziervorrichtung 41a. Die modifizierten Teilchen werden weiter zur Teilchenmodifiziervorrichtung 41b transportiert und in den Behandlungsraum 9b im Mischabschnitt 9 eingeleitet, der mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21b einer anderen Art als der des Modifizierungsmittels 21a gefüllt ist (Zustand (iv)). Dann kann das Modifizierungsmittel 21b auf dieselbe Weise wie im Zustand (ii) kondensieren (Zustand (v)). Demgemäß werden, wie es im Zustand (vi) dargestellt ist, modifizierte Modifizierungsmittel erhalten, die mit einem doppelschichtigen Film der Modifizierungsmittel 21a und 21b beschichtet sind.
Beispiel 4
Als Nächstes wird ein Beispiel der Modifizierbehandlung, wie sie zweimal aufeinanderfolgend unter Verwendung einer Art von Modifizierungsmittel 21 durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 41 ausgeführt wird, durch das Flussdiagramm in der 11 und das Steuerblockdiagramm der 2 detailliert beschrieben.
Zunächst wird in der Teilchenmodifiziervorrichtung 41a in der ersten Stufe Diethylenglycol als Modifizierungsmittel 21 in den Innenwandabschnitt 2a₂ der Dampferzeugungskammer 2 imprägniert (S31), und die Heizvorrichtung 7 beheizt das Innere der Dampferzeugungskammer 2, um die Temperatur des Innenwandabschnitts 2a₂ unter Steuerung durch den Steuerungsabschnitt 100 auf 360 K zu erwärmen (S32), wodurch im Raum 2b ein gesättigter Dampf von Diethylenglycol erzeugt wird. Dann steuert der Steuerungsabschnitt 100 die im Mischabschnitt 9 vorhandene Temperatureinstellvorrichtung 14 in solcher Weise, dass sie den Mischabschnitt 9 so erwärmt, dass die Temperatur des Behandlungsraums 9b im Mischabschnitt 9 auf 300 K ansteigt (S33).
Als Nächstes werden Polystyrollatex-Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,3 μm, einer Teilchenkonzentration von 10¹⁰/m³ und einer Temperatur von 250 K vom Teilcheneinlassabschnitt 4 in den Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2 eingeleitet. Die eingeleiteten Polystyrollatex-Teilchen werden gemeinsam mit dem den Raum 2b füllenden gesättigten Dampf von Diethylenglycol zum Mischabschnitt 9 transportiert. Demgemäß werden der gesättigte Dampf von Diethylenglycol und die Polystyrollatex-Teilchen im Mischabschnitt 9 vermischt, woraufhin das Gasgemisch aus dem gesättigten Dampf von Diethylenglycol und Polystyrollatex-Teilchen erhalten ist (S34).
Hierbei wird der gesättigte Dampf von Diethylenglycol durch die Polystyrollatex-Teilchen gekühlt und in einen übersättigten Zustand überführt. Demgemäß kondensiert Diethylenglycol auf der Oberfläche der Polystyrollatex-Teilchen, und diese Oberfläche der Polystyrollatex-Teilchen wird mit einem Film von Diethylenglycol beschichtet.
Demgemäß sind als Enderzeugnisse durch die obigen Schritte modifizierte Teilchen mit Polystyrollatex-Teilchen als Keim und einem Überzug mit einem Film von Diethylenglycol erhalten, die auch über eine im Wesentlichen gleichmäßige Teilchengröße mit einer primären mittleren Teilchengröße von 1,3 μm verfügen.
Dann werden die durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 41a in der ersten Stufe behandelten Teilchen 22 an die Teilchenmodifiziervorrichtung 41b in der zweiten Stufe geliefert und weiter durch die Teilcheneinleiteleitung im den Raum 2b eingeleitet (S35).
Anschließend werden in der Teilchenmodifiziervorrichtung 41b in der zweiten Stufe die Schritte S36–S39 auf dieselbe Weise wie S31–S34 ausgeführt. Demgemäß werden als Enderzeugnisse modifizierte Teilchen erhalten, die über die Polystyrollatex-Teilchen als Keime verfügen und mit einem Film von Diethylenglycol beschichtet sind, und die eine im Wesentlichen gleichmäßige Teilchengröße mit einer primären mittleren Teilchengröße von 2 μm zeigen. Die auf die obige Weise modifizierten Teilchen werden aus dem Teilchenauslass 6 der Teilchenmodifiziervorrichtung 41b ausgegeben, woraufhin die Behandlung endet (S40).
Beispiel 5
Als Nächstes wird ein Beispiel der Modifizierbehandlung, wie sie zweimal aufeinanderfolgend unter Verwendung verschiedener Art von Modifizierungsmitteln 21 durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 41 ausgeführt wird, durch das Flussdiagramm in der 12 und das Steuerblockdiagramm der 2 detailliert beschrieben.
Zunächst wird in der Teilchenmodifiziervorrichtung 41a in der ersten Stufe Diethylenglycol als Modifizierungsmittel 21 in den Innenwandabschnitt 2a₂ der Dampferzeugungskammer 2 imprägniert (S51), und die Heizvorrichtung beheizt das Innere der Dampferzeugungskammer 2, um die Temperatur des Innenwandabschnitts 2a₂ unter Steuerung durch den Steuerungsabschnitt 100 auf 360 K zu erwärmen (S52), wodurch im Raum 2b ein gesättigter Dampf von Diethylenglycol erzeugt wird.
Dann steuert der Steuerungsabschnitt 100 die im Mischabschnitt 9 vorhandene Temperatureinstellvorrichtung 14 in solcher Weise, dass sie den Mischabschnitt 9 so erwärmt, dass die Temperatur des Behandlungsraums 9b im Mischabschnitt 9 auf 273 K ansteigt (S53).
Als Nächstes werden Polystyrollatex-Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,3 μm, einer Teilchenkonzentration von 10¹⁰/m³ und einer Temperatur von 250 K vom Teilcheneinlassabschnitt 20 in den Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2 eingeleitet. Die eingeleiteten Polystyrollatex-Teilchen werden gemeinsam mit dem den Raum 2b füllenden gesättigten Dampf von Diethylenglycol zum Mischabschnitt 9 transportiert. Demgemäß werden der gesättigte Dampf von Diethylenglycol und die Polystyrollatex-Teilchen im Mischabschnitt 9 vermischt, woraufhin das Gasgemisch aus dem gesättigten Dampf von Diethylenglycol und Polystyrollatex-Teilchen erhalten ist (S54). Hierbei wird der gesättigte Dampf von Diethylenglycol durch die Polystyrollatex-Teilchen gekühlt und in einen übersättigten Zustand überführt. Demgemäß kondensiert Diethylenglycol auf der Oberfläche der Polystyrollatex-Teilchen, und diese Oberfläche der Polystyrollatex-Teilchen wird mit einem Film von Diethylenglycol beschichtet.
Demgemäß sind als Enderzeugnisse durch die obigen Schritte modifizierte Teilchen mit Polystyrollatex-Teilchen als Keim und einem Überzug mit einem Film von Diethylenglycol erhalten, die auch über eine im Wesentlichen gleichmäßige Teilchengröße mit einer primären mittleren Teilchengröße von 1,5 μm verfügen.
Anschließend werden die durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 41a in der ersten Stufe behandelten Teilchen 22 an die Teilchenmodifiziervorrichtung 41b in der zweiten Stufe geliefert und weiter durch die Teilcheneinleiteleitung in den Raum 2b eingeleitet (S55). In der Teilchenmodifiziervorrichtung 41b in der zweiten Stufe werden die Schritte S56–S59 auf dieselbe wie S51–S54 ausgeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass als Modifizierungsmittel 21 Triethylenglycol verwendet wird.
Demgemäß werden als Enderzeugnisse modifizierte Teilchen mit Polystyrollatex-Teilchen als Keim und mit einer Beschichtung mit einem Film aus zunächst Diethylenglycol und dann Triethylenglycol erhalten, die auch über eine im Wesentlichen gleichmäßige Teilchengröße mit einer mittleren Teilchengröße von 2,5 μm verfügen. Die auf die obige Weise erhaltenen modifizierten Teilchen werden vom Teilchenauslass 6 der Teilchenmodifiziervorrichtung 41B ausgegeben, woraufhin die Behandlung endet (S60).
Beispiel 6
Als Nächstes wird ein anderes Beispiel der Modifizierbehandlung, wie sie zweimal aufeinanderfolgend unter Verwendung verschiedener Art von Modifizierungsmitteln 21 durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 41 ausgeführt wird, durch das Flussdiagramm in der 21.
Zunächst wird in der Teilchenmodifiziervorrichtung 41a in der ersten Stufe Adipoylchlorid als Modifizierungsmittel 21 in den Innenwandabschnitt 2a₂ der Dampferzeugungskammer 2 imprägniert (S141), und die Heizvorrichtung 7 beheizt das Innere der Dampferzeugungskammer 2, um die Temperatur des Innenwandabschnitts 2a₂ unter Steuerung durch den Steuerungsabschnitt 100 auf 430 K zu erwärmen (S142), wodurch im Raum 2b ein gesättigter Dampf von Adipoylchlorid erzeugt wird.
Dann steuert der Steuerungsabschnitt 100 die im Mischabschnitt 9 vorhandene Temperatureinstellvorrichtung 14 in solcher Weise, dass sie den Mischabschnitt 9 so erwärmt, dass die Temperatur des Behandlungsraums 9b im Mischabschnitt 9 auf 310 K ansteigt (S143). Als Nächstes werden auf 270 K gekühlte Titanoxid-Teilchen durch den Teilcheneinlassabschnitt 20 in den Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2 eingeleitet. Die eingeleiteten Titanoxid-Teilchen werden gemeinsam mit dem den Raum 2b füllenden gesättigten Dampf von Adipoylchlorid zum Mischabschnitt 9 transportiert. Demgemäß werden der gesättigte Dampf von Adipoylchlorid und die Titanoxid-Teilchen im Mischabschnitt 9 vermischt, woraufhin das Gasgemisch aus dem gesättigten Dampf von Adipoylchlorid und Titanoxid-Teilchen erhalten wird (S144).
Hierbei wird der gesättigte Dampf von Adipoylchlorid durch die Titanoxid-Teilchen gekühlt und in einen übersättigten Zustand überführt woraufhin das Adipoylchlorid an der Oberfläche der Titanoxid-Teilchen zu kondensieren beginnt, so dass infolge dessen die Oberfläche derselben mit einem Film von Adipoylchlorid beschichtet wird.
Anschließend werden die durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 41a in der ersten Stufe behandelten Teilchen 22 an die Teilchenmodifiziervorrichtung 41b in der zweiten Stufe geliefert und weiter durch die Teilcheneinleiteleitung in den Raum 2b eingeleitet (S145). In der Teilchenmodifiziervorrichtung 41b in der zweiten Stufe werden die Schritte S146–S149 auf dieselbe wie S141–S144 ausgeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass als Modifizierungsmittel 21 1,6-Hexandiamin verwendet wird.
Demgemäß werden als Enderzeugnisse modifizierte Teilchen mit Titanoxid-Teilchen als Keim und mit einer Beschichtung mit einem Film aus zunächst Adipoylchlorid und dann 1,6-Hexandiamin erhalten. Dann erfolgt die Polykondensationsreaktion des Films aus Adipoylchlorid und 1,6-Hexandiamin an der Oberfläche des Titanoxids, und es entsteht ein Polyamidharz, wodurch mit einem Film eines Polyamidharzes beschichtete modifizierte Teilchen erhalten werden.
Die Messung durch die optische Erfassungsvorrichtung 3 zeigt, dass die sich ergebenden modifizierten Teilchen eine im Wesentlichen gleichmäßige Teilchengröße mit einer primären Teilchengröße von 3 μm aufweisen. Die so erhaltenen modifizierten Teilchen werden über den Teilchenauslass 6 aus der Teilchenmodifiziervorrichtung 41B ausgegeben, woraufhin die Behandlung endet (S150).
Wie erläutert, werden, wenn mehr als eine Art von Modifizierungsmittel 21 verwendet wird, so viele Teilchenmodifiziervorrichtungen 1 der Ausführungsform 1 wie Arten von Modifizierungsmitteln 21 vorliegen, in Reihe oder parallel verbunden. Alternativ können mehrere Arten von Modifizierungsmitteln 21 in eine einzelne Teilchenmodifiziervorrichtung 1 imprägniert werden, so dass ein Film aus gemischten Modifizierungsmitteln 21 dadurch auf der Oberfläche der Teilchen 22 ausgebildet wird, dass die Modifizierbehandlung nur einmal erfolgt.
Wenn mehrere Arten von Modifizierungsmitteln 21 verwendet werden, kann zwischen diesen mehreren Arten von Modifizierungsmitteln 21 und der Oberfläche der Teilchen 22 oder zwischen den mehreren Arten von Modifizierungsmitteln 21 eine chemische Reaktion ausgelöst werden.
Ausführungsform 3
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschreibt die folgende Beschreibung noch eine andere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung. Nachfolgend sind gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen wie bei den Ausführungsformen 1 und 2 markiert, und die Beschreibung dieser Komponenten wird der Zweckdienlichkeit der Erläuterung halber nicht wiederholt.
Wie es in der 13 dargestellt ist, ist eine Teilchenmodifiziervorrichtung 51 der vorliegenden Ausführungsform mit der Teilchenmodifiziervorrichtung 1 der Ausführungsform 1 mit der Ausnahme identisch, dass die Temperatureinstellvorrichtung 14 und die Kühlvorrichtung 13 durch eine Kühlvorrichtung 52 und eine Temperatureinstellvorrichtung 53 ersetzt sind und die Kühlvorrichtung 10 und die Thermometer 30, 31 und 35 weggelassen sind.
Bei der Teilchenmodifiziervorrichtung 51 ist der Teilcheneinlass 20 unmittelbar vor dem Mischabschnitt vorhanden, um den Konzentrationsabfall des gesättigten Dampfs des in die Dampferzeugungskammer 2 strömende und diese füllenden Modifizierungsmittels 21 durch Abscheidung auf dem Teilcheneinlassabschnitt 4 und die Temperaturwechselwirkung zwischen dem auf hoher Temperatur befindlichen Inneren der Dampferzeugungskammer 2 und dem auf niedriger Temperatur befindlichen Teilcheneinlassabschnitt 4 zu minimieren.
Bei der Anordnung, bei der die Teilchen 22 durch den Reingaseinlass 2d eingeleitet werden, können sie möglicherweise durch die Wärme in der Dampferzeugungskammer 2 beeinträchtigt werden. Demgemäß werden bei der Teilchenmodifiziervorrichtung 51, da der Teilcheneinlass 20 auf der Seite des Endabschnitts des Dampfauslasses 2e an der Modifizierungsmittel vorhanden ist, die Teilchen 22 und der Dampf des Modifizierungsmittels 21 unmittelbar vor dem Einleiten in den Mischabschnitt 9 miteinander vermischt. Demgemäß sind die Teilchen 22 für die Wärme innerhalb der Dampferzeugungskammer 2 weniger anfällig, und daher wird eine Beeinträchtigung hervorgerufen durch solche Wärme verhindert.
Die Kühlvorrichtung 52, die an der Außenumfangsfläche des Mischabschnitts vorhanden ist, kühlt den Behandlungsraum 9b im Mischabschnitt 9, um den gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 in einen übersättigten Zustand zu überführen. Die Kühlvorrichtung 52 besteht z. B. aus einem Peltierelement, das ein Objekt mittels des Peltiereffekts kühlt. Alternativ steht als Kühlvorrichtung 52 eine Vorrichtung, die ein Objekt unter Verwendung von flüssigem Stickstoff, Wasser oder eines organischen Lösungsmittel, gekühlt durch ein Kühlmittel wie Trockeneis, kühlt, oder ein Liebigkondensator zur Verfügung.
Bei der Teilchenmodifiziervorrichtung 51 sei T1 die durch das Thermometer 33 gemessene Temperatur der Teilchen 22, T2 sei die durch das Thermometer 8 gemessene Temperatur des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21, T3 sei die Temperatur eines Gasgemischs, das durch Vermischen der Teilchen 22 mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 erhalten wird, und T4 sei die Kühlungstemperatur des Behandlungsraums 9b im Mischabschnitt 9, und dann gilt die folgende Ungleichung: T2 > T3 > T1 > T4 oder T2 > T3 > T4 > T1. Demgemäß ist die Temperatur im Mischabschnitt 9 niedriger eingestellt und die Differenz zwischen T2 und T4 ist größer. Unter diesen Bedingungen kann, wie es aus der 5 erkennbar ist, ein sehr hoher Übersättigungsgrad erzielt werden, was es ermöglicht, modifizierte Teilchen mit großer Teilchengröße zu erzielen.
Die Temperatureinstellvorrichtung 53 stellt die durch das Thermometer 33 erfasste Temperatur des Innenwandabschnitts 4a₂ der Teilcheneinleiteleitung 4a so ein, dass sie unter einer Temperatur bleibt, bei der, oder über der, zumindest die Teilchen 22 beeinträchtigt, verformt, gewandelt usw. werden. Gemäß dieser Temperatureinstellung werden die Teilchen 22 vor einer Beeinträchtigung, Verformung, Umwandlung usw. geschützt, zu der es durch die Wärme während des Transportschritts im Teilcheneinlassabschnitt 4 kommt, bevor sie im Mischabschnitt 9 mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 vermischt werden.
Damit die Teilchenmodifiziervorrichtung 51 eine Reihe von Modifizieraufgaben automatisch ausführen kann, kann sie zusätzlich mit einer Steuerungsvorrichtung zum Steuern der Teilchenzuführvorrichtung 27, der Reingas-Zuführvorrichtungen 25 und 26, der Heizvorrichtungen 7, 11, 12 und 15, der Kühlvorrichtung 52 und der Temperatureinstellvorrichtung 53 auf Grundlage der durch die Thermometer 8 und 32–34 erfassten Temperaturwerte und der durch die optischen Erfassungsvorrichtungen 3 und 4b erfassten Werte der Teilchengröße und der Teilchenkonzentration versehen sein.
Die obige zusätzliche Steuerungsvorrichtung arbeitet auf solche Weise, dass sie Folgendes steuert:

(1) die Reingas-Zuführvorrichtung 26 und die Teilchenzuführvorrichtung 27 in solcher Weise, dass die Teilchen 22 an den Mischabschnitt 9 geliefert werden;
(2) die Heizvorrichtung 7 in solcher Weise, dass das Modifizierungsmittel 21 in der Dampferzeugungskammer 2 in einen gesättigten Dampf überführt wird;
(3) die Reingas-Zuführvorrichtung 25 in solcher Weise, dass der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 in der Dampferzeugungskammer 2 zum Mischabschnitt 9 transportiert wird;
(4) die Kühlvorrichtung 52 in solcher Weise, dass das Modifizierungsmittel 21 im Mischabschnitt 9 gekühlt wird und in den übersättigten Zustand überführt wird; und
(5) den Teilchenauslass 6 in solcher Weise, dass die modifizierten Teilchen durch diesen ausgegeben werden.

Als Nächstes wird das durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 51 realisierte Teilchenmodifizierverfahren unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 14 erläutert. Wenn die Teilchenmodifiziervorrichtung 51 die Teilchenmodifizierbehandlung ausführt, wird das Modifizierungsmittel 21 im Reservoir 2c aufbewahrt und auch in den Innenwandabschnitt 2a₂ in der Dampferzeugungskammer 2 imprägniert (S71).
Dann wird das Innere der Dampferzeugungskammer 2 durch die Heizvorrichtung 7 beheizt, um im Raum 2b einen gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 zu erhalten (S72). Wenn die Heizvorrichtung 7 aktiviert wird, wird die durch den Heizer 7a erzeugte Wärme durch den Außenwandabschnitt 2a₂ zum Innenwandabschnitt 2a₂ und zum Raum 2b transportiert, woraufhin der Innenwandabschnitt 2a₂ und der Raum 2b erwärmt werden. Hierbei wird die Temperatur des Inneren der Dampferzeugungskammer 2 durch das Thermometer 8 gemessen. Dann wird im Raum 2b durch den obigen Heizvorgang eine gesättigte Dampfatmosphäre des Modifizierungsmittels 21 erzeugt, und infolge dessen wird die Dampferzeugungskammer 2 mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 gefüllt. Dann wird der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 in der Dampferzeugungskammer 2 zum Dampfauslass 2e transportiert, während gleichzeitig der Mischabschnitt 9 durch die Kühlvorrichtung 52 gekühlt wird (S73).
Dann werden die zu modifizierenden Teilchen 22 in den Raum 2b nahe dem Dampfauslass 2e der Dampferzeugungskammer 2 eingeleitet (S74). In diesem Fall werden die Teilchen 22 durch den Teilcheneinlass 20 in den Raum 2b eingeleitet. Die in den Raum 2b eingeleiteten Teilchen 22 werden ferner gemeinsam mit dem den Raum 2b füllenden gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 zum gekühlten Mischabschnitt 9 transportiert. Durch die obigen Schritte wird im Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2 ein Gasgemisch aus dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21 und den Teilchen 22 erhalten. Unter diesen Bedingungen umgibt, wie es im Zustand (i) in der 4 dargestellt ist, der Dampf des Modifizierungsmittels 21 die Teilchen 22, und der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels 21 wird unmittelbar in den übersättigten Zustand überführt, und dann erfolgt, wie es im Zustand (ii) in der 4 veranschaulicht ist, die Kondensationsreaktion des Modifizierungsmittels 21 an der Oberfläche der Teilchen 22. Demgemäß wird, wie es im Zustand (iii) in der 4 veranschaulicht ist, ein Film des Modifizierungsmittels 21 auf der Oberfläche der Teilchen 22 ausgebildet, wodurch die Oberflächeneigenschaften der Teilchen 22 modifiziert werden.
Dann werden die behandelten Teilchen 22 im Behandlungsraum 9b, d. h. die modifizierten Teilchen, dem Mischabschnitt 9 entnommen, woraufhin die Behandlung endet (S75).
Es ist bevorzugt, ein Modifizierungsmittel zu verwenden, das einen hohen Sättigungsgrad erzielen kann. Jedoch besteht für das Modifizierungsmittel keine spezielle Beschränkung, da selbst dann, wenn eine Flüssigkeit eines Modifizierungsmittels mit niedrigem Sättigungsgrad verwendet wird, ein auf der Oberfläche der Teilchen 22 hergestellter Film allmählich dadurch dicker ausgebildet werden kann, dass die Modifizierbehandlung wiederholt wird, wie es unten bei der Ausführungsform 4 beschrieben wird.
Beispiel 7
Nun wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 15 ein anderes Beispiel der Modifizierbehandlung erläutert, wie sie unter gewünschten Bedingungen durch das durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 51 der 13 realisierte Teilchenmodifizierverfahren erfolgt. Es wird darauf hingewiesen, dass in den Schritten S81–S85 der 15 ergriffene Maßnahmen identisch mit denen sind, wie sie jeweils in S71–S75 der 14 ergriffen werden.
Zunächst wird Diethylenglycol als Modifizierungsmittel 21 in den Innenwandabschnitt 2a₂ der Dampferzeugungskammer 2 imprägniert (S81). Dann wird das Innere der Dampferzeugungskammer 2 durch die Heizvorrichtung 7 erwärmt, um die Temperatur des Innenwandabschnitts 2a₂ auf 350 K zu erhöhen (S82), wodurch im Raum 2b ein gesättigter Dampf von Diethylenglycol erzeugt wird. Auch wird der Mischabschnitt 9 durch die Kühlvorrichtung 52 gekühlt, um die Temperatur des Leitungswandabschnitts 9a auf 259 K abzusenken (S83).
Dann werden Titanoxid-Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 μm und einer Teilchenkonzentration von 10¹⁰/m³ durch den Teilcheneinlass 20 in den Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2 eingeleitet. Demgemäß werden die in den Raum 2b eingeleiteten Titanoxid-Teilchen gemeinsam mit dem den Raum 2b füllenden gesättigten Dampf von Diethylenglycol durch den Raum 2b transportiert. Dann wird im Mischabschnitt 9 ein Gasgemisch aus dem gesättigten Dampf von Diethylenglycol und Titanoxid-Teilchen erhalten, das dort durch die Kühlvorrichtung 52 gekühlt wird (S85), wodurch Diethylenglycol in einen übersättigten Zustand überführt wird. Demgemäß kondensiert Diethylenglycol an der Oberfläche der Titanoxid-Teilchen, und diese wird mit einem Film von Diethylenglycol beschichtet.
So werden als Enderzeugnisse durch die obigen Schritte die modifizierten Teilchen mit Titanoxid-Teilchen als Keim und einer Beschichtung mit Diethylenglycol erhalten, und sie verfügen auch über eine im Wesentliche gleichmäßige Teilchengröße mit einer primären mittleren Teilchengröße von 3 μm. Dann werden die behandelten Titanoxid-Teilchen zur Außenseite der Teilchenmodifiziervorrichtung 51 geleitet, woraufhin die Behandlung endet (S85).
Beispiel 8
Nun wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 16 noch ein anderes Beispiel der Modifizierbehandlung erläutert, wie sie unter gewünschten Bedingungen durch das durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 51 der 13 realisierte Teilchenmodifizierverfahren erfolgt. Es wird darauf hingewiesen, dass in den Schritten S91–S95 der 16 ergriffene Maßnahmen identisch mit denen sind, wie sie jeweils in S71–S75 der 14 ergriffen werden.
Zunächst wird Salpetersäure als Modifizierungsmittel 21 in den Innenwandabschnitt 2a₂ der Dampferzeugungskammer 2 imprägniert (S91) und das Innere der Dampferzeugungskammer 2 durch die Heizvorrichtung 7 erwärmt, um die Temperatur des Innenwandabschnitts 2a₂ auf 420 K zu erhöhen (S92), wodurch im Raum 2b ein gesättigter Dampf von Salpetersäure erzeugt wird. Auch wird der Mischabschnitt 9 gekühlt, um die Temperatur des Leitungswandabschnitts 9b auf 290 K abzusenken (S93).
Dann werden Rußteilchen mit einer geometrisch gemittelten Teilchengröße von 0,5 μm und einer Teilchenkonzentration von 10¹²/m³ durch den Teilcheneinlass 20 in den Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2 eingeleitet (S94). Demgemäß werden die in den Raum 2b eingeleiteten Rußteilchen gemeinsam mit dem den Raum 2b füllenden gesättigten Dampf von Salpetersäure durch den Raum 2b transportiert. Dann wird im Mischabschnitt 9 ein Gasgemisch aus dem gesättigten Dampf von Salpetersäure und Rußteilchen erhalten, das dort durch die Kühlvorrichtung 52 gekühlt wird. Demgemäß werden mit einem Film von Salpetersäure beschichtete modifizierte Teilchen erhalten. Dann werden die behandelten Rußteilchen zur Außenseite der Teilchenmodifiziervorrichtung 53 geleitet, woraufhin die Behandlung endet (S95).
Die behandelten Rußteilchen und nicht behandelte Rußteilchen werden gesondert unter Rühren in superreines Wasser eingebracht, und es wird die Benetzbarkeit der beiden untersucht. Die nicht behandelten Teilchen benetzen dabei nicht mit dem superreines Wasser sondern schwimmen weiterhin an der Oberfläche auf. Demgegenüber benetzen die behandelten Teilchen mit dem superreinen Wasser und werden in diesem dispergiert/suspendiert. Dies zeigt, dass durch das vorliegende Teilchenmodifizierverfahren modifizierte Rußteilchen als Pigment bessere Benetzbarkeit zeigen können.
Wie erläutert, erfolgt, gemäß dem vorliegenden Teilchenmodifizierverfahren, die Teilchenmodifizierbehandlung mit den folgenden Schritten:

(1) Herstellen eines gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels 21 im Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2;
(2) Einleiten der Teilchen 22 in den Raum 2b in der Dampferzeugungskammer 2 durch den Teilcheneinlass 20 und anschließendes Liefern der Teilchen 22 an den Mischabschnitt 9 gemeinsam mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels 21, die miteinander zu mischen sind und dort durch die Kühlvorrichtung 52 zu kühlen sind; und
(3) Auslassen der sich ergebenden modifizierten Teilchen aus dem Mischabschnitt 9.

Demgemäß kann die Teilchenmodifizierbehandlung wiederholt aufeinanderfolgend dadurch ausgeführt werden, dass die Teilchen 22 durch den Teilcheneinlass 20 fortlaufend in den Behandlungsraum 9b eingeleitet werden.
Ausführungsform 4
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschreibt die folgende Beschreibung noch eine andere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung. Nachfolgend sind gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen wie bei den Ausführungsformen 1, 2 und 3 markiert, und die Beschreibung dieser Komponenten wird der Zweckdienlichkeit der Erläuterung halber nicht wieder holt.
Wie es in der 17 dargestellt ist, ist eine zum Realisieren des Teilchenmodifizierverfahrens der vorliegenden Ausführungsform verwendete Teilchenmodifiziervorrichtung 61 so ausgebildet, dass sie die Modifizierbehandlung wiederholt an denselben Teilchen 22 unter Verwendung einer Art oder mehr als einer Art von Modifizierungsmittel 21 durch Teilchenmodifiziervorrichtungen 61a und 61b ausführt.
Die Teilchenmodifiziervorrichtung 61a ist mit der Teilchenmodifiziervorrichtung 51 identisch, und die Teilchenmodifiziervorrichtung 61b ist mit der Teilchenmodifiziervorrichtung 51 identisch, jedoch mit der Ausnahme, dass die optische Erfassungsvorrichtung 4b und die Verbindungsleitung 4c weggelassen sind.
Wie es in der 17 dargestellt ist, ist die Teilchenmodifiziervorrichtung 61 auf solche Weise aufgebaut, dass der Teilchenauslass 6 der Teilchenmodifiziervorrichtung 61 in der ersten Stufe mit der Teilchenzuführleitung 4a der Teilchenmodifiziervorrichtung 61b in der zweiten Stufe verbunden ist. Demgemäß kann die Teilchenmodifiziervorrichtung 61 die Modifizierbehandlung zweimal aufeinanderfolgend ausführen. Wenn die Modifizierbehandlung mehr als zweimal ausgeführt werden soll, werden so viele Teilchenmodifiziervorrichtungen 51 wie erforderlich in Reihe verbunden.
Wie bereits angegeben, ist der die Teilchen 22 beschichtende Film des Modifizierungsmittels 21 umso dicker, je höher der Übersättigungsgrad des Modifizierungsmittels 21 ist. Demgemäß ist es, wenn modifizierte Teilchen mit großen Abmessungen erwünscht sind, bevorzugt, ein Modifizierungsmittel 21 zu verwenden, das einen hohen Übersättigungsgrad erzielen kann. Jedoch können einige Arten von Modifizierungsmitteln 21 keinen ausreichend hohen Übersättigungsgrad erzielen, um bei einer Einzelbehandlung einen Film gewünschten Dicke zu bilden. Auch kann, wenn der Übersättigungsgrad des Modifizierungsmittels 21 zu hoch ist, dasselbe neben der Kondensation unter Verwendung der Teilchen 22 als Keime eine Selbstkondensation zum Bilden von Teilchen erfahren.
Demgemäß wird, gemäß dem Teilchenmodifizierverfahren der vorliegenden Ausführungsform, wie es in der 9 dargestellt ist, die Behandlung zum Herstellen eines Films des Modifizierungsmittels 21 auf der Oberfläche der Teilchen 22 wiederholt an denselben Teilchen 22 ausgeführt, so dass ein Film des Modifizierungsmittels 21 mit gewünschter Dicke selbst dann auf der Oberfläche der Teilchen 22 ausgebildet werden kann, wenn es einen niedrigen Übersättigungsgrad zeigt, oder wenn, wie es in der 10 dargestellt ist, die Behandlung zum Ausbilden des Films des Modifizierungsmittels 21 auf der Oberfläche der Teilchen 22 wiederholt an denselben Teilchen 22 unter Verwendung verschiedener Arten von Modifizierungsmitteln 21 erfolgt, so dass modifizierte Teilchen erhalten werden, die über die gewünschte Teilchengröße verfügen und mit Filmen verschiedener Arten von Modifizierungsmitteln 21a und 21b beschichtet sind. Da die 9 und 10 bei der Ausführungsform 1 oben detailliert erläutert wurden, wird die zugehörige Erläuterung hier nicht wiederholt.
Beispiel 9
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 18 ein Beispiel zum Ausführen der Modifizierbehandlung unter Verwendung derselben Art von Modifizierungsmittel 21 zweimal aufeinanderfolgend durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 61 erläutert. Zunächst wird, in der Teilchenmodifiziervorrichtung 61A, Diethylenglycol als Modifizierungsmittel 21 in den Innenwandabschnitt 2a₂ der Dampferzeugungskammer 2 imprägniert (S101), und das Innere der Dampferzeugungskammer 2 wird durch die Heizvorrichtung 7 beheizt, um die Temperatur des Innenwandabschnitts 2a₂ auf 360 K zu erwärmen (S102), wodurch im Raum 2b ein gesättigter Dampf von Diethylenglycol erzeugt wird. Auch wird der Mischabschnitt 9 gekühlt, um die Temperatur des Behandlungsraums 9b im Mischabschnitt 9 auf 273 K zu senken (S103).
Dann werden Polystyrollatex-Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,3 μm und einer Teilchenkonzentration von 10¹⁰/m³ durch den Teilcheneinlassabschnitt 4 in die Dampferzeugungskammer 2 eingeleitet. Demgemäß werden die in den Raum 2b eingeleiteten Polystyrol-Teilchen gemeinsam mit dem den Raum 2b füllenden gesättigten Dampf von Diethylenglycol durch den Raum 2b transportiert. Dann wird ein Gasgemisch aus dem gesättigten Dampf von Diethylenglycol und Polystyrollatex-Teilchen, das im Mischabschnitt 9 erhalten wurde, durch die Kühlvorrichtung 52 gekühlt (S104), wodurch Diethylenglycol in einen übersättigten Zustand überführt wird. Demgemäß kondensiert Diethylenglycol an der Oberfläche der Polystyrollatex-Teilchen, und diese wird mit einem Film von Diethylenglycol beschichtet.
Demgemäß werden durch die obigen Schritte als Enderzeugnisses modifizierte Teilchen mit Polystyrollatex-Teilchen als Keim überzogen mit einem Film von Diethylenglycol erhalten, die eine im Wesentliche gleichmäßige Teilchengröße mit einer primären mittleren Teilchengröße von 2 μm aufweisen.
Dann werden die behandelten Polystyrollatex-Teilchen von der Teilchenmodifiziervorrichtung 61a in die Teilchenmodifiziervorrichtung 61b eingeleitet, und sie werden durch die Teilcheneinleiteleitung 4a in den Raum 2b eingeleitet (S105).
Dann werden die Schritte S106–109 durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 61b in der zweiten Stufe auf dieselbe Weise wie in den Schritten S101–S104 ausgeführt. Demgemäß werden als Enderzeugnisse modifizierte Teilchen mit Polystyrollatex-Teilchen als Keim und einer Beschichtung mit Diethylenglycol erhalten, die auch über eine im Wesentlichen gleichmäßige Teilchengröße mit einer primären mittleren Teilchengröße von 3 μm verfügen. Die so erhaltenen modifizierten Teilchen werden über den Teilchenauslass 6 der Teilchenmodifiziervorrichtung 61b ausgegeben, woraufhin die Behandlung endet (S110).
Beispiel 10
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 19 ein anderes Beispiel zum Ausführen der Modifizierbehandlung unter Verwendung verschiedener Arten von Modifizierungsmitteln 21 zweimal aufeinanderfolgend durch die Teilchenmodifiziervorrichtung 61 erläutert.
Zunächst wird, in der Teilchenmodifiziervorrichtung 61A, Diethylenglycol als Modifizierungsmittel 21 in den Innenwandabschnitt 2a₂ der Dampferzeugungskammer 2 imprägniert (S121), und das Innere der Dampferzeugungskammer 2 wird durch die Heizvorrichtung 7 beheizt, um die Temperatur des Innenwandabschnitts 2a₂ auf 350 K zu erwärmen (S122), wodurch im Raum 2b ein gesättigter Dampf von Diethylenglycol erzeugt wird. Auch wird der Mischabschnitt 9 gekühlt, um die Temperatur des Behandlungsraums 9b auf 273 K zu senken (S123).
Dann werden Polystyrollatex-Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,3 μm und einer Teilchenkonzentration von 10¹⁰/m³ durch den Teilcheneinlass 20 in die Dampferzeugungskammer 2 eingeleitet. Demgemäß werden die in den Raum 2b eingeleiteten Polystyrol-Teilchen gemeinsam mit dem den Raum 2b füllenden gesättigten Dampf von Diethylenglycol durch den Raum 2b transportiert. Dann wird ein Gasgemisch aus dem gesättigten Dampf von Diethylengly col und Polystyrollatex-Teilchen, das im Mischabschnitt 9 erhalten wurde, durch die Kühlvorrichtung 52 gekühlt (S124), wodurch Diethylenglycol in einen übersättigten Zustand überführt wird. Demgemäß kondensiert Diethylenglycol an der Oberfläche der Polystyrollatex-Teilchen, und diese wird mit einem Film von Diethylenglycol beschichtet.
Demgemäß werden durch die obigen Schritte als Enderzeugnisses modifizierte Teilchen mit Polystyrollatex-Teilchen als Keim überzogen mit einem Film von Diethylenglycol erhalten, die eine im Wesentliche gleichmäßige Teilchengröße mit einer primären mittleren Teilchengröße von 2 μm aufweisen.
Dann werden die behandelten Polystyrollatex-Teilchen von der Teilchenmodifiziervorrichtung 61a in die Teilchenmodifiziervorrichtung 61b eingeleitet, und sie werden durch die Teilcheneinleiteleitung 4a in den Raum 2b eingeleitet (S125). In der Teilchenmodifiziervorrichtung 61b in der zweiten Stufe werden die Schritte S126–S129 auf dieselbe Weise wie S121–124 ausgeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass als Modifizierungsmittel 21 Triethylenglycol verwendet wird.
Demgemäß werden als Enderzeugnisse modifizierte Teilchen mit den Polystyrollatex-Teilchen als Keim und mit einem Überzug aus einem Film von zuerst Diethylenglycol und dann einem Film von Triethylenglycol erhalten, die über eine im Wesentlichen gleichmäßige Teilchengröße mit einem Mittel von 4 μm verfügen. Die so erhaltenen modifizierten Teilchen werden vom Teilchenauslass 6 der Teilchenmodifiziervorrichtung 61b ausgegeben, woraufhin die Behandlung endet (S130).
Auf diese Weise werden, wenn mehr als eine Art von Modifizierungsmittel 21 verwendet wird, so viele Teilchenmodifiziervorrichtungen 1 in Reihe verbunden, wie Arten von Modifizierungsmitteln 21 vorhanden sind. Alternativ können mehrere Arten von Modifizierungsmitteln 21 in eine einzelne Teilchenmodifiziervorrichtung 1 imprägniert werden, so dass ein Film aus gemischten Modifizierungsmitteln 21 dadurch auf der Oberfläche der Teilchen 22 gebildet wird, dass die Modifizierbehandlung nur einmal ausgeführt wird.
Wie erläutert, ist ein erfindungsgemäßes Teilchenmodifizierverfahren ein solches, bei dem ein Film aus einem Modifizierungsmittel dadurch auf der Oberfläche der Teilchen hergestellt wird, dass die zu modifizierenden Teilchen einem übersättigten Dampf des Modifizierungsmittels ausgesetzt werden, damit die Teilchen das Modifizierungsmittel an ihrer Oberfläche modifizie ren lassen, wobei der übersättigte Dampf des Modifizierungsmittels dadurch um die Teilchen herum erzeugt wird, dass die gekühlten Teilchen mit einem Dampf des Modifizierungsmittels vermischt werden.
Gemäß dem obigen Verfahren kann nicht nur ein gleichmäßiger Film auf der Oberfläche der Teilchen hergestellt werden, sondern es können auch modifizierte Teilchen mit großer Teilchenfläche erhalten werden. Darüber hinaus kann das Modifizierungsmittel effizient aus dem Dampf auf der Oberfläche der Teilchen abgeschieden werden. Auch dann, wenn Teilchen einer Flüssigkeit verwendet werden, kann die Verdampfung der Teilchen als solcher, wenn sie in den übersättigten Dampf des Modifizierungsmittels eingeleitet werden, unterdrückt werden.
Beim obigen Teilchenmodifizierverfahren ist es bevorzugt, den Film des auf der Oberfläche der Teilchen ausgebildeten Modifizierungsmittels dadurch dicker auszubilden, dass ein Schritt, bei dem der Film des Modifizierungsmittels auf der Oberfläche der Teilchen erzeugt wird, mehr als einmal wiederholt wird.
Gemäß dem obigen Verfahren können, selbst dann, wenn ein Modifizierungsmittel mit niedrigem Übersättigungsgrad verwendet wird, modifizierte Teilchen einer gewünschten Teilchengröße dadurch erhalten werden, dass die Modifizierbehandlung so oft wie erforderlich wiederholt wird.
Beim obigen Teilchemodifizierverfahren ist es bevorzugt, verschiedene Arten von Modifizierungsmittel im zumindest zweimal wiederholten Filmbildungsschritt gesondert zu verwenden.
Gemäß dem obigen Verfahren kann, da Modifizierungsmittel verschiedener Arten verwendet werden, die jeweiligen Modifizierungsmittel verschiedene Funktionen ausüben, was es ermöglicht, modifizierte Modifizierungsmittel mit hohem Funktionsvermögen mit mehr als einer Funktion zu erzielen. Darüber hinaus können modifizierte Teilchen mit hohem Funktionsvermögen, auf denen Modifizierungsmittel verschiedener Arten schichtweise aufgebracht sind, dadurch erhalten werden, dass die Modifizierbehandlung an denselben Teilchen unter Verwendung verschiedener Arten von Modifizierungsmitteln wiederholt ausgeführt wird.
Beim obigen Teilchenmodifizierverfahren ist es bevorzugt, einen gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels durch Erwärmen desselben herzustellen.
Gemäß dem obigen Verfahren wird, da der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels dadurch hergestellt wird, dass das Modifizierungsmittel erwärmt wird, eine Temperaturdifferenz zwischen dem Dampf des Modifizierungsmittels und den Teilchen größer, und der Dampf des Modifizierungsmittels kann leicht in einen Übersättigungszustand überführt werden. Demgemäß kondensiert eine größere Menge des Modifizierungsmittels auf jedem Teilchen, wenn der Dampf des Modifizierungsmittels und die Teilchen gemischt werden, um es zu ermöglichen, Teilchen mit größeren Teilchenabmessungen zu erzielen.
Wie erläutert, ist eine erfindungsgemäße Teilchenmodifiziervorrichtung mit Folgendem versehen:

– einem Mischabschnitt zum Mischen gekühlter Teilchen mit einem Dampf des Modifizierungsmittels zum Modifizieren der Teilchen, damit das Modifizierungsmittel auf der Oberfläche der Teilchen kondensiert;
– einem Teilcheneinlassabschnitt zum Einleiten der Teilchen in den Mischabschnitt;
– einer Teilchenkühleinrichtung zum Kühlen der Teilchen im Teilcheneinlassabschnitt; und
– einem Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt zum Zuführen des Dampfs des Modifizierungsmittels zum Mischabschnitt.

Gemäß der obigen Anordnung kann nicht nur ein gleichmäßiger Film auf der Oberfläche der Teilchen hergestellt werden, sondern es können auch modifizierte Teilchen mit großen Teilchenabmessungen erhalten werden. Darüber hinaus kann das Modifizierungsmittel auf effiziente Weise aus dem Dampf auf der Oberfläche der Teilchen abgeschieden werden. Auch wenn Teilchen einer Flüssigkeit verwendet werden, kann die Verdampfung der Teilchen als solcher, wenn sie in den gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels eingeleitet werden, unterdrückt werden.
Bei der obigen Teilchenmodifiziervorrichtung ist es bevorzugt, dass der Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt Folgendes aufweist:

– eine Dampferzeugungskammer, die in ihrem Inneren das Modifizierungsmittel aufnehmen kann; und
– eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des in der Dampferzeugungskammer festgehaltenen Modifizierungsmittels, um einen gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels zu erzeugen.

Gemäß der obigen Anordnung wird, da der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels durch Erwärmen desselben erzeugt wird, eine Temperaturdifferenz zwischen dem Dampf des Modifizierungsmittels und den Teilchen größer, und der Dampf des Modifizierungsmittels kann leicht in einen übersättigten Zustand überführt werden. Demgemäß kondensiert eine größere Menge des Modifizierungsmittels auf jedem Teilchen, wenn der Dampf des Modifizierungsmittels und die Teilchen vermischt werden, was es ermöglicht, Teilchen mit größeren Abmessungen zu erhalten.
Es ist bevorzugter, dass die obige Teilchenmodifiziervorrichtung ferner über eine Temperatureinstelleinrichtung zum Einstellen der Temperatur des Mischabschnitts auf solche Weise, dass sie über der Temperatur des Dampfs des Modifizierungsmittels verbleibt, nachdem dieses mit den Teilchen vermischt wurde, verfügt.
Gemäß der obigen Anordnung kann eine Kondensation des Dampfs es Modifizierungsmittels auf der Innenseite des Mischabschnitts verhindert werden. Demgemäß kann das Modifizierungsmittel den Kondensationseffekt auf effiziente Weise erfahren, so dass nicht nur der Verlust an Modifizierungsmittel verringert werden kann, sondern auch modifizierte Teilchen mit im Wesentlichen derselben Teilchengröße erhalten werden können.
Es ist bevorzugt, dass die obige Teilchenmodifiziervorrichtung ferner über eine Temperatureinstelleinrichtung zum Einstellen der Temperatur des Mischabschnitts auf solche Weise, dass sie unter der Temperatur des Dampfs des Modifizierungsmittels verbleibt, nachdem dieses mit den Teilchen vermischt wurde, verfügt.
Gemäß der obigen Anordnung kondensiert eine größere Menge des Modifizierungsmittels auf jedem Teilchen, und es können Teilchen mit größerer Teilchengröße dadurch erhalten werden, dass ein Gemisch der Teilchen und der gesättigten Atmosphäre des Dampfs weiter abgekühlt wird.
Es ist bevorzugt, dass die obige Teilchenmodifiziervorrichtung ferner über eine Modifizierungsmittel-Transportgas-Zuführvorrichtung zum Zuführen eines Modifizierungsmittel-Transportgases, das den Dampf des Modifizierungsmittels zum Mischabschnitt transportiert, zum Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt, verfügt,

– wobei die Modifizierungsmittel-Transportgas-Zuführvorrichtung über eine erste Verunreinigungs-Beseitigungsvorrichtung zum Beseitigen von im Modifi zierungsmittel-Transportgas enthaltenen Verunreinigungen mit dem Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt verbunden ist.

Gemäß der obigen Anordnung kann selbst dann, wenn weniger reines, kommerziell verfügbares Gas oder Luft als Modifizierungsmittel-Transportgas verwendet wird, die Kondensation des Modifizierungsmittels unter Verwendung der schwebenden, verunreinigenden feinen Teilchen als Keimen verhindert werden, während gleichzeitig die Kondensation von unreinem, im Teilchentransportgas enthaltenem Dampf verhindert werden kann.
Es ist bevorzugt, dass die obige Teilchenmodifiziervorrichtung ferner über eine Teilchentransportgas-Zuführrichtung zum Zuführen eines Teilchentransportgases, das die Teilchen zum Mischabschnitt transportiert, zum Teilcheneinlassabschnitt verfügt,

– wobei die Teilchentransportgas-Zuführvorrichtung über eine zweite Fremdstoff-Beseitigungsvorrichtung zum Beseitigen von im Teilchentransportgas enthaltenen Verunreinigungen mit dem Teilcheneinlassabschnitt verbunden ist.

Gemäß der obigen Anordnung kann selbst dann, wenn weniger reines, kommerziell verfügbares Gas oder Luft als Modifizierungsmittel-Transportgas verwendet wird, die Kondensation des Modifizierungsmittels unter Verwendung der schwebenden, verunreinigenden feinen Teilchen als Keimen verhindert werden, während gleichzeitig die Kondensation von unreinem, im Teilchentransportgas enthaltenem Dampf verhindert werden kann.
Bei der obigen Teilchenmodifiziervorrichtung ist es bevorzugt, dass:

– der Teilcheneinlassabschnitt über eine Teilcheneinleiteleitung, die mit einem Endabschnitt des Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitts auf der mit dem Mischabschnitt verbundenen Seite verbunden ist, um die Teilchen dem Endabschnitt zuzuführen; und
– die Teilchenkühleinrichtung die Innenfläche der Teilcheneinleiteleitung kühlt.

Die obige Anordnung ermöglicht es, eine Beeinträchtigung (einschließlich einer Verflüssigung oder einer Verdampfung), Verformung, Umwandlung usw. der Teilchen hervorgerufen durch die Wärme während des Transportschritts durch die Teilcheneinleiteleitung zu verhindern, bevor sie mit dem gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels im Mischabschnitt vermischt werden.
Bei der obigen Teilchenmodifiziervorrichtung ist es bevorzugt, dass:

– der Teilcheneinlassabschnitt über eine Teilcheneinleiteleitung verfügt, die mit einem Endabschnitt des Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitts auf der mit dem Mischabschnitt verbundenen Seite verbunden ist, um die Teilchen dem Endabschnitt zuzuführen; und
– eine Außenseite-Heizeinrichtung an einer Außenseite des Teilcheneinlassabschnitts vorhanden ist, um die Außenseite der Teilcheneinleiteleitung über die Temperatur des Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitts zu erwärmen.

Gemäß der obigen Anordnung wird, da die Außenseite der Teilcheneinleiteleitung auf eine Temperatur über der Temperatur der Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt erwärmt werden kann, das Modifizierungsmittel, das in der Dampferzeugungskammer zu Dampf gewandelt wird, nicht durch die Außenfläche der Teilcheneinleiteleitung gekühlt, so dass es nicht darauf kondensiert.
Bei der obigen Teilchenmodifiziervorrichtung ist es bevorzugt, dass:

– der Teilcheneinlassabschnitt über eine Teilcheneinleiteleitung verfügt, die mit einem Endabschnitt des Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitts auf der mit dem Mischabschnitt verbundenen Seite verbunden ist, um die Teilchen dem Endabschnitt zuzuführen; und
– die Teilcheneinleiteleitung über einen Innenwandabschnitt, einen Außenwandabschnitt und eine Wärmeisolierschicht zwischen dem Innenwandabschnitt und dem Außenwandabschnitt verfügt.

Die obige Anordnung ermöglicht es, nicht nur das Erwärmen eines Raums in der Teilcheneinleiteleitung durch den gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels sonden auch die Kondensation des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels am Außenwandabschnitt zu verhindern. Ferner können die Temperaturen des Außenwandabschnitts und des Innenwandabschnitts innerhalb einer kurzen Zeit mittels der obigen Anordnung genau eingestellt werden.
Wie erläutert, verfügt eine andere erfindungsgemäße Teilchenmodifiziervorrichtung über Folgendes:

– einen Mischabschnitt zum Mischen von Teilchen mit einem Dampf des Modifizierungsmittels zum Modifizieren der Teilchen;
– eine Dampferzeugungskammer zum Erzeugen des Dampfs des Modifizierungsmittels in ihrem Inneren;
– einen Dampfauslass an einem Endabschnitt der Dampferzeugungskammer zum Einleiten des Dampfs des Modifizierungsmittels in den Mischabschnitt;
– einen Teilcheneinlass an der Dampferzeugungskammer an einem Endabschnitt auf der Seite des Dampfauslasses, um die Teilchen in die Dampferzeugungskammer einzuleiten; und
– eine Kühleinrichtung zum Kühlen eines Gemischs der Teilchen und des Dampfs des Modifizierungsmittels im Mischabschnitt, damit das Modifizierungsmittel auf einer Oberfläche der Teilchen kondensiert.

Gemäß der obigen Anordnung kann, da der Teilcheneinlass am Endabschnitt der Dampferzeugungskammer auf der Seite des Dampfauslasses vorhanden ist, eine Beeinträchtigung der Teilchen durch die Wärme in der Dampferzeugungskammer verhindert werden. Gleichzeitig kann ein Konzentrationsabfall des Dampfs des Modifizierungsmittels, wenn er am Teilcheneinlassabschnitt anhaftet, verhindert werden. Ferner ergibt sich ein anderer Effekt dahingehend, dass Wärme nicht von der Dampferzeugungskammer an den Teilcheneinlassabschnitt übertragen wird.
Es ist bevorzugt, dass die obige Teilchenmodifiziervorrichtung ferner über eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des Modifizierungsmittels in der Dampferzeugungskammer verfügt, um einen gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels zu erzeugen.
Der der obigen Anordnung wird, da der gesättigte Dampf des Modifizierungsmittels durch Erwärmen desselben erzeugt wird, eine Temperaturdifferenz zwischen dem Dampf des Modifizierungsmittels und den Teilchen größer, und der Dampf des Modifizierungsmittels kann leicht in einen übersättigten Zustand gebracht werden. Demgemäß kondensiert eine größere Menge des Modifizierungsmittels auf jedem Teilchen, wenn der Dampf des Modifizierungsmittels und die Teilchen gemischt werden, was es ermöglicht, Teilchen mit größerer Teilchengröße zu erhalten.
Es ist bevorzugt, dass die obige Teilchenmodifiziervorrichtung ferner Folgendes aufweist:

– eine Teilcheneinleiteleitung, die mit dem Teilcheneinlass verbunden ist, um die Teilchen durch diesen zu liefern; und
– eine Außenfläche-Heizeinrichtung zum Erwärmen der Außenseite der Teilcheneinleiteleitung auf eine Temperatur über der Temperatur des Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitts.

Gemäß der obigen Anordnung kann, da die Außenseite der Teilcheneinleiteleitung auf eine Temperatur über der Temperatur der Modifizierungsmitteldampf- Zuführabschnitt erwärmt werden kann, die Kondensation des Modifizierungsmittels, das in der Dampferzeugungskammer zu Dampf gewandelt wird und durch die Außenseite der Teilcheneinleiteleitung gekühlt wird, verhindert werden.
Es ist bevorzugt, dass die obige Teilchenmodifiziervorrichtung ferner über eine Teilcheneinleiteleitung verfügt, die mit dem Teilcheneinlass verbunden ist, um die Teilchen durch diesen zu liefern, wobei

– die Teilcheneinleiteleitung über einen Innenwandabschnitt, einen Außenwandabschnitt und eine Wärmeisolierschicht zwischen dem Innenwandabschnitt und dem Außenwandabschnitt verfügt.

Die obige Anordnung ermöglicht es, nicht nur eine Erwärmung eines Raums in der Teilcheneinleiteleitung durch den gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels sondern auch die Kondensation des gesättigten Dampfs des Modifizierungsmittels am Außenwandabschnitt zu verhindern. Ferner können die Temperaturen des Außenwandabschnitts und des Innenwandabschnitts mittels der obigen Anordnung innerhalb kurzer Zeit genau eingestellt werden.

Claims

Teilchenmodifizierverfahren zum Ausbilden eines Films eines Modifizierungsmittels zum Modifizieren der Teilchen (22) auf einer Oberfläche von Teilchen (22) durch Abkühlen derselben und anschließendes Mischen derselben mit einem Dampf des Modifizierungsmittels, um einen übersättigten Dampf desselben um die Teilchen (22) herum auszubilden, wobei die Teilchen (22) dem übersättigten Dampf ausgesetzt werden, damit das Modifizierungsmittel auf der Oberfläche der Teilchen (22) kondensieren kann; dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (22) durch eine Teilchen-Einleiteleitung (4a), deren Innenfläche gekühlt wird, in einen Mischabschnitt (9) eingeleitet werden, während sie in einem Teilchentransportgas im Schweben gehalten werden.
Teilchenmodifizierverfahren nach Anspruch 1, bei dem der auf der Oberfläche der Teilchen (22) ausgebildete Film des Modifizierungsmittels dadurch eingedickt wird, dass ein Schritt zum Ausbilden des Films des Modifizierungsmittels auf der Oberfläche der Teilchen (22) mehr als einmal wiederholt wird.
Teilchenmodifizierverfahren nach Anspruch 2, bei dem im genannten Filmbildungsschritt verschiedene Arten von Modifizierungsmittel verwendet werden, wobei der Schritt mindestens zweimal wiederholt wird.
Teilchenmodifizierverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem ein gesättigter Dampf des Modifizierungsmittels durch Erwärmen des Modifizierungsmittels erzeugt wird.
Teilchenmodifiziervorrichtung mit: – einem Mischabschnitt (9) zum Mischen gekühlter Teilchen (22) mit einem Dampf eines Modifizierungsmittels zum Modifizieren der Teilchen (22), damit das Modifizierungsmittel auf der Oberfläche der Teilchen (22) kondensieren kann; – einer Kühleinrichtung zum Kühlen zumindest der Teilchen (22) und – einem Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt zum Zuführen des Dampfs zum Mischabschnitt (9); gekennzeichnet durch – eine Teilchen-Einleiteleitung (4a) zum Einleiten der Teilchen (22) in den Mischabschnitt (9); und – eine Kühleinrichtung zum Kühlen einer Innenfläche der Teilchen-Einleiteleitung (4a).
Teilchenmodifiziervorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt (2, 7) Folgendes aufweist: – eine Dampferzeugungskammer (2), die im Inneren das Modifizierungsmittel aufnehmen kann; und – eine Heizeinrichtung (7) zum Erwärmen des in der Dampferzeugungskammer (2) aufgenommenen Modifizierungsmittels, um einen gesättigten Dampf desselben zu erzeugen.
Teilchenmodifiziervorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt (2, 7) Folgendes aufweist: – eine Dampferzeugungskammer (2) zum Erzeugen des Dampfs des Modifizierungsmittels in ihrem Inneren; – einen Dampfauslass (2e), der in einem Endabschnitt der Dampferzeugungskammer (2) vorhanden ist, um den Dampf des Modifizierungsmittels in der Dampferzeugungskammer (2) in den Mischabschnitt (9) einzuleiten; und – einen Teilcheneinlass (20), der an einem Endabschnitt der Dampferzeugungskammer (2) auf der Seite des Dampfauslasses (2e) vorhanden ist; – wobei die Teilchen-Einleiteleitung (4a) mit dem Teilcheneinlass (20) verbunden ist.
Teilchenmodifiziervorrichtung nach Anspruch 7, ferner mit einer Heizeinrichtung (7) zum Erwärmen des Modifizierungsmittels in der Dampferzeugungskammer (2), um einen gesättigten Dampf des Modifizierungsmittels zu erzeugen.
Teilchenmodifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7, oder 8, bei der zumindest ein Teil einer Innenwand der Dampferzeugungskammer (2) aus einem porösen Material besteht, in das das Modifizierungsmittel imprägniert werden kann.
Teilchenmodifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei der der Mischabschnitt (9) auf solche Weise angebracht ist, dass er unter einem Winkel zwischen 80 und 100° in Bezug auf eine horizontale Richtung verkippt ist.
Teilchenmodifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, ferner mit einer Temperatureinstelleinrichtung (14) zum Einstellen der Temperatur des Mischabschnitts (9) auf solche Weise, dass sie über der Temperatur des Dampfs des Modifizierungsmittels verbleibt, nachdem dasselbe mit den Teilchen (22) vermischt wurde.
Teilchenmodifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, ferner mit einer Temperatureinstelleinrichtung (14) zum Einstellen der Temperatur des Mischabschnitts (9) auf solche Weise, dass sie unter der Temperatur des Dampfs des Modifizierungsmittels verbleibt, nachdem dasselbe mit den Teilchen (22) vermischt wurde.
Teilchenmodifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, ferner mit einer optischen Erfassungseinrichtung (3) zum Erfassen der Teilchengröße und/oder der Teilchenkonzentration der Teilchen (22) im Mischabschnitt (9).
Teilchenmodifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, ferner mit einer Modifizierungsmitteltransportgas-Zuführvorrichtung (25), um ein Modifizierungsmittel-Transportgas, das den Dampf des Modifizierungsmittels zum Mischabschnitt (9) transportiert, an den Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt (2, 7) zu liefern; – wobei diese Modifizierungsmitteltransportgas-Zuführabschnitt (25) über eine erste Verunreinigungen-Entfernungsvorrichtung (23) zum Entfernen von im Modifizierungsmitteltransportgas enthaltenen Verunreinigungen mit dem Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitt (2, 7) verbunden ist.
Teilchenmodifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, ferner mit einer Teilchentransportgas-Zuführvorrichtung (26) zum Zuführen eines Teilchentransportgases, das die Teilchen (22) zum Mischabschnitt (9) transportiert, zum Teilchen-Einleiteabschnitt (4); – wobei die Teilchentransportgas-Zuführvorrichtung (26) über eine zweite Verunreinigungen-Entfernungsvorrichtung (24) zum Entfernen von im Teilchentransportgas enthaltenen Verunreinigungen mit der Teilchen-Einleiteleitung (4) verbunden ist.
Teilchenmodifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6, 9 bis 15, bei der die Teilchen-Einleiteleitung (4a) auf der mit dem Mischabschnitt (9) verbundenen Seite mit einem Endabschnitt des Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitts verbunden ist.
Teilchenmodifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, bei der: – die Teilchen-Einleiteleitung (4a) auf der mit dem Mischabschnitt (9) verbundenen Seite mit einem Endabschnitt des Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitts (2, 7) verbunden ist, um die Teilchen (22) diesem Endabschnitt zuzuführen; und – eine Außenfläche-Heizeinrichtung (12) an einer Außenfläche der Teilchen-Einleiteleitung (4a) vorhanden ist, um eine Außenfläche derselben über die Temperatur des Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitts zu erwärmen.
Teilchenmodifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, bei der: – die Teilchen-Einleiteleitung (4a) auf der mit dem Mischabschnitt (9) verbundenen Seite mit einem Endabschnitt des Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitts (2, 7) verbunden ist, um die Teilchen (22) diesem Endabschnitt zuzuführen; und – die Teilchen-Einleiteleitung (4a) einen Außenwandabschnitt (4a₁ ), einen Innenwandabschnitt (4a₂ ) und eine zwischen diese eingefügte Wärmeisolierschicht (4a₃ ) aufweist.
Teilchenmodifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, bei der: – eine optische Erfassungseinrichtung (4b) zum Erfassen der Teilchengröße oder der Teilchenkonzentration der Teilchen (22) in der Teilchen-Einleiteleitung (4a) vorhanden ist; und – die Teilchen-Einleiteleitung (4a) auf der mit dem Mischabschnitt (9) verbundenen Seite mit einem Endabschnitt des Modifizierungsmitteldampf-Zuführabschnitts verbunden ist, um die Teilchen (22) dem Endabschnitt zuzuführen.