JP3506854B2 - 粒子表面改質方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粒子の表面に、粒
子の性質を改質させるための膜を形成する粒子表面改質
方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から微粒子の表面を改質する方法と
して、微粒子表面を表面改質剤にて覆うことが行われて
いる。この方法としては、乾式の他に液相中において表
面改質を行う方法がある。具体的には、混練法、媒体を
利用しての攪拌法、あるいはスプレードライ法等により
粒子の表面を表面改質剤にて覆うものである。このよう
な方法は一般的によく知られており、例えば以下の文献
にも詳細に述べられている。 １．「微粒子工学−分散の基礎と応用」（社団法人 日
本粉体工業技術協会編集、（株）朝倉書店発行）の第１
２３頁〜第１３６頁 ２．「最近の化学工学 ４５ 微粒子工学」（化学工学
会編集、化学工業社発行）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
粒子表面改質方法では、表面改質処理により粒子が帯電
してしまい、その後の粒子の取扱いが困難になる。ま
た、表面改質処理に非常に長時間を要する。さらに、表
面改質処理の際の操作が煩雑であり、かつ高価な装置に
頼らざるを得ないといった問題点を招来している。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、粒子の帯電を起
こすことなく、従来と比較して簡便な操作で短時間に粒
子の表面を改質することができる粒子表面改質方法およ
び装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明の粒子表面改質方法は、粒
子を粒子表面の性質を改質するための表面改質剤の過飽
和雰囲気に曝し、前記粒子表面に前記表面改質剤を凝縮
させることにより粒子表面に表面改質剤の膜を生成させ
る第１の工程を有し、内壁部の少なくとも一部が多孔質
材料にて形成され、この多孔質材料に前記表面改質剤を
含浸させた凝縮箱内にて第１の工程を行い、この第１の
工程を複数回繰り返すことにより、前記粒子表面の表面
改質剤の膜厚を厚くすることを特徴としている。

【０００６】請求項１に記載の構成によれば、粒子の攪
拌等の粒子を帯電させるような処理を行うことなく、粒
子の表面に表面改質剤の膜、即ち表面改質膜を得ること
ができる。従って、表面改質処理済の粒子、即ち表面改
質粒子は表面改質処理工程において帯電することがな
く、取り扱いが容易となる。

【０００７】また、粒子を表面改質剤の過飽和雰囲気に
曝し、粒子表面に表面改質剤を凝縮させることにより粒
子表面に表面改質膜を生成させるという処理は、攪拌等
による粒子表面改質処理と比較して、非常に短時間に行
うことができる。

【０００８】また、本粒子表面改質方法は、表面改質剤
の過飽和雰囲気を形成し、これに粒子を曝して粒子表面
に表面改質剤を凝縮させるという単純な物理現象を利用
したものであるので、操作が簡便であり、さらにこれを
実施する装置も簡単かつ低コストの構成となる。

【０００９】また、粒子表面に形成された表面改質膜に
は表面張力が作用する。従って、均一な膜厚の表面改質
膜にて粒子を覆うことができる。

【００１０】また、粒子表面に表面改質剤の膜を生成さ
せる第１の工程を複数回繰り返すことにより 、前記粒子
表面の表面改質剤の膜を厚くするので、所望の膜厚の表
面改質剤の膜、および所望の粒径の表面改質粒子を得る
ことができる。

【００１１】即ち、また、高い過飽和度が得られる表面
改質剤を使用した場合には、１回の表面改質処理におい
て、所望の膜厚の表面改質膜、あるいは所望の粒径の表
面改質粒子を得ることができる。一方、高い過飽和度が
得られない表面改質剤を使用した場合には、１回の表面
改質処理において、所望の膜厚の表面改質膜、あるいは
所望の粒径の表面改質粒子を得ることができない場合が
ある。そこで、本粒子表面改質方法では、同一の粒子に
対して、表面改質剤の膜を形成するための複数回の処理
が可能であるので、これを行えば、上記問題を解決する
ことができる。

【００１２】また、表面改質剤を大きい表面積を得るこ
とができる多孔質材料に含ませて凝縮箱内の雰囲気に曝
し、表面改質剤の飽和蒸気を得ることができるので、こ
の飽和蒸気を短時間で効率よく得ることができる。

【００１３】請求項２に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項１に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、表面改質処理前の前記粒子をエアロゾルとして前記
凝縮箱内に取り込み、かつ表面改質処理後の前記粒子を
エアロゾルとして前記凝縮箱内から取り出すことを特徴
としている。

【００１４】請求項３に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項１に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、粒子表面に表面改質剤の膜を生成させる前記複数回
の工程のうちの少くとも２回の工程に、相互に種類の異
なる表面改質剤を使用することを特徴としている。

【００１５】請求項３に記載の構成によれば、相互に種
類の異なる各表面改質剤として、機能の異なるものを使
用すれば、複数の機能を有する高機能の表面改質粒子を
得ることができる。

【００１６】請求項４に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項１に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、前記粒子を前記過飽和雰囲気に曝すために、前記粒
子を前記表面改質剤の飽和蒸気に曝し、この表面改質剤
の飽和蒸気を断熱膨張させて過飽和状態とすることを特
徴としている。

【００１７】請求項４に記載の構成によれば、表面改質
剤の過飽和雰囲気を得るのに、前記表面改質剤の飽和蒸
気の断熱膨張という、簡単かつ非常に短時間で上記過飽
和雰囲気を得ることができる方法を使用しているので、
表面改質処理の短時間化、操作の簡便化および装置の簡
素化を促進することができる。また、表面改質粒子の生
産性を高めることができる。

【００１８】請求項５に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項４に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、前記表面改質剤の飽和蒸気を前記表面改質剤を圧縮
することにより生成することを特徴としている。

【００１９】請求項５に記載の構成によれば、表面改質
剤の飽和蒸気を表面改質剤を圧縮することにより生成す
るので、その後、表面改質剤の過飽和雰囲気を得るため
の表面改質剤の飽和蒸気の断熱膨張を容易に行うことが
できる。

【００２０】請求項６に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項１に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、前記粒子を前記過飽和雰囲気に曝すために、前記粒
子を前記表面改質剤の飽和蒸気に曝し、この表面改質剤
の飽和蒸気を冷却して過飽和状態とすることを特徴とし
ている。

【００２１】請求項６に記載の構成によれば、表面改質
剤の過飽和雰囲気を得るのに、前記表面改質剤の飽和蒸
気の冷却という簡単な方法を使用しているので、表面改
質処理の操作の簡便化および装置の簡素化を促進するこ
とができる。

【００２２】請求項７に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項６に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、前記表面改質剤の飽和蒸気を前記表面改質剤を加熱
することにより生成することを特徴としている。

【００２３】請求項７に記載の構成によれば、表面改質
剤の飽和蒸気を表面改質剤を加熱することにより生成す
るので、その後、表面改質剤の過飽和雰囲気を得るため
の表面改質剤の飽和蒸気の冷却を容易に行うことができ
る。

【００２４】請求項８に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項１に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、前記凝縮箱内に前記粒子を導入した後、密閉状態の
前記凝縮箱内を加圧して前記表面改質剤の飽和蒸気を形
成し、その後、前記凝縮箱内を減圧することにより前記
表面改質剤を過飽和状態とすることを特徴としている。

【００２５】請求項９に記載の発明の粒子表面改質装置
は、内部に密閉可能な処理空間を有する凝縮箱と、この
凝縮箱の処理空間に粒子を導入するための粒子導入口
と、前記凝縮箱の処理空間から粒子を取り出すための粒
子取出口と、前記処理空間の圧力を、処理空間内におい
て粒子表面の性質を改質するための表面改質剤の飽和蒸
気が生成されるように、また前記飽和蒸気が過飽和状態
となるように変化させる調整手段とを備え、前記凝縮箱
の処理空間に面する部材の少なくとも一部が、粒子表面
の性質を改質する表面改質剤を含むための多孔質材料を
有していることを特徴としている。

【００２６】請求項９に記載の構成によれば、凝縮箱の
多孔質材料からなる部材に表面改質剤を含ませた状態
で、凝縮箱の内部に粒子導入口から粒子を導入し、凝縮
箱を密閉状態とした後、調整手段を作動させて凝縮箱内
に表面改質剤の飽和蒸気を生じさせ、その後、調整手段
の作動により凝縮箱内を減圧させて表面改質剤の飽和蒸
気を過飽和状態とし、粒子表面に表面改質剤を凝縮さ
せ、粒子表面に表面改質剤の膜を形成することができ
る。

【００２７】この場合に、表面改質剤を大きい表面積を
得ることができる多孔質材料に含ませて凝縮箱内の雰囲
気に曝し、表面改質剤の飽和蒸気を得るようにしている
ので、効率よく表面改質剤の飽和蒸気を得ることができ
る。

【００２８】請求項１０に記載の発明の粒子表面改質装
置は、内部に密閉可能な処理空間を有する凝縮箱と、こ
の凝縮箱の処理空間に粒子をエアロゾルとして導入する
ための粒子導入口と、前記凝縮箱の処理空間から粒子を
エアロゾルとして取り出すための粒子取出口と、前記処
理空間の圧力を変化させる調整手段と、前記粒子導入口
から凝縮箱内へ粒子をエアロゾルとして供給する粒子供
給手段と、前記粒子取出口から、前記凝縮箱内で処理さ
れた粒子をエアロゾルとして凝縮箱内から排出させる粒
子排出手段と、前記粒子供給手段により前記凝縮箱内に
粒子が供給されるとともに、前記調整手段により前記凝
縮箱内に配された表面改質剤が飽和状態とされ、その
後、前記調整手段により前記凝縮箱内の表面改質剤が過
飽和状態とされ、その後、前記表面改質剤が表面に凝縮
した前記粒子が前記粒子排出手段にて凝縮箱から排出さ
れるように、前記各手段を制御する制御手段とを備えて
いることを特徴としている。

【００２９】請求項１０に記載の構成によれば、粒子供
給手段により凝縮箱内の処理空間に粒子が供給されると
ともに、調整手段により処理空間に配された表面改質剤
が飽和状態とされ、その後、調整手段により処理空間の
表面改質剤が過飽和状態とされ、その後、表面改質剤が
表面に凝縮した前記粒子が前記粒子改質手段にて凝縮箱
内から排出される。

【００３０】本粒子表面改質装置では、前記一連の動作
を自動的に行うことができる。また、粒子の攪拌等の粒
子を帯電させるような処理を行うことなく、粒子の表面
に表面改質膜を得ることができる。従って、表面改質粒
子は表面改質処理工程において帯電することがなく、取
り扱いが容易となる。

【００３１】また、粒子を表面改質剤の過飽和雰囲気に
曝し、粒子表面に表面改質剤を凝縮させることにより粒
子表面に表面改質膜を生成させるという処理は、攪拌等
による粒子表面改質処理と比較して、非常に短時間に行
うことができる。

【００３２】また、本粒子表面改質装置は、表面改質剤
の過飽和雰囲気を形成し、これに粒子を曝して粒子表面
に表面改質剤を凝縮させるという単純な物理現象を利用
したものであるので、操作が簡便であり、装置が簡単か
つ低コストの構成となる。

【００３３】また、粒子表面に形成された表面改質膜に
は表面張力が作用する。従って、均一な膜厚の表面改質
膜にて粒子を覆うことができる。

【００３４】請求項１１に記載の発明の粒子表面改質装
置は、内部に処理空間を有し、この処理空間に面する内
壁部の少なくとも一部が、表面改質剤としての凝縮液を
浸漬しておくための多孔質材料にて形成された凝縮箱
と、この凝縮箱の前記処理空間に少なくとも粒子を導入
するための導入口と、前記処理空間内において粒子表面
の性質を改質するための表面改質剤の飽和蒸気が生成さ
れるように、前記処理空間内を加熱する加熱手段と、前
記凝縮箱の処理空間と接続された輸送路と、前記表面改
質剤の飽和蒸気が過飽和状態となるように、前記輸送路
を冷却する冷却手段とを備えていることを特徴としてい
る。

【００３５】請求項１１に記載の構成によれば、凝縮箱
内の処理空間には導入口から粒子が供給されるととも
に、加熱手段により処理空間が加熱され、処理空間の表
面改質剤が飽和状態とされる。尚、表面改質剤は予め処
理空間に供給しておくこと、あるいは粒子と共に供給す
ることができる。その後、粒子と前記飽和蒸気との混合
気体は、例えば加熱気体の空気流により、輸送路に導入
される。この輸送路では、冷却手段により表面改質剤の
飽和蒸気が冷却され、過飽和状態となる。これにより、
表面改質剤が表面に凝縮した表面改質粒子を得ることが
できる。

【００３６】前記のように、凝縮箱内の処理空間におい
て表面改質剤の飽和蒸気を生成した後、この飽和蒸気と
粒子とを輸送路に導入し、この輸送路にて表面改質剤の
凝縮を行い、表面改質粒子を得るようにしている。従っ
て、導入口から凝縮箱内の処理空間に順次導入される粒
子に対して連続的な表面改質処理が可能である。

【００３７】また、本粒子表面改質装置を使用した粒子
表面改質処理では、表面改質粒子は表面改質処理工程に
おいて帯電することがなく、取り扱いが容易である。ま
た、粒子を表面改質剤の過飽和雰囲気に曝し、粒子表面
に表面改質剤を凝縮させるという簡単な物理現象を利用
しているので、攪拌等による粒子表面改質処理と比較し
て、非常に短時間に処理を行うことができ、かつ操作が
簡便であり、装置が簡単かつ低コストの構成となる。ま
た、粒子表面に形成された表面改質膜には表面張力が作
用するので、均一な膜厚の表面改質膜にて粒子を覆うこ
とができる。

【００３８】請求項１２に記載の発明の粒子表面改質装
置は、請求項１１に記載の発明の粒子表面改質装置にお
いて、前記輸送路が、前記処理空間との接続側端部に対
してその反対側端部が上方に位置するように、傾斜して
いることを特徴としている。

【００３９】請求項１２に記載の構成によれば、冷却に
より輸送路の内壁に凝縮した表面改質剤を再度利用する
ことができる。

【００４０】即ち、輸送路内にて冷却された表面改質剤
の一部は、粒子表面に凝縮により付着し、残りは、輸送
路に凝縮により付着する。この場合、前記のように輸送
路が傾斜しているので、輸送路に付着した表面改質剤
は、重力により凝縮箱内に戻る。この表面改質剤は、凝
縮箱内の処理空間が加熱されることにより、再度飽和蒸
気となり、再利用される。この結果、表面改質剤の使用
量を削減でき、表面改質粒子の製造コストを低減するこ
とができる。

【００４１】請求項１３に記載の発明の粒子表面改質装
置は、内部にロータ動作空間を有する凝縮箱と、この凝
縮箱の前記ロータ動作空間に少なくとも粒子をエアロゾ
ルとして導入するための導入口と、前記凝縮箱のロータ
動作空間から粒子をエアロゾルとして取り出すための粒
子取出口と、前記ロータ動作空間に設けられ、このロー
タ動作空間に面する各面の少なくとも一部が表面改質剤
としての凝縮液を浸漬しておくための多孔質材料にて形
成され、回転するロータを有し、このロータが前記ロー
タ動作空間に面する凝縮箱の内壁面と共に密閉可能、か
つロータの回転に応じて移動する処理空間を形成し、前
記ロータの回転により、前記処理空間の容積を、処理空
間内において粒子表面の性質を改質するための表面改質
剤の飽和蒸気が生成されるように、また前記飽和蒸気が
過飽和状態となるように変化させる加圧減圧手段とを備
えていることを特徴としている。

【００４２】請求項１３に記載の構成によれば、粒子
は、導入口を通じて凝縮箱内のロータ動作空間、即ち処
理空間に導入される。表面改質剤は粒子と共に処理空間
に導入されるか、あるいは予め処理空間に供給される。

【００４３】凝縮箱内のロータ動作空間においては、加
圧減圧手段のロータとロータ動作空間に面する凝縮箱の
内壁面とにより、これらに囲まれて密閉された処理空間
が形成される。この処理空間は、ロータの回転により移
動する。また、処理空間の容積は、ロータの回転によ
り、処理空間内において粒子表面の性質を改質するため
の表面改質剤の飽和蒸気が生成されるように、また前記
飽和蒸気が過飽和状態となるように変化する。

【００４４】この動作によって、前記処理空間において
粒子の表面に表面改質剤の凝縮が生じ、表面改質粒子が
得られる。この表面改質粒子は、粒子取出口により凝縮
箱外に取り出される。

【００４５】前記のように、本粒子表面改質装置では、
加圧減圧装置がそのロータを回転させることにより処理
空間の容積を変化させ、表面改質剤の飽和蒸気と表面改
質剤の過飽和雰囲気を得るようにしている。従って、処
理空間内に粒子を収容している状態のままで、即ち１台
の粒子表面改質装置により、同一の粒子に対する連続的
な粒子表面改質処理を容易に行うことができる。

【００４６】また、導入口から処理空間に粒子を導入
し、ロータの回転により処理空間を移動させながら処理
空間の容量を変化させ、これによって得られた表面改質
粒子を粒子取出口から取り出すことができる。従って、
導入口から粒子を処理空間に導入し、ロータを回転させ
ることにより、連続的な表面改質処理を容易に行うこと
ができる。

【００４７】また、本粒子表面改質装置を使用した粒子
表面改質処理では、表面改質粒子は表面改質処理工程に
おいて帯電することがなく、取り扱いが容易である。ま
た、粒子を表面改質剤の過飽和雰囲気に曝し、粒子表面
に表面改質剤を凝縮させるという簡単な物理現象を利用
しているので、攪拌等による粒子表面改質処理と比較し
て、非常に短時間に処理を行うことができ、かつ操作が
簡便であり、装置が簡単かつ低コストの構成となる。ま
た、粒子表面に形成された表面改質膜には表面張力が作
用するので、均一な膜厚の表面改質膜にて粒子を覆うこ
とができる。

【００４８】請求項１４に記載の発明の粒子表面改質装
置は、請求項１３に記載の発明の粒子表面改質装置にお
いて、前記処理空間の容積が、前記ロータの１回転によ
り、第１の増加、第１の減少、第２の増加、および第２
の減少がこの順序で生じるように変化し、前記第１の増
加領域に前記導入口が設けられ、前記第２の減少領域に
前記取出口が設けられ、前記第１の減少領域にて表面改
質剤の飽和蒸気が生成され、前記第２の増加領域にて前
記表面改質剤の飽和蒸気が過飽和状態とされることを特
徴としている。

【００４９】請求項１４に記載の構成によれば、処理空
間の容積の第１の増加領域に導入口が設けられているの
で、導入口に供給された粒子は、処理空間の容積の増加
に伴う吸引動作により、容易に処理空間に導入される。
また、処理空間への粒子導入後、第１の減少領域にて表
面改質剤の飽和蒸気が生成され、第２の増加領域にて表
面改質剤の飽和蒸気が過飽和状態とされることにより、
粒子の表面に表面改質剤が凝縮され、表面改質粒子が得
られる。そして、この表面改質粒子を処理空間から排出
するための取出口が、処理空間の容積の第２の減少領域
に設けられているので、処理空間の容積の減少に伴って
粒子の排出を容易に行うことができる。

【００５０】このように、本粒子表面改質装置では、凝
縮箱内の処理空間における容積の第１の増加、第１の減
少、第２の増加、および第２の減少に応じて、それぞ
れ、処理空間内への粒子の導入、表面改質剤の飽和蒸気
の生成、表面改質剤の過飽和雰囲気の生成、および処理
空間からの表面改質粒子の排出を行うようにしているの
で、表面改質処理を行うための前記一連の各処理を容易
にかつ効率良く行うことができる。

【００５１】請求項１５の発明の粒子表面改質装置は、
請求項９から１４の何れかの発明の粒子表面改質装置に
おいて、少なくとも表面改質剤の膜の形成後における粒
子の径を検出する粒子径検出手段を備えていることを特
徴としている。

【００５２】請求項１５の構成によれば、粒子径検出手
段により、少なくとも表面改質処理終了直後に表面改質
粒子の粒子径を検出することができる。従って、この粒
子径の検出結果を迅速に反映して、表面改質粒子の粒子
径を制御することが可能となる。

【００５３】請求項１６の発明の粒子表面改質装置は、
請求項９から１５の何れかの発明の粒子表面改質装置に
おいて、前記凝縮箱内で処理された粒子の個数濃度を検
出する粒子個数濃度検出手段を備えていることを特徴と
している。

【００５４】請求項１６の構成によれば、表面改質処理
にて得られた表面改質粒子の個数濃度を検出することが
できる。従って、この個数濃度に基づいて表面改質粒子
の粒子径を検出し得るとともに、粒子表面改質装置での
生産性を確認することができる。

【００５５】請求項１７に記載の発明の粒子表面改質装
置は、表面改質処理前の前記粒子をエアロゾルとして前
記凝縮箱内に取り込み、かつ表面改質処理後の前記粒子
をエアロゾルとして前記凝縮箱内から取り出すことを特
徴としている。

【００５６】

【発明の実施の形態】〔発明の実施の形態１〕 本発明の実施の一形態を図１ないし図７に基づいて以下
に説明する。本実施の形態における粒子表面改質方法の
実施に使用する粒子表面改質装置は、図２および図３に
示す構成となっている。図２は粒子表面改質装置１の構
成を示す縦断面図であり、図３は同斜視図である。粒子
表面改質装置１は、凝縮箱２および粒子径検出手段およ
び粒子個数濃度検出手段としての光学検出装置３を有
し、凝縮箱２には、粒子導入口４、粒子取出口５、加圧
減圧口６が形成されている。また、凝縮箱２には加熱装
置７および温度計８が設けられている。

【００５７】凝縮箱２は、上下方向に延びる細長い円柱
形状をなし、基台９上に立設されている。凝縮箱２の形
状は特に上記形状に限定されるものではないが、粒子表
面改質処理に対する適否を考えた場合、横長形状よりも
上記縦長形状が好ましい。凝縮箱２は、壁部２ａが外壁
部２ａ1 と内壁部２ａ2 とからなり、内部に密閉可能な
処理空間２ｂを有している。上記内壁部２ａ2 は、表面
改質剤としての凝縮液を含浸しておくため、セラミック
やフェルト等からなる多孔質材料にて形成されている。
尚、多孔質材料からなる内壁部２ａ2 は、図２に示すよ
うに壁部２ａの内面全体に設けられている場合、各種凝
縮液の気化を効率良く行い得る。しかしながら、これに
限定されることなく、必要に応じて部分的に設けられて
いてもよい。

【００５８】粒子導入口４には粒子を処理空間２ｂ内に
導入するための導入管１０が接続され、粒子取出口５に
は粒子を処理空間２ｂ内から排出するための排出管１２
が接続されている。加圧減圧口６には、処理空間２ｂ内
を加圧するためおよび減圧するための加圧減圧用配管１
４が接続されている。これら各管１０・１２・１４に
は、それぞれ管内の通路を開閉するバルブ１１・１３・
１５が設けられている。また、加圧減圧用配管１４にお
けるバルブ１５と加圧減圧口６との間には、処理空間２
ｂ内の圧力を測定する圧力計１６が設けられている。

【００５９】光学検出装置３は、凝縮箱２内の粒子の粒
子径および粒子個数濃度を光学的に検出するものであ
る。光学検出装置３は、凝縮箱２に設けられ、光照射部
３ｉと受光部３ｊとを有している。光照射部３ｉと受光
部３ｊとは凝縮箱２の壁部２ａの外面に設けられ、凝縮
箱２を介して対向している。光照射部３ｉは、装置筐体
３ｈ内に、光源３ａ、レンズ３ｂ・３ｃ、遮光部材３ｄ
および透光板３ｅが設けられたものとなっている。受光
部３ｊは、装置筐体３ｈ内に、透光板３ｆおよび光検出
器３ｇが設けられたものとなっている。光照射部３ｉと
受光部３ｊとが設けられた位置の壁部２ａには開口部２
ｃ・２ｄが形成され、透光板３ｅ・３ｆはこれら開口部
２ｃ・２ｄを外側から塞いでいる。

【００６０】この光学検出装置３において、光源３ａか
ら出射された光は、レンズ３ｂ・３ｃ、遮光部材３ｄの
開口部、透光板３ｅ、開口部２ｃ、処理空間２ｂ、開口
部２ｄおよび透光板３ｆを経て光検出器３ｇへ入射す
る。このとき、処理空間２ｂへの入射光は、処理空間２
ｂ内の粒子の径および粒子個数濃度に応じて散乱および
減光し、この散乱・減光に応じて光検出器３ｇへの入射
光量が変化する。従って、この光検出器３ｇの出力に基
づいて処理空間２ｂ内の粒子の粒子径および粒子個数濃
度が検出される。

【００６１】上記のような光学検出装置３は従来周知の
ものである。上記光学検出装置３は粒子径および粒子個
数濃度を光透析・散乱法にて検出するものであり、その
検出原理は、一般によく知られており、例えば、「粒子
計測技術」（粉体工学会編集、日刊工業新聞社発行）に
おいても詳細に説明されている。粒子径および粒子個数
濃度を検出する一般的な方法としては、その他、Ｘ線透
過法、沈降法、レーザ回折錯乱法などが知られている。
また、上記「粒子計測技術」においては、レーザ回折・
散乱法、動的散乱を利用した光子相関法やＸ線透過法等
についても説明されている。

【００６２】尚、粒子径および粒子個数濃度を検出する
構成としては、上記のような光学的検出装置以外に、光
学顕微鏡や電子顕微鏡を使用する画像処理解析法や、そ
の他の検出法も使用することができる。

【００６３】光学検出装置３を粒子表面改質装置１に設
けることは、以下の点から好ましい。（１） 粒子表面に生成される表面改質剤の液膜の厚さを
制御することができる。この液膜の厚さは、粒子個数濃
度に依存し、粒子個数濃度が高い場合に薄くなり、粒子
個数濃度が低い場合に厚くなる。従って、光学検出装置
３によって検出される粒子個数濃度に応じて、あらかじ
め粒子個数濃度を調節したり、圧力や温度を調節するこ
とで、液膜の厚さを制御することができる。また、光学
検出装置３は、粒子径、即ち粒子の大きさも検出するの
で液膜の厚さを正確に制御することができる。（２） 表面改質粒子の生産性を調整することができる。
生産性は粒子個数濃度に依存し、粒子個数濃度が高いほ
ど生産性が高くなる。したがって、光学検出装置３によ
って検出される粒子個数濃度に応じて、あらかじめ粒子
個数濃度を調節することで、生産性を調整することがで
きる。（３） 表面改質粒子の再現性を向上することができる。
即ち、光学検出装置３によって検出される粒子径および
粒子個数濃度を以前と同様にすることで、表面改質され
る粒子の性質を以前の処理の場合と同様に再現すること
ができる。また、光学検出装置３によって検出された粒
子径および粒子個数濃度と、表面改質された粒子の性質
とを比較することで、用途に応じて粒子が所望の性質を
得るために必要な粒子径および粒子個数濃度がわかる。

【００６４】加熱装置７は凝縮箱２の内壁部２ａ2 およ
び処理空間２ｂ内を加熱するものである。加熱装置７
は、加圧減圧口６、加圧減圧用配管１４およびバルブ１
５と共に、調整手段を構成している。加熱装置７は、ヒ
ータ７ａと図示しないスライダックとを有し、ヒータ７
ａがスライダックを介して直流電源あるいは交流電源と
接続される。ヒータ７ａは例えば同図に示すリボンヒー
タであり、凝縮箱２の壁部２ａの外面に例えば螺旋状に
巻回されている。

【００６５】温度計８は、凝縮箱２の壁部２ａに設けら
れ、内壁部２ａ2 の温度を測定するものである。

【００６６】上記の粒子表面改質装置１は、図４に示す
ように、粒子２２の表面に表面改質剤２１の膜を形成す
る処理、即ち表面改質処理を行うためのものである。こ
の表面改質剤２１としては、常温で液体のもの、常温で
固体であるが、加熱されると液体あるいは蒸気（気体）
となるもの等を使用することができる。尚、表面改質剤
２１は、多孔質材料からなる内壁部２ａ2 に含ませてお
くものであり、この処理を容易に行えるという点から
は、常温で液体のものが好ましい。

【００６７】常温で液体の表面改質剤２１としては、例
えば、純水、蒸留水、イオン交換水等の純度の高い液
体、また、メタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）等のアルコール類、あるいは、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等
のグリコール類、さらには、トルエンやキシレン等の溶
媒の他に、各種界面活性剤やステアリン酸等を添加した
水溶液またはアルコール溶液等も用いることができる。
一般的には、作業安全上の問題がなく、取扱いの容易な
各種水溶液や高い過飽和度が得られるグリコール類等
が、特に好ましい表面改質剤２１として挙げられる。

【００６８】また、上記粒子２２としては、エアロゾル
粒子、ミスト粒子、ヒューム等が挙げられるが、特に限
定されるものではない。一般的には、無機物質粒子、有
機物質粒子、プラスチック粒子、ラテックス粒子、金属
化合物粒子等であって、一次粒子径が数ｎｍ〜数μｍ程
度の粒子２２に対して、上記粒子表面改質方法は好適に
実施される。尚、このような微小、とりわけナノメート
ルサイズの超微粒子に対する表面改質処理は、従来の方
法では不可能である。

【００６９】本粒子表面改質方法は、例えばカーボンブ
ラック等のインキの顔料となる粒子の表面を改質する際
に実施される。この他に、電子写真用現像剤となる粒
子、化粧品の原材料となる粒子、あるいは医薬品に供さ
れる粒子など様々な分野に用いられる粒子に対して、上
記粒子表面改質方法を実施することができる。

【００７０】次に、上記粒子表面改質装置１による粒子
表面改質方法を、図１のフローチャートに基づいて説明
する。粒子表面改質装置１により粒子表面改質処理を行
う際には、凝縮箱２の内壁部２ａ2 に、予め所定の表面
改質剤を含ませる（Ｓ１）。また、凝縮箱２内を、核と
なり得る不純物が存在しない状態にしておく。このため
に、例えば処理空間２ｂ内の空気を清浄空気と置換して
おく。

【００７１】次に、凝縮箱２内の処理空間２ｂ内に表面
改質すべき粒子を導入し、その後、凝縮箱２を密閉する
（Ｓ２）。この場合、粒子は、導入管１０を通じて例え
ばエアロゾルとして粒子導入口４から処理空間２ｂ内に
導入される。従って、導入管１０および排出管１２のバ
ルブ１１・１３はエアロゾル導入時に開いておき、処理
空間２ｂの空気がエアロゾルに置換された後、バルブ１
１・１３を閉じて、凝縮箱２を密閉状態とする。

【００７２】次に、処理空間２ｂ内に表面改質剤の飽和
蒸気を得るため、凝縮箱２内を加圧するとともに加熱す
る（Ｓ３）。加圧は、バルブ１５を開き、加圧減圧用配
管１４を通じて処理空間２ｂ内に清浄空気を送り込むこ
とにより行う。この加圧においては、処理空間２ｂ内を
常圧（大気圧）より高い所定の圧力に昇圧する。処理空
間２ｂ内の圧力は圧力計１６により計測される。加熱は
加熱装置７により行う。加熱装置７が作動すると、ヒー
タ７ａの発する熱が外壁部２ａ1 を経て内壁部２ａ2 お
よび処理空間２ｂ内に伝わり、これらが加熱される。凝
縮箱２内の温度は温度計８により測定される。

【００７３】その後、表面改質剤の飽和蒸気が得られる
まで、凝縮箱２を適当な時間静置する（Ｓ４）。即ち、
凝縮箱２に対して上記の状態を維持する。尚、表面改質
剤の上記飽和蒸気を得るには、少なくとも上記加圧を行
えばよく、加熱は必要に応じて補助的に行えばよい。こ
れは以下に示す他の各例においても同様である。

【００７４】以上の工程により凝縮箱２の処理空間２ｂ
内には表面改質剤の飽和蒸気が得られる。この状態で
は、図４の状態（ａ）のように、表面改質剤２１の蒸気
が粒子２２の周囲を取り巻くようになる。

【００７５】次に、処理空間２ｂ内を常圧まで減圧し、
表面改質剤２１の飽和蒸気を過飽和状態にする（Ｓ
５）。この際には、加圧減圧用配管１４のバルブ１５を
開いて処理空間２ｂを大気に開放し、処理空間２ｂ内に
おける表面改質剤２１の飽和蒸気を断熱膨張させる。こ
れにより、処理空間２ｂ内において、表面改質剤２１の
飽和蒸気が過飽和状態となり、図４の状態（ｂ）に示す
ように、粒子２２の表面にて表面改質剤２１の凝縮反応
が生じる。この結果、図４の状態（ｃ）に示すように、
粒子２２表面に表面改質剤２１の液膜が生成され、粒子
２２表面の改質が行われる。尚、バルブ１５は上記断熱
膨張後、閉じる。

【００７６】その後、処理空間２ｂ内の表面改質処理済
の粒子２２、即ち表面改質粒子を凝縮箱２外に取り出し
て処理を終了する（Ｓ６）。この際には、導入管１０お
よび排出管１２のバルブ１１・１３を開き、例えば導入
管１０から処理空間２ｂ内へ清浄空気を導入し、処理空
間２ｂ内の表面改質粒子を含むエアロゾルを清浄空気と
置換することにより行う。

【００７７】ここで、上記の方法により粒子２２の表面
に表面改質剤２１の膜が形成される原理についてさらに
詳細に説明する。表面改質剤２１の蒸気とエアロゾルと
しての粒子２２とが混在するとき、蒸気は粒子２２に吸
着し、あるいは粒子２２から離脱しながらある平衡を保
つものと考えられる。この場合、蒸気分子は、粒子２２
表面近傍の微小な厚みを有する領域の外までは蒸気の濃
度勾配を推進力として拡散輸送される一方、前記領域内
では一定濃度に保たれ、等方的な熱運動を行いながら粒
子２２表面に衝突し吸着されると考えられる。この現象
は有核凝縮現象として古くから研究されており、「粉体
工学の基礎」（粉体工学の基礎編集委員会編集、日刊工
業新聞社発行）の第１〜第２０頁および第２４１〜第２
５９頁にまとめられている。

【００７８】本粒子表面改質方法は、上記有核凝縮現象
を利用するものであり、この現象による本粒子表面改質
方法での表面改質膜形成動作は、図５に示すものとな
る。同図において、Ｐ1 とＰ2 はそれぞれ前記断熱膨張
前と後における表面改質剤２１の飽和曲線である。点Ｓ
Ｓは、飽和曲線上の点Ｓ1 （温度Ｔ1 ）において前記断
熱膨張を行った場合の過飽和状態の点である。この点の
表面改質剤２１の蒸気圧をＰSSとする。また、飽和曲線
Ｐ2 上の点Ｓ2 は、過飽和点ＳＳからの凝縮が終了する
飽和点である。この点の表面改質剤２１の蒸気圧をＰS
とする。従って、過飽和度はＰSS／ＰS である。この過
飽和度ＰSS／ＰS において成長させ得る最小の粒子径ｄ
は、次のKelvinの式から求めることができる。

【００７９】ＰSS／ＰS ＝ｅｘｐ（４Ｍσ／ＲＴρｄ） 但し、Ｍは分子量、σは表面張力、ρは密度、Ｒは気体
定数、Ｔは温度である。

【００８０】従って、上記Kelvinの式から、本粒子表面
改質方法においては以下のようにして粒子２２の表面に
表面改質剤２１の膜が得られる。図５に示すように、粒
子２２の周りの環境が、過飽和点ＳＳから飽和点Ｓ2 ま
で、即ち過飽和状態から飽和状態まで変化するのに伴
い、図４に示したように、粒子２２の表面において蒸気
の凝縮が進行する。これにより、粒子２２表面において
表面改質剤の膜が成長する。この成長は飽和点Ｓ2 にて
終了する。この場合、図５における過飽和点ＳＳから飽
和点Ｓ2 までの蒸気圧の差に相当する蒸気量が粒子２２
表面に凝縮する蒸気量となる。即ち、この量の蒸気によ
り粒子２２の表面に表面改質剤２１の膜が形成されるこ
とになる。従って、過飽和度ＰSS／ＰS が高いほど、粒
子２２を被覆する表面改質剤２１の液膜は厚くなり、粒
子２２の径を大きくすることができる。これにより、表
面改質剤としては高い過飽和度ＰSSが得られるものが好
ましい。

【００８１】しかしながら、過飽和度ＰSSが低い表面改
質剤を使用した場合であっても、後述のように、表面改
質処理を複数回繰り返すことにより、粒子表面に凝縮さ
れる液膜厚さを徐々に増加させることができる。また、
複数回の表面改質処理において、各々異なる種類の表面
改質剤を使用することにより、多種の物質が表面に積層
された表面改質粒子を得ることができる。

【００８２】また、粒子表面改質装置１の内壁部２ａ2
に複数種類の表面改質剤２１を含ませることにより、こ
れら表面改質剤２１が混合された成分の膜を粒子２２の
表面に形成することもできる。このように複数種類の表
面改質剤２１を同時に使用する場合、粒子２２の表面に
て複数の表面改質剤２１と粒子２２の表面物質との化学
反応をおこさせることも可能である。 （実施例１） 次に、本粒子表面改質方法により所定の条件下で表面改
質処理を行った実施例を図６のフローチャートに基づい
て説明する。尚、図６に示すＳ１１〜Ｓ１６の各工程に
おける具体的な動作、例えば処理空間２ｂへの粒子の導
入、処理空間２ｂからの粒子の排出、並びに処理空間２
ｂの加圧および減圧等の動作は、図１に示したＳ１〜Ｓ
６の対応する各工程での動作と同様である。

【００８３】先ず、凝縮箱２の内壁部２ａ2 に表面改質
剤２１としてのジエチレングリコールを含ませる（Ｓ１
１）。

【００８４】次に、一次粒子径が約０．５μｍ、粒子個
数濃度が１０11個／ｍ3 の酸化チタン粒子を粒子導入口
４から凝縮箱２内の処理空間２ｂに導入し、その後、凝
縮箱２を密閉する（Ｓ１２）。尚、上記一次粒子とは、
複数個の粒子が塊となって形成された凝集粒子に対し、
それぞれが個々に離間した状態の粒子を指している。

【００８５】次に、ジエチレングリコールの飽和蒸気を
得るために、凝縮箱２内を加圧するとともに加熱する
（Ｓ１３）。加圧は、処理空間２ｂの圧力が常圧（大気
圧）より１６０ｍｍＨｇだけ高くなるようにする。加熱
は、内壁部２ａ2 の温度が３５０Ｋとなるようにする。

【００８６】次に、上記の状態で凝縮箱２を３分間静置
し、ジエチレングリコールの飽和蒸気を得る（Ｓ１
４）。

【００８７】次に、処理空間２ｂを常圧まで急激に減圧
する（Ｓ１５）。これにより、ジエチレングリコールは
断熱膨張して過飽和状態となる。この結果、酸化チタン
粒子の表面にてジエチレングリコールの凝縮反応が生
じ、酸化チタン粒子の表面がジエチレングリコールの液
膜で被覆された。断熱膨張開始後、粒子の成長が平衡に
達するまでは、ある程度の時間を要するが、概ね数秒程
度で十分である。これは以下の実施例においても同様で
ある。

【００８８】以上の工程により、ジエチレングリコール
により表面が覆われ、一次粒子径１μｍのほぼ大きさの
揃った、酸化チタン粒子を核とする表面改質粒子が得ら
れた。

【００８９】その後、表面改質処理済の酸化チタン粒子
を凝縮箱２外に導き出し、処理を終了する（Ｓ１６）。

【００９０】尚、上記Ｓ１４の動作では、凝縮箱２を３
分間静置しているが、この時間は飽和蒸気状態を得るの
に十分に多い時間であり、凝縮液によっては１分程度、
さらには数秒程度でもよい。この点については、後述す
る図１０のＳ３４、Ｓ４０および図１２のＳ５４、Ｓ５
９においても同様である。 （実施例２） 次に、本粒子表面改質方法により所定の条件下で表面改
質処理を行った他の実施例を図７のフローチャートに基
づいて説明する。尚、図７に示すＳ２１〜Ｓ２６の各工
程における具体的な動作は、図１に示したＳ１〜Ｓ６の
対応する各工程での動作と同様である。

【００９１】先ず、凝縮箱２の内壁部２ａ2 に表面改質
剤２１としての硝酸を含ませる（Ｓ２１）。

【００９２】次に、幾何平均径が約０．５μｍ、粒子個
数濃度が１０11個／ｍ3 のカーボンブラック粒子を粒子
導入口４から凝縮箱２内の処理空間２ｂに導入し、その
後、凝縮箱２を密閉する（Ｓ２２）。

【００９３】次に、硝酸の飽和蒸気を得るために、凝縮
箱２内を加圧するとともに加熱する（Ｓ２３）。加圧
は、処理空間２ｂの圧力が常圧（大気圧）より１６０ｍ
ｍＨｇ高くなるようにする。加熱は、内壁部２ａ2 の温
度が４００Ｋとなるようにする。

【００９４】次に、上記の状態で凝縮箱２を５分間静置
し、硝酸の飽和蒸気を得る（Ｓ２４）。

【００９５】次に、処理空間２ｂを常圧まで急激に減圧
する（Ｓ２５）。これにより、硝酸は断熱膨張して過飽
和状態となる。この結果、カーボンブラック粒子の表面
にて直ちに硝酸の凝縮反応が生じ、カーボンブラック粒
子の表面が硝酸の液膜で被覆された。次に、硝酸により
表面が覆われたカーボンブラック粒子を５分間静置した
後、凝縮箱２外に導き出し、処理を終了する（Ｓ２
６）。

【００９６】上記表面改質処理済のカーボンブラック粒
子を超純水でよく洗浄した後、乾燥させ、このカーボン
ブラック粒子と表面改質処理を行っていないカーボンブ
ラック粒子とを、それぞれ超純水に投下し攪拌して粒子
の濡れ性を調べた。この結果、表面改質処理を行ってい
ない粒子は超純水に濡れず水面上に留まった。これに対
し、表面改質処理済の粒子は超純水に濡れ、水中に分散
・浮游した。これにより、本粒子表面改質方法により表
面改質処理を行った顔料であるカーボンブラック粒子は
濡れ性が向上することが認められた。

【００９７】上記のように本粒子表面改質方法では、粒
子２２の攪拌等、粒子２２を帯電させるような処理を行
うことなく、粒子２２の表面に表面改質膜を得ることが
できる。従って、表面改質粒子は表面改質処理工程にお
いて帯電することがなく、取り扱いが容易となる。ま
た、粒子２２を表面改質剤２１の過飽和雰囲気に曝し、
粒子表面に表面改質剤を凝縮させることにより粒子表面
に表面改質膜を生成させるという処理は、攪拌等による
粒子表面改質処理と比較して、非常に短時間に行うこと
ができる。また、本粒子表面改質方法は、表面改質剤の
過飽和雰囲気を形成し、これに粒子２２を曝して粒子２
２の表面に表面改質剤２１を凝縮させるという単純な物
理現象を利用したものであるので、操作が簡便であり、
さらにこれを実施する粒子表面改質装置１も簡単かつ低
コストの構成となる。また、粒子２２の表面に形成され
た表面改質膜には表面張力が作用する。従って、均一な
膜厚の表面改質膜にて粒子２２を覆うことができる。

【００９８】また、本粒子表面改質方法では、表面改質
剤２１の過飽和雰囲気を得るのに、表面改質剤２１の飽
和蒸気の断熱膨張という、簡単かつ非常に短時間で上記
過飽和雰囲気を得ることができる方法を使用している。
従って、表面改質処理の短時間化、操作の簡便化および
装置の簡素化を促進することができる。また、表面改質
粒子の生産性を高めることができる。

【００９９】また、表面改質剤２１の飽和蒸気を表面改
質剤２１を圧縮することにより生成するので、その後、
表面改質剤２１の過飽和雰囲気を得るための上記断熱膨
張を減圧という方法により、容易に行うことができる。

【０１００】また、表面改質剤２１を大きい表面積を得
ることができる多孔質材料に含ませて凝縮箱２内の雰囲
気に曝し、表面改質剤２１の飽和蒸気を得るようにして
いるので、この飽和蒸気を効率よく得ることができる。
また、光学検出装置３により、表面改質処理終了直後に
表面改質粒子の粒子径を検出することができる。従っ
て、この検出結果を迅速に反映して、表面改質粒子の粒
子径を制御することが可能となる。また、光学検出装置
３により、表面改質処理にて得られた表面改質粒子の個
数濃度を検出することができる。従って、これにより粒
子表面改質装置での生産性を確認することができる。 〔発明の実施の形態２〕 本発明の実施の他の形態を図８ないし図１０に基づいて
以下に説明する。尚、説明の便宜上、前記の図面に示し
た手段と同一の機能を有する手段には同一の符号を付記
し、その説明を省略する。

【０１０１】本粒子表面改質方法では、粒子２２に対し
て表面改質処理を複数回行うものとなっている。

【０１０２】前述のように、粒子２２を被覆する表面改
質剤２１の液膜は、過飽和度ＰSS／ＰS が高いほど厚く
なる。従って、粒子２２の大きさを大きくしたい場合に
は、表面改質剤２１として高い過飽和度ＰSS／ＰS が得
られるものを使用するのが好ましい。しかしながら、表
面改質剤２１の種類によっては、１回の処理によって所
望厚さの表面改質剤２１の膜を形成するだけの高い過飽
和度ＰSS／ＰS を得ることができない場合がある。ま
た、過飽和度ＰSS／ＰS が過度に高くなると、表面改質
剤２１の凝縮反応において、粒子２２を核としての有核
凝縮以外に、表面改質剤２１の無核自己凝縮によって凝
縮液粒子が生成されてしまうこともある。そこで、本粒
子表面改質方法では、表面改質剤２１の膜を得るための
処理を同一の粒子２２に対して複数回繰り返すことによ
り、過飽和度ＰSS／ＰS が低い場合であっても、粒子２
２表面に表面改質剤２１の所望厚さの膜を得ることがで
きるように、あるいは所望の粒径の表面改質粒子が得ら
れるようにしている。

【０１０３】本粒子表面改質方法を実施するための構成
は、図２に示した粒子表面改質装置１を、必要な粒子表
面改質処理回数に相当する台数だけ、直列に接続したも
のとなる。例えば、同一の粒子２２に対して２回行う場
合には、図８に示すように、粒子表面改質装置１が２台
直列に接続される。

【０１０４】図８に示す粒子表面改質装置３５におい
て、前段の粒子表面改質装置１ａと後段の粒子表面改質
装置１ｂとは、粒子表面改質装置１ａの粒子取出口５と
粒子表面改質装置１ｂの粒子導入口４とを移送用管３３
にて接続することにより接続されている。また、前記粒
子表面改質装置１に対し、粒子表面改質装置１ａには、
排出管３１とバルブ３２とが新たに設けられている。排
出管３１は移送用管３３における粒子取出口５とバルブ
１３との間に接続され、バルブ３２はこの排出管３１内
の通路を開閉するものとなっている。尚、移送用管３３
における粒子表面改質装置１ａ側のバルブ１３と粒子表
面改質装置１ｂ側のバルブ１１とは、何れか一方のみで
もよい。

【０１０５】上記構成により粒子２２の表面改質処理を
行う場合には、先ず、粒子表面改質装置１ａにて粒子２
２の表面改質処理を行った後、得られた表面改質粒子を
粒子表面改質装置１ａ内から粒子表面改質装置１ｂ内へ
導入し、上記表面改質粒子に対してさらに粒子表面改質
装置１ｂにより表面改質処理を行う。この場合の粒子表
面改質装置１ａ・１ｂでの表面改質処理は、それぞれ、
前記図１により説明した通りである。

【０１０６】但し、粒子表面改質装置１ａにエアロゾル
としての粒子２２を導入する際には、移送用管３３と加
圧減圧用配管１４とのバルブ１３・１５を閉じる一方、
移送用管３３と排出管３１とのバルブ１１・３２を開
く。この状態にて、粒子導入口４から処理空間２ｂへエ
アロゾルを導入して処理空間２ｂ内の空気を粒子取出口
５と排出管３１を通じて排出させ、処理空間２ｂ内をエ
アロゾルに置換する。この置換後、前記Ｓ２の動作で
は、バルブ１１・１３・１５・３２を閉じることによ
り、凝縮箱２を密閉する。

【０１０７】粒子表面改質装置１ａでの処理にて得られ
た表面改質粒子を粒子表面改質装置１ｂに移送する際に
は、粒子表面改質装置１ａのバルブ１５・３２が閉、バ
ルブ１１・１３が開、粒子表面改質装置１ｂのバルブ１
５が閉、バルブ１１・１３が開の状態とし、粒子表面改
質装置１ａ内へ粒子導入口４から清浄空気を導入する。
これにより、粒子表面改質装置１ａ内の表面改質粒子が
粒子表面改質装置１ｂ内へ移送される。この移送後に
は、粒子表面改質装置１ｂのバルブ１１・１３・１５を
閉じることにより、前記の動作を行う。

【０１０８】また、粒子表面改質装置１ｂにて処理され
た表面改質粒子を粒子表面改質装置１ｂ内から排出する
際には、粒子表面改質装置１ａのバルブ１５・３２が
閉、バルブ１１・１３が開、粒子表面改質装置１ｂのバ
ルブ１５が閉、バルブ１１・１３が開の状態とし、粒子
表面改質装置１ａ内へ粒子導入口４からさらに清浄空気
を導入する。これにより、粒子表面改質装置１ａ内の清
浄空気が粒子表面改質装置１ｂ内に導入され、粒子表面
改質装置１ｂの表面改質粒子が粒子取出口５から排出さ
れる。

【０１０９】粒子表面改質装置１ａでの表面改質処理で
は、図９における状態（ａ）から状態（ｃ）までの処理
が行われる。この処理は、図４に示す状態（ａ）から状
態（ｃ）までの処理に相当する。その後、粒子表面改質
装置１ｂでは、図９における状態（ｄ）から状態（ｆ）
までの処理が行われる。この処理では、粒子表面改質装
置１ａにて得られた表面改質粒子の表面改質剤２１の膜
上にさらに表面改質剤２１が凝縮し、表面改質剤２１の
膜厚が厚くなる。また、このように、粒子２２の表面改
質処理を適宜繰り返すことにより、表面改質粒子の粒子
径を所望の大きさまで成長させることができる。

【０１１０】尚、同一の粒子２２に対する複数回の表面
改質処理を、図８に示した構成では粒子表面改質装置１
ａ・１ｂという２台の装置により行っているが、図２に
示した１台の粒子表面改質装置１にて行うことも可能で
ある。この場合には、排出管１２から排出された表面改
質粒子を、再度、導入管１０から処理空間２ｂに導入し
て処理することになる。 （実施例３） 次に、本粒子表面改質方法により所定の条件下で表面改
質処理を行った実施例を図１０のフローチャートに基づ
いて説明する。尚、ここでは、図１に示した１台の粒子
表面改質装置１により繰り返し表面改質処理を行うもの
とする。また、以下に示すＳ３１〜Ｓ３６の各工程、お
よびＳ３７〜Ｓ４２の各工程における具体的な動作は、
図１に示したＳ１〜Ｓ６の対応する各工程での動作と同
様である。

【０１１１】先ず、セラミックからなる内壁部２ａ2 に
表面改質剤２１としてジエチレングリコールを含ませる
（Ｓ３１）。

【０１１２】次に、一次粒子径が約４０ｎｍ、粒子個数
濃度が１０11個／ｍ3 のポリスチレンラテックス粒子を
粒子導入口４から凝縮箱２内の処理空間２ｂに導入し、
その後、凝縮箱２を密閉する（Ｓ３２）。

【０１１３】次に、ジエチレングリコールの飽和蒸気を
得るために、凝縮箱２内を加圧するとともに加熱する
（Ｓ３３）。加圧は、処理空間２ｂの圧力が常圧（大気
圧）より１６０ｍｍＨｇだけ高くなるようにする。加熱
は、内壁部２ａ2 の温度が３５０Ｋとなるようにする。

【０１１４】次に、上記の状態で凝縮箱２を３分間静置
し、ジエチレングリコールの飽和蒸気を得る（Ｓ３
４）。

【０１１５】次に、処理空間２ｂを常圧まで急激に減圧
する（Ｓ３５）。これにより、ジエチレングリコールは
断熱膨張して過飽和状態となる。この結果、ポリスチレ
ンラテックス粒子の表面にてジエチレングリコールの凝
縮反応が生じ、ポリスチレンラテックス粒子の表面がジ
エチレングリコールの液膜で被覆された。以上の工程に
より、ジエチレングリコールにより表面が覆われ、一次
粒子径１μｍのほぼ大きさの揃った、ポリスチレンラテ
ックス粒子を核とする表面改質粒子が得られた。

【０１１６】その後、表面改質処理済のポリスチレンラ
テックス粒子を凝縮箱２外に導き出す（Ｓ３６）。

【０１１７】次に、セラミックからなる内壁部２ａ2 に
表面改質剤２１としてジエチレングリコールを含ませる
（Ｓ３７）。

【０１１８】次に、上記表面改質粒子を、粒子表面改質
装置１の処理空間２ｂに再度導入し、その後、凝縮箱２
を密閉する（Ｓ３８）。

【０１１９】以下、Ｓ３９〜Ｓ４２の工程では、上記Ｓ
３３〜Ｓ３６と同様の動作を繰り返す。この結果、ジエ
チレングリコールにて表面が覆われ、一次粒子径２μｍ
でほぼ大きさの揃った、ポリスチレンラテックス粒子を
核とする表面改質粒子が得られた。 〔発明の実施の形態３〕 本発明の実施のさらに他の形態を図１１に基づいて以下
に説明する。本粒子表面改質方法では、粒子２２に対し
て表面改質処理を複数回行い、かつこの複数回の表面改
質処理のうちの少くとも２回に、相互に種類の異なる表
面改質剤２１を使用するものとなっている。このような
表面改質処理により、同一の粒子に表面改質剤２１の種
類に応じて多数の機能を持たせることが可能となる。

【０１２０】本粒子表面改質方法を実施するためには、
例えば図８に示した粒子表面改質装置３５を使用する。
粒子表面改質装置３５では通常２種類の表面改質剤２１
による処理が可能である。粒子表面改質装置３５により
本粒子表面改質方法を実施する場合には、粒子表面改質
装置１ａの内壁部２ａ2 と粒子表面改質装置１ｂの内壁
部２ａ2 とにおいて、異なる種類の表面改質剤２１を含
ませることになる。その他、具体的な処理については、
図８に基づいて説明した前記発明の実施の形態２の場合
と同様である。

【０１２１】粒子表面改質装置３５により表面改質剤２
１ａと表面改質剤２１ｂとを使用して上記表面改質処理
を行った場合、粒子表面改質装置１ａでの表面改質処理
では、図１１における状態（ａ）から状態（ｃ）までの
処理が行われる。この処理は、図４における状態（ａ）
から状態（ｃ）までの処理に相当する。この処理により
粒子２２の表面には、状態（ｃ）に示すように、表面改
質剤２１ａの膜が形成される。

【０１２２】その後、粒子表面改質装置１ｂでの表面改
質処理では、図１１における状態（ｄ）から状態（ｆ）
までの処理が行われる。この処理では、状態（ｆ）に示
すように、表面改質粒子の表面改質剤２１ａの膜上にさ
らに表面改質剤２１ｂの膜が積層される。このようにし
て、異なる表面改質剤２１を使用しての表面改質処理を
行うことにより、表面改質粒子は、表面改質剤２１に応
じて多種の機能を備えることができる。この結果、粒子
２２の機能を高めることができる。また、この場合に
も、表面改質剤２１の膜厚を厚くし、粒子２２を所望の
大きさに成長させることができる。

【０１２３】尚、３種類以上の表面改質剤２１による処
理を可能とする場合には、使用する表面改質剤２１の種
類数の分の粒子表面改質装置１が直列に接続された構成
とすればよい。また、場合によっては、１台の粒子表面
改質装置１の内壁部２ａ2 に複数種類の表面改質剤２１
を含ませておくことにより、これら表面改質剤２１が混
合された成分の膜を１回の表面改質処理にて粒子２２の
表面に形成することもできる。このように、複数種類の
表面改質剤２１を同時に使用する場合、粒子２２の表面
にて複数の表面改質剤２１と粒子２２の表面物質との化
学反応を起こさせることも可能である。（実施例４）次
に、本粒子表面改質方法により所定の条件下で表面改質
処理を行った実施例を図１２のフローチャートに基づい
て説明する。尚、以下に示すＳ５１〜Ｓ５５の各工程、
およびＳ５６〜Ｓ６１の各工程における具体的な動作
は、それぞれ図１に示したＳ１〜Ｓ５、即ち図１０に示
したＳ３１〜Ｓ３５、および図１に示したＳ１〜Ｓ６、
即ち図１０に示したＳ３７〜Ｓ４２の対応する各工程の
動作と同様である。

【０１２４】先ず、前段装置、即ち粒子表面改質装置１
ａの内壁部２ａ2 に表面改質剤２１ａとしてジエチレン
グリコールを含ませる（Ｓ５１）。

【０１２５】次に、一次粒子径が約４０ｎｍ、粒子個数
濃度が１０11個／ｍ3 のポリスチレンラテックス粒子を
粒子表面改質装置１ａの粒子導入口４から凝縮箱２内の
処理空間２ｂに導入し、その後、凝縮箱２を密閉する
（Ｓ５２）。

【０１２６】次に、ジエチレングリコールの飽和蒸気を
得るために、凝縮箱２内を加圧するとともに加熱する
（Ｓ５３）。加圧は、処理空間２ｂの圧力が常圧（大気
圧）より１６０ｍｍＨｇだけ高くなるようにする。加熱
は、内壁部２ａ2 の温度が３５０Ｋとなるようにする。

【０１２７】次に、上記の状態で凝縮箱２を３分間静置
し、ジエチレングリコールの飽和蒸気を得る（Ｓ５
４）。

【０１２８】次に、処理空間２ｂを常圧まで急激に減圧
する（Ｓ５５）。これにより、ジエチレングリコールは
断熱膨張して過飽和状態となる。この結果、ポリスチレ
ンラテックス粒子の表面にて直ちにジエチレングリコー
ルの凝縮反応が生じ、ポリスチレンラテックス粒子の表
面がジエチレングリコールの液膜で被覆された。以上の
工程により、ジエチレングリコールにより表面が覆わ
れ、一次粒子径１μｍのほぼ大きさの揃った、ポリスチ
レンラテックス粒子を核とする表面改質粒子が得られ
た。

【０１２９】次に、後段装置、即ち粒子表面改質装置１
ｂの内壁部２ａ2 に表面改質剤２１ｂとしてトリエチレ
ングリコールを含ませる（Ｓ５６）。

【０１３０】次に、粒子表面改質装置１ａにて表面改質
されたポリスチレンラテックス粒子を、粒子表面改質装
置１ｂの粒子導入口４から凝縮箱２内の処理空間２ｂに
導入し、その後、凝縮箱２を密閉する（Ｓ５７）。

【０１３１】以下、Ｓ５８〜Ｓ６０の工程では、上記Ｓ
５３〜Ｓ５５と同様の動作を繰り返す。この結果、下層
のジエチレングリコール膜が上層のトリエチレングリコ
ール膜にて覆われ、一次粒子径４μｍでほぼ大きさの揃
った、ポリスチレンラテックス粒子を核とする表面改質
粒子が得られた。

【０１３２】その後、上記表面改質粒子を粒子表面改質
装置１ｂの粒子取出口５から凝縮箱２外に導き出して、
処理を終了する（Ｓ６１）。

【０１３３】尚、上記の粒子表面改質方法では、Ｓ５６
にて後段の粒子表面改質装置１ｂの内壁部２ａ2 に表面
改質剤２１ｂを含ませるようにしているが、この工程
を、Ｓ５１において、前段の粒子表面改質装置１ａの内
壁部２ａ2 に表面改質剤２１ａを含ませる際に同時に行
うようにしてもよい。この場合にはＳ５５の工程後、Ｓ
５７の工程を行う。 〔発明の実施の形態４〕 本発明の実施のさらに他の形態を図１３ないし図２１に
基づいて以下に説明する。尚、説明の便宜上、前記の図
面に示した手段と同一の機能を有する手段には同一の符
号を付記し、その説明を省略する。

【０１３４】本発明の実施の形態において、粒子表面改
質装置は自動的に前記の各粒子表面改質方法を実施する
ものとなっている。図１３に示すように、粒子表面改質
装置４１は、前記凝縮箱２、光学検出装置３、加熱装置
７、温度計８および圧力計１６を備えるとともに、加圧
装置４２、粒子供給装置４３、粒子排出装置４４、粒子
回収装置４５および電磁バルブ５１〜５５を備えてい
る。この粒子表面改質装置４１は図２に示した粒子表面
改質装置１に対応する。

【０１３５】上記加圧装置４２は、凝縮箱２の処理空間
２ｂ内に清浄空気を送り込み、処理空間２ｂ内部を加圧
するものである。この加圧装置４２は、電磁バルブ５４
を介して加圧用配管１４ａにより凝縮箱２の加圧減圧口
６と接続されている。加圧用配管１４ａからは、電磁バ
ルブ５４と加圧減圧口６との間において減圧用配管１４
ｂが分岐しており、この減圧用配管１４ｂには電磁バル
ブ５５が設けられている。

【０１３６】粒子排出装置４４は、上記処理空間２ｂ内
に清浄空気を送り込むことにより、処理空間２ｂの表面
改質粒子を粒子取出口５から排出させるものである。こ
の粒子排出装置４４は電磁バルブ５１を介して導入管１
０ｂにより凝縮箱２の粒子導入口４と接続されている。
導入管１０ｂは電磁バルブ５２と粒子導入口４との間に
おいて、導入管１０ａと分岐している。

【０１３７】粒子回収装置４５は上記処理空間２ｂから
粒子取出口５を通じて排出された表面改質粒子を回収す
るものである。この粒子回収装置４５は電磁バルブ５３
を介して排出管１２により上記粒子取出口５と接続され
ている。

【０１３８】本粒子表面改質装置４１では、粒子供給装
置４３、導入管１０ａ、電磁バルブ５２、粒子導入口
４、粒子取出口５および電磁バルブ５３により、粒子供
給手段が構成されている。また、粒子排出装置４４、導
入管１０ｂ、電磁バルブ５１、粒子導入口４、粒子取出
口５および電磁バルブ５３により粒子排出手段が構成さ
れている。また、加熱装置７、加圧装置４２、電磁バル
ブ５４・５５、加圧用配管１４ａ、減圧用配管１４ｂお
よび加圧減圧口６により調整手段が構成されている。

【０１３９】粒子供給装置４３は、凝縮箱２の処理空間
２ｂ内にエアロゾルとなっている粒子２２を供給するも
のである。この粒子供給装置４３は電磁バルブ５２を介
して導入管１０ａにより凝縮箱２の粒子導入口４と接続
されている。

【０１４０】また、粒子表面改質装置４１は、図１４に
示す制御装置４６を備えている。この制御装置４６に
は、上記温度計８、圧力計１６、加熱装置７、加圧装置
４２、粒子供給装置４３、粒子排出装置４４、粒子回収
装置４５および電磁バルブ５１〜５５が接続されてい
る。制御装置４６は、内部にタイマを備え、粒子表面改
質装置４１における粒子表面改質動作を制御するもので
ある。

【０１４１】次に、上記粒子表面改質装置４１による粒
子表面改質処理動作を図１５のフローチャートに基づい
て説明する。ここでの各動作は制御装置４６の制御によ
り行われる。また、ここでの粒子表面改質処理は、同一
の粒子２２に対して１回のみ行うものであり、前記図１
の処理に対応する。

【０１４２】先ず、凝縮箱２の内壁部２ａ2 に、所定の
表面改質剤２１を含ませる（Ｓ７１）。この処理は、作
業者が内壁部２ａ2 に表面改質剤２１を供給する構成、
あるいは表面改質剤２１の供給装置を設けておき、この
装置により自動的に行う構成の何れであってもよい。

【０１４３】次に、加熱装置７を作動させて凝縮箱２を
加熱する（Ｓ７２）。この加熱においては、内壁部２ａ
2 の温度が所定の温度となるように、温度計８による検
出温度に基づいて制御装置４６が加熱装置７を制御す
る。

【０１４４】次に、電磁バルブ５２・５３を開くととも
に粒子供給装置４３を作動させ、粒子供給装置４３から
凝縮箱２の処理空間２ｂに粒子２２を導入する（Ｓ７
３）。その後、処理空間２ｂ内の気体がエアロゾル（粒
子２２）に置換すると、電磁バルブ５２・５３を閉じる
とともに、粒子供給装置４３を停止させる（Ｓ７４）。
これにより凝縮箱２が密閉される。電磁バルブ５２・５
３の閉じ、および粒子供給装置４３の停止タイミング
は、例えば処理空間２ｂへのエアロゾル導入開始からの
経過時間をタイマにて計時することにより設定できる。

【０１４５】次に、電磁バルブ５４を開くとともに加圧
装置４２を作動させ、加圧装置４２から処理空間２ｂ内
に清浄空気を送り込み、処理空間２ｂ内を加圧する（Ｓ
７５）。この加圧においては、処理空間２ｂ内の圧力が
常圧（大気圧）よりも所定の圧力だけ高くなるように、
圧力計１６による検出圧力に基づいて制御装置４６が加
圧装置４２を制御する。

【０１４６】その後、処理空間２ｂ内が上記圧力に達す
ると、電磁バルブ５４を閉じるとともに、加圧装置４２
を停止させる（Ｓ７６）。これにより凝縮箱２が密閉さ
れる。次に、この状態で凝縮箱２を静置し、表面改質剤
２１の飽和蒸気を得る（Ｓ７７）。この静置時間は、表
面改質剤２１の種類により異なるが、通常約１分程度で
あり、前記タイマにより計時する。

【０１４７】次に、電磁バルブ５５を開いて処理空間２
ｂ内を常温まで減圧し、表面改質剤２１の飽和蒸気を断
熱膨張させて、表面改質剤２１の過飽和状態を得る（Ｓ
７８）。その後、電磁バルブ５５を閉じるとともに、粒
子２２の成長、即ち粒子２２表面の表面改質剤２１の膜
の成長が平衡状態に達するまで、凝縮箱２を静置する
（Ｓ７９）。

【０１４８】次に、光学検出装置３を作動させ、処理空
間２ｂ内における表面改質粒子の個数濃度および粒子径
を測定する（Ｓ８０）。この測定が終了すると、光学検
出装置３の作動を停止させる（Ｓ８１）。

【０１４９】その後、電磁バルブ５１・５３を開くとと
もに粒子排出装置４４を作動させ、粒子排出装置４４に
より処理空間２ｂ内へ清浄空気を送り込む。これによ
り、処理空間２ｂ内の表面改質粒子が粒子取出口５から
粒子回収装置４５に送り込まれ、粒子回収装置４５によ
り回収される。また、処理空間２ｂ内の空気が清浄空気
に置換され、これによって処理を終了する（Ｓ８２）。

【０１５０】次に、同一の粒子２２に対して複数回の表
面改質処理を自動的に連続して行い得る粒子表面改質装
置を図１６に示す。この粒子表面改質装置６１は、同一
の粒子２２に対して２回の表面改質処理を連続して行い
得るものであり、図８に示した粒子表面改質装置３５に
対応する。

【０１５１】この粒子表面改質装置６１では、前段の凝
縮箱２の粒子取出口５と後段の凝縮箱２の粒子導入口４
とが移送用管３３にて接続されている。加圧装置４２は
前段と後段とで共通のものを使用している。また、後段
の凝縮箱２側にも同様に電磁バルブ５６〜５９が設けら
れている。尚、移送用管３３に設けられている電磁バル
ブ５３・５６は何れか一方のみでもよい。

【０１５２】また、粒子表面改質装置６１における制御
系の構成は、図１７に示すものとなっており、制御装置
６３が備えられている。

【０１５３】上記粒子表面改質装置６１において、同一
の粒子２２に対して同一の表面改質剤２１により粒子表
面改質処理を２回連続して行う場合の動作は、図１８お
よび図１９のフローチャートに示すものとなる。

【０１５４】この動作においては、先ず、前段と後段と
の両凝縮箱２の内壁部２ａ2 に同一の表面改質剤２１を
含ませる（Ｓ９１）。これ以下、Ｓ９２〜Ｓ１０１の動
作は、前段の凝縮箱２において行われるものであり、図
１５に示したＳ７２〜Ｓ８１の動作と同様である。但
し、Ｓ９３において、前段の凝縮箱２に粒子を導入する
ために開くバルブは、バルブ５２・６０である。

【０１５５】Ｓ１０１までの処理により、前段の凝縮箱
２内にて表面改質粒子の生成が終了すると、前段の凝縮
箱２側の電磁バルブ５１・５３および後段の凝縮箱２側
の電磁バルブ５６・５７を開くとともに粒子排出装置４
４を作動させ、粒子排出装置４４により前段の凝縮箱２
の処理空間２ｂ内へ清浄空気の送り込みを開始する。こ
れにより、処理空間２ｂ内の表面改質粒子が粒子取出口
５から後段の凝縮箱２の処理空間２ｂに送り込まれる
（Ｓ１０２）。この処理の開始後、後段の凝縮箱２を加
熱を行う（Ｓ１０３）。

【０１５６】次に、Ｓ１０２の処理が完了すると、電磁
バルブ５６・５７を閉じ、後段の凝縮箱２を密閉する
（Ｓ１０４）。これ以下、Ｓ１０５〜Ｓ１１１の動作
は、後段の凝縮箱２において行われるものであり、前記
Ｓ９５〜Ｓ１０１、即ち図１５に示したＳ７５〜Ｓ８１
の動作と同様である。

【０１５７】その後、Ｓ１１１の動作が終了すると、電
磁バルブ５６・５７を開くとともに粒子排出装置４４を
作動させ、粒子排出装置４４により前段の凝縮箱２にお
ける処理空間２ｂ内へさらに清浄空気を送り込む。これ
により、後段の凝縮箱２の処理空間２ｂ内の表面改質粒
子が粒子取出口５から粒子回収装置４５に送り込まれ、
粒子回収装置４５により回収される。また、後段の凝縮
箱２の処理空間２ｂ内の空気が清浄空気に置換され、こ
れによって処理を終了する（Ｓ１１２）。

【０１５８】また、上記粒子表面改質装置６１におい
て、同一の粒子２２に対して異なる表面改質剤２１ａ・
２１ｂにより粒子表面改質処理を２回連続して行う場合
の動作は、図２０および図２１のフローチャートに示す
ものとなる。

【０１５９】この動作においては、先ず、前段の凝縮箱
２の内壁部２ａ2 に表面改質剤２１ａを含ませるととも
に、後段の凝縮箱２の内壁部２ａ2 に表面改質剤２１ｂ
を含ませる（Ｓ１２１）。これ以下のＳ１２２〜Ｓ１４
２の動作は、図１８および図１９に示したＳ９２〜Ｓ１
１２の動作と同様である。 〔発明の実施の形態５〕 本発明の実施のさらに他の形態を図２２ないし図２７に
基づいて以下に説明する。尚、説明の便宜上、前記の図
面に示した手段と同一の機能を有する手段には同一の符
号を付記し、その説明を省略する。

【０１６０】本実施の形態における粒子表面改質方法の
実施に使用する粒子表面改質装置７１は、図２２および
図２３に示す構成となっている。図２２は粒子表面改質
装置７１の構成を示す縦断面図であり、図２３は同斜視
図である。本粒子表面改質装置７１は、凝縮箱２内の加
圧および減圧を行うための加圧減圧装置７５を凝縮箱２
の下部に備えている。このため、光学検出装置３と粒子
導入口４と表面改質剤導入口７２とが凝縮箱２の上部に
設けられ、前記加圧減圧口６が除かれている。

【０１６１】表面改質剤導入口７２は表面改質剤を凝縮
箱２内に導入するためのものである。表面改質剤導入口
７２には導入管７３が設けられ、この導入管７３にはバ
ルブ７４が設けられている。

【０１６２】加圧減圧装置７５は、ピストン７５ａ、ク
ランク軸７５ｂおよび図示しない駆動装置を備えてい
る。クランク軸７５ｂは、上記駆動装置により駆動され
る。

【０１６３】また、凝縮箱２は、処理空間２ｂと接する
面全体が多孔質材料からなる内壁部２ａ2 によって形成
されているのが、各種表面改質剤２１の気化を効率よく
行い得る点で好ましい。しかしながら、本粒子表面改質
装置７１において、凝縮箱２の下部は、ピストン７５ａ
を有する加圧減圧装置７５が設けられていることによ
り、多孔質体からなる内壁部２ａ2 が除去され、この除
去された部分が例えば金属製の外壁部２ａ1 によって補
われた構造となっている。他の構成は、前述の粒子表面
改質装置１と同一である。

【０１６４】次に、上記粒子表面改質装置７１による粒
子表面改質方法を図２４のフローチャートに基づいて説
明する。

【０１６５】粒子表面改質装置７１によって粒子表面改
質処理を行う際には、先ず、バルブ１１・７２を開く一
方バルブ１３を閉じ、ピストン７５ａを上死点に配した
状態とする。また、凝縮箱２内を所定温度に加熱装置７
により加熱する（Ｓ１５１）。尚、この加熱処理は、前
述したように、凝縮箱２内の加圧処理に対する補助的処
理である。また、凝縮箱２内への表面改質すべき粒子、
および表面改質剤２１の導入に先立って上記加熱を行う
のは、予め凝縮箱２の処理空間２ｂ内を加熱しておくこ
とにより、粒子表面改質処理を迅速に行うためである。

【０１６６】次に、粒子導入口４に表面改質すべき粒子
を例えばエアロゾルとして供給する一方、表面改質剤導
入口７２に表面改質剤２１を例えばミストとして供給
し、加圧減圧装置７５のピストン７５ａを下死点に降下
させる。これにより、上記粒子と表面改質剤２１とが凝
縮箱２の処理空間２ｂ内に導入される。ピストン７５ａ
の降下後、直ぐにバルブ１１・７２を閉じて凝縮箱２を
密閉する（Ｓ１５２）。

【０１６７】次に、処理空間２ｂ内に表面改質剤２１の
飽和蒸気状態を得るため、凝縮箱内を加圧する。この加
圧はピストン７５ａを所定位置まで上昇させることによ
り行う。この加圧においては、処理空間２ｂ内を常圧
（大気圧）より高い所定の圧力に昇圧する（Ｓ１５
３）。このときには、同時に表面改質剤２１が加熱され
る。

【０１６８】その後、表面改質剤２１の飽和蒸気が得ら
れるまで、凝縮箱２を適切な時間静置する（Ｓ１５
４）。即ち、凝縮箱２に対して上記の状態を維持する。

【０１６９】次に、処理空間２ｂ内を常圧にまで急激に
減圧し、表面改質剤２１の飽和蒸気を過飽和状態にする
（Ｓ１５５）。この処理は、ピストン７５ａを下死点ま
で急速に降下させることにより行う。この処理により、
前述のように、粒子２２の表面にて表面改質剤２１の凝
縮反応が生じる。この結果、粒子表面に表面改質剤２１
の液膜が生成される。

【０１７０】その後、処理空間２ｂ内の表面改質処理済
みの粒子２２、即ち、表面改質粒子を凝縮箱２外に取り
出して処理を終了する（Ｓ１５６）。表面改質粒子の取
り出しは、バルブ１１・７４の閉じ状態を維持し、バル
ブ１３を開状態とした後、ピストン７５ａを下死点から
上死点まで上昇させることにより行う。（実施例５）次
に、図２２に示した粒子表面改質装置７１を使用した粒
子表面改質方法により、所定の条件下で表面改質処理を
行った実施例を図２５のフローチャートに基づいて説明
する。尚、図２５に示すＳ１６１〜Ｓ１６６の各行程に
おける具体的な動作、例えば処理空間２ｂへの粒子の導
入、処理空間２ｂからの粒子の排出、並びに処理空間２
ｂの加圧および減圧等の動作は、図２４に示したＳ１５
１〜Ｓ１５６の対応する各行程での動作と同様である。

【０１７１】先ず、凝縮箱２内を加熱する（Ｓ１６
１）。この場合には、内壁部２ａ2 の温度が３５０Ｋと
なるようにする。

【０１７２】次に、一次粒子径が約０．５μｍ、粒子個
数濃度が１０11個／ｍ3 の酸化チタン粒子と表面改質剤
２１としてのジエチレングリコールとをそれぞれ粒子導
入口４と表面改質剤導入口７２とから凝縮箱２の処理空
間２ｂ内に導入した後、直ぐに凝縮箱２を密閉する（Ｓ
１６２）。

【０１７３】次に、ジエチレングリコールの飽和蒸気を
得るために、処理空間２ｂの圧力が常圧（大気圧）より
１６０ｍｍＨｇだけ高くなるように、凝縮箱２内を加圧
する（Ｓ１６３）。このときには同時にジエチレングリ
コールが加熱される。

【０１７４】次に、上記の状態で凝縮箱２を１分間静置
し、ジエチレングリコールの飽和蒸気状態を得る（Ｓ１
６４）。

【０１７５】次に、処理空間２ｂを常圧にまで急激に減
圧する。これによりジエチレングリコールは断熱膨張し
て過飽和蒸気状態となる（Ｓ１６５）。この結果、酸化
チタンの表面にてジエチレングリコールの凝縮が生じ、
酸化チタン粒子の表面がジエチレングリコールの液膜で
被覆された。以上の行程により、ジエチレングリコール
により表面が覆われ、酸化チタン粒子を核とする一次粒
子径１μｍのほぼ大きさの揃った表面改質粒子が得られ
た。

【０１７６】その後、上記の表面改質粒子を凝縮箱２外
に取り出し、処理を終了する（Ｓ１６６）。

【０１７７】尚、凝縮箱２を１分間静置しているが、こ
の時間は飽和蒸気を得るのに十分に多い時間であり、凝
縮液によっては数秒程度でもよい。 （実施例６） 次に、図２２に示した粒子表面改質装置７１を使用した
粒子表面改質方法により、所定の条件下で表面改質処理
を行った他の実施例を図２６のフローチャートに基づい
て説明する。尚、図２６に示すＳ１７１〜Ｓ１７６の各
行程における具体的な動作は、図２４に示したＳ１５１
〜Ｓ１５６の対応する各行程での動作と同様である。

【０１７８】先ず、凝縮箱２内を加熱する（Ｓ１７
１）。この場合には、内壁部２ａ2 の温度が４００Ｋと
なるようにする。

【０１７９】次に、一次粒子径が約０．５μｍ、粒子個
数濃度が１０11個／ｍ3 のカーボンブラック粒子と表面
改質剤２１としての硝酸とをそれぞれ粒子導入口４と表
面改質剤導入口７２とから凝縮箱２の処理空間２ｂ内に
導入した後、凝縮箱２を密閉する（Ｓ１７２）。

【０１８０】次に、硝酸の飽和蒸気状態を得るために、
凝縮箱２内を、処理空間２ｂの圧力が常圧（大気圧）よ
り１６０ｍｍＨｇだけ高くなるように加圧する（Ｓ１７
３）。このときには同時に硝酸が加熱される。

【０１８１】次に、上記の状態で凝縮箱２を５分間静置
し、硝酸の飽和蒸気を得る（Ｓ１７４）。

【０１８２】次に、処理空間２ｂを常圧にまで急激に減
圧する。これにより硝酸は断熱膨張して過飽和蒸気状態
となる（Ｓ１７５）。この結果、カーボンブラック粒子
の表面にて硝酸の凝縮が生じ、カーボンブラック粒子の
表面が硝酸の液膜で被覆された。以上の行程により、硝
酸により表面が覆われ、カーボンブラック粒子を核とす
る表面改質粒子が得られた。

【０１８３】その後、表面改質済みのカーボンブラック
粒子を凝縮箱２外に取り出し、処理を終了する（Ｓ１７
６）。

【０１８４】以上のように、本粒子表面改質装置７１で
は、ピストン７５ａを有する加圧減圧装置７５を凝縮箱
２の下部に設け、上記ピストン７５ａの昇降により、凝
縮箱２内への表面改質処理すべき粒子と表面改質剤２１
との導入、および処理空間２ｂ内の加圧と減圧を行う構
成である。従って、上記の各処理を簡単な構成の加圧減
圧装置７５によって行うことが可能であり、粒子表面改
質装置７１が簡単かつ低コストの構成となっている。

【０１８５】また、加圧減圧装置７５によって処理空間
２ｂ内へ表面改質剤２１を導入するようにしているの
で、予め処理空間２ｂの多孔質材料、即ち内壁部２ａ2
に表面改質剤２１を含ませておく処理が不要となる。

【０１８６】また、粒子表面改質処理に際しては、凝縮
箱２内への上記粒子および表面改質剤２１の導入前に、
処理空間２ｂ内を予め加熱するようにしているので、処
理空間２ｂに導入した表面改質剤２１の加熱を迅速に行
うことができる。この結果、粒子表面改質処理を迅速に
行うことができる。

【０１８７】また、本粒子表面改質装置７１では、加圧
減圧装置７５が処理空間２ｂの容積を変化させることに
より処理空間２ｂ内を加圧および減圧する構成である。
従って、処理空間２ｂ内に粒子２２を収容している状態
のままで、即ち１台の粒子表面改質装置７１により、同
一の粒子２２に対する連続的な粒子表面改質処理を容易
に行うことができるようになっている。

【０１８８】また、加圧減圧装置７５は、ピストン７５
ａが凝縮箱２の上壁部まで移動可能な構成とすれば、凝
縮箱２内において表面改質処理された粒子の全量を確実
に凝縮箱２から取り出すことができる。

【０１８９】また、バルブ７４の閉じ状態を維持し、バ
ルブ１１・１３を開状態とした後、粒子導入口４から清
浄空気を送り込むことによっても、表面改質処理された
粒子の全量を確実に凝縮箱２から取り出すことができ
る。

【０１９０】また、本粒子表面改質装置７１による粒子
表面改質方法では、粒子２２の攪拌等、粒子２２を帯電
させるような処理を行わず、前述した他の粒子表面改質
装置による方法と同様、粒子２２の表面に表面改質剤２
１の凝縮を生じさせることにより粒子表面改質処理を行
うものとなっている。従って、前述した他の粒子表面改
質装置による方法と同様の利点を有している。

【０１９１】また、本粒子表面改質装置７１も前述の場
合と同様、自動化が可能である。この場合、図２７に示
すように、加熱装置７、加圧減圧装置７５、粒子供給装
置４３、表面改質剤供給装置７６、および電磁バルブに
よって構成されるバルブ１１・１３・７４が制御装置７
７によって制御される。尚、粒子供給装置４３は、図２
２に示す導入管１０に接続され、表面改質剤供給装置７
６は導入管７３に接続され、粒子回収装置４５は排出管
１２に接続される。

【０１９２】また、本粒子表面改質装置７１を使用した
場合にも、前述の場合と同様にして、次のように、同一
の粒子２２に対して粒子表面改質処理を複数回繰り返す
ことができる。この処理によれば、使用する表面改質剤
２１の過飽和度が低い場合であっても、粒子２２の表面
に表面改質剤２１の所望の厚さの膜を得ること、あるい
は所望の粒子径の表面改質粒子を得ることができる。

【０１９３】また、本粒子表面改質装置７１を使用した
粒子表面改質方法においても、凝縮箱２の多孔質材料か
らなる内壁部２ａ2 に予め表面改質剤２１を含ませてお
く方法を採用することが可能である。これによって、表
面改質剤導入口７２からの表面改質剤２１の導入を不要
とすることができる。 （実施例７） 次に、本粒子表面改質方法により所定の条件下で表面改
質処理を行った実施例を図２８のフローチャートに基づ
いて説明する。尚、ここでは、図２２に示した１台の粒
子表面改質装置７１により繰り返し表面改質処理を行う
ものとする。また、以下に示すＳ１８１〜Ｓ１８５の各
工程、およびＳ１８６〜Ｓ１９０の各工程における具体
的な動作は、それぞれ図２４に示したＳ１５１〜Ｓ１５
５の各行程、およびＳ１５２〜Ｓ１５６の各行程での動
作と同様である。

【０１９４】先ず、凝縮箱２内を加熱する（Ｓ１８
１）。この場合には、内壁部２ａ2 の温度が３５０Ｋと
なるようにする。

【０１９５】次に、一次粒子径が約４０ｎｍ、粒子個数
濃度が１０11個／ｍ3 のポリスチレンラテックス粒子と
表面改質剤２１としてのジエチレングリコールとをそれ
ぞれ粒子導入口４と表面改質剤導入口７２とから凝縮箱
２の処理空間２ｂ内に導入した後、凝縮箱２を密閉する
（Ｓ１８２）。

【０１９６】次に、ジエチレングリコールの飽和蒸気状
態を得るために、凝縮箱２内を、処理空間２ｂの圧力が
常圧（大気圧）より１６０ｍｍＨｇだけ高くなるように
加圧する（Ｓ１８３）。このときには同時にジエチレン
グリコールが加熱される。

【０１９７】次に、上記の状態で凝縮箱２を１分間静置
し、ジエチレングリコールの飽和蒸気を得る（Ｓ１８
４）。

【０１９８】次に、処理空間２ｂを常圧にまで急激に減
圧する。これによりジエチレングリコールは断熱膨張し
て過飽和状態となる（Ｓ１８５）。この結果、ポリスチ
レンラテックス粒子の表面にて直ちにジエチレングリコ
ールの凝縮が生じ、ポリスチレンラテックス粒子の表面
がジエチレングリコールの液膜で被覆された。以上の行
程により、ジエチレングリコールにより表面が覆われ、
ポリスチレンラテックス粒子を核とする一次粒子径１μ
ｍのほぼ大きさの揃った表面改質粒子が得られた。

【０１９９】次に、再度の粒子表面改質処理を行うため
に、加圧減圧装置７５のピストン７５ａを上昇させ、バ
ルブ７４のみを開いて表面改質剤導入口７２にジエチレ
ングリコールを供給する。そして、ピストン７５ａを降
下させて処理空間２ｂ内に表面改質剤２１のみ、即ちジ
エチレングリコールのみを導入し、凝縮箱２を密閉する
（Ｓ１８６）。

【０２００】以下、Ｓ１８７〜Ｓ１８９においてＳ１８
３〜Ｓ１８５と同様の動作を繰り返す。この結果、先の
動作により得られた表面改質処理済の粒子の表面がさら
にジエチレングリコールにて覆われ、ポリスチレンラテ
ックス粒子を核とする一次粒子径２μｍのほぼ大きさの
揃った表面改質粒子が得られた。 〔発明の実施の形態６〕 本発明の実施のさらに他の形態を図２９および図３０に
基づいて以下に説明する。尚、説明の便宜上、前記の図
面に示した手段と同一の機能を有する手段には同一の符
号を付記し、その説明を省略する。

【０２０１】本実施の形態における粒子表面改質方法の
実施に使用する粒子表面改質装置８１は、図２９に示す
構成となっている。この粒子表面改質装置８１は、粒子
２２に対して表面改質処理を複数回行い、かつ、この複
数回の表面改質処理のうち少なくとも２回に、相互に種
類の異なる表面改質剤２１を使用する粒子表面改質方法
に適したものである。

【０２０２】粒子表面改質装置８１は、図２９に示すよ
うに、第１の表面改質剤導入口７２の近傍に、第２の表
面改質剤導入口８２が形成され、この表面改質剤導入口
８２に導入管８３が設けられ、この導入管８３にバルブ
８４が設けられたものとなっている。導入管８３には、
導入管７３に接続された表面改質剤供給装置７６とは異
なる種類の表面改質剤２１を供給する表面改質剤供給装
置８５（図３１に示す）が接続されている。他の構成
は、前記粒子表面改質装置７１と同様である。

【０２０３】表面改質剤導入口７２と表面改質剤導入口
８２との使用については、同一の粒子２２に対する例え
ば第１回目の粒子表面改質処理において表面改質剤導入
口７２が使用され、第２回目の粒子表面改質処理におい
て表面改質剤導入口７２が使用される。この場合、表面
改質剤導入口７２を使用するときには、バルブ７４が
開、バルブ８４が閉とされる一方、表面改質剤導入口８
２が使用されるときには、バルブ７４が閉、バルブ８４
が開とされる。

【０２０４】尚、３種類以上の表面改質剤２１による処
理を可能とする場合には、使用する表面改質剤２１の種
類数の分だけ凝縮箱２に表面改質剤導入口を形成すれば
よい。また、一つの例えば表面改質剤導入口７２から複
数種類の表面改質剤２１を同時に処理空間２ｂに導入す
ることも可能である点は、前述の通りである。

【０２０５】また、表面改質剤２１の種類数の分だけ形
成された表面改質剤導入口から同時に複数種類の表面改
質剤２１を導入することによって、混合された成分の膜
を１回の表面改質処理にて粒子２２の表面に形成するこ
ともできる。このように、複数種類の表面改質剤２１を
同士に使用する場合、粒子２２の表面にて複数の表面改
質剤２１と粒子２２の表面物質との化学反応を起こさせ
ることも可能である。 （実施例８） 次に、粒子表面改質装置８１を使用して所定の条件下で
表面改質処理を行った実施例を図３０のフローチャート
に基づいて説明する。尚、以下に示すＳ１９１〜Ｓ１９
５の各工程、およびＳ１９６〜Ｓ２００の各工程におけ
る具体的な動作は、それぞれ図２４に示したＳ１５１〜
Ｓ１５５の各行程、およびＳ１５２〜Ｓ１５６の各行程
での動作と同様である。また、図２９に示す粒子表面改
質装置８１において、表面改質剤導入口７２の導入管７
３には、ジエチレングリコールを供給する表面改質剤供
給装置７６が接続され、表面改質剤導入口８２の導入管
８３には、トリエチレングリコールを供給する表面改質
剤供給装置７６が接続されているものとする。

【０２０６】先ず、凝縮箱２内を加熱する（Ｓ１９
１）。この場合には、内壁部２ａ2 の温度が３５０Ｋと
なるようにする。

【０２０７】次に、一次粒子径が約４０ｎｍ、粒子個数
濃度が１０11個／ｍ3 のポリスチレンラテックス粒子と
表面改質剤２１ａとしてのジエチレングリコールとをそ
れぞれ粒子導入口４と表面改質剤導入口７２とから凝縮
箱２の処理空間２ｂ内に導入した後、凝縮箱２を密閉す
る（Ｓ１９２）。

【０２０８】次に、ジエチレングリコールの飽和蒸気状
態を得るために、凝縮箱２内を、処理空間２ｂの圧力が
常圧（大気圧）より１６０ｍｍＨｇだけ高くなるように
加圧する（Ｓ１９３）。このときには同時にジエチレン
グリコールが加熱される。

【０２０９】次に、上記の状態で凝縮箱２を１分間静置
し、ジエチレングリコールの飽和蒸気を得る（Ｓ１９
４）。

【０２１０】次に、処理空間２ｂを常圧にまで急激に減
圧する。これによりジエチレングリコールは断熱膨張し
て過飽和状態となる（Ｓ１９５）。この結果、ポリスチ
レンラテックス粒子の表面にてジエチレングリコールの
凝縮が生じ、ポリスチレンラテックス粒子の表面がジエ
チレングリコールの液膜で被覆された。以上の行程によ
り、ジエチレングリコールにより表面が覆われ、ポリス
チレンラテックス粒子を核とする一次粒子径１μｍのほ
ぼ大きさの揃った表面改質粒子が得られた。

【０２１１】次に、再度の粒子表面改質処理を行うため
に、加圧減圧装置７５のピストン７５ａを上昇させ、バ
ルブ８４のみを開状態とし、ピストン７５ａを降下させ
て処理空間２ｂ内に表面改質剤２１ｂとしてのトリエチ
レングリコールのみを導入し、凝縮箱２を密閉する（Ｓ
１９６）。

【０２１２】以下、Ｓ１９７〜Ｓ１９９においてＳ１９
３〜Ｓ１９５と同様の動作を繰り返す。この結果、先の
動作により粒子２２の表面に得られたジエチレングリコ
ール膜の表面がさらにトリエチレングリコール膜にて覆
われた。これにより、一次粒子径４μｍのポリスチレン
ラテックス粒子を核とするほぼ大きさの揃った表面改質
粒子が得られた。

【０２１３】また、本粒子表面改質装置８１も前述の場
合と同様、自動化が可能である。この場合、図３１に示
すように、加熱装置７、加圧減圧装置７５、粒子供給装
置４３、表面改質剤供給装置７６、表面改質剤供給装置
８５および電磁バルブによって構成されるバルブ１１・
１３・７４・８４が制御装置８６によって制御される。 〔発明の実施の形態７〕 本発明の実施のさらに他の形態を図３２ないし図３５に
基づいて以下に説明する。尚、説明の便宜上、前記の図
面に示した手段と同一の機能を有する手段には同一の符
号を付記し、その説明を省略する。

【０２１４】本実施の形態における粒子表面改質方法の
実施に使用する粒子表面改質装置９１は、図３２に示す
構成となっている。この粒子表面改質装置９１は、凝縮
箱９６、冷却管９２および光学検出装置３を備えてい
る。

【０２１５】凝縮箱９６は、水平方向に延びる細長い円
柱形状あるいは角柱形状をなしている。凝縮箱９６の形
状は特に上記形状に限定されるものではないが、本粒子
表面改質装置９１での粒子表面改質処理に対する適否を
考えた場合、縦長形状よりも上記横長形状が好ましい。

【０２１６】凝縮箱９６の内部には、凝縮箱９６の長手
方向に延びる処理空間９６ｂが形成されている。この処
理空間９６ｂは、例えば円柱穴形に形成され、凝縮箱９
６の軸方向に対して上下方向に傾斜している。処理空間
９６ｂにおける下方側端部には、表面改質剤２１を貯留
するための貯留部９６ｃが形成されている。上記傾斜に
より、例えば処理空間９６ｂの内壁面に付着している表
面改質剤２１は、貯留部９６ｃに流れ込む。

【０２１７】凝縮箱９６には、上記貯留部９６ｃ側の端
部に、貯留部９６ｃの上方空間と連通するように粒子導
入口４が形成され、この粒子導入口４側とは反対側の端
部に、処理空間９６ｂから上方に開口する粒子取出口５
が形成されている。また、凝縮箱９６には、前記温度計
８と前記加熱装置７とが設けられている。凝縮箱９６は
外壁部９６ａ1 と内壁部９６ａ2 とを有し、内壁部９６
ａ2 は、前述した他の粒子表面改質装置と同様、セラミ
ックやフェルト等の多孔質材料にて形成されている。

【０２１８】凝縮箱９６の上記粒子取出口５には冷却管
９２が接続されている。冷却管９２は直状に延びてお
り、本粒子表面改質装置９１では、水平方向に致してほ
ぼ９０°の角度で立設されている。

【０２１９】冷却管９２は管壁部９２ａの内部に輸送路
９２ｂを有している。冷却管９２の外周面には、輸送路
９２ｂを冷却するための冷却装置９３が設けられ、管壁
部９２ａには、輸送路９２ｂの温度を検出する温度計９
４が設けられている。上記冷却装置９３は、例えば、ペ
ルチエ効果によって冷却を行うペルチエ素子からなる。
尚、冷却装置９３としては、その他冷却温度に応じて、
液体窒素、水あるいはドライアイスなどの冷媒により冷
却した有機溶媒により冷却する装置や、リービッヒ冷却
器により冷却した氷水あるいは水などにより冷却する装
置等も採用可能である。

【０２２０】冷却管９２の上端部は、光学検出装置３内
における光照射部３ｉと受光部３ｊとの間に達してい
る。光学検出装置３は前記粒子表面改質装置１に採用し
たものと同様の機能を有するものであり、光学検出装置
３を設けた場合の利点も前述の通りである。光学検出装
置３における前記冷却管９２の上端部の上方位置には、
装置外部への粒子取出口９５が設けられている。

【０２２１】次に、上記粒子表面改質装置９１による粒
子表面改質方法を図３３のフローチャートに基づいて説
明する。

【０２２２】粒子表面改質装置９１によって粒子表面改
質処理を行う際には、表面改質剤２１を凝縮箱９６内の
貯留部２ｃに貯留するとともに、内壁部９６ａ2 を含ま
せる（Ｓ２１１）。

【０２２３】次に、凝縮箱９６の処理空間９６ｂ内に表
面改質剤２１の飽和蒸気を得るため、加熱装置７により
凝縮箱９６を加熱する（Ｓ２１２）。加熱装置７が作動
すると、ヒータ７ａの発する熱が外壁部９６ａ1 を経て
内壁部９６ａ2 および処理空間９６ｂ内に伝わり、これ
らが加熱される。凝縮箱９６内の温度は温度計８により
測定される。上記加熱により、処理空間９６ｂに表面改
質剤２１の飽和蒸気が生成される。

【０２２４】次に、冷却装置９３により冷却管９２を冷
却する（Ｓ２１３）。

【０２２５】次に、処理空間９６ｂ内に表面改質すべき
粒子２２を導入する。この場合、粒子２２は例えばエア
ロゾルとして粒子導入口４から処理空間９６ｂ内に導入
される。処理空間に導入された粒子２２は、処理空間９
６ｂ内に充満した表面改質剤２１の飽和蒸気と混合さ
れ、処理空間９６ｂ内を冷却管９２方向へ輸送される
（Ｓ２１４）。この状態は前記の図４（ａ）に示され
る。

【０２２６】次に、粒子２２と表面改質剤２１との混合
気体は、冷却管９２の輸送路９２ｂに導入され、ここで
冷却される（Ｓ２１５）。これにより、表面改質剤２１
の飽和蒸気が過飽和状態となり、図４（ｂ）に示したよ
うに、粒子２２の表面にて表面改質剤２１の凝縮反応が
生じる。この結果、図４（ｃ）に示したように、粒子２
２表面に表面改質剤２１の液膜が生成され、粒子２２表
面の改質が行われる。

【０２２７】その後、輸送路９２ｂの表面改質処理済み
の粒子、即ち表面改質粒子は、光学検出装置３を経て粒
子取出口９５から取り出され（Ｓ２１６）、処理が終了
する。 （実施例９） 次に、図３２に示した粒子表面改質装置９１を使用した
粒子表面改質方法により、所定の条件下で表面改質処理
を行った実施例を図３４のフローチャートに基づいて説
明する。尚、図３４に示すＳ２２１〜Ｓ２２６の各行程
における具体的な動作は、図３３に示したＳ２１１〜Ｓ
２１６の対応する各行程での動作と同様である。

【０２２８】先ず、凝縮箱９６の内壁部９６ａ2 に表面
改質剤２１としてのジエチレングリコールを含ませ（Ｓ
２２１）、凝縮箱９６内を内壁部９６ａ2 を所定の温度
に加熱する（Ｓ２２２）。これにより、処理空間９６ｂ
内には、ジエチレングリコールの飽和蒸気が生成され
る。

【０２２９】また、冷却管９２を管壁部９２ａを所定の
温度に冷却する（Ｓ２２３）。

【０２３０】次に、一次粒子径が約０．５μｍ、粒子個
数濃度が１０11個／ｍ3 の酸化チタン粒子を粒子導入口
４から凝縮箱９６内の処理空間９６ｂに導入する。これ
により、処理空間９６ｂには酸化チタン粒子とジエチレ
ングリコールの飽和蒸気との混合気体が得られる（Ｓ２
２４）。

【０２３１】その後、上記混合気体は、冷却管９２内に
導入され（Ｓ２２５）、ここで冷却される。これによ
り、ジエチレングリコールは過飽和状態となる。この結
果、酸化チタンの表面にてジエチレングリコールの凝縮
が生じ、酸化チタン粒子の表面がジエチレングリコール
の液膜で被覆された。以上の行程により、ジエチレング
リコールにより表面が覆われ、酸化チタン粒子を核とす
る一次粒子径１μｍのほぼ大きさの揃った表面改質粒子
が得られた。

【０２３２】その後、上記の表面改質粒子は装置外に取
り出され、処理が終了する（Ｓ２２６）。 （実施例１０） 次に、図３２に示した粒子表面改質装置９１を使用した
粒子表面改質方法により、所定の条件下で表面改質処理
を行った他の実施例を図３５のフローチャートに基づい
て説明する。尚、図３５に示すＳ２３１〜Ｓ２３６の各
行程における具体的な動作は、図３３に示したＳ２１１
〜Ｓ２１６の対応する各行程での動作と同様である。

【０２３３】先ず、凝縮箱９６の内壁部９６ａ2 に表面
改質剤２１としての硝酸を含ませ（Ｓ２３１）、凝縮箱
９６内を内壁部９６ａ2 の温度が４２０Ｋとなるように
加熱する（Ｓ２３２）。これにより、処理空間９６ｂ内
には、硝酸の飽和蒸気が生成される。

【０２３４】また、冷却管９２を管壁部９２ａの温度が
２９０Ｋとなるように冷却する（Ｓ２３３）。

【０２３５】次に、幾何平均径が約０．５μｍ、粒子個
数濃度が１０11個／ｍ3 のカーボンブラック粒子を粒子
導入口４から凝縮箱９６内の処理空間９６ｂに導入す
る。これにより、処理空間９６ｂにはカーボンブラック
粒子と硝酸の飽和蒸気との混合気体が得られる（Ｓ２３
４）。

【０２３６】その後、上記混合気体は、冷却管９２内に
導入され（Ｓ２３５）、ここで冷却される。これによ
り、硝酸は過飽和状態となる。この結果、カーボンブラ
ック粒子の表面にて硝酸の凝縮が生じ、カーボンブラッ
ク粒子の表面が硝酸の液膜で被覆された。以上の行程に
より、硝酸により表面が覆われ、カーボンブラック粒子
を核とする表面改質粒子が得られた。

【０２３７】その後、表面改質処理済みのカーボンブラ
ック粒子が装置外に導き出され、処理が終了する（Ｓ２
３６）。

【０２３８】本粒子表面改質装置９１による粒子表面改
質方法では、粒子２２の攪拌等、粒子２２を帯電させる
ような処理を行わず、前述した他の粒子表面改質装置に
よる方法と同様、粒子２２の表面に表面改質剤２１の凝
縮を生じさせることにより粒子表面改質処理を行うもの
となっている。従って、前述した他の粒子表面改質装置
による方法と同様の利点を有している。

【０２３９】また、粒子表面改質装置９１による粒子表
面改質方法では、基本的に、（１） 凝縮箱９６の処理空間９６ｂにて表面改質剤２１
の飽和蒸気を生成するとともに、処理空間９６ｂに粒子
２２を導入する（２） 上記粒子２２と飽和蒸気との混合気体を冷却管９
２に送り、表面改質剤２１の飽和蒸気を粒子２２の表面
に凝縮させる（３） 冷却管９２から表面改質粒子を排出するという手
順により、粒子表面改質処理を行うものであるから、粒
子導入口４から順次粒子２２を処理空間９６ｂに導入し
て、粒子表面改質処理を連続的に行うことができる。

【０２４０】また、表面改質剤２１の過飽和雰囲気を得
るのに、表面改質剤２１の飽和蒸気の冷却という簡単な
方法を使用しているので、表面改質処理の操作の簡便化
および装置の簡素化を促進することができる。

【０２４１】また、表面改質剤２１の飽和蒸気を表面改
質剤２１を加熱することにより生成するので、その後、
表面改質剤２１の過飽和雰囲気を得るための表面改質剤
２１の飽和蒸気の冷却を容易に行うことができる。

【０２４２】尚、冷却管９２は、水平方向に対して８９
〜９０°程度の角度で立設されているのが好ましいもの
の、凝縮箱９６で加熱された上記混合気体の流れにより
冷却管９２から改質処理済粒子を排出させることができ
るように、水平方向に対して例えば１〜９０°の範囲で
傾斜していればよい。

【０２４３】また、冷却管９２が上記の範囲で傾斜して
いれば、輸送路９２ｂにおいて凝縮した表面改質剤２１
を重力により凝縮箱９６の処理空間９６ｂに戻すことが
できる。従って、上記表面改質剤２１は、再利用可能と
なる。この結果、表面改質剤２１の使用量を削減でき、
表面改質粒子の製造コストを低減することができる。
〔発明の実施の形態８〕本発明の実施のさらに他の形態
を図３６ないし図３８に基づいて以下に説明する。尚、
説明の便宜上、前記の図面に示した手段と同一の機能を
有する手段には同一の符号を付記し、その説明を省略す
る。

【０２４４】本実施の形態における粒子表面改質方法の
実施に使用する粒子表面改質装置１０１は、図３６に示
す構成となっている。この粒子表面改質装置１０１は、
前記粒子表面改質装置９１を利用し、同一の粒子２２に
対する複数回の表面改質処理を連続して行うのに適した
構成、および同一の粒子２２に対する異なる表面改質剤
２１を使用しての複数回の表面改質処理を連続して行う
のに適した構成としたものである。

【０２４５】粒子表面改質装置１０１は、図３６に示す
ように、前段の粒子表面改質装置９１ａの粒子取出口９
５と後段の粒子表面改質装置９１ｂの粒子導入口４とが
移送用管１０２により接続されている。従って、この粒
子表面改質装置１０１では、連続して２回の粒子表面改
質処理が可能となっている。それ以上の回数の連続した
粒子表面改質処理が必要な場合には、その回数に応じた
台数の粒子表面改質装置９１を直列に接続すればよい。 （実施例１１） 次に、粒子表面改質装置１０１を使用して同一の表面改
質剤２１による連続して２回の表面改質処理を行った実
施例を図３７のフローチャートに基づいて説明する。

【０２４６】先ず、前段の粒子表面改質装置９１ａにお
いて、凝縮箱９６の内壁部９６ａ2 に表面改質剤２１と
してのジエチレングリコールを含ませ（Ｓ２４１）、凝
縮箱９６内を内壁部９６ａ2 の温度が３５０Ｋとなるよ
うに加熱する（Ｓ２４２）。これにより、処理空間９６
ｂ内には、ジエチレングリコールの飽和蒸気が生成され
る。

【０２４７】また、冷却管９２を管壁部９２ａの温度が
２７３Ｋとなるように冷却する（Ｓ２４３）。

【０２４８】次に、一次粒子径が約０．５μｍ、粒子個
数濃度が１０11個／ｍ3 のポリスチレンラテックス粒子
を粒子導入口４から凝縮箱９６内の処理空間９６ｂに導
入する。これにより、処理空間９６ｂにはポリスチレン
ラテックス粒子とジエチレングリコールの飽和蒸気との
混合気体が得られる（Ｓ２４４）。

【０２４９】その後、上記混合気体は、冷却管９２内に
導入され（Ｓ２４５）、ここで冷却される。これによ
り、ジエチレングリコールは過飽和状態となる。この結
果、ポリスチレンラテックス粒子の表面にてジエチレン
グリコールの凝縮が生じ、ポリスチレンラテックス粒子
の表面がジエチレングリコールの液膜で被覆された。以
上の行程により、ジエチレングリコールにより表面が覆
われ、ポリスチレンラテックス粒子を核とする一次粒子
径１μｍのほぼ大きさの揃った表面改質粒子が得られ
た。

【０２５０】前段の粒子表面改質装置９１ａで処理済の
粒子は、移送用管１０２を通じて後段の粒子表面改質装
置９１ｂに送られ、その粒子導入口４から処理空間９６
ｂに導入される（Ｓ２４６）。以下、同様にして後段の
粒子表面改質装置９１ｂによりＳ２４７〜Ｓ２５１の処
理が行われる。この結果、ジエチレングリコールにて表
面が覆われ、ポリスチレンラテックス粒子を核とする一
次粒子径２μｍのほぼ大きさの揃った表面改質粒子が得
られた。

【０２５１】表面改質粒子は、粒子表面改質装置９１ｂ
の粒子取出口９５から排出され、処理が終了する（Ｓ２
５２）。 （実施例１２） 次に、粒子表面改質装置１０１を使用して異なる表面改
質剤２１により連続して２回の表面改質処理を行った実
施例を図３８のフローチャートに基づいて説明する。

【０２５２】先ず、前段の粒子表面改質装置９１ａにお
いて、凝縮箱９６の内壁部９６ａ2 に表面改質剤２１と
してのジエチレングリコールを含ませ（Ｓ２６１）、凝
縮箱９６内を内壁部９６ａ2 の温度が３５０Ｋとなるよ
うに加熱する（Ｓ２６２）。これにより、処理空間９６
ｂ内には、ジエチレングリコールの飽和蒸気が生成され
る。

【０２５３】また、冷却管９２を管壁部９２ａの温度が
２７３Ｋとなるように冷却する（Ｓ２６３）。

【０２５４】次に、一次粒子径が約０．５μｍ、粒子個
数濃度が１０11個／ｍ3 のポリスチレンラテックス粒子
を粒子導入口４から凝縮箱９６内の処理空間９６ｂに導
入する。これにより、処理空間９６ｂにはポリスチレン
ラテックス粒子とジエチレングリコールの飽和蒸気との
混合気体が得られる（Ｓ２６４）。

【０２５５】その後、上記混合気体は、冷却管９２内に
導入され（Ｓ２６５）、ここで冷却される。これによ
り、ジエチレングリコールは過飽和状態となる。この結
果、ポリスチレンラテックス粒子の表面にて直ちにジエ
チレングリコールの凝縮が生じ、ポリスチレンラテック
ス粒子の表面がジエチレングリコールの液膜で被覆され
た。以上の行程により、ジエチレングリコールにより表
面が覆われ、ポリスチレンラテックス粒子を核とする一
次粒子径１μｍのほぼ大きさの揃った表面改質粒子が得
られた。

【０２５６】前段の粒子表面改質装置９１ａで処理済の
粒子は、移送用管１０２を通じて後段の粒子表面改質装
置９１ｂに送られ、その粒子導入口４から処理空間９６
ｂに導入される（Ｓ２６６）。後段の粒子表面改質装置
９１ｂでは、表面改質剤２１としてトリエチレングリコ
ールを使用することにより、同様にしてＳ２６７〜Ｓ２
７１の処理が行われる。この結果、ジエチレングリコー
ルにて表面が覆われ、さらにその表面がトリエチレング
リコールにて覆われた粒子径４μｍのほぼ大きさの揃っ
たポリスチレンラテックス粒子を核とする表面改質粒子
が得られた。

【０２５７】表面改質粒子は、粒子表面改質装置９１ｂ
の粒子取出口９５から排出され、処理が終了する（Ｓ２
７２）。

【０２５８】上記のように、複数の表面改質剤２１によ
る処理を可能とする場合、使用する表面改質剤２１の種
類数の分の粒子表面改質装置９１が直列に接続された構
成とすればよい。また、場合によっては、１台の粒子表
面改質装置９１に複数種類の表面改質剤２１を含ませて
おくことにより、これら表面改質剤２１が混合された成
分の膜を１回の表面改質処理にて粒子２２の表面に形成
することもできる。このように、複数種類の表面改質剤
２１を同時に使用する場合、粒子２２の表面にて複数の
表面改質剤２１と粒子２２の表面物質との化学反応を起
こさせることも可能である。〔発明の実施の形態９〕本
発明の実施のさらに他の形態を図３９ないし図４４に基
づいて以下に説明する。尚、説明の便宜上、前記の図面
に示した手段と同一の機能を有する手段には同一の符号
を付記し、その説明を省略する。

【０２５９】本実施の形態における粒子表面改質方法の
実施に使用する粒子表面改質装置１１１は、図３９およ
び図４０に示す構成となっている。図３９は粒子表面改
質装置１１１の縦断面図であり、図４０は斜視図であ
る。粒子表面改質装置１１１は、凝縮箱１１２、加圧減
圧装置１１３および光学検出装置３を有している。

【０２６０】凝縮箱１１２は、外形が例えば直方体をな
し、周壁部１１２ａの内部に縦断面がほぼ繭形状のロー
タ動作空間１１２ｂを有している。凝縮箱１１２には、
粒子導入口４、表面改質剤導入口７２および粒子取出口
５が形成されている。粒子導入口４および表面改質剤導
入口７２には、それぞれバルブ１１６・１１７が設けら
れている。尚、これらバルブ１１６・１１７は、下記の
ロータ１１４の位置に応じてその側面によって開閉され
る開口部である。凝縮箱１１２には、また、凝縮箱１１
２を加熱する前記加熱装置７、周壁部１１２ａの温度を
測定する温度計８、およびロータ動作空間１１２ｂ内の
圧力を測定する圧力計１６が設けられている。

【０２６１】加圧減圧装置１１３は前記周壁部１１２ａ
にほぼ三角形状のロータ１１４を有している。ロータ１
１４は、各頂部１１４ａがそれぞれロータ動作空間１１
２ｂに面する周壁部１１２ａの内面に接しながら、図３
９に示す矢印方向へ偏心回転するようになっている。

【０２６２】ロータ１１４の中央部には内歯車１１４ｂ
が形成され、この内歯車１１４ｂには、駆動用の小歯車
１１５が噛み合っている。この小歯車１１５が図示しな
い駆動装置にて回転駆動されることにより、ロータ１１
４が回転する。

【０２６３】ロータ１１４の３個の周面には、ロータ動
作空間１１２ｂの容量を大きくするため、それぞれ凹部
１１４ｃが形成されている。上記３個の周面等、ロータ
１１４におけるロータ動作空間１１２ｂと接する面の少
なくとも一部は、セラミックやフェルト等の多孔質材料
にて形成されている。尚、多孔質材科からなる部分が多
い程、粒子表面改質処理において、表面改質剤２１の気
化効率を向上することができる。従って、例えばロータ
１１４の周面全体が多孔質材料にて形成されていてもよ
い。

【０２６４】上記粒子取出口５には、排出管１１８が接
続され、この排出管１１８の端部は光学検出装置３にお
ける光照射部３ｉと受光部３ｊとの間に達している。

【０２６５】上記のように、本粒子表面改質装置１１１
は、ロータリエンジンの構成を利用したものであり、ロ
ータ動作空間１１２ｂにおいては、ロータリエンジンと
同様の吸入、圧縮、減圧および排気の各行程がこの順序
で行われる。

【０２６６】ロータ動作空間１１２ｂはロータ１１４に
より、図３９に示すように、第１ないし第３処理空間１
１２ｂ1 〜１１２ｂ3 に区切られている。例えば第１処
理空間１１２ｂ1 の容積は、ロータ１１４の１回転によ
り、第１の増加、第１の減少、第２の増加、および第２
の減少がこの順序で生じるように変化する。粒子導入口
４および表面改質剤導入口７２は、上記第１の増加領域
に設けられ、粒子取出口５は、上記第２の減少領域に設
けられている。また、上記第１の減少領域にて加圧によ
り表面改質剤２１の飽和蒸気が生成され、上記第２の増
加領域にて減圧により表面改質剤２１の飽和蒸気が過飽
和状態とされる。

【０２６７】次に、粒子表面改質装置１１１による粒子
表面改質方法を図４１のフローチャートに基づいて説明
する。尚、この方法におけるロータ動作空間１１２ｂで
の加熱、粒子２２と表面改質剤２１との導入、加圧、減
圧および排出のサイクルは、図２４に示した前記粒子表
面改質装置７１での方法と同様である。

【０２６８】粒子表面改質処理の際には、先ず、加熱装
置７により凝縮箱１１２を加熱し（Ｓ３０１）、ロータ
１１４を図３９の位置に配する。この状態において、バ
ルブ１１６・１１７は第１処理空間１１２ｂ1 において
開となっている。

【０２６９】次に、凝縮箱１１２内のロータ動作空間１
１２ｂに、表面改質すべき粒子２２を例えばエアロゾル
として、また表面改質剤２１を例えばミストとして、そ
れぞれ粒子導入口４と表面改質剤導入口７２とに供給す
る。そして、ロータ１１４を徐々に矢印方向、即ち図３
９における時計方向に回転させると、第１処理空間１１
２ｂ1 の容積が増加し、上記表面改質剤２１と粒子２２
とが第１処理空間１１２ｂ1 に吸入される。これによ
り、第１処理空間１１２ｂ1 に表面改質剤２１と粒子２
２との混合気体が得られる。その後、ロータ１１４の回
転が進むと、ロータ１１４の側面によりバルブ１１６・
１１７が閉じられ、ロータ動作空間１１２ｂが密閉状態
となる（Ｓ３０２）。

【０２７０】その後、さらにロータ１１４の回転が進む
と、第１処理空間１１２ｂ1 の容積は減少して行き、上
記混合気体が加圧される（Ｓ３０３）。このとき、混合
気体は同時に加熱されている。上記混合気体が最も加圧
された状態は、図３９に示す第２処理空間１１２ｂ2 の
状態である。この加圧により、第１処理空間１１２ｂ1
は常圧（大気圧）より高い所定の圧力に昇圧される。こ
の圧力は圧力計１６により計測される。

【０２７１】次に、第１処理空間１１２ｂ1 が第２処理
空間１１２ｂ2 の位置に達したときに、ロータ１１４を
停止させ、表面改質剤２１の飽和蒸気が得られるまで、
凝縮箱１１２を適当な時間静置する（Ｓ３０４）。

【０２７２】その後、さらにロータ１１４を回転させる
と、第１処理空間１１２ｂ1 の容積が増加して行き、第
１処理空間１１２ｂ1 は粒子取出口５に達すると、大気
圧まで減圧される。これは、第１処理空間１１２ｂ1 が
例えば図３９に示す第３処理空間１１２ｂ3 に達した状
態である。これにより、上記混合気体が断熱膨張し、表
面改質剤２１の飽和蒸気が過飽和状態となり、粒子２２
の表面において表面改質剤２１の凝縮が生じる（Ｓ３０
５）。この結果、粒子２２表面に表面改質剤２１の液膜
が生成され、粒子２２表面の改質が行われる。

【０２７３】その後、さらにロータ１１４が回転する
と、第１処理空間１１２ｂ1 の容積が減少して行き、こ
れに応じて第１処理空間１１２ｂ1 内の表面改質粒子
が、粒子取出口５から排出管１１８に排出される。その
後、上記の表面改質粒子は、光学検出装置３を経て粒子
取出口９５から粒子表面改質装置１１１の外部に排出さ
れる（Ｓ３０６）。 （実施例１３） 次に、図３９に示した粒子表面改質装置１１１を使用し
た粒子表面改質方法により、所定の条件下で表面改質処
理を行った実施例を図４２のフローチャートに基づいて
説明する。尚、図４２に示すＳ３１１〜Ｓ３１６の各行
程における具体的な動作は、図４１に示したＳ３０１〜
Ｓ３０６の対応する各行程での動作と同様である。ま
た、ここでは、第１処理空間１１２ｂ1 においてのみ処
理が行われるものとして説明する。

【０２７４】先ず、凝縮箱１１２を周壁部１１２ａの温
度が３５０Ｋとなるように加熱する（Ｓ３１１）。

【０２７５】次に、ロータ１１４の回転により、一次粒
子径が約０．５μｍ、粒子個数濃度が１０11個／ｍ3 の
酸化チタン粒子と表面改質剤２１としてのジエチレング
リコールとをそれぞれ粒子導入口４と表面改質剤導入口
７２とから凝縮箱１１２内のロータ動作空間１１２ｂの
第１処理空間１１２ｂ1 に導入し、ロータ動作空間１１
２ｂを密閉する（Ｓ３１２）。

【０２７６】次に、ジエチレングリコールの飽和蒸気を
得るために、さらなるロータ１１４の回転により、第１
処理空間１１２ｂ1 の圧力が常圧（大気圧）より１６０
ｍｍＨｇだけ高くなるように、凝縮箱１１２内を加圧す
る（Ｓ３１３）。このときには同時にジエチレングリコ
ールが加熱される。

【０２７７】次に、上記の加圧状態にてロータ１１４を
停止させ、この状態にて凝縮箱１１２を１分間静置し、
ジエチレングリコールの飽和蒸気を得る（Ｓ３１４）。

【０２７８】次に、さらなるロータ１１４の回転によ
り、第１処理空間１１２ｂ1 を常圧にまで急激に減圧す
る。これによりジエチレングリコールは断熱膨張して過
飽和蒸気状態となる（Ｓ３１５）。この結果、酸化チタ
ンの表面にてジエチレングリコールの凝縮が生じ、酸化
チタン粒子の表面がジエチレングリコールの液膜で被覆
された。以上の行程により、ジエチレングリコールによ
り表面が覆われ、酸化チタン粒子を核とする一次粒子径
１μｍのほぼ大きさの揃った表面改質粒子が得られた。

【０２７９】その後、さらなるロータ１１４の回転によ
り、表面改質済の酸化チタン粒子を装置外に取り出し、
処理を終了する（Ｓ３１６）。

【０２８０】尚、上記の処理では、ジエチレングリコー
ルの飽和蒸気を得るための凝縮箱１１２の静置時間を１
分間としているが、この時間は飽和蒸気を得るのに十分
に多い時間であり、凝縮液によっては数秒程度でも可能
もよい。 （実施例１４） 次に、図３９に示した粒子表面改質装置１１１を使用し
た粒子表面改質方法により、所定の条件下で表面改質処
理を行った他の実施例を図４３のフローチャートに基づ
いて説明する。尚、図４３に示すＳ３２１〜Ｓ３２６の
各行程における具体的な動作は、図４１に示したＳ３０
１〜Ｓ３０６の対応する各行程での動作と同様である。
また、ここでは、第１処理空間１１２ｂ1 においてのみ
処理が行われるものとして説明する。

【０２８１】先ず、凝縮箱１１２を周壁部１１２ａの温
度が４００Ｋとなるように加熱する（Ｓ３２１）。

【０２８２】次に、ロータ１１４の回転により、一次粒
子径が約０．５μｍ、粒子個数濃度が１０11個／ｍ3 の
カーボンブラック粒子と表面改質剤２１としての硝酸と
をそれぞれ粒子導入口４と表面改質剤導入口７２とから
凝縮箱１１２内のロータ動作空間１１２ｂの第１処理空
間１１２ｂ1 に導入し、ロータ動作空間１１２ｂを密閉
する（Ｓ３２２）。

【０２８３】次に、硝酸の飽和蒸気を得るために、さら
なるロータ１１４の回転により、第１処理空間１１２ｂ
1 の圧力が常圧（大気圧）より１６０ｍｍＨｇだけ高く
なるように、凝縮箱１１２内を加圧する（Ｓ３２３）。
このときには同時にジエチレングリコールが加熱され
る。

【０２８４】次に、上記の加圧状態にてロータ１１４を
停止させ、この状態にて凝縮箱１１２を５分間静置し、
硝酸の飽和蒸気を得る（Ｓ３２４）。

【０２８５】次に、さらなるロータ１１４の回転によ
り、第１処理空間１１２ｂ1 を常圧にまで急激に減圧す
る。これにより硝酸は断熱膨張して過飽和蒸気状態とな
る（Ｓ３２５）。この結果、カーボンブラック粒子の表
面にて硝酸の凝縮が生じ、カーボンブラック粒子の表面
が硝酸の液膜で被覆された。以上の行程により、硝酸に
より表面が覆われ、カーボンブラック粒子を核とする表
面改質粒子が得られた。

【０２８６】その後、さらなるロータ１１４の回転によ
り、表面改質済のカーボンブラック粒子を装置外に取り
出し、処理を終了する（Ｓ３２６）。

【０２８７】本粒子表面改質装置１１１による粒子表面
改質方法では、粒子２２の攪拌等、粒子２２を帯電させ
るような処理を行わず、前述した他の粒子表面改質装置
による方法と同様、粒子２２の表面に表面改質剤２１の
凝縮を生じさせることにより粒子表面改質処理を行うも
のとなっている。従って、前述した他の粒子表面改質装
置による方法と同様の利点を有している。

【０２８８】また、本粒子表面改質装置１１１による粒
子表面改質方法では、凝縮箱１１２のロータ動作空間１
１２ｂ内に設けられたロータ１１４の回転により、（１） ロータ動作空間１１２ｂへの粒子２２と表面改質
剤２１との導入（２） 表面改質剤２１の飽和蒸気の生成（処理空間の圧
縮）（３） 粒子２２表面での表面改質剤２１の凝縮（処理空
間の減圧、表面改質剤２１の過飽和雰囲気の生成）（４） ロータ動作空間１１２ｂからの表面改質粒子の取
り出しを行っているので、粒子表面改質処理を連続的
に、また容易かつ効率よく行うことができる。

【０２８９】また、本粒子表面改質装置１１１では、同
一の処理空間において、加圧および減圧を行うことによ
り、表面改質粒子を得るようにしているので、生成され
た表面改質粒子の回収が容易である。

【０２９０】また、例えば第１処理空間１１２ｂ1 の容
積の増加領域（第１の増加領域）に粒子導入口４および
表面改質剤導入口７２が設けられているので、これら導
入口４・７２に供給された粒子２２および表面改質剤２
１は、第１処理空間１１２ｂ1 の容積の増加に伴う吸引
動作により、容易に第１処理空間１１２ｂ1 に導入され
る。

【０２９１】また、第１処理空間１１２ｂ1 の容積の現
象領域（第２の減少領域）に表面改質粒子を第１処理空
間１１２ｂ1 から排出するための粒子取出口５が設けら
れているので、第１処理空間１１２ｂ1 の容積の減少に
伴って上記粒子の排出を容易に行うことができる。

【０２９２】尚、上記の説明においては、ロータ動作空
間１１２ｂの第１処理空間１１２ｂ1 においてのみ粒子
表面改質処理を行う例について説明したが、その他の第
２および第３処理空間１１２ｂ2 ・１１２ｂ3 において
も第１処理空間１１２ｂ1 での処理と並行して処理を行
うことが可能である。従って、効率の良い粒子表面改質
処理が可能である。

【０２９３】また、粒子表面改質装置１１１において
も、多孔質材料にて形成された例えばロータ１１４の面
に予め表面改質剤２１を含ませておく方法も採用可能で
ある。この場合には、表面改質剤導入口７２からの表面
改質剤２１の導入が不要となる。 （実施例１５） 次に、図３９に示した粒子表面改質装置１１１を使用し
た粒子表面改質方法により、所定の条件下で表面改質処
理を行ったさらに他の実施例を図４４のフローチャート
に基づいて説明する。尚、ここでは、１台の粒子表面改
質装置１１１により繰り返し表面改質処理を行うものと
する。この処理を行うために、粒子表面改質装置１１１
には、粒子取出口５を開閉するバルブが設けられる。こ
のバルブは後述の図４５に示すバルブ１２４に相当する
ものである。このバルブは、例えば電磁バルブからな
り、図示しない制御装置によりその開閉動作が制御され
る。

【０２９４】また、以下に示すＳ３３１〜Ｓ３３５の各
工程、およびＳ３３６〜Ｓ３４０の各工程における具体
的な動作は、それぞれ図４１に示したＳ３０１〜Ｓ３０
５の各行程、およびＳ３０２〜Ｓ３０６の各行程での動
作と同様である。また、ここでも、第１処理空間１１２
ｂ1 においてのみ処理が行われるものとして説明する。

【０２９５】先ず、凝縮箱１１２を周壁部１１２ａの温
度が３５０Ｋとなるように加熱する（Ｓ３３１）。ま
た、上記粒子取出口５のバルブは閉とされる。

【０２９６】次に、ロータ１１４の回転により、一次粒
子径が約４０ｎｍ、粒子個数濃度が１０11個／ｍ3 のポ
リスチレンラテックス粒子と表面改質剤２１としてのジ
エチレングリコールとをそれぞれ粒子導入口４と表面改
質剤導入口７２とから凝縮箱１１２内のロータ動作空間
１１２ｂの第１処理空間１１２ｂ1 に導入し、ロータ動
作空間１１２ｂを密閉する（Ｓ３３２）。

【０２９７】次に、ジエチレングリコールの飽和蒸気を
得るために、さらなるロータ１１４の回転により、第１
処理空間１１２ｂ1 の圧力が常圧（大気圧）より１６０
ｍｍＨｇだけ高くなるように、凝縮箱１１２内を加圧す
る（Ｓ３３３）。このときには同時にジエチレングリコ
ールが加熱される。

【０２９８】次に、上記の加圧状態にてロータ１１４を
停止させ、この状態にて凝縮箱１１２を１分間静置し、
ジエチレングリコールの飽和蒸気を得る（Ｓ３３４）。

【０２９９】次に、さらなるロータ１１４の回転によ
り、第１処理空間１１２ｂ1 を常圧にまで急激に減圧す
る。これによりジエチレングリコールは断熱膨張して過
飽和蒸気状態となる（Ｓ３３５）。この結果、ポリスチ
レンラテックス粒子の表面にて直ちにジエチレングリコ
ールの凝縮が生じ、ポリスチレンラテックス粒子の表面
がジエチレングリコールの液膜で被覆された。以上の行
程により、ジエチレングリコールにより表面が覆われ、
ポリスチレンラテックス粒子を核とする一次粒子径１μ
ｍのほぼ大きさの揃った表面改質粒子が得られた。

【０３００】その後、さらにロータ１１４が回転し、第
１処理空間１１２ｂ1 が図３９に示す位置に到達する
と、表面改質剤導入口７２から第１処理空間１１２ｂ1
に再度ジエチレングリコールが導入される。このとき、
粒子導入口４へのポリスチレンラテックス粒子の供給は
行われない。従って、第１処理空間１１２ｂ1 へのさら
なる粒子２２の導入は行われない。その後、ロータ１１
４によってバルブ１１７が閉じられ、第１処理空間１１
２ｂ1 が密閉される（Ｓ３３６）。

【０３０１】以下、前記の場合と同様にしてＳ３３７〜
Ｓ３３９の処理が進行し、ジエチレングリコールにて表
面が覆われ、ポリスチレンラテックス粒子を核とする一
次粒子径２μｍのほぼ大きさの揃った表面改質粒子が得
られた。

【０３０２】上記した再度の粒子表面改質処理において
は、粒子取出口５のバルブが開放される。従って、ロー
タ１１４の回転により、上記表面改質粒子は、粒子取出
口５、光学検出装置３および粒子取出口９５を経て装置
外に取り出される（Ｓ３４０）。 〔発明の実施の形態１０〕 本発明の実施のさらに他の形態を図４５および図４６に
基づいて以下に説明する。尚、説明の便宜上、前記の図
面に示した手段と同一の機能を有する手段には同一の符
号を付記し、その説明を省略する。

【０３０３】本実施の形態における粒子表面改質方法の
実施に使用する粒子表面改質装置１２１は、図４５に示
す構成となっている。この粒子表面改質装置１２１は、
粒子２２に対して表面改質処理を複数回行い、かつ、こ
の複数回の表面改質処理のうち少なくとも２回に、相互
に種類の異なる表面改質剤２１を使用する粒子表面改質
方法に適したものである。

【０３０４】粒子表面改質装置１２１は、異なる種類の
表面改質剤２１を凝縮箱１１２のロータ動作空間１１２
ｂに導入するために、前記表面改質剤導入口７２に加え
て第２の表面改質剤導入口１２２を有している。表面改
質剤導入口１２２には、表面改質剤導入口７２の導入管
７３およびバルブ１１７に対応する導入管１２３および
バルブ１２４が設けられている。また、粒子取出口５に
は、この粒子取出口５を開閉するためのバルブ１２４が
設けられている。このバルブ１２４は、例えば電磁バル
ブからなり、図示しない制御装置により開閉動作が制御
される。他の構成は、前記粒子表面改質装置１１１と同
様である。

【０３０５】表面改質剤導入口７２と表面改質剤導入口
１２２との使用については、同一の粒子２２に対する例
えば第１回目の粒子表面改質処理において表面改質剤導
入口７２が使用され、第２回目の粒子表面改質処理にお
いて表面改質剤導入口１２２が使用される。この場合、
表面改質剤導入口７２を使用するときには、この表面改
質剤導入口７２に表面改質剤２１が供給される一方、表
面改質剤導入口１２２に表面改質剤２１が供給されな
い。同様に、表面改質剤導入口１２２を使用するときに
は、この表面改質剤導入口１２２に表面改質剤２１が供
給される一方、表面改質剤導入口７２に表面改質剤２１
が供給されない。

【０３０６】尚、３種類以上の表面改質剤２１による処
理を可能とする場合には、使用する表面改質剤２１の種
類数の分だけ凝縮箱１１２に表面改質剤導入口を形成す
ればよい。また、一つの例えば表面改質剤導入口７２か
ら複数種類の表面改質剤２１を同時にロータ動作空間１
１２ｂに導入することも可能である点は、前述の通りで
ある。また、この処理は表面改質剤導入口７２と表面改
質剤導入口１２２とを同時に使用して行うことも可能で
ある。このように複数種類の表面改質剤２１を同時に使
用する場合、粒子表面にて複数の表面改質剤２１と粒子
表面物質との化学反応を起こさせることも可能である。 （実施例１６） 次に、粒子表面改質装置１２１を使用して所定の条件下
で表面改質処理を行った実施例を図４６のフローチャー
トに基づいて説明する。尚、以下に示すＳ３５１〜Ｓ３
５５の各工程、およびＳ３５６〜Ｓ３６０の各工程にお
ける具体的な動作は、それぞれ図４１に示したＳ３０１
〜Ｓ３０５の各行程、およびＳ３０２〜Ｓ３０６の各行
程での動作と同様である。また、図４５に示す粒子表面
改質装置１２１において、表面改質剤導入口７２の導入
管７３には、ジエチレングリコールを供給する表面改質
剤供給装置７６が接続され、表面改質剤導入口１２２の
導入管１２３には、トリエチレングリコールを供給する
表面改質剤供給装置７６が接続されているものとする。
また、ここでも、第１処理空間１１２ｂ1 においてのみ
処理が行われるものとして説明する。

【０３０７】先ず、凝縮箱１１２を周壁部１１２ａの温
度が３５０Ｋとなるように加熱する（Ｓ３５１）。ま
た、粒子取出口５のバルブ１２４は閉とされる。

【０３０８】次に、ロータ１１４の回転により、一次粒
子径が約４０ｎｍ、粒子個数濃度が１０11個／ｍ3 のポ
リスチレンラテックス粒子と表面改質剤２１としてのジ
エチレングリコールとをそれぞれ粒子導入口４と表面改
質剤導入口７２とから凝縮箱１１２内のロータ動作空間
１１２ｂの第１処理空間１１２ｂ1 に導入し、ロータ動
作空間１１２ｂを密閉する（Ｓ３５２）。

【０３０９】次に、ジエチレングリコールの飽和蒸気を
得るために、さらなるロータ１１４の回転により、第１
処理空間１１２ｂ1 の圧力が常圧（大気圧）より１６０
ｍｍＨｇだけ高くなるように、凝縮箱１１２内を加圧す
る（Ｓ３５３）。このときには同時にジエチレングリコ
ールが加熱される。

【０３１０】次に、上記の加圧状態にてロータ１１４を
停止させ、この状態にて凝縮箱１１２を１分間静置し、
ジエチレングリコールの飽和蒸気を得る（Ｓ３５４）。

【０３１１】次に、さらなるロータ１１４の回転によ
り、第１処理空間１１２ｂ1 を常圧にまで急激に減圧す
る。これによりジエチレングリコールは断熱膨張して過
飽和蒸気状態となる（Ｓ３５５）。この結果、ポリスチ
レンラテックス粒子の表面にてジエチレングリコールの
凝縮が生じ、ポリスチレンラテックス粒子の表面がジエ
チレングリコールの液膜で被覆された。以上の行程によ
り、ジエチレングリコールにより表面が覆われ、ポリス
チレンラテックス粒子を核とする一次粒子径１μｍのほ
ぼ大きさの揃った表面改質粒子が得られた。

【０３１２】その後、さらにロータ１１４が回転し、第
１処理空間１１２ｂ1 が図４５に示す位置に到達する
と、今度は表面改質剤導入口１２２から第１処理空間１
１２ｂ1 にトリエチレングリコールが導入される。この
とき、粒子導入口４へのポリスチレンラテックス粒子の
供給は行われない。従って、第１処理空間１１２ｂ1 へ
のさらなる粒子２２の導入は行われない。その後、ロー
タ１１４によってバルブ１１６・１１７・１２４が閉じ
られ、第１処理空間１１２ｂ1 が密閉される（Ｓ３５
６）。

【０３１３】以下、前記の場合と同様にしてＳ３５７〜
Ｓ３５９の処理が進行し、ジエチレングリコールにて表
面が覆われ、その表面がさらにトリエチレングリコール
にて表面が覆われたポリスチレンラテックス粒子を核と
する一次粒子径４μｍのほぼ大きさの揃った表面改質粒
子が得られた。

【０３１４】トリエチレングリコールを使用しての上記
第２回目の粒子表面改質処理においては、粒子取出口５
のバルブ１２４が開放される。従って、ロータ１１４の
回転により、上記表面改質粒子は、粒子取出口５、光学
検出装置３および粒子取出口９５を経て装置外に取り出
される（Ｓ３６０）。

【０３１５】発明の粒子表面改質方法は、凝縮箱内の密
閉可能な処理空間に粒子とこの粒子表面の性質を改質す
るための表面改質剤とを導入した後、前記処理空間を密
閉し、次に、前記処理 空間の容積を小さくして処理空間
内を加圧することにより、前記表面改質剤の飽和蒸気を
生成し、その後、前記処理空間の容積を大きくして処理
空間内を減圧し、前記表面改質剤の過飽和雰囲気を生成
することにより、この過飽和雰囲気に前記粒子を曝して
前記粒子表面に前記表面改質剤を凝縮させ、粒子表面に
表面改質剤の膜を生成させることを特徴としている。

【０３１６】上記の構成によれば、凝縮箱内の処理空間
の容積を変化させることにより、表面改質剤の飽和蒸気
と表面改質剤の過飽和雰囲気とを生成するようにしてい
る。従って、表面改質剤による表面改質処理済の粒子
は、凝縮箱内に収容された状態となり、回収が容易であ
る。また、前記表面改質処理を行うための装置を、簡単
な構造とすることができる。また、１個の凝縮箱内にお
いて、同一の粒子に対する表面改質処理を容易に連続し
て行うことができる。

【０３１７】また、表面改質粒子は表面改質処理工程に
おいて帯電することがなく、取り扱いが容易である。ま
た、粒子を表面改質剤の過飽和雰囲気に曝し、粒子表面
に表面改質剤を凝縮させるという簡単な物理現象を利用
しているので、攪拌等による粒子表面改質処理と比較し
て、非常に短時間に処理を行うことができ、かつ操作が
簡便であり、装置が簡単かつ低コストの構成となる。ま
た、粒子表面に形成された表面改質膜には表面張力が作
用するので、均一な膜厚の表面改質膜にて粒子を覆うこ
とができる。

【０３１８】本発明の粒子表面改質装置は、内部に密閉
可能な処理空間を有する凝縮箱と、この凝縮箱の処理空
間に少なくとも粒子を導入するための開閉可能な導入口
と、前記凝縮箱の処理空間から粒子を取り出すための開
閉可能な粒子取出口と、前記凝縮箱に設けられ、前記処
理空間の容積を、処理空間内において粒子表面の性質を
改質するための表面改質剤の飽和蒸気が生成されるよう
に、また前記飽和蒸気が過飽和状態となるように変化さ
せる加圧減圧手段とを備えていることを特徴としてい
る。

【０３１９】上記の構成によれば、凝縮箱内の処理空間
には導入口から粒子が供給されるとともに、加圧減圧手
段により処理空間に配された表面改質剤が飽和状態とさ
れる。その後、加圧減圧手段により処理空間の表面改質
剤が過飽和状態とされる。これにより、表面改質剤が表
面に凝縮した表面改質粒子を得ることができる。尚、表
面改質剤は予め処理空間に供給しておくこと、あるいは
粒子と共に供給することができる。

【０３２０】前記のように、本粒子表面改質装置では、
加圧減圧手段が処理空間の容積を変化させることにより
処理空間内を加圧および減圧し、表面改質剤の飽和蒸気
および過飽和雰囲気を得るようになっている。従って、
同一の処理空間に粒子を収容している状態のままで、即
ち１台の粒子表面改質装置により、同一の粒子に対する
連続的な粒子表面改質処理を容易に行うことができる。
また、装置の構造を簡単なものとすることができる。ま
た、表面改質剤による表面改質処理済の粒子は、凝縮箱
内に収容された状態となり、回収が容易である。

【０３２１】また、本粒子表面改質装置を使用した粒子
表面改質処理では、表面改質粒子は表面改質処理工程に
おいて帯電することがなく、取り扱いが容易である。ま
た、粒子を表面改質剤の過飽和雰囲気に曝し、粒子表面
に表面改質剤を凝縮させるという簡単な物理現象を利用
しているので、攪拌等による粒子表面改質処理と比較し
て、非常に短時間に処理を行うことができ、かつ操作が
簡便であり、装置が簡単かつ低コストの構成となる。ま
た、粒子表面に形成された表面改質膜には表面張力が作
用するので、均一な膜厚の表面改質膜にて粒子を覆うこ
とができる。

【０３２２】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明の
粒子表面改質方法は、粒子を粒子表面の性質を改質する
ための表面改質剤の過飽和雰囲気に曝し、前記粒子表面
に前記表面改質剤を凝縮させることにより粒子表面に表
面改質剤の膜を生成させる第１の工程を有し、内壁部の
少なくとも一部が多孔質材料にて形成され、この多孔質
材料に前記表面改質剤を含浸させた凝縮箱内にて第１の
工程を行い、この第１の工程を複数回繰り返すことによ
り、前記粒子表面の表面改質剤の膜厚を厚くする構成で
ある。

【０３２３】これにより、粒子の攪拌等の粒子を帯電さ
せるような処理を行うことなく、粒子の表面に表面改質
剤の膜、即ち表面改質膜を得ることができる。従って、
表面改質処理済の粒子、即ち表面改質粒子は表面改質処
理工程において帯電することがなく、取り扱いが容易と
なる。

【０３２４】また、粒子を表面改質剤の過飽和雰囲気に
曝し、粒子表面に表面改質剤を凝縮させることにより粒
子表面に表面改質膜を生成させるという処理は、攪拌等
による粒子表面改質処理と比較して、非常に短時間に行
うことができる。

【０３２５】また、本粒子表面改質方法は、表面改質剤
の過飽和雰囲気を形成し、これに粒子を曝して粒子表面
に表面改質剤を凝縮させるという単純な物理現象を利用
したものであるので、操作が簡便であり、さらにこれを
実施する装置も簡単かつ低コストの構成となる。

【０３２６】また、粒子表面に形成された表面改質膜に
は表面張力が作用するので、均一な膜厚の表面改質膜に
て粒子を覆うことができる。

【０３２７】また、粒子表面に表面改質剤の膜を生成さ
せる第１の工程を複数回繰り返すことにより、前記粒子
表面の表面改質剤の膜を厚くするので、所望の膜厚の表
面改質剤の膜、および所望の粒径の表面改質粒子を得る
ことができる。

【０３２８】また、表面改質剤を大きい表面積を得るこ
とができる多孔質材料に含ませて凝縮箱内の雰囲気に曝
し、表面改質剤の飽和蒸気を得ることができるので、こ
の飽和蒸気を短時間で効率よく得ることができる。

【０３２９】請求項３に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項１に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、粒子表面に表面改質剤の膜を生成させる前記複数回
の工程のうちの少くとも２回の工程に、相互に種類の異
なる表面改質剤を使用する構成である。

【０３３０】これにより、請求項１に記載の発明の効果
に加えて、複数の機能を有する高機能の表面改質粒子を
得ることができるという効果を奏する。

【０３３１】請求項４に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項１に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、前記粒子を前記過飽和雰囲気に曝すために、前記粒
子を前記表面改質剤の飽和蒸気に曝し、この表面改質剤
の飽和蒸気を断熱膨張させて過飽和状態とする構成であ
る。

【０３３２】これにより、請求項１に記載の発明の効果
に加えて、表面改質処理の短時間化、操作の簡便化およ
び装置の簡素化を促進することができるという効果を奏
する。また、表面改質粒子の生産性を高めることができ
る。

【０３３３】請求項５に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項４に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、前記表面改質剤の飽和蒸気を前記表面改質剤を圧縮
することにより生成する構成である。

【０３３４】これにより、請求項４に記載の発明の効果
に加えて、表面改質剤の過飽和雰囲気を得るための表面
改質剤の飽和蒸気の断熱膨張を容易に行うことができる
という効果を奏する。

【０３３５】請求項６に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項１に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、前記粒子を前記過飽和雰囲気に曝すために、前記粒
子を前記表面改質剤の飽和蒸気に曝し、この表面改質剤
の飽和蒸気を冷却して過飽和状態とする構成である。

【０３３６】これにより、請求項１に記載の発明の効果
に加えて、表面改質剤の過飽和雰囲気が表面改質剤の飽
和蒸気の冷却という簡単な方法により得られるので、表
面改質処理の操作の簡便化および装置の簡素化を促進す
ることができるという効果を奏する。

【０３３７】請求項７に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項６に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、前記表面改質剤の飽和蒸気を前記表面改質剤を加熱
することにより生成する構成である。

【０３３８】これにより、表面改質剤の飽和蒸気が表面
改質剤を加熱することにより生成されるので、その後、
表面改質剤の過飽和雰囲気を得るための表面改質剤の飽
和蒸気の冷却を容易に行うことができる。

【０３３９】請求項８に記載の発明の粒子表面改質方法
は、請求項１に記載の発明の粒子表面改質方法におい
て、前記凝縮箱内に前記粒子を導入した後、密閉状態の
前記凝縮箱内を加圧して前記表面改質剤の飽和蒸気を形
成し、その後、前記凝縮箱内を減圧することにより前記
表面改質剤を過飽和状態とする構成である。

【０３４０】請求項９に記載の発明の粒子表面改質装置
は、内部に密閉可能な処理空間を有する凝縮箱と、この
凝縮箱の処理空間に粒子を導入するための粒子導入口
と、前記凝縮箱の処理空間から粒子を取り出すための粒
子取出口と、前記処理空間の圧力を、処理空間内におい
て粒子表面の性質を改質するための表面改質剤の飽和蒸
気が生成されるように、また前記飽和蒸気が過飽和状態
となるように変化させる調整手段とを備え、前記凝縮箱
の処理空間に面する部材の少なくとも一部が、粒子表面
の性質を改質する表面改質剤を含むための多孔質材料を
有している構成である。

【０３４１】これにより、凝縮箱の多孔質材料からなる
内壁部に表面改質剤を含ませた状態で、凝縮箱の内部に
粒子導入口から粒子を導入し、凝縮箱を密閉状態とした
後、調整手段を作動させて凝縮箱内に表面改質剤の飽和
蒸気を生じさせ、その後、調整手段の作動により凝縮箱
内を減圧させて表面改質剤の飽和蒸気を過飽和状態と
し、粒子表面に表面改質剤を凝縮させ、粒子表面に表面
改質剤の膜を形成することができる。この場合に、表面
改質剤が大きい面積で凝縮箱内の雰囲気に曝されるの
で、効率よく表面改質剤の飽和蒸気を得ることができる
という効果を奏する。

【０３４２】請求項１０に記載の発明の粒子表面改質装
置は、内部に密閉可能な処理空間を有する凝縮箱と、こ
の凝縮箱の処理空間に粒子をエアロゾルとして導入する
ための粒子導入口と、前記凝縮箱の処理空間から粒子を
エアロゾルとして取り出すための粒子取出口と、前記処
理空間の圧力を変化させる調整手段と、前記粒子導入口
から凝縮箱内へ粒子をエアロゾルとして供給する粒子供
給手段と、前記粒子取出口から、前記凝縮箱内で処理さ
れた粒子をエアロゾルとして凝縮箱内から排出させる粒
子排出手段と、前記粒子供給手段により前記凝縮箱内に
粒子が供給されるとともに、前記調整手段により前記凝
縮箱内に配された表面改質剤が飽和状態とされ、その
後、前記調整手段により前記凝縮箱内の表面改質剤が過
飽和状態とされ、その後、前記表面改質剤が表面に凝縮
した前記粒子が前記粒子排出手段にて凝縮箱から排出さ
れるように、前記各手段を制御する制御手段とを備えて
いる構成である。

【０３４３】これにより、粒子供給手段により凝縮箱内
に粒子が供給されるとともに、調整手段により凝縮箱内
に配された表面改質剤が飽和状態とされ、その後、調整
手段により凝縮箱にて粒子を表面改質剤の過飽和雰囲気
に曝し、粒子表面に表面改質剤の膜を形成するという一
連の動作を自動的に行うことができる。また、粒子の攪
拌等の粒子を帯電させるような処理を行うことなく、粒
子の表面に表面改質剤の膜、即ち表面改質膜を得ること
ができる。従って、表面改質処理済の粒子、即ち表面改
質粒子は表面改質処理工程において帯電することがな
く、取り扱いが容易となる。

【０３４４】また、粒子を表面改質剤の過飽和雰囲気に
曝し、粒子表面に表面改質剤を凝縮させることにより粒
子表面に表面改質膜を生成させるという処理は、攪拌等
による粒子表面改質処理と比較して、非常に短時間に行
うことができる。

【０３４５】また、本粒子表面改質方法は、表面改質剤
の過飽和雰囲気を形成し、これに粒子を曝して粒子表面
に表面改質剤を凝縮させるという単純な物理現象を利用
したものであるので、操作が簡便であり、装置が簡単か
つ低コストの構成となる。

【０３４６】また、粒子表面に形成された表面改質膜に
は表面張力が作用するので、均一な膜厚の表面改質膜に
て粒子を覆うことができる等の効果を奏する。

【０３４７】請求項１１に記載の発明の粒子表面改質装
置は、内部に処理空間を有し、この処理空間に面する内
壁部の少なくとも一部が、表面改質剤としての凝縮液を
浸漬しておくための多孔質材料にて形成された凝縮箱
と、この凝縮箱の前記処理空間に少なくとも粒子を導入
するための導入口と、前記処理空間内において粒子表面
の性質を改質するための表面改質剤の飽和蒸気が生成さ
れるように、前記処理空間内を加熱する加熱手段と、前
記凝縮箱の処理空間と接続された輸送路と、前記表面改
質剤の飽和蒸気が過飽和状態となるように、前記輸送路
を冷却する冷却手段とを備えている構成である。

【０３４８】これにより、導入口から凝縮箱内の処理空
間に順次導入される粒子に対して連続的な表面改質処理
が可能である。

【０３４９】また、本粒子表面改質装置を使用した粒子
表面改質処理では、表面改質粒子は表面改質処理工程に
おいて帯電することがなく、取り扱いが容易である。ま
た、粒子を表面改質剤の過飽和雰囲気に曝し、粒子表面
に表面改質剤を凝縮させるという簡単な物理現象を利用
しているので、攪拌等による粒子表面改質処理と比較し
て、非常に短時間に処理を行うことができ、かつ操作が
簡便であり、装置が簡単かつ低コストの構成となる。ま
た、粒子表面に形成された表面改質膜には表面張力が作
用するので、均一な膜厚の表面改質膜にて粒子を覆うこ
とができるという効果を奏する。

【０３５０】請求項１２に記載の発明の粒子表面改質装
置は、請求項１１に記載の発明の粒子表面改質装置にお
いて、前記輸送路が、前記処理空間との接続側端部に対
してその反対側端部が上方に位置するように、傾斜して
いる構成である。

【０３５１】これにより、請求項１１に記載の発明の効
果に加えて、冷却により輸送路の内壁に凝縮した表面改
質剤を凝縮箱に戻すことができるので、前記表面改質剤
を再度利用することができる。この結果、表面改質剤の
使用量を削減でき、表面改質粒子の製造コストを低減す
ることができる。

【０３５２】請求項１３に記載の発明の粒子表面改質装
置は、内部にロータ動作空間を有する凝縮箱と、この凝
縮箱の前記ロータ動作空間に少なくとも粒子をエアロゾ
ルとして導入するための導入口と、前記凝縮箱のロータ
動作空間から粒子をエアロゾルとして取り出すための粒
子取出口と、前記ロータ動作空間に設けられ、このロー
タ動作空間に面する各面の少なくとも一部が表面改質剤
としての凝縮液を浸漬しておくための多孔質材料にて形
成され、回転するロータを有し、このロータが前記ロー
タ動作空間に面する凝縮箱の内壁面と共に密閉可能、か
つロータの回転に応じて移動する処理空間を形成し、前
記ロータの回転により、前記処理空間の容積を、処理空
間内において粒子表面の性質を改質するための表面改質
剤の飽和蒸気が生成されるように、また前記飽和蒸気が
過飽和状態となるように変化させる加圧減圧手段とを備
えている構成である。

【０３５３】これにより、本粒子表面改質装置では、処
理空間内に粒子を収容している状態のままで、即ち１台
の粒子表面改質装置により、同一の粒子に対する連続的
な粒子表面改質処理を容易に行うことができる。

【０３５４】また、導入口から処理空間に粒子を導入
し、ロータの回転により処理空間を移動させながら処理
空間の容量を変化させ、これによって得られた表面改質
粒子を粒子取出口から取り出すことができる。従って、
導入口から粒子を処理空間に導入し、ロータを回転させ
ることにより、連続的な表面改質処理を容易に行うこと
ができる。

【０３５５】また、本粒子表面改質装置を使用した粒子
表面改質処理では、表面改質粒子は表面改質処理工程に
おいて帯電することがなく、取り扱いが容易である。ま
た、粒子を表面改質剤の過飽和雰囲気に曝し、粒子表面
に表面改質剤を凝縮させるという簡単な物理現象を利用
しているので、攪拌等による粒子表面改質処理と比較し
て、非常に短時間に処理を行うことができ、かつ操作が
簡便であり、装置が簡単かつ低コストの構成となる。ま
た、粒子表面に形成された表面改質膜には表面張力が作
用するので、均一な膜厚の表面改質膜にて粒子を覆うこ
とができるという効果を奏する。

【０３５６】請求項１４に記載の発明の粒子表面改質装
置は、請求項１３に記載の発明の粒子表面改質装置にお
いて、前記処理空間の容積が、前記ロータの１回転によ
り、第１の増加、第１の減少、第２の増加、および第２
の減少がこの順序で生じるように変化し、前記第１の増
加領域に前記導入口が設けられ、前記第２の減少領域に
前記取出口が設けられ、前記第１の減少領域にて表面改
質剤の飽和蒸気が生成され、前記第２の増加領域にて前
記表面改質剤の飽和蒸気が過飽和状態とされる構成であ
る。

【０３５７】これにより、請求項１３に記載の発明の効
果に加えて、凝縮箱内の処理空間における容積の第１の
増加、第１の減少、第２の増加、および第２の減少に応
じて、それぞれ、処理空間内への粒子の導入、表面改質
剤の飽和蒸気の生成、表面改質剤の過飽和雰囲気の生
成、および処理空間からの表面改質粒子の排出が行わ
れ、表面改質処理を行うための前記一連の各処理を容易
にかつ効率良く行うことができるという効果を奏する。

【０３５８】請求項１５の発明の粒子表面改質装置は、
請求項９から１４の何れかの発明の粒子表面改質装置に
おいて、少なくとも表面改質剤の膜の形成後における粒
子の径を検出する粒子径検出手段を備えている構成であ
る。

【０３５９】これにより、請求項９から１４の何れかの
発明の効果に加えて、粒子径検出手段により、少なくと
も表面改質処理終了直後に表面改質粒子の粒子径を検出
することができる。従って、この粒子径の検出結果を迅
速に反映して、表面改質粒子の粒子径を制御することが
可能となるという効果を奏する。

【０３６０】請求項１６の発明の粒子表面改質装置は、
請求項９から１５の何れかの発明の粒子表面改質装置に
おいて、前記凝縮箱内で処理された粒子の個数濃度を検
出する粒子個数濃度検出手段を備えていることを特徴と
している。

【０３６１】これにより、請求項９から１５の何れかの
発明の効果に加えて、表面改質処理にて得られた表面改
質粒子の個数濃度を検出することができる。従って、こ
の個数濃度に基づいて表面改質粒子の粒子径を検出し得
るとともに、粒子表面改質装置での生産性を確認するこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態における粒子表面改質方
法を示すフローチャートである。

【図２】図１に示した粒子表面改質方法を実施するため
の粒子表面改質装置を示す縦断面図である。

【図３】図２に示した粒子表面改質装置の斜視図であ
る。

【図４】図１に示した粒子表面改質方法による粒子表面
改質動作の過程を示す説明図である。

【図５】図１に示した粒子表面改質方法による粒子表面
改質処理の原理を説明するグラフである。

【図６】図１に示した粒子表面改質方法の一実施例を示
すフローチャートである。

【図７】図１に示した粒子表面改質方法の他の実施例を
示すフローチャートである。

【図８】本発明の実施の他の形態における粒子表面改質
方法を実施するための粒子表面改質装置を示す縦断面図
である。

【図９】図８に示した粒子表面改質装置による粒子表面
改質動作の過程を示す説明図である。

【図１０】図８に示した粒子表面改質装置により行われ
る粒子表面改質方法の一実施例を示すフローチャートで
ある。

【図１１】本発明の実施のさらに他の形態の粒子表面改
質方法による粒子表面改質動作の過程を示す説明図であ
る。

【図１２】図１１に示した粒子表面改質動作を行う粒子
表面改質方法の一実施例を示すフローチャートである。

【図１３】本発明の実施のさらに他の形態を示すもので
あって、粒子表面改質装置の全体構成の説明図である。

【図１４】図１３に示した粒子表面改質装置が備える制
御系の構成を示すブロック図である。

【図１５】図１３に示した粒子表面改質装置による粒子
表面改質処理動作を示すフローチャートである。

【図１６】図１３に示した粒子表面改質装置の他の例に
おける全体構成の説明図である。

【図１７】図１６に示した粒子表面改質装置が備える制
御系の構成を示すブロック図である。

【図１８】図１６に示した粒子表面改質装置による粒子
表面改質処理動作を示すフローチャートである。

【図１９】図１８に示した動作に続く動作を示すフロー
チャートである。

【図２０】図１６に示した粒子表面改質装置による他の
粒子表面改質処理動作を示すフローチャートである。

【図２１】図２０に示した動作に続く動作を示すフロー
チャートである。

【図２２】本発明の実施の一形態における粒子表面改質
方法を実施するための粒子表面改質装置を示す縦断面図
である。

【図２３】図２２に示した粒子表面改質装置の斜視図で
ある。

【図２４】図２２に示した粒子表面改質装置による粒子
表面改質方法を示すフローチャートである。

【図２５】図２４に示した粒子表面改質方法の一実施例
を示すフローチャートである。

【図２６】図２４に示した粒子表面改質方法の他の実施
例を示すフローチャートである。

【図２７】図２２に示した粒子表面改質装置が備える制
御系の構成を示すブロック図である。

【図２８】図２２に示した粒子表面改質装置による粒子
表面改質方法のさらに他の実施例を示すフローチャート
である。

【図２９】本発明の実施の他の形態における粒子表面改
質方法を実施するための粒子表面改質装置を示す縦断面
図である。

【図３０】図２９に示した粒子表面改質装置による粒子
表面改質方法の一実施例を示すフローチャートである。

【図３１】図２９に示した粒子表面改質装置が備える制
御系の構成を示すブロック図である。

【図３２】本発明の実施のさらに他の形態における粒子
表面改質方法を実施するための粒子表面改質装置を示す
縦断面図である。

【図３３】図３２に示した粒子表面改質装置による粒子
表面改質方法を示すフローチャートである。

【図３４】図３３に示した粒子表面改質方法の一実施例
を示すフローチャートである。

【図３５】図３３に示した粒子表面改質方法の他の実施
例を示すフローチャートである。

【図３６】本発明の実施のさらに他の形態における粒子
表面改質方法を実施するための粒子表面改質装置を示す
縦断面図である。

【図３７】図３６に示した粒子表面改質装置による粒子
表面改質方法の一実施例を示すフローチャートである。

【図３８】図３６に示した粒子表面改質装置による粒子
表面改質方法の他の実施例を示すフローチャートであ
る。

【図３９】本発明の実施のさらに他の形態における粒子
表面改質方法を実施するための粒子表面改質装置を示す
縦断面図である。

【図４０】図３９に示した粒子表面改質装置の斜視図で
ある。

【図４１】図３９に示した粒子表面改質装置による粒子
表面改質方法を示すフローチャートである。

【図４２】図４１に示した粒子表面改質方法の一実施例
を示すフローチャートである。

【図４３】図４１に示した粒子表面改質方法の他の実施
例を示すフローチャートである。

【図４４】図４１に示した粒子表面改質方法のさらに他
の実施例を示すフローチャートである。

【図４５】本発明の実施のさらに他の形態における粒子
表面改質方法を実施するための粒子表面改質装置を示す
縦断面図である。

【図４６】図４５に示した粒子表面改質装置による粒子
表面改質方法の一実施例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 粒子表面改質装置 １ａ 粒子表面改質装置 １ｂ 粒子表面改質装置 ２ 凝縮箱 ２ａ2 内壁部 ２ｂ 処理空間 ３ 光学検出装置（粒子径検出手段、粒子個数濃度
検出手段） ４ 粒子導入口 ５ 粒子取出口 ６ 加圧減圧口（調整手段） ７ 加熱装置（調整手段） ８ 温度計 １０ 導入管 １０ａ 導入管 １０ｂ 導入管（排出手段） １１ バルブ １３ バルブ １４ 加圧減圧用配管（調整手段） １４ｂ 減圧用配管（調整手段） １５ バルブ（調整手段） １６ 圧力計 ２１ 表面改質剤 ２１ａ 表面改質剤 ２１ｂ 表面改質剤 ２２ 粒子 ４1 粒子表面改質装置 ４２ 加圧装置 ４３ 粒子供給装置（粒子供給手段） ４４ 粒子排出装置（粒子排出手段） ４５ 粒子回収装置 ４６ 制御装置（制御手段） ５１ 電磁バルブ（排出手段） ５５ 電磁バルブ（調整手段） ５９ 電磁バルブ（調整手段） ６１ 粒子表面改質装置 ６３ 制御装置（制御手段） ７１ 粒子表面改質装置 ７２ 表面改質剤導入口 ７５ 加圧減圧装置（加圧減圧手段） ７５ａ ピストン ８１ 粒子表面改質装置 ８２ 表面改質剤導入口 ９１ 粒子表面改質装置 ９２ 冷却管 ９２ｂ 輸送路 ９３ 冷却装置 ９５ 粒子取出口 ９６ 凝縮箱 ９６ａ2 内壁部 ９６ｂ 処理空間 １１１ 粒子表面改質装置 １１２ 凝縮箱 １１２ｂ ロータ動作空間 １１２ｂ1 第１処理空間 １１２ｂ2 第２処理空間 １１２ｂ3 第３処理空間 １１３ 加圧減圧装置 １１４ ロータ １２１ 粒子表面改質装置 １２２ 表面改質剤導入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤澤 良彰 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 森西 康晴 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 泉 英志 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−249567（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−274767（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09C 1/56 B01J 19/00 C01G 23/04

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粒子を粒子表面の性質を改質するための表
   面改質剤の過飽和雰囲気に曝し、前記粒子表面に前記表
   面改質剤を凝縮させることにより粒子表面に表面改質剤
   の膜を生成させる第１の工程を有し、内壁部の少なくと
   も一部が多孔質材料にて形成され、この多孔質材料に前
   記表面改質剤を含浸させた凝縮箱内にて第１の工程を行
   い、この第１の工程を複数回繰り返すことにより、前記
   粒子表面の表面改質剤の膜厚を厚くすることを特徴とす
   る粒子表面改質方法。
2. 【請求項２】表面改質処理前の前記粒子をエアロゾルと
   して前記凝縮箱内に取り込み、かつ表面改質処理後の前
   記粒子をエアロゾルとして前記凝縮箱内から取り出すこ
   とを特徴とする請求項１に記載の粒子表面改質方法。
3. 【請求項３】粒子表面に表面改質剤の膜を生成させる前
   記複数回の工程のうちの少くとも２回の工程に、相互に
   種類の異なる表面改質剤を使用することを特徴とする請
   求項１に記載の粒子表面改質方法。
4. 【請求項４】前記粒子を前記過飽和雰囲気に曝すため
   に、前記粒子を前記表面改質剤の飽和蒸気に曝し、この
   表面改質剤の飽和蒸気を断熱膨張させて過飽和状態とす
   ることを特徴とする請求項１に記載の粒子表面改質方
   法。
5. 【請求項５】前記表面改質剤の飽和蒸気を前記表面改質
   剤を圧縮することにより生成することを特徴とする請求
   項４に記載の粒子表面改質方法。
6. 【請求項６】前記粒子を前記過飽和雰囲気に曝すため
   に、前記粒子を前記表面改質剤の飽和蒸気に曝し、この
   表面改質剤の飽和蒸気を冷却して過飽和状態とすること
   を特徴とする請求項１に記載の粒子表面改質方法。
7. 【請求項７】前記表面改質剤の飽和蒸気を前記表面改質
   剤を加熱することにより生成することを特徴とする請求
   項６に記載の粒子表面改質方法。
8. 【請求項８】前記凝縮箱内に前記粒子を導入した後、密
   閉状態の前記凝縮箱内を加圧して前記表面改質剤の飽和
   蒸気を形成し、その後、前記凝縮箱内を減圧することに
   より前記表面改質剤を過飽和状態とすることを特徴とす
   る請求項１に記載の粒子表面改質方法。
9. 【請求項９】内部に密閉可能な処理空間を有する凝縮箱
   と、 この凝縮箱の処理空間に粒子を導入するための粒子導入
   口と、 前記凝縮箱の処理空間から粒子を取り出すための粒子取
   出口と、 前記処理空間の圧力を、処理空間内において粒子表面の
   性質を改質するための表面改質剤の飽和蒸気が生成され
   るように、また前記飽和蒸気が過飽和状態となるように
   変化させる調整手段とを備え、 前記凝縮箱の処理空間に面する部材の少なくとも一部
   が、粒子表面の性質を改質する表面改質剤を含むための
   多孔質材料を有していることを特徴とする粒子表面改質
   装置。
10. 【請求項１０】 内部に密閉可能な処理空間を有する凝縮箱と、 この凝縮箱の処理空間に粒子をエアロゾルとして導入す
    るための粒子導入口と、 前記凝縮箱の処理空間から粒子をエアロゾルとして取り
    出すための粒子取出口と、 前記処理空間の圧力を変化させる調整手段と、 前記粒子導入口から凝縮箱内へ粒子をエアロゾルとして
    供給する粒子供給手段と、 前記粒子取出口から、前記凝縮箱内で処理された粒子を
    エアロゾルとして凝縮箱内から排出させる粒子排出手段
    と、 前記粒子供給手段により前記凝縮箱内に粒子が供給され
    るとともに、前記調整手段により前記凝縮箱内に配され
    た表面改質剤が飽和状態とされ、その後、前記調整手段
    により前記凝縮箱内の表面改質剤が過飽和状態とされ、
    その後、前記表面改質剤が表面に凝縮した前記粒子が前
    記粒子排出手段にて凝縮箱から排出されるように、前記
    各手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴と
    する粒子表面改質装置。
11. 【請求項１１】内部に処理空間を有し、この処理空間に
    面する内壁部の少なくとも一部が、表面改質剤としての
    凝縮液を浸漬しておくための多孔質材料にて形成された
    凝縮箱と、 この凝縮箱の前記処理空間に少なくとも粒子を導入する
    ための導入口と、 前記処理空間内において粒子表面の性質を改質するため
    の表面改質剤の飽和蒸気が生成されるように、前記処理
    空間内を加熱する加熱手段と、 前記凝縮箱の処理空間と接続された輸送路と、 前記表面改質剤の飽和蒸気が過飽和状態となるように、
    前記輸送路を冷却する冷却手段とを備えていることを特
    徴とする粒子表面改質装置。
12. 【請求項１２】前記輸送路は、前記処理空間との接続側
    端部に対してその反対側端部が上方に位置するように、
    傾斜していることを特徴とする請求項１１に記載の粒子
    表面改質装置。
13. 【請求項１３】内部にロータ動作空間を有する凝縮箱
    と、この凝縮箱の前記ロータ動作空間に少なくとも粒子
    をエアロゾルとして導入するための導入口と、前記凝縮
    箱のロータ動作空間から粒子をエアロゾルとして取り出
    すための粒子取出口と、前記ロータ動作空間に設けら
    れ、このロータ動作空間に面する各面の少なくとも一部
    が表面改質剤としての凝縮液を浸漬しておくための多孔
    質材料にて形成され、回転するロータを有し、このロー
    タが前記ロータ動作空間に面する凝縮箱の内壁面と共に
    密閉可能、かつロータの回転に応じて移動する処理空間
    を形成し、前記ロータの回転により、前記処理空間の容
    積を、処理空間内において粒子表面の性質を改質するた
    めの表面改質剤の飽和蒸気が生成されるように、また前
    記飽和蒸気が過飽和状態となるように変化させる加圧減
    圧手段とを備えていることを特徴とする粒子表面改質装
    置。
14. 【請求項１４】前記処理空間の容積は、前記ロータの１
    回転により、第１の増加、第１の減少、第２の増加、お
    よび第２の減少がこの順序で生じるように変化し、 前記第１の増加領域に前記導入口が設けられ、 前記第２の減少領域に前記取出口が設けられ、 前記第１の減少領域にて表面改質剤の飽和蒸気が生成さ
    れ、 前記第２の増加領域にて前記表面改質剤の飽和蒸気が過
    飽和状態とされることを特徴とする請求項１３に記載の
    粒子表面改質装置。
15. 【請求項１５】少なくとも表面改質剤の膜の形成後にお
    ける粒子の径を検出する粒子径検出手段を備えているこ
    とを特徴とする請求項９から１４の何れかに記載の粒子
    表面改質装置。
16. 【請求項１６】前記凝縮箱内で処理された粒子の個数濃
    度を検出する粒子個数濃度検出手段を備えていることを
    特徴とする請求項９から１５の何れかに記載の粒子表面
    改質装置。
17. 【請求項１７】表面改質処理前の前記粒子をエアロゾル
    として前記凝縮箱内に取り込み、かつ表面改質処理後の
    前記粒子をエアロゾルとして前記凝縮箱内から取り出す
    ことを特徴とする請求項９、１０、１１または１３に記
    載の粒子表面改質装置。