(57)【要約】  粒子の表面電荷を調整するための高分子電解質等の調整剤を過不足なく添加できることによって、作業性および製造効率を向上させ得る複合粒子製造装置および複合粒子の製造方法を提供する。第１の粒子または第２の粒子のいずれかを含有する液体を貯留する貯留槽１と、貯留槽に貯留される液体中の粒子の分散状態を測定する分散状態測定手段２と、貯留槽内の液体に含有される粒子の表面電荷を調整するための調整剤を貯留槽内に添加した場合に、分散状態測定手段により測定される分散状態を記憶する分散状態記憶手段３３と、分散状態記憶手段に記憶される分散状態に基づき前記貯留槽内の液体中の粒子の分散状態が所望状態にあることを示す情報を出力する情報出力手段３７とを備える。
2012133696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の粒子と第２の粒子とを静電引力により付着させて複合粒子を製造する複合粒子製造装置において、
第１の粒子または第２の粒子のいずれかを含有する液体を貯留する貯留槽と、
その貯留槽に貯留される液体中の粒子の分散状態を測定する分散状態測定手段と、
前記貯留槽内の液体に含有される粒子の表面電荷を調整するための調整剤を前記貯留槽内に添加した場合に、前記分散状態測定手段により測定される分散状態を記憶する分散状態記憶手段と、
その分散状態記憶手段に記憶される分散状態に基づき前記貯留槽内の液体中の粒子の分散状態が所望状態にあることを示す情報を出力する情報出力手段とを備えていることを特徴とする複合粒子製造装置。
【請求項２】
第１の粒子と第２の粒子とを静電引力により付着させて複合粒子を製造する複合粒子製造装置において、
第１の粒子または第２の粒子のいずれかを含有する液体を貯留する複数の貯留槽と、
その貯留槽のそれぞれに貯留される液体中の粒子の分散状態を測定する分散状態測定手段と、
前記貯留槽内のそれぞれの液体に含有される粒子の表面電荷を調整するための調整剤を前記貯留槽内に添加した場合に、前記分散状態測定手段により測定される分散状態を記憶する分散状態記憶手段と、
その分散状態記憶手段に記憶される分散状態に基づき前記貯留槽内の液体中の粒子の分散状態が所望状態にあることを示す情報を出力する情報出力手段と、
第１の粒子を含有する液体を貯留する貯留槽と第２の粒子を含有する液体を貯留する貯留槽との間を、一方から他方へ貯留される粒子を含有する液体を移送する移送管と、
その移送管を介して、貯留される粒子を含有する液体を一方の貯留槽から他方の貯留槽へ送出する移送ポンプと、
前記情報出力手段により出力される情報に基づいて、前記移送ポンプを駆動する駆動手段とを備えていることを特徴とする複合粒子製造装置。
【請求項３】
前記情報出力手段によって出力される所望状態にあることを示す情報は、前記貯留槽内の液体中の粒子が良好に分散している状態にあることを示す情報であることを特徴とする請求項１または２に記載の複合粒子製造装置。
【請求項４】
調整剤を前記貯留槽に添加する添加手段と、
その添加手段による調整剤の添加を停止させる添加停止手段と、
前記分散状態記憶手段に記憶される分散状態に基づいて分散状態の変化を導出する状態変化導出手段と、
前記状態変化導出手段にて算出される分散状態の変化に基づき、前記貯留槽内の液体中の粒子の分散状態が所望状態であるかを判断する判断手段とを備えており、
前記情報出力手段は、前記判断手段により前記分散状態記憶手段に記憶される分散状態が所望の状態であると判断されると、前記貯留槽内の液体中の粒子の分散状態が所望の状態にあることを示す情報を前記添加停止手段に出力し、
前記添加停止手段は、前記情報出力手段からの情報に基づき、調整剤の添加を停止させるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の複合粒子製造装置。
【請求項５】
前記判断手段による所望状態であるかの判断は、前記貯留槽内の液体中の粒子が良好に分散している状態であるかを判断するものであり、前記情報出力手段によって出力される所望の状態にあることを示す情報は、前記貯留槽内の液体中の粒子が良好に分散している状態にあることを示す情報であることを特徴とする請求項４に記載の複合粒子製造装置。
【請求項６】
前記分散状態測定手段は、粘度測定手段であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の複合粒子製造装置。
【請求項７】
前記粘度測定手段は、振動式粘度計で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の複合粒子製造装置。
【請求項８】
前記貯留槽内に配置され、貯留槽内の粒子を含有する液体を撹拌する撹拌手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の複合粒子製造装置。
【請求項９】
第１の粒子と第２の粒子とを静電引力により付着させて複合粒子を製造する複合粒子の製造方法において、
第１の粒子または第２の粒子の少なくともいずれか一方の粒子に対し、該粒子の表面電荷が他方の粒子とは反対電荷となるように該表面電荷を調整する電荷調整工程と、
その電荷調整工程にて電荷調整がなされた後に、第１の粒子と第２の粒子とを混合する混合工程とを含み、
前記調整剤添加工程は、第１の粒子または第２の粒子のいずれかを含有する液体に粒子の表面電荷を調整するための調整剤を添加する調整剤添加工程と、
その調整剤添加工程により調整剤が添加された場合に当該液体中の粒子の分散状態を測定する分散状態測定工程と、
その分散状態測定工程により測定される分散状態が所望の状態になると調整剤の添加を停止する添加停止工程とを含むことを特徴とする複合粒子の製造方法。
【請求項１０】
前記分散状態測定工程は、前記粒子を含有する液体の粘度を測定する粘度測定工程であり、前記添加停止工程は、前記粘度測定工程により測定される粘度が極小値近傍になると調整剤の添加を停止する添加停止工程であることを特徴とする請求項９に記載の複合粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合粒子を製造する製造装置および製造方法に関し、特に、粒子の表面電荷を調整するための調整剤の添加量を適量にして、複合粒子を容易かつ効率的に製造することのできる複合粒子の製造装置および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複合粒子の作製には、二種類以上の原料粒子をボールミルなどで混合する機械混合が知られている。ところがボールミルなどの機械混合では、原料汚染を回避することや、目的とする複合粒子の収率を向上させることが難しい。そこで、複合化する一方の粒子と他方の粒子とを、その表面電荷が反対となるようにｐＨが調製された液相に分散させ、両者が静電引力にて吸着することにより複合粒子を作製する技術が開示されている（特許文献１，２）。【０００３】
更には、本願出願人は、液相に分散させた粒子を高分子電解質で被覆することにより、粒子の表面電荷の極性（正負）を任意に調整して、様々な粒子を複合化することのできる技術を開発した（特許文献３）。これによれば、例えば、一方の粒子と他方の粒子とが同じ種類のものである等、ｐＨ調整によって原料粒子に反対極性を付与することが困難な場合であっても、複合粒子を作製することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０６６３５号公報
【特許文献２】特表２０１０−５２５９３０号公報
【特許文献３】特開２０１０−６４９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、ｐＨ調整によって一方の粒子と他方の粒子との表面極性を制御しているため、表面電荷の調整は原料粒子の特性に大きく依存することとなり、原料粒子の選択が制限されてしまう。また、特許文献２，３に開示される技術では、ポリアクリル酸やその他の高分子電解質により表面電荷を調整した場合に、粒子表面に吸着されない余剰のポリアクリル酸等を除去する必要がある。一般に、添加されるポリアクリル酸等の添加量が不足すると、複合粒子の形成が良好に行われない傾向にあるため、当該ポリアクリル酸等は過剰に添加される。一方で、過剰に添加されたポリアクリル酸等の除去が不十分な場合には複合粒子形成に支障をきたしかねない。従って、余剰のポリアクリル酸等の除去作業を行わねばならず、複合粒子を作製するための作業が煩雑になり効率が悪いという問題点があった。特に、この除去作業は、遠心分離によって実行されるため、連続的な複合粒子の生産を困難にするという問題点があった。また、余剰のポリアクリル酸等を十分に除去するためには、洗浄作業を行うことが有効となるが、十分な洗浄のため繰り返して洗浄を行おうとすれば、そのたびに遠心分離作業を行わねばならず、益々作業性を低下させるという問題点があった。【０００６】
加えて、特許文献２に開示される技術では、ｐＨ調整と高分子電解質の添加により、複合化する一方および他方の粒子を反対電荷に調整することは開示されているが、液相に余剰の高分子電解質が残存した場合の影響については何ら考慮されていない。従って、本技術を用いて、余剰の添加剤の問題を解決し、複合化粒子の製造効率を向上させることはできない。【０００７】
そこで、本発明の目的は、粒子の表面電荷を調整するための高分子電解質等の調整剤の添加量が不必要に多量または少量となることを抑制することによって、作業性および製造効率を向上させ得る複合粒子製造装置および複合粒子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者らは、鋭意研究の結果、次のような発明を完成するに至った。【０００９】
複合粒子製造装置にかかる発明の第１の構成は、第１の粒子と第２の粒子とを静電引力により付着させて複合粒子を製造する複合粒子製造装置において、第１の粒子または第２の粒子のいずれかを含有する液体を貯留する貯留槽と、その貯留槽に貯留される液体中の粒子の分散状態を測定する分散状態測定手段と、前記貯留槽内の液体に含有される粒子の表面電荷を調整するための調整剤を前記貯留槽内に添加した場合に、前記分散状態測定手段により測定される分散状態を記憶する分散状態記憶手段と、その分散状態記憶手段に記憶される分散状態に基づき前記貯留槽内の液体中の粒子の分散状態が所望状態にあることを示す情報を出力する情報出力手段とを備えるものである。【００１０】
なお、分散状態測定手段による測定には、液体中の粒子の分散状態を示す直接的又は間接的な要素を測定する場合を含む。かかる要素とは、例えば、粒子の表面電荷、サスペンジョンの光学特性（濁度、光透過度、光散乱度）、サスペンジョンの電気伝導度、粘度などが例示できる。粒子の分散状態とは、測定されたその値をもって粒子の分散状態とみなしてもよく、当該測定値から粒子の分散状態を把握するために演算処理される値をもって粒子の分散状態とみなしてもよい。また、分散状態が所望状態にあるとは、最も高い分散状態を示す状態もしくはその近傍の状態を意味するものである。【００１１】
複合粒子製造装置にかかる発明の第２の構成は、第１の粒子と第２の粒子とを静電引力により付着させて複合粒子を製造する複合粒子製造装置において、第１の粒子または第２の粒子のいずれかを含有する液体を貯留する複数の貯留槽と、その貯留槽のそれぞれに貯留される液体中の粒子の分散状態を測定する分散状態測定手段と、前記貯留槽内のそれぞれの液体に含有される粒子の表面電荷を調整するための調整剤を前記貯留槽内に添加した場合に、前記分散状態測定手段により測定される分散状態を記憶する分散状態記憶手段と、その分散状態記憶手段に記憶される分散状態に基づき前記貯留槽内の液体中の粒子の分散状態が所望状態にあることを示す情報を出力する情報出力手段と、第１の粒子を含有する液体を貯留する貯留槽と第２の粒子を含有する液体を貯留する貯留槽との間を、一方から他方へ貯留される粒子を含有する液体を移送する移送管と、その移送管を介して、貯留される粒子を含有する液体を一方の貯留槽から他方の貯留槽へ送出する移送ポンプと、前記情報出力手段により出力される情報に基づいて、前記移送ポンプを駆動する駆動手段とを備えるものである。【００１２】
複合粒子製造装置にかかる発明の第３の構成は、第１の構成または第２の構成において示した構成であって、さらに、調整剤を前記貯留槽に添加する添加手段と、その添加手段による調整剤の添加を停止させる添加停止手段と、前記分散状態記憶手段に記憶される分散状態に基づいて分散状態の変化を導出する状態変化導出手段と、前記状態変化導出手段にて算出される分散状態の変化に基づき、前記貯留槽内の液体中の粒子の分散状態が所望状態であるかを判断する判断手段とを備えており、前記情報出力手段は、前記判断手段により前記分散状態記憶手段に記憶される分散状態が所望の状態であると判断されると、前記貯留槽内の液体の分散状態が所望の状態にあることを示す情報を前記添加停止手段に出力し、前記添加停止手段は、前記情報出力手段からの情報に基づき、調整剤の添加を停止させるものである。【００１３】
複合粒子製造装置にかかる発明の第４の構成は、前記第１ないし第３の構成において示したいずれかの構成において、前記分散状態測定手段を粘度測定手段とするものである。【００１４】
複合粒子製造装置にかかる発明の第５の構成は、前記第４の構成において示した構成において、前記粘度測定手段を振動式粘度計とするものである。【００１５】
複合粒子製造装置にかかる発明の第６の構成は、前記第１ないし第５の構成において示したいずれかの構成であって、さらに、前記貯留槽内に配置され、貯留槽内の粒子を含有する液体を撹拌する撹拌手段を備えているものである。【００１６】
複合粒子の製造方法にかかる発明の第１の構成は、第１の粒子と第２の粒子とを静電引力により付着させて複合粒子を製造する複合粒子の製造方法において、第１の粒子または第２の粒子の少なくともいずれか一方の粒子に対し、該粒子の表面電荷が他方の粒子とは反対電荷となるように該表面電荷を調整する電荷調整工程と、その電荷調整工程にて電荷調整がなされた後に、第１の粒子と第２の粒子とを混合する混合工程とを含み、前記調整剤添加工程は、第１の粒子または第２の粒子のいずれかを含有する液体に粒子の表面電荷を調整するための調整剤を添加する調整剤添加工程と、その調整剤添加工程により調整剤が添加された場合に当該液体中の粒子の分散状態を測定する分散状態測定工程と、その分散状態測定工程により測定される分散状態が所望の状態になると調整剤の添加を停止する添加停止工程とを含むものである。【００１７】
複合粒子の製造方法にかかる発明の第２の構成は、第１の構成において示した構成において、前記分散状態測定工程が、前記粒子を含有する液体の粘度を測定する粘度測定工程であり、前記添加停止工程が、前記粘度測定工程により測定される粘度が極小値近傍になると調整剤の添加を停止する添加停止工程とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
複合粒子製造装置にかかる発明の第１の構成によれば、貯留槽内に貯留される液体（サスペンジョン）中の粒子の分散状態をモニタリングすることにより、液体中の粒子の分散状態が所望の状態であることを見出すことができ、当該粒子の分散状態が所望状態となった場合に調整剤の添加を中止することによって、高分子電解質等の調整剤の添加量が必要な程度を大きく越えて過剰となり、または必要な程度に大きく満たず不足すること（以下、単に「過不足」と略称する場合がある）を抑制しつつ、粒子の表面電荷を調整することができる。このときの所望状態が、液体中の粒子の分散状態が十分に高分散な状態である場合には、粒子に適正量の調整剤が吸着された状態にあることの指標となり得る。従って、粒子の分散状態をモニタリングし、十分に高分散な状態であることが判断できることによって、第１または第２の粒子の一方について表面電荷を調整後、余剰の調整剤の除去作業を不要とし、直ちに、他方の粒子を添加することができる。ゆえに、工程を簡略化でき、作業効率、生産効率を向上させることができる。【００１９】
ここで、表面電荷が調整された一方の粒子と、反対の表面電荷を備える他方の粒子とを混合することによって、両粒子を静電引力により付着させることができる。第１の粒子および第２の粒子の双方の表面電荷を調整する場合には、一方の粒子の処理が終了した後に、本装置を利用して、順次処理を行うことができる。また、他方の粒子が十分な表面電荷を備えている場合は、他方の粒子の表面電荷を調整する処理を省略しても良い。【００２０】
複合粒子製造装置にかかる発明の第２の構成によれば、複数の貯留槽に貯留される液体に含有する粒子の分散状態をモニタリングすることにより、いずれの貯留槽においても調整剤が過不足になることを抑制しつつ、粒子の表面電荷を調整することができる。従って、ある貯留槽において第１の粒子の表面電荷を調整し、他の貯留槽において第２の粒子の表面電荷を調整することにより、いずれの貯留槽においても表面電荷調整後に、余剰の調整剤の除去作業が不要となり、直ちに、双方の粒子を混合することができる。ここで、単一の貯留槽で第１および第２の粒子の表面電荷調整を行う場合には、一方の粒子の表面電荷調整後に、当該一方の粒子を回収、貯留槽の洗浄作業を行わねばならず、複合粒子の製造工程はバッチ式になるが、本装置では、かかる作業を不要とできるため、第１の粒子と第２の粒子との複合化を連続的に実行することができる。【００２１】
複合粒子製造装置にかかる発明の第３の構成によれば、前記第１の構成または第２の構成における効果に加え、添加手段により貯留槽に調整剤が添加される場合、その添加される調整剤の量に応じて逐次的に分散状態が分散状態記憶手段に記憶され、分散状態記憶手段に記憶される分散状態の変化を導出することによって粒子の分散の程度を判断することができる。これにより、液体中の粒子の分散状態が所望状態に達すると判断されると、情報出力手段から出力される情報に基づいて、添加停止手段により調整剤の添加を停止させることができる。従って、第１または第２の粒子の表面電荷を調整する際に、これらの液体中の粒子の分散状態をモニタリングしつつ、調整剤の好適な添加量を調節することができる。【００２２】
複合粒子製造装置にかかる発明の第４の構成によれば、前記第１ないし第３の構成のいずれかにおけるそれぞれの効果に加え、粒子を含有する液体の粘度を測定することによって液体中の粒子の分散状態を測定することができ、この粘度の変化により液体中の粒子の分散状態を把握することができる。また、粘度の測定値に基づいて、調整剤の供給を停止すべき状態を判断することが可能となる。【００２３】
複合粒子製造装置にかかる発明の第５の構成によれば、前記第４の構成における効果に加え、液体中で振動子を共振させ、粘性抵抗による振動子の負荷を電気的に測定することができることから、測定すべき液体（粒子を含有する液体）をサンプリングすることなく、当該液体の粘度を連続して測定することができる。これにより、粒子を含有する液体の粘度変化（つまり粒子の分散状態の変化）を継続的に算出することができることから、液体中の粒子の状態を逐次把握することができ、適時に調整剤の供給を停止させることができる。【００２４】
複合粒子製造装置にかかる発明の第６の構成によれば、前記第１ないし第５の構成のいずれかにおけるそれぞれの効果に加え、貯留槽内の液体に含有される粒子および添加される調整剤を撹拌することができ、個々の粒子に対してほぼ均等な状態で調整剤を接触させることとなり、当該粒子の表面にほぼ均等に調整剤を吸着させることができる。【００２５】
複合粒子の製造方法にかかる第１の構成によれば、第１または第２の粒子を含有する液体について、調整剤を添加しつつ液体中の粒子の分散状態をモニタリングするとともに、分散状態が所望の状態に到達すると調整剤の供給を停止することから、粒子の表面電荷を調整する調整剤が過不足になることを抑制できる。このため、粒子の表面電荷を調整後、余剰の調整剤の除去作業を不要とすることができ、複合粒子を作製する場合における製造工程を簡略化し、工程全体に要する時間を短縮することができるものである。つまり、このような製造方法によって複合粒子を製造することによって、作業性および生産効率を向上させることができる。【００２６】
複合粒子の製造方法にかかる第２の構成によれば、前記第１の構成における効果に加え、粒子を含有する液体の粘度の変化により粒子の分散状態を把握することができ、調整剤の供給停止の時期を判断することが可能となる。すなわち、継続的に粘度変化を算出することにより、粘度が極小値近傍になる状態を判断することができ、適時に調整剤の供給を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】複合粒子製造装置の第一の実施形態の概略を示す説明図である。
【図２】複合粒子製造装置の第一の実施形態のブロック図である。
【図３】複合粒子製造装置の第一の実施形態における粉体改質処理を実行するための制御の概略を示すフロー図である。
【図４】第一の実施形態における第１電解質吸着処理のための制御方法を示すフロー図である。
【図５】第一の実施形態における第２電解質吸着処理のための制御方法を示すフロー図である。
【図６】複合粒子製造装置の第二の実施形態の概略を示す説明図である。
【図７】複合粒子製造装置の第二の実施形態のブロック図である。
【図８】複合粒子製造装置の第二の実施形態における複合粒子製造処理を実行するための制御の概要を示すフロー図である。
【図９】第二の実施形態における第１電解質吸着処理のための制御方法を示すフロー図である。
【図１０】第二の実施形態における第２電解質吸着処理のための制御方法を示すフロー図である。
【図１１】複合粒子製造方法の概略を示す説明図である。
【図１２】複合粒子製造方法の概略を示す説明図である。
【図１３】製造される複合粒子の状態を例示する説明図である。
【図１４】実験結果を示すグラフである。
【図１５】実験結果から導かれるサスペンジョンの状態を示す説明図である。
【図１６】実験結果を整理した説明図である。
【図１７】実験結果から導かれるサスペンジョンの状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、複合粒子製造装置の第一の実施形態を説明するための概略図である。この図に示すように、複合粒子製造装置の第一の実施形態は、粒子を含有する液体を貯留することができる貯留槽１と、液体中の粒子の分散状態を測定できる測定装置（分散状態測定手段）２と、この測定装置２の計測データの入力を受けて記憶する手段（分散状態記憶手段）、演算手段および分散状態が所望状態であることを出力する手段（情報出力手段）を有する制御装置３とで構成されている。貯留槽１は、装置本体１０の内部に設置され、装置本体１０には、図示せぬ加熱手段および冷却手段を備え、貯留槽１を恒温に維持できるように構成されている。なお、貯留槽１は装置本体１０に着脱可能に形成されており、貯留槽１を装置本体１０から取り出して交換することも可能となる。また、以下の説明において、特別に粒子を除く等の条件を付さずに「液体」とのみ称する場合には、粒子を含有する液体を示すものであり、粒子を含有する液体をサスペンジョンと称する場合もある。
【００２９】
また、貯留槽１に調整剤としての電解質を供給するために、その添加およびその停止のための手段（添加手段および添加停止手段）が備えられている。電解質を貯留槽１に添加するための構成として、電解質が充填されている電解質タンク４，５と、電解質タンク４，５から貯留槽１までの間に設けられる供給管６，７とが備えられている。また、供給管６，７の中間位置には、電解質ポンプ４１，５１と、電磁弁４２，５２とが備えられており、電解質ポンプ４１，５１を駆動させ、かつ、電磁弁４２，５２を開放させることによって、貯留槽１に電解質（調整剤）を供給することができるものである。これが添加手段として機能することとなる。また、電解質ポンプ４１，５１を停止し、電磁弁４２，５２を閉塞することにより、電解質の供給を停止させることができる。これが、添加停止手段として機能することとなる。なお、電解質ポンプ４１，５１および電磁弁４２，５２の操作は、手動で行うこともできるが、制御装置３から出力される信号により制御させることができる。
【００３０】
なお、電解質タンク４，５が二種類設けられているのは、性質の異なる二種類の電解質（例えば、アニオン性高分子溶液とカチオン性高分子溶液）を区別して貯留槽１に供給させるためである。そこで、例えば、一方の電解質タンク（以下、第１電解質タンクと称する場合がある）４には、アニオン性高分子溶液（以下、ポリアニオン溶液と称する場合がある）を充填し、他方の電解質タンク（以下、第２電解質タンクと称する場合がある）５には、カチオン性高分子溶液（以下、ポリカチオン溶液と称する場合がある）を充填するのである。この場合、貯留槽１に貯留される液体に含有する粒子の表面電荷をマイナスに帯電させるときは、第１電解質タンク４からポリアニオン溶液のみを供給すればよく、これとは逆に、プラスに帯電させるときには、第２電解質タンク５からポリカチオン溶液のみを供給すればよいこととなる。
【００３１】
そして、これらの電解質の供給・停止は、第１電解質タンク４に充填される電解質については、一方の電解質ポンプ（以下、第１電解質ポンプと称する場合がある）４１および一方の電磁弁（以下、第１電磁弁と称する場合がある）４２によって操作され、第２電解質タンク５に充填される電解質については、他方の電解質ポンプ（以下、第２電解質ポンプと称する場合がある）５１および他方の電磁弁（以下、第２電磁弁と称する場合がある）５２によって操作されるものである。
【００３２】
本実施形態には、さらに、貯留槽１に貯留される液体を撹拌するための撹拌手段８が備えられている。具体的には、先端にホーンを備えた振動発生部８１がパワーサプライ８２により増幅された電気エネルギを機械的振動に変える超音波型ホモジナイザ８、スターラーチップ８５と磁力を発生させるスターラー本体８６とで構成されるマグネット式スターラー８、さらに、先端に撹拌羽８３を有するモータ内蔵型の撹拌装置８など使用することができる。超音波型ホモジナイザ８は、パワーサプライ８２により増幅された電気エネルギが、振動発生部８１のコンバータによって機械的な超音波振動に変換され、液体に浸漬するホーンの先端に伝達されるものである。この超音波振動が、液体にキャビテーションを生じさせ、液体中の物質に衝撃を与えるものである。スターラーチップ８５は、スターラー本体８６の磁力によって回転し、その回転力により液体を撹拌するものであって、このような磁力を利用するマグネット式スターラーが汎用されている。これらの撹拌手段８は、いずれかを選択的に使用することもできるほか、いずれかを組合せ、または、全部を備える構成としてもよい。なお、超音波型ホモジナイザ８は、超音波振動により粒子の凝集を解くために使用するものであることから、粒子の分散手段と認識する場合には液体全体を撹拌する撹拌羽等とは性格を異にすると評価され得るが、何らかの振動を生じさせるという意味において、本実施形態では撹拌手段に含めることとする。
【００３３】
本実施形態の測定装置２は、液体の粘度を測定することができる振動式粘度計を用いている。この振動式粘度計は、測定部２０と制御部本体２５とが接続されて作動する構成である。測定部２０には、音叉形状を有する２枚の板バネ２１，２２が設けられ、この板バネの先端には、さらに振動子２３，２４が設けられており、板バネ２１，２２の中央に設けられる電磁駆動部によって、板バネ２１，２２を所定の振幅により共振させるものである。この板バネ２１，２２が共振する際の振動子２３，２４に作用する粘性抵抗の差異により粘度を測定するものである。粘性抵抗の差異は、変位センサによって検出されるとともに、温度センサにより液体の温度が測定され、変位センサと温度センサの値から制御部本体２５によって粘度が導出されるものである。ここで測定された粘度（計測値）のデータは、インターフェースを介して制御装置３に出力される。
【００３４】
本実施形態では、測定装置２として粘度計を使用し、液体の粘度変化をモニタリングすることで液体中の粒子の分散状態を把握するものであるが、貯留槽１に貯留される液体中の粒子の分散状態を把握できるデータを計測できるものであれば、粘度計に限定されるものではない。例えば、サスペンジョンの光学特性（濁度、光透過度、光散乱強度）、電気的特性（電気伝導度）を測定することで分散状態を評価しても良く、粒子の表面電荷（ゼータ電位）を測定することで評価しても良い。調整剤は粒子の表面電荷を調整するものであり、電荷を有する高分子電解質や界面活性剤が用いられる。ここで、液体中の粒子の分散状態は粒子の表面電荷に大きく影響を受ける。粒子の表面電荷が大きくなれば粒子同士は電気的斥力によって反発し、結果として分散状態が向上するからである。また、調整剤を用いた場合、粒子の表面電荷は粒子表面に吸着された調整剤量と相関することから、粒子の表面電荷、すなわち粒子の分散状態は、粒子表面の調整剤量を間接的に示す指標となっているのである。調整剤の十分量が粒子表面に吸着されると、粒子の表面電荷は最大となり、それに伴い、液体中での粒子の分散状態も最良となる。十分量の調整剤が粒子表面に吸着すると、それ以上の調整剤は粒子に吸着されずに余剰の吸着剤として液中に存在する一方で、分散状態は保持される。本装置では、サスペンジョンに調整剤を投入しつつ分散状態を連続的または断続的に評価し、当該分散状態が最良状態に到達したタイミングを検出することができるので、粒子に対して過不足なく調整剤が吸着されたことを検出できるのである。
【００３５】
なお、上記処理を大量に実施する場合には、貯留槽１の複数の個所で液体の粘度等を測定し、その平均値を求めることにより、当該平均値をもって液体全体の粘度等として粒子の分散状体の指標とすることができる。この場合、図１に示す実施形態では粘度計２は測定部２０および制御部本体２５が一組のみ設けられているが、この測定部２０を増加させ、貯留槽１の異なる位置に配置させることとなる。これにより、各測定部２０における測定値は制御部本体２５に入力され、制御部本体２５において各測定値から平均値を算出させることにより、貯留槽１に貯留される液体の粘度として出力させることができる。また、撹拌を十分に行うことを条件に代表的な位置における測定値をもって液体全体の粘度等として粒子の分散状体の指標としてもよい。この場合の代表的な位置は、１個所でもよいが、複数個所として平均値を算出するものでもよい。
【００３６】
また、粘度変化と液体中の粒子の分散状態との関係については、液体中の粒子が高分散の状態にあれば粘度が低く、粒子の凝集の程度が進むことに伴って粘度が高くなるという特性があり、粘度変化をモニタリングすることによって、液体の粘度が最も低くなる範囲を検知し、液体中の粒子が高分散となるタイミングを把握することができるのである。そこで、粒子の表面電荷を調整する場合、粒子が一方の極性に帯電した状態から反対極性の高分子電解質等の調整剤の供給を受けると、粒子の凝集が進行して粘度の値を上昇させるが、さらに調整剤を吸着することによって分散し、粘度は低下する。そして、粘度が最も低い状態のとき、粒子表面に十分量の調整剤を吸着しているものと判断することができる。それ以降も調整剤の供給を継続したとしても粒子は調整剤を吸着せず、供給した調整剤は過剰なものとなる。この過剰な調整剤の供給により、粘度は再び上昇することとなることから、粘度が極小となる状態が、調整剤供給量に過不足のない状態である。
【００３７】
ここで、過不足のない状態とは、調整剤の理想的な総添加量に対して±５％以内の範囲を想定している。すなわち、液体中の粒子の分散状態を把握するための粘度変化、または光学特性もしくは電気的特性を測定する際において、当該測定に使用する測定装置の測定誤差等により、または、調整剤の供給停止操作の時間的誤差等により、理想的な分散状体と比較して僅かに逸脱する場合を想定しているのである。つまり、液体中の粒子の表面に吸着されるべき調整剤が、僅かに不足し、または僅かに余る状況があり得るということである。実験による数値によれば、添加すべき総量に対し−５％の不足、または＋５％の余分の添加量であってもその後の処理（特に、最終的な複合粒子の製造）に影響はないものであった。なお、従来のように、調整剤の添加後に洗浄して余剰の調整剤を除去する方法による場合であっても同程度に調整剤が残存することは稀なことではなかった。
【００３８】
本実施形態では、制御装置３において、上記のような粘度の極小値を検出し、好適な量の調整剤が供給された状態において供給停止するように制御している。
【００３９】
そこで、制御装置３について説明する。図２に制御装置３のブロック図を示す。この図に示しているように、制御装置３は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３およびＨＤＤ３４を備え、これらは、入出力ポート３５にバスを介して接続されている。ＣＰＵ３１はタイマ回路を有しており、ＲＡＭ３３には、入力される情報をタイマ回路の値に対応づけて記憶するリアルタイムデータメモリ、ＬＣＤ３７に出力すべきデータを記憶する表示データメモリ、および、所定の条件を判定した結果を保持するフラグ（例えば、後述の粘度減少フラグ）などを備えている。ＨＤＤ３４には、制御プログラムが記憶されており、各種の設定値を記憶する設定値メモリが備えられている。設定値メモリには、初期設定条件のほか、各種条件が記憶されている。例えば、後述の粘度減少フラグをオンにする際の既定値や、電磁弁４２，５２などを操作する際の閾値などをデフォルト値として記憶させることができる。
【００４０】
また、入出力ポート３５には、キーボード３８が接続されており、処理方法や各種情報を入力することができ、場合によりデフォルト値を変更する際にも使用できる。また、ＬＣＤ３７も接続されており、データ処理された情報または表示データメモリ内の情報などを出力表示させることができる。さらに、入出力ポート３５にはインターフェース３６が接続されており、周辺機器との間でデータの入出力ができるようになっている。本実施形態では、図２に示すように、第１振動式粘度計２が測定装置２としてインターフェース３６を介して接続されている。また、制御装置３は、第１電解質ポンプ４１および第２電解質ポンプ５１と、第１電磁弁４２および第２電磁弁５２とを制御するために、電解質ポンプ駆動回路および電磁弁制御回路に対して、所定の信号を出力するように構成されている。
【００４１】
制御装置３に接続される第１振動式粘度計２は、制御部、変位センサ、振動子および電磁駆動部を備え、制御部に制御されつつ振動子が電磁駆動部によって振動されるとともに、振動子の振動の変化（粘性抵抗）が変位センサによって検出されるようになっている。また、温度センサを備えており、測定対象物の温度情報を制御部に出力し、制御部において、粘性抵抗および温度などの情報に基づき粘度が算出される。また、操作パネルが設けられており、測定に関する諸条件を入力し、測定結果を表示するＬＣＤが備えられている。
【００４２】
また、外部装置として、撹拌手段８が準備されている。撹拌手段８としては、前述のとおり、第１超音波ホモジナイザ、撹拌装置およびマグネット式スターラーのいずれかを選択的に使用するか、または、複数を組み合わせて使用することができる。第１超音波ホモジナイザ８は、制御部、電源回路、コンバータ回路および超音波発振子を備え、電源回路によって、入力された電力が制御部にて制御されつつ所定周波数の出力電力に変換され、この出力電力はコンバータ回路により機械的な超音波振動に変換され、超音波発振子によって対象物に振動を与えるものである。また、操作パネルおよびＬＣＤを備えており、使用条件を入力することができるとともに、作動状態等を表示できるようになっている。撹拌装置８は、撹拌羽駆動モータと撹拌羽を備え、撹拌羽駆動モータの電源操作により撹拌羽８３を回転駆動させるものである。マグネット式スターラーは、スターラー駆動モータと、磁力発生回路とを備え、スターラー駆動モータの電源操作により、磁力発生回路から必要な磁力を発生させるものである。なお、発生させた磁力によって回転するスターラーチップ８５は、これらとは独立して存在させている。
【００４３】
上記の外部装置は、制御装置３とは独立した構成としているが、これを制御装置３からの操作信号により作動させる構成とすることもできる。また、必要に応じてその他の外部装置を使用する構成としてもよい。
【００４４】
上記のような構成により、第１振動式粘度計２によって貯留槽１に貯留される液体の粘度が計測され、その計測データを制御装置３に入力することにより、制御装置３にて液体の粘度変化が算出される。つまり制御装置が状態変化導出手段として機能するのである。そして、その算出された粘度変化の結果に応じて、電解質ポンプ４１，５１の駆動状態と、電磁弁４２，５２の開閉状態とを制御することとなる。すなわち、制御装置３は、電解質ポンプ駆動回路に対して電解質ポンプの駆動開始または駆動停止の信号を出力し、電解質ポンプ駆動回路により、第１電解質ポンプ４１および第２電解質ポンプ５１が駆動を開始・停止する。また、制御装置３は第１電磁弁４２および第２電磁弁５２を開閉するための信号を電磁弁制御回路に対して出力し、電磁弁制御回路によって電磁弁の開閉状態が制御される。そして、これらの電解質ポンプ４１，５１および電磁弁４２，５２のいずれかの選択、および、その操作タイミングは、制御装置３における処理結果によって決定されるものである。
【００４５】
上述のように、制御装置３は、第１および第２電解質ポンプ４１，５１ならびに第１および第２電磁弁４２，５２を操作するための信号を出力する情報出力手段として機能するものである。このため、かかる場合に、分散状態が所望状態にあることを示す情報とは、粘度が極小値近傍になったことを示す情報であり、第１及び第２電解質ポンプ停止信号と、電磁弁へ出力される閉塞信号が該当する。さらに、制御装置３において算出された粘度変化の状態は、表示手段としてのＬＣＤ３７に出力されることから、その粘度変化の状況を目視で確認することができる。そこで、入力手段としてのキーボード３８を使用して、第１および第２電解質ポンプ４１，５１の操作ならびに第１および第２電磁弁４２，５２の操作を入力することにより、操作者の任意のタイミングでこれらを制御することも可能である。さらには、ポンプ４１，５１および電磁弁４２，５２を制御装置３から独立させることにより、これらを直接手動で操作してもよい。なお、かかる場合には、ＬＣＤ３７に表示される粘性データが極小値を示すことが、分散状態が所望状態であることを示す情報であり、ＬＣＤが情報出力手段に該当する。
【００４６】
以下に制御装置３による制御方法を説明する。ここで、本実施形態では、特定の極性の電荷に帯電する粒子を反対の極性の電荷に帯電させ、さらに、もとの極性の電荷に帯電させる工程を経て複合粒子を製造する。このため、異なる極性の電荷に帯電させるためには、反対の極性を有する高分子電解質等の調整剤を供給するように、また、以下の例示では、異なる調整剤（二種類）を順次供給するように、制御装置３にて複合粒子製造装置の各部の制御が実行される。なお、表面電荷を調整するという概念からは、必ず粒子本来の極性の電荷に帯電させる必要はなく、いずれか一方の極性の電荷に帯電した状態で終了することとしてもよい。また、いずれの種類の調整剤が供給される場合においても、調整剤の供給停止は、粒子を含有する液体を貯留する貯留槽に調整剤を供給しつつ測定された当該液体の粘度に基づいて、制御装置３がその粘度が最も低くなるタイミングであると判断することにより、電解質ポンプの停止および電磁弁を閉塞するための信号を出力して実行される。
【００４７】
ところで、特定の極性の電荷に帯電した粒子を含有する液体に対し、反対極性の調整剤を供給することにより、液体中の粒子は反対の電荷を有する調整剤を吸着するが、その粒子全体に調整剤が吸着されるまでの過程において、一時的に粘度が上昇する。前述したように、これは、粒子の表面電荷が小さくなるに伴って液体中の粒子が徐々に凝集するためである。調整剤を継続して供給すると、上昇した粘度は極大値を示した後に低下するが、調整剤を供給し続けると最も粘度が低くなった後には再び粘度が上昇することとなる。つまり、調整剤供給に伴う粘度変化は、上昇、変曲点（極大）、下降、変曲点（極小）、上昇の経過を示し、２つの変曲点を有する曲線を描くこととなる。制御装置３においては、このように粘度が再度上昇する直前、すなわち、一定時間当たりの粘度変化の値（例えば、粘度変化の微分値）が負の値から正の値に変化するタイミングを検出するように構成されており、調整剤の供給が開始された後、一定時間当たりの粘度変化の値（例えば、粘度変化の微分値）が２回目の変曲点にて「０」近傍を示す場合を、粘度が最小値となったと判断している。１回目の変曲点における「０」の近傍を示す状態は、最も粘性が高い状態を意味するからである。
【００４８】
次に、具体的な制御方法の例を説明する。図３は、制御装置３において実行される本実施形態の粉体改質処理の概略を示すフロー図である。なお、粉体とは、液体に含有される無数の粒子の集合体を意味し、その粉体について個々の粒子の表面電荷を調整することを粉体改質と称する。
【００４９】
この図に示すように、粉体改質処理においては、まず、初期設定処理が行われる（Ｓ１）。初期設定処理では、粉体（粒子）の当初の表面電荷の状態および所定回数（βの値）などが初期値として設定される。この初期設定処理において設定された初期値は、ＨＤＤ３４の設定値メモリに記憶される。また、その他の初期設定値は、予めＨＤＤ３４の設定値メモリにデフォルト設定されたものが使用される。
【００５０】
引き続き、粉体（粒子）の表面電荷の処理回数ｍが１に設定され、１回目の粉体改質が実行される。粉体改質には、第１電解質吸着処理（Ｓ３）に続いて第２電解質吸着処理（Ｓ４）が連続して行われる。第１電解質吸着処理（Ｓ３）は、当初の表面電荷とは反対の電荷を有する電解質を貯留槽１に供給し、粉体（粒子）の表面に当該反対の電荷を有する調整剤を吸着させ、当初の表面電荷とは反対の電荷に帯電させる処理を複合粒子製造装置に実行させる処理である。また、第２電解質吸着処理（Ｓ４）は、当初の表面電荷と同じ電荷を有する電解質を貯留槽１に供給し、粉体（粒子）の表面を当初の表面電荷と同じ電荷に帯電させる処理を複合粒子製造装置に実行させるものである。これらの電解質吸着処理（Ｓ３），（Ｓ４）の詳細は後述する。
【００５１】
そして、これらの処理が終了した後、処理回数ｍが初期設定された所定回数βに達しているか否かが判定される（Ｓ５）。所定回数βは、設定値メモリに記憶されており、第２電解質吸着処理（Ｓ４）の終了時に必ず判定される。なお、この所定回数βは上記の初期設定処理（Ｓ１）において操作者によるキーボード入力によって変更可能であるから、処理すべき粉体の条件等によって必要に応じて変更することができる。上記判定により、処理回数ｍが所定回数βに満たない場合は、前記第１電解質吸着処理（Ｓ３）および第２電解質吸着処理（Ｓ４）が繰り返される。処理回数ｍが所定回数βに到達すれば、粉体改質処理が終了することとなる。
【００５２】
次に、第１電解質吸着処理（Ｓ３）および第２電解質吸着処理（Ｓ４）の詳細を説明する。第１電解質吸着処理のフローを図４に示し、第２電解質吸着処理のフローを図５に示す。
【００５３】
図４に示すように、第１電解質吸着処理が開始されると、ＲＡＭのデータがクリアされ（Ｓ１１）、粘度測定回数ｎの値を１としてＲＡＭに入力され（Ｓ１２）、タイマ回路を０にセットする（Ｓ１３）。そして、第１回目の振動式粘度計からの粘度データの入力を確認し（Ｓ１４）、受信していなければ受信されるまで待機状態となるが、受信されていれば、そのときの粘度データをＲＡＭのリアルタイムデータメモリに記憶する。具体的には、リアルタイムデータメモリのｎ番地（ここでは１番地）に受信した粘度データをタイマ回路の値に対応づけて記憶する（Ｓ１５）。上記タイマ回路の値は、ＣＰＵに設けられるタイマ回路の値が使用される。つまり、タイマ回路は計時を行う時計回路であり、そのタイマ回路の値はＣＰＵのクロック信号に基づいて更新されるものである。ここで記憶された粘度データは、初回（電解質供給前）の粘度データであり、その後に電解質が供給される際の粘度データと比較するために使用されるものである。
【００５４】
その後、タイマ回路のデータと粘度データとが展開処理され、表示データが演算される（Ｓ１６）。この表示データはＬＣＤに表示されることによって、目視でモニタリングできる。また、粘度測定回数が第１回目であるか否かが判断され（Ｓ１７）、第１回目の場合にのみ、電解質ポンプ駆動回路に第１電解質ポンプを駆動させるための信号が出力され（Ｓ１８）、かつ、電磁弁制御回路に第１電磁弁を開放させるための信号が出力される（Ｓ１９）。これにより電解質供給が開始される。
【００５５】
電解質の供給が開始されると、その粘度測定回数ｎの値に「１」を付加し、第２回目の粘度データ入力が確認される。粘度データの受信が確認されれば（Ｓ１４）、粘度データをリアルタイムデータメモリのｎ番地（ここでは２番地）に記憶する（Ｓ１５）。そして、粘度計測回数が第２回目であることが判断され（Ｓ１７）、前回の粘度データとともに粘性変化の傾き（ａ）が計算される（Ｓ２１）。ここでは、リアルタイムデータメモリの２番地に記憶される粘度データと、１番地に記憶される粘度データとの差を計算し、電解質の供給増加分に対する粘度変化の傾き（ａ）が算出される。粘度変化の傾き（ａ）は、一定時間に対する粘度の変化分量であり、粘度変化の値を時間で微分したときの値をとしてもよい。
【００５６】
次に、粘度減少フラグがオンであるか否かが判定される（Ｓ２２）。粘度減少フラグは、最初の変曲点を通過したことを記憶するものである。この粘度減少フラグがオンでない場合は、前記算出の傾きａが所定値α１よりも小であるか否かが判断される（Ｓ２３）。所定値α１は、設定値メモリにデフォルト設定された値であり、この値は、実験値等から適宜定めることができる。ただし、２回目の変曲点での変化量「０」近傍との差異を明確にすべく後述のα２よりも絶対値の大きな値とされている。２回目の変曲点においては、調整剤を過不足なく粒子に吸着させることを目的としているために、可能な限り粘度変化が「０」に近いタイミングで調整剤を供給停止することが望ましい。このため、α２は、装置スペックを考慮の上、僅少な値で設定される。一方で、最初の変曲点通過後において該変曲点近傍の粘度変化が緩慢であると、その変化が小さいために粘度変化の傾き（ａ）が０近傍の値となりかねない。従って、不用意にα１を０近傍の小さな負の値で設定すると、所望しないタイミングで調整剤の供給停止が発生してしまう。そこで、所定値α１の絶対値を後述のα２よりも大きくしているのである。また所定値α１を負の値とすることにより、算出された傾きａが、負の値となることが条件となり、粘度が減少傾向であることを判定することができる。なお、傾きａが所定値α１よりも小さいという条件を満たす場合には粘度減少フラグをオンにしてステップ２０へ進み（Ｓ２３），（Ｓ２４）、条件を満たさない場合はそのままステップ２０に移行する（Ｓ２３）。
【００５７】
引き続き、粘度測定回数ｎに「１」を付加し、第３回目に入力される粘度データを記憶する（Ｓ１４），（Ｓ１５）。第３回目の粘度データは、直前の第２回目の粘度データとの比較によって、再び粘度変化の傾きａが算出される（Ｓ２１）。前回の判定において粘度減少フラグをオンにする処理（Ｓ２４）がされなかった場合は、上記処理が繰り返される。前回の判定で粘度減少フラグをオンにした場合は、ステップ２２において傾き（ａ）と所定値α２とが比較される（Ｓ２５）。所定値α２についても、実験的に決定される値であり、設定値メモリにデフォルト設定されている。このステップでは、２回目の変化量「０」近傍を判定するものであるから、粘度変化の極小値（最も低い粘度）およびその近傍を判定するものである。従って、このα２の値は、実験的に導出される平均的な極小値が設定される。なお、傾きａの絶対値と所定値α２とを比較するのは、粘度変化の傾きが負の場合（極小値に向かう場合）と正の場合（極小値を僅かに経過した場合）とのいずれの状態においても、極小値近傍における時点を判断するためである。
【００５８】
上記判定条件を満たさない場合は、再びステップ２０に移行し、次の粘度データを記憶し（Ｓ１５）、傾き（ａ）が算出され（Ｓ２１）、再度α２と比較される（Ｓ２５）。この判定条件を満たすまで上記処理を繰り返す。そして、粘度変化の傾きａが極小値「０」近傍を示すときには、電磁弁制御回路に対し、第１電磁弁を閉塞させるための信号を出力し（Ｓ２６）、さらに、電解質ポンプ駆動回路に対して第１電解質ポンプを停止するための信号を出力して（Ｓ２７）、電解質の供給を停止するのである。
【００５９】
このように、電解質の供給を停止させることによって、第１電解質吸着処理は終了するが、その前に、粘度減少フラグを再びオフの状態に戻し（Ｓ２８）、次の処理のため、または処理を終了するための各処理が行われる（Ｓ２９）。このように第１電解質吸着処理がなされるが、これにより、粉体（粒子）の表面電荷は、当初とは逆の極性に帯電することとなる。
【００６０】
次に、第２電解質吸着処理について説明する。この処理を実行するための制御装置３によるフローを図５に示す。この図に示すように、第２電解質吸着処理は、第１電解質吸着処理と同様の処理方法により行われる。すなわち、ＲＡＭをクリアし（Ｓ３１）、タイマ回路を「０」にセットした後（Ｓ３３）、粘度データの信号を記憶し（Ｓ３５）、さらに、第２電解質タンクの電解質を貯留槽に供給（Ｓ３８）、（Ｓ３９）しつつ、粘度データを繰り返し記憶して、測定された最新の粘度データと直前の粘度データとを比較して粘度変化をモニタリングするのである（Ｓ４１）〜（Ｓ４５）。そして、粘度が上昇した後、粘度変化の傾きが極小値を示すときに、電解質の供給を中止し、処理を終了するのである（Ｓ４５）〜（Ｓ４９）。
【００６１】
このように、第２電解質吸着処理は、第１電解質吸着処理と同様であるが、使用される電解質は、第１電解質吸着処理とは異なる極性の電荷のものであり、第２電解質タンクに貯留されている。従って、電解質ポンプ駆動回路に対して駆動信号を出力する際には、第２電解質ポンプを駆動するための信号が出力される（Ｓ３８）。また、電磁弁制御回路に対する出力信号は、第２電磁弁を開放するための信号である（Ｓ３９）。
【００６２】
上記のように、第１電解質吸着処理と第２電解質吸着処理とが行われることにより、粉体（粒子）の表面は、一旦は当初の表面電荷とは逆の極性に帯電された後、再び当初の表面電荷と同じ極性に帯電されることとなるのである。前述のとおり、この第１電解質吸着処理および第２電解質吸着処置は連続して実行され、その処理回数が所定回数βに到達するまで繰り返される。処理の終了により、貯留槽に貯留される液体中の粒子は、表面電荷が調整されることとなる。なお、表面電荷が調整された粒子は、上記液体とともに保存するほか、液体から回収してもよい。
【００６３】
本実施形態では、このように表面電荷が調整された粒子（例えば、これを第１の粒子とする）に対し、反対の表面電荷を備えた粒子（例えば、これを第２の粒子とする）を混合することにより、複合粒子を製造するものである。両粒子の混合は、処理後において液体に含有された状態の第１の粒子に対し、同様に液体に含有された状態の第２の粒子を混合してもよく、両粒子ともに液体から回収したものを混合してもよい。さらに、いずれか一方の粒子を液体に含有された状態とし、これに他方の粒子を混合するものでもよい。回収した粒子は、一般的なスプレードライ工程によって、二次粒子に成形しても良い。この場合、本実施形態においては、粉体改質処理の終了後に、連続して粒子の回収工程およびスプレードライ工程を行うことによって、一連の工程による二次粒子の成形を容易にする。また、粉体改質処理された粒子を混合して製造された複合粒子をスプレードライ工程により二次粒子に成形しても良い。
【００６４】
なお、第２の粒子が所望の表面電荷を備えている場合には、粉体改質処理を行う必要はない。これとは逆に、表面電荷を調整する必要がある場合には、そのための粉体改質処理を行うこととなる。この場合の粉体改質処理方法は上述の場合とほぼ同様であるが、処理後の表面電荷を第１の粒子とは反対の電荷に調整するため、第１電解質吸着処理と第２電解質吸着処理の順序を逆にするか、または、電解質タンクに充填される電解質の極性を逆にすればよい。
【００６５】
以上のように、いずれの態様により粒子を混合する場合においても、両粒子のうち、一方の粒子を母粒子とし、この母粒子に対して他方の粒子が子粒子として静電引力により付着し、母粒子の表面に子粒子がほぼ均等に付着する複合粒子が製造されることとなるのである。
【００６６】
ここで、母粒子としては、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、スピネル、マグネシア等の材料を使用することができ、子粒子としては、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミ、カーボンナノ粒子、ナノダイヤモンド、ファーレン類を使用することができる。これらの粒子の形状は問わないものである。子粒子は、複合粒子に要求される機械特性や熱特性等に応じて選択されるものである。
【００６７】
また、上記のほかに、樹脂製の粒子を母粒子または子粒子として使用することができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン、ポリスチレン・ブタジエン・スチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニルなどの汎用プラスチックによる粒子、また、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの汎用エンジニアリングプラスチックによる粒子、さらに、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリメチルペンテンなどのエンジニアリングプラスチックによる粒子などを使用することができる。また、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリウレタンなどによる粒子を使用することができる。これら粒子の中から母粒子および子粒子とすべきものを適宜選択して使用すればよい。
【００６８】
尚、第１の粒子と第２の粒子のいずれが母粒子であっても良い。更には、第１の粒子と第２の粒子は、同じ物質であっても否であっても良い。更に、第１の粒子及び第２の粒子は、それぞれ単一種類の粒子であっても複数種類の粒子で有っても良い。加えて、第１の粒子と第２の粒子とが複合化された複合粒子を第１の粒子または第２の粒子としても良い。また、一次粒子であっても、二次粒子であっても良い。
【００６９】
また、これらの粒子の表面電荷を調整するための電解質は、アニオン性高分子として、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリビニル硫酸（ＰＶＳ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリメタクリル酸（ＰＭＡ）を代表例として挙げることができ、そのほかに、ポリチオフェン−３−酢酸、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）、ポリアミド酸、ポリパラフェニレン（−）などがある。カチオン性高分子として、ポリ（ジアリルメチルアンモニウムクロライド）（ＰＤＤＡ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリビニルアミン（ＰＶＡｍ）、ポリ（ビニルピロリドン・Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチレンアクリル酸）共重合を代表例としてあげることができ、そのほかに、ポリアリルアミン、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド、ポリパラフェニレン（＋）、ポリパラフェニレンビニレン、ポリピリミジンアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリピロール、ポリアニリン、ポリビニルイミダゾール、ポリジメチルアミノエチレンメタクリレート、ポリ−１−メチル−２−ビニルピリジン、ポリイミンなどがある。これらの溶媒としては水または塩化ナトリウム水溶液を用いることができる。これらの電解質は分子量の低いものであってもよい。
【００７０】
また、電解質には界面活性剤を用いることができる。アニオン性界面活性剤としては、脂肪酸塩やスルホン酸塩などから選択することができ、具体的には、クエン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリルスルホン酸塩（ラウリルスルホン酸ナトリウムなど）、ポリオキシアルキルエーテルスルホン酸塩（ポリオキシアルキルエーテルスルホン酸ナトリウムなど）、α−オレフィンスルホン酸塩（９−オクタデセニルスルホン酸ナトリウムなど）、アルキルアレーンスルホン酸塩（ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウムやジイソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウムなど）があり、そのほかに、モノラウリルリン酸ナトリウムなどのアルキルリン酸塩、モノアルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩、ドデシル硫酸ナトリウムなどの高級アルコール硫酸エステル塩、Ｎ−アシル−Ｎ−メチルタウレートなどが挙げられる。カチオン性界面活性剤としては、４級アンモニウム塩またはＮ−エチルアルカンアミドアンモニウムハライドなどから選択することができ、４級アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ラウリルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムブロマイド、ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド、ベンザルコニウムクロライドベンゼトニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライドなどを挙げることができる。
【００７１】
なお、上記電解質は例示であって、これらに限定されるものではない。また、上記アニオン性電解質を単独もしくは二種以上を組み合わせて使用し、または、カチオン性電解質を単独もしくは二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００７２】
ここで、上記粒子を分散させる液体としては、水に限られるものではなく、例えば、有機溶剤や、有機溶剤と水との混合溶媒を用いても良い。有機溶剤としては、エタノール、メタノール、プロパノール、アセトンなどが挙げられる。有機溶剤または混合溶剤を用いる場合の複合粒子としては、窒化アルミニウムのように水と反応して分解するもの、またはポリアクリル酸ナトリウムのような吸水性ポリマーなどの複合粒子が挙げられる。
【００７３】
また、第１の粒子を母粒子とした場合、０．１μｍ〜５００μｍの範囲が好ましく、特に好的には、１μｍ〜１００μｍの範囲が好ましい。この範囲であると、分散容易である上、作製された複合粒子を遠心分離によらず沈降させ、上澄み液を除去することで容易に回収することができる。
【００７４】
さらに、液体中の粒子の分散状態に応じて調整剤の供給を停止させるには、制御装置３による作動信号によるほか、操作者が手動で操作しても良い。この場合、振動式粘度計２により計測される粘度データを当該振動粘度計２のＬＣＤの表示により操作しても良く、振動式粘度計２から入力される粘度データまたは粘度変化の傾き（ａ）を制御装置３のＬＣＤ３７で確認しつつ操作しても良い。
【００７５】
次に、複合粒子製造装置の第二の実施形態について説明する。図６は、本実施形態の概略を示す図である。この図に示すように、本実施形態の装置は、概ね第一の実施形態と同様の構成からなる２個の貯留槽１ａ，１ｂ、振動式粘度計２ａ，２ｂ、電解質の供給管６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂおよび撹拌羽８ａ，８ｂを備えている。これらの部材を備えたものを改質装置と称し、一方の改質装置を第１改質装置Ａ、他方の改質装置を第２改質装置Ｂと称することとする。なお、本実施形態では、例示として、電解質タンク４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂ、電解質ポンプ４１ａ，５１ａ，４１ｂ，５１ｂおよび電磁弁４２ａ，５２ａ，４２ｂ，５２ｂを個別に設置しているが、これらは、単一のものを両改質装置Ａ，Ｂに供用させてもよい。また、制御装置３は、単一のものを使用しているが、これを個別に設置してもよい。図５中の符号は、第一の実施形態と同じ構成部材については同じ符号を使用し、両改質装置Ａ，Ｂついて同様に設置される同種部材については、符号の末尾に「ａ」および「ｂ」を付しており、第１改質装置Ａについては末尾を「ａ」とし、第２改質装置Ｂについては末尾を「ｂ」として両者を区別している。なお、図６に示される本実施形態は、２台の装置Ａ，Ｂの制御に関し、単一の制御装置３が設置されているが、この制御装置についても個別に設けた構成としてもよい。また、撹拌手段としては、撹拌羽８ａ，８ｂのみを示しているが、これに代えまたはこれと同時にマグネット式スターラーを使用してもよく、さらには、超音波ホモジナイザを使用する態様としてもよい。
【００７６】
上記のとおり、第１および第２装置Ａ，Ｂは、それぞれ貯留槽１ａ，１ｂが個別に設けられている（第１装置Ａに設置される貯留槽１ａを第１貯留槽と称することがあり、他方１ｂを第２貯留槽と称する場合がある）。この両貯留槽１ａ，１ｂには、それぞれ粘度計２ａ，２ｂが設けられ、貯留槽１ａ，１ｂに貯留される液体の粘度を測定することができ、また、撹拌手段としての撹拌羽８ａ，８ｂが底部付近に設けられ、貯留槽１ａ，１ｂに貯留される液体を撹拌することができるようになっている。撹拌手段としては、第一の実施形態と同様に、撹拌羽８ａ，８ｂに代えて、または同時に、超音波型ホモジナイザやマグネット式スターラーを使用してもよい。
【００７７】
また、電解質を貯留するための電解質タンクは、第１装置の側に二種類の電解質タンク４ａ，５ａ（一方の電解質タンク４ａを第１電解質タンクと称し、他方５ａを第２電解質タンクと称する）が設けられ、第一の実施形態と同様に、例えば、第１電解質タンク４ａには、ポリアニオン溶液が、第２電解質タンク５ａには、ポリカチオン溶液を貯留することができる。同様に、第２装置の側にも二種類の溶液を貯留するための第１電解質タンク４ｂおよび第２電解質タンク５ｂが設けられている。なお、第１電解質タンク４ａ，４ｂを単一として供用させる構成とすることができ、第２電解質タンク５ａ，５ｂについても単一の電解質タンクを供用させる構成としてもよい。
【００７８】
さらに、第１電解質タンク４ａ，４ｂに貯留される電解質は、電解質ポンプ（第１電解質ポンプと称する）４１ａ，４１ｂによって吸引される構成となっており、第２電解質タンク５ａ，５ｂの電解質は、電解質ポンプ（第２電解質ポンプ）５１ａ，５１ｂにより吸引されるものである。なお、第１電解質タンク４ａ，４ｂを単一の電解質タンクとする場合には、単一の第１電解質ポンプとすることができ、第２電解質タンク５ａ，５ｂを単一の電解質タンクとする場合には、単一の第２電解質ポンプとする構成としてもよい。
【００７９】
電磁弁は、第１貯留槽１ａに対する電解質供給用として、第１電磁弁４２ａおよび第２電磁弁５２ａが設けられ、第２貯留槽１ｂに対する電解質供給用に第３電磁弁４２ｂおよび第４電磁弁５２ｂが設けられている。これらの電磁弁の開閉操作により、いずれかの電解質タンクに貯留する電解質を選択しつつ、かつ、第１貯留槽１ａおよび第２貯留槽１ｂのいずれかを特定して供給することができるようになっている。なお、図６に示されている電磁弁４２ａ，５２ａ，４２ｂ，５２ｂは、それぞれ個別の供給管６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂに接続されているが、電解質タンクおよび電解質ポンプを供用する構成においては、供用される電解質タンクから分岐した構成の供給管６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂを設け、その開口部近傍において、電磁弁４２ａ，５２ａ，４２ｂ，５２ｂが設置されることとなる。
【００８０】
上記のような構成により、両装置Ａ，Ｂにより、貯留槽１ａ，１ｂにおいて異なる粉体を処理することができる。例えば、装置Ａについては母粒子からなる粉体の改質処理をし、装置Ｂでは子粒子からなる粉体の改質処理をするのである。さらに、例えば、第１装置Ａでは、粒子の表面電荷をプラスに調整し、第２装置Ｂでは、粒子の表面電荷をマイナスに調整するものとして、改質処理される構成とすることができる。
【００８１】
そこで、本実施形態では、第１貯留槽１ａの上部において開口し、第２貯留槽１ｂの底部に連続する移送管９が設けられており、この移送管９の途中に設けられる移送ポンプ９１の操作によって、第２貯留槽１ｂに貯留される液体を第１貯留槽１ａに移送できる構成となっている。なお、移送管９には、電磁弁（以下、第５電磁弁と称する場合がある）９２を備えており、移送ポンプ９１の作動とともに第５電磁弁９２が開放されると、液体の移送が実現できるようになっている。また、各貯留槽１ａ，１ｂの底部には、排出管９０ａ，９０ｂが接続され、貯留槽１ａにおいて混合された液体を排出することができるとともに、貯留槽１ｂに残留する液体を排出することができるようになっている。
【００８２】
次に、本実施形態における制御装置３の構成を説明する。図７は、制御装置３を中心とする電気的ブロック図である。この図に示すように、制御装置３の内部構成は、第一の実施形態の制御装置とほぼ同様であるが、ＲＡＭ３３には粘度減少フラグのほかに母粒子処理フラグが記憶されている点が異なる。母粒子処理フラグは、母粒子を処理することを判定するためのフラグであり、この母粒子処理フラグがオンの場合は、母粒子について粉体改質処理が行われていることを示し、母粒子処理フラグがオフの場合は、母粒子でなく子粒子について粉体改質処理が行われていることを示す。そして、母粒子を第１改質装置Ａで処理し、子粒子を第２改質装置で処理する場合は、母粒子処理フラグがオンの場合には第１改質装置Ａについて、オフの場合は第２改質装置Ｂについて、それぞれ処理されることとなる。
【００８３】
また、制御装置３に接続される外部装置は第一の実施形態とは多少異なる構成となっている。すなわち、制御装置３には、それぞれの貯留槽１ａ，１ｂについて液体の粘度を測定するための振動式粘度計２が接続されており、第１貯留槽１ａの液体については第１振動式粘度計の測定部２０ａと制御部本体２５により、また、第２貯留槽１ｂの液体については第２振動式粘度計の測定部２０ｂと制御部本体２５により、それぞれの貯留槽１ａ，１ｂに貯留される液体の粘度データが計測されて制御装置３に入力される構成となっている。また、電磁弁制御回路には、第１から第５電磁弁を制御する構成となっており、二種類の電解質を選択しつつ、所望の貯留槽に電解質を供給するように制御するとともに、第２貯留槽１ｂの液体を第１貯留槽１ａに移送できるように制御するものである。なお、第１電磁弁４２ａおよび第２電磁弁５２ａは第１貯留槽１ａに電解質を供給する際の開閉を操作するものであり、第３電磁弁４２ｂおよび第４電磁弁５２ｂは第２貯留槽１ｂに対する電解質供給に供される。第５電磁弁９２は、移送管９の開閉を操作するためのものである。本実施形態では、第１貯留槽１ａに対する電解質供給と、第２貯留槽１ｂに対する電解質供給とが、順次操作され、かつ、改質処理後の液体移送は、両貯留槽１ａ，１ｂの改質処理が終了した後に行うことを想定しているため、単一の電磁弁制御回路で制御されている。従って、これらの電磁弁が同時並行的に作動される場合は、複数の電磁弁制御回路を備える構成としてもよい。
【００８４】
電解質ポンプについても、電磁弁と同様に、両貯留槽１ａ，１ｂの双方に第１電解質ポンプ４１ａ（，４１ｂ）および第２電解質ポンプ５１ａ（，５１ｂ）が設けられ、電磁弁操作と同様に順次操作されるものであり、単一の電解質ポンプ駆動回路によって駆動制御されている。また、撹拌手段８を駆動するための撹拌モータ８１ａ，８１ｂについても、第１貯留槽１ａと第２貯留槽１ｂとの双方に設置され、これを制御するための撹拌モータ駆動回路が制御装置３からの駆動信号により作動するようになっている。
【００８５】
さらに、本実施形態には、移送ポンプ９１が備えられていることから、この移送ポンプ９１を移送ポンプ駆動回路によって制御しており、その制御のために、制御装置３から駆動信号が出力されるように構成されている。
【００８６】
上記のような構成であることから、本実施形態の制御装置３で実行される複合粒子製造処理のフローは、図８に示すように、母粒子改質処理と、子粒子改質処理とを経由して、最終的に両者を混合して複合粒子を製造するものとなる。以下、その詳細を説明する。複合粒子製造処理としては、初期値設定処理（Ｓ１０１）を実行した後、母粒子処理フラグをオンにして（Ｓ２０１）、母粒子側の貯留槽（第１貯留槽）１ａでの改質処理であることを判定し、処理回数ｍが初期設定された所定回数βに到達するまで、第１電解質吸着処理および第２電解質吸着処理を繰り返す（Ｓ２０２）〜（Ｓ２０５）。双方の電解質吸着処理の回数ｍが所定回数βに到達したとき（Ｓ２０５）、母粒子処理フラグをオフにして、母粒子側の貯留槽１ａでの改質処理から子粒子側の貯留槽（第２貯留槽）１ｂでの改質処理に移行する（Ｓ２０７）。
【００８７】
引き続き、第２貯留槽１ｂでの改質処理が開始される。初期設定された処理回数ｍがデフォルト設定された所定回数γに到達するまで、第１電解質吸着処理および第２電解質吸着処理が繰り返される（Ｓ３０３）〜（Ｓ３０５）。処理回数ｍが所定回数γに到達すると電解質吸着処理を終了する。両貯留槽１ａ，１ｂの液体の混合が行われる。混合するためには、移送ポンプ９１を駆動するための信号を移送ポンプ駆動回路に出力し（Ｓ１１１）、さらに、第５電磁弁９２を開放するための信号を電磁弁制御回路に出力する（Ｓ１１２）。これにより、前述のように、第２貯留槽１ｂに貯留される液体が第１貯留槽１ａに送出され、この第１貯留槽１ａにおいて混合される。
【００８８】
第２貯留槽１ｂの液体を移送する量は、初期設置において予め設定しておくことにより、第１貯留槽１ａに流入する量が管理され（Ｓ１１３）、所定量に到達したとき、第５電磁弁９２の閉塞と、移送ポンプ９１の停止とを行うための信号が出力される（Ｓ１１４），（Ｓ１１５）。このような所定量の流入により、子粒子が静電引力により母粒子の表面に付着することとなり、複合粒子が作製されることとなる。なお、このとき撹拌手段８ａは作動しているが、この撹拌手段８ａの作動操作は、手動で行うことを想定している。これを制御装置３によって制御する構成としてもよい。
【００８９】
このように複合粒子が作製された後には、貯留槽１ａに貯留されている複合粒子を含む液体を排出し（Ｓ１１６）、排出確認後（Ｓ１１７）には、貯留槽１ａが洗浄処理されることとなる（Ｓ１１８）。上記のようにして作製した複合粒子は、貯留槽１ａから取り出され、所望の用途の利用に供されることとなる。
【００９０】
上記処理工程において、母粒子改質処理および子粒子改質処理では、いずれも第１電解質吸着処理（Ｓ２０３），（Ｓ３０３）および第２電解質吸着処理（Ｓ２０４），（Ｓ３０４）が行われることから、以下に、これらの各電解質吸着処理について、図９および図１０に基づいて説明する。
【００９１】
図９は、第１電解質吸着処理を実行するための制御装置３による制御のフロー図である。この図に示すように、第１電解質吸着処理は、第一の実施形態における場合（図４参照）と基本的に同じである。すなわち、振動式粘度計で計測された液体の粘度データを所定番地に記憶させ（Ｓ４１５）、当該粘度データの変化による傾きを計算し（Ｓ４２１）、その傾きを比較して電解質の供給停止のタイミングを判定している（Ｓ４２５）。なお、上記処理において、最初にＲＡＭをクリアする処理（Ｓ４１１）を実行するが、母粒子処理フラグがオンである場合、すなわち母粒子改質処理における第１電解質吸着処理（Ｓ２０３）である場合（図８参照）には、ＲＡＭに記憶される母粒子処理フラグをクリアしないものとする。これは図１０に示す第２電解質吸着処理（Ｓ２０４）の場合（図８参照）においても同様である。
【００９２】
この第１電解質吸着処理が、第１貯留槽１ａにおける電解質吸着処理である場合は、第１番目の電解質は、電解質タンク４ａから供給を受けることとなるため、第１電解質ポンプ４１ａおよび第１電磁弁４２ａが、それぞれ駆動信号により作動することとなる。そこで、粘度測定回数ｎが「１」の場合は、第１電解質ポンプを駆動させるための信号が電解質ポンプ駆動回路に出力され（Ｓ４１８）、また、第１電磁弁を開放させるための信号が電磁弁制御回路に出力される（Ｓ４１９）。さらに、粘度が低下した状態で粘度変化が「０」近傍を示すとき（Ｓ４２５）には、第１電解質吸着処理を終了させるため、上記第１電磁弁を閉鎖させるための信号を電磁弁制御回路に出力し（Ｓ４２７）、電解質ポンプを停止させるための信号を電解質ポンプ駆動回路に出力する（Ｓ４２８）。
【００９３】
これに対し、第１電解質吸着処理が、第２貯留槽１ｂにおける電解質吸着処理である場合には、第３電磁弁および第４電磁弁を開閉させるための信号を電磁弁制御回路に出力することとなる。そのため、電磁弁の開放信号を出力する処理（Ｓ５１９）および閉塞信号を出力する処理（Ｓ５２６）では、それぞれ第３電磁弁に対するものとなる。なお、電解質ポンプを作動・停止させるための信号は、第１および第２電解質ポンプを制御する電解質ポンプ駆動回路に出力されるが、第１貯留槽１ａに使用される電解質ポンプと実質的に同一であるから、重複する説明を割愛する。
【００９４】
第２電解質吸着処理における処理態様は、図１０に示すように、第一実施形態における処理態様を実質的に同様である。ただし、電解質を供給・停止するために制御すべき電磁弁が異なるものである。なお、この相違点については、第１電解質吸着処理の場合の相違点と同様であるので、その詳述は割愛する。
【００９５】
本実施形態では、上述のように、制御装置３で実行される複合粒子製造処理が母粒子の改質処理を行った後に、子粒子の改質処理を行うものであるが、複数の貯留槽を使用して、母粒子処理と子粒子処理とを同時に並行して実行させても良い。すなわち、図６に示す実施形態の改質装置Ａにて、第１の粒子（例えば母粒子）を粉体改質処理し、改質装置Ｂにて第２の粒子（例えば子粒子）を粉体改質処理するものであって、両装置Ａ，Ｂにおける処理を同時期に行うものである。この場合、処理装置３によって実行される処理の態様としては、割り込み処理を実行させることによって実現できる。例えば、制御装置３によって、母粒子改質処理および子粒子改質処理を実行する際に割り込み信号を入力し、いずれかの処理を終了させるように制御させるのである。
【００９６】
また、各装置Ａ，Ｂのそれぞれが、例えば、第一の実施形態（図１）のように、一つの貯留槽１について、一つの制御装置３が備えられ、各装置Ａ，Ｂにおける粉体改質処理が個別に制御される構成とすることができる。なお、複数の貯留槽１ａ，１ｂの一方から他方への粒子を含む液体の移送は、移送ポンプの駆動および弁の開閉を手動で行うこともできるが、例えば、各装置Ａ，Ｂにおける粉体改質処理の状況を検出しつつ、図６に示すような移送ポンプ９１および第５電磁弁９２の駆動を制御部３より制御させても良い。
【００９７】
移送ポンプの駆動および弁の開閉を手動で行う場合は、各装置Ａ，Ｂに個別に設置する処理装置３（図１の処理装置３）による処理フローは、図３ないし図５に示すように、第一の実施形態と同様となる。これらの処理が終了した後、手動で操作すればよいものである。また、制御装置３により移送ポンプ９１および第５電磁弁９２を制御する構成の場合は、各装置Ａ，Ｂの処理が双方ともに終了すると、第二の実施形態における子粒子改質処理終了以降（図８のステップ１１１以降）を実行させるのである。
【００９８】
上記のように、移送ポンプおよび弁を手動で操作する場合または制御装置によって制御する場合のいずれにおいても、第１の粒子（母粒子）および第２の粒子（子粒子）の表面電荷を並行して調整することにより、二種類の粒子について改質処理するための全体の時間を短縮することができる。そして、両粒子の表面電荷の調整が終了すれば、直ちに両粒子を混合させることができることから、複合粒子の製造効率を一層向上させることとなる。
【００９９】
次に、複合粒子の製造方法にかかる本発明の実施形態について説明する。実施形態の複合粒子の製造方法は、大別すると電荷調整工程および混合工程から構成されている。静電引力により付着させるいずれか一方または双方の粒子について電荷調整工程を行い、当該粒子の表面電荷を所望の状態に調整した後、両者を混合させるのである。混合方法は、粒子を含有する液体を混合させる場合のほか、いずれか一方の粒子を液体に含有され、他方の粒子を液体に投与する場合、または、それぞれを粒子のみの状態として両者を混合する場合がある。
【０１００】
ここで、本実施形態の電荷調整工程を説明する。なお、例示として、原料粒子がプラスに帯電している場合について説明する。図１１は、原料粒子が当初プラスに帯電している場合の電荷調整工程を示している。この図に示すように、プラスに帯電している原料粒子について、その表面にポリアニオンを吸着させ、さらにポリカチオンを吸着させたもの（以下、これを「ポリアニオン／ポリカチオン吸着粒子」と記述する）を製造する場合には、当該原料粒子が含有されている液体に対し、調整剤としてポリアニオン溶液を徐々に添加し、その後はポリカチオン溶液を添加するのである（これが調整剤添加工程である）。
【０１０１】
そこで、まず、ポリアニオン溶液を添加する（調整剤添加工程）。そして、初期のポリアニオン溶液の添加を開始したときから、原料粒子を含有する液体の粘度が連続的にモニタリングされ（これが分散状態測定工程であり、特に粘度のみを指標とする場合は粘度測定工程である）。このモニタリングにより液体中の粒子が最も高分散の状態であると判断されるとき、粘度測定の場合は、液体の粘度が一旦上昇した後に下降して最も低下した状態であると判断されるとき、ポリアニオン溶液の供給を停止する（これが添加停止工程である）。この工程により、粒子は、ポリアニオン吸着粒子となる。
【０１０２】
続いて、ポリカチオン溶液を徐々に添加する（これも調整剤添加工程である）。この添加により、ポリアニオン吸着粒子はポリカチオンを吸着し、徐々に凝集が進行することとなる。この場合も粘度（分散状態）が連続的に計測される（分散状態測定工程または粘度測定工程）。そして、一度は上昇した粘度の値が下降し、粘度が極小値（その近傍）を示す時点で、ポリカチオン溶液の供給を停止させるのである（添加停止工程）。
【０１０３】
上記電荷調整工程にあっては、原料粒子は、当初プラスに帯電していたものであるから、ポリアニオン溶液を供給することで、ポリアニオンを吸着することにより、徐々に表面電荷をマイナスに変化させることとなる。徐々にポリアニオン溶液を供給することにより、原料粒子は十分にマイナスに帯電することとなるが、モニタリングされる粘度の値が極小値を示した時点で、ポリアニオン溶液の添加を停止するのである。粘度が極小値の時点でポリアニオン溶液の添加を停止するのは、その後もポリアニオン溶液を添加し続ける場合、液体中にポリアニオンが過剰に供給されることとなるからであり、当該過剰供給により再び粘度が上昇することとなるからである。
【０１０４】
この状態において、粒子はマイナスに帯電していることから、次に、ポリカチオン溶液を供給するのである。ポリカチオンの供給により、原料材料はポリカチオンを吸着し、プラスに帯電することとなる。このときも粘度を連続的にモニタリングしており、その粘度が極小値を示した時点でポリカチオン溶液の供給を停止するのである。
【０１０５】
このようにして、ポリアニオン／ポリカチオン吸着粒子を作製することができるのである。なお、原料粒子が当初マイナスに帯電している場合には、上記とは逆にポリカチオン溶液を添加し、その後ポリアニオン溶液を添加することによって、原料粒子の表面にポリカチオンを吸着させ、さらにポリアニオンを吸着させたもの（以下、これを「ポリカチオン／ポリアニオン吸着粒子」と記述する）を作製することができるのである。この場合においても、粘度が連続的にモニタリングされており、その値が極小値を示す時点で添加を停止するものである。さらに、原料粒子が特定の極性を有しない場合には、まず、いずれか一方の極性の電解質を吸着させ、その後、反対極性の電解質を吸着させるような処理を行うことにより、いずれかの極性に帯電させた粒子を製造することができるものである。また、既にいずれかの極性に帯電している原料粒子について、同極の電解質を吸着させても良い。この場合、原料粒子を当該極性に十分に帯電させることができる。このように帯電させた粒子に対し、さらに、反対の極性の電解質を吸着させることにより、粒子の表面電荷を反対極性に調整することができる。
【０１０６】
上記において、表面電荷を調整した粒子は、異なる極性の電解質を複数回吸着させた状態（複数層）のものを例示して説明したが、このときの電解質の吸着回数は適宜変更可能である。さらに、一方の極性を有する電解質を１回だけ吸着させることにより粒子表面の電荷密度が十分となるのであれば、表面電荷調整後の粒子は、電解質を１回吸着させた状態（単数層）としてもよい。この場合、前記第一および第二の実施形態における処理としては、第１電解質吸着処理または第２電解質吸着処理のいずれか一方のみを実行することによって、粒子の表面電荷を調整することができる。
【０１０７】
これらの工程は、前述の複合粒子製造装置によって実行することができるものであるが、ある極性に帯電した原料粒子について同極の電解質を吸着させる場合、前記第一および第二の実施形態における処理において、調整剤の供給に伴う粘度変化に第１回目の変曲点を示さないことがある。このような場合には、例えば、第１電解質吸着処理において、粘度変化の傾き（ａ）と所定値α１との比較、および粘度減少フラグのオン・オフの処理を省略するように実行させれば良い。
【０１０８】
最後に、上記各態様により表面電荷が調整された粒子を使用することによって複合粒子を製造するのである。つまり、プラスに帯電した粒子とマイナスに帯電した粒子とを混合する（混合工程）ことにより複合粒子を製造することができる。すなわち、混合により二種類の粒子は、静電引力によって吸着し、母粒子となるべき一方の粒子の表面に、子粒子となるべき他方の粒子が付着することとなるのである。
【０１０９】
前記の製造方法による代表的な例を図１２に示す。第１の粒子と第２の粒子は、それぞれ表面電荷が調整され、最終的には、一方の粒子（図示は第１の粒子）をプラスに帯電させ、他方の粒子（図示は第２の粒子）をマイナスに帯電させている。これら二種類の粒子を混合することにより複合粒子が製造されるものである。
【０１１０】
ここで、第１の粒子はプラスに帯電した状態から表面電荷を調整し、第２の粒子はマイナスに帯電した状態から表面電荷を調整しているが、これは、説明の便宜である。すなわち、第１の粒子がマイナスに帯電している状態から表面電荷を調整し、最終的にプラスに帯電させる場合もあり、第２の粒子がプラスに帯電している状態からポリアニオン溶液を添加し、ポリアニオン吸着粒子を構成するようにしてもよい。また、第１の粒子について最終的にマイナスに帯電させる場合もあり、この場合には第２の粒子をプラスに帯電させることにより、それぞれの粒子を混合することにより複合粒子を製造することができる。さらに、ポリアニオン溶液またはポリカチオン溶液の添加の回数は前述のとおり任意である。
【０１１１】
上記のように表面電荷を調整した二種類の粒子を混合する状態のモデルを図１３に示す。この図に示すように、例えば、母粒子をプラスに帯電させ、子粒子をマイナスに帯電させることにより、両者を混合することによって、母粒子の表面に子粒子が静電引力により吸着する。この図は、母粒子をプラス、子粒子をマイナスに帯電させているが、この表面電荷は逆であってもよく、いずれか一方を第１の粒子とする場合は、他方が第２の粒子として表面電荷を調整することとなる。また、図示の便宜上、母粒子および子粒子を適当な大きさで示したが、その大きさは製造すべき複合粒子によって異なることは明らかである。
【０１１２】
〔実験例〕
次に、上記に示した電荷調整方法により電荷を調整した場合の粘度とゼータ電位との関係について実験した。実験方法は、アルミナ（α−Ａｌ２Ｏ３）の粒子（直径１００ｎｍ）を含有する液体に対して、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）溶液を徐々に添加しつつ粘度とゼータ電位を測定した。また、このようにして作製されたポリアニオン吸着粒子を含有する液体に対し、ポリ（ジアリルメチルアンモニウムクロライド）（ＰＤＤＡ）溶液を徐々に添加した際の粘度とゼータ電位を測定した。
【０１１３】
その実験結果を図１４に示す。この図のグラフに示されるように、粒子にポリアニオン（ＰＳＳ）を徐々に添加した場合、ゼータ電位がプラスからマイナスに移行し、その値が最小値付近の値を最初に示す時点と、当該粒子を含有する液体の粘度が極小値を示す時点とが一致している。これは、粘度の値が極小値を示す時点で粒子が十分にマイナスに帯電したことを意味し、その後、ポリアニオン（ＰＳＳ）を添加し続けてもゼータ電位に変化がないのは、ポリアニオン（ＰＳＳ）の添加量が過剰となっていることを示している。
【０１１４】
また、ポリアニオン吸着粒子を含有する液体にポリカチオン（ＰＤＤＡ）を徐々に添加した場合についても同様に、ゼータ電位が最大値付近の値を最初に示す時点と、粘度の値が最小値を示す時点とが一致している。この場合においても、粘度の値が極小値を示す時点で粒子が十分にプラスに帯電していることを示している。
【０１１５】
上記の結果をわかりやすくしたものを図１５に示す。この図は、当初の粒子がプラスに帯電しており、ポリアニオン（ＰＳＳ）を徐々に添加することにより、マイナスに帯電する状態を示している。この図にように、当初はゼータ電位がプラスの高い値を示しており、粒子表面がプラスに帯電してサスペンジョンが分散状態である。そして、ポリアニオンの添加に伴ってゼータ電位が０を示し、粒子表面がプラスのものとマイナスのものが混在し、双方が吸着してサスペンジョンが凝集している状態である。さらに、ポリアニオンを添加することにより、ゼータ電位がマイナスに移行し、粒子表面がマイナスに帯電して再びサスペンジョンが分散状態となる。ゼータ電位がマイナスの値を示し、その値が最小値付近に到達した状態から後は、ポリアニオンを添加しても変化しない状態となり、粒子にポリアニオンが吸着されていないことを示している。これを、粒子を含む液体の粘度を参照することにより、粒子が凝集する時点および分散する時点が、粘度の極大値と極小値とで判断することができるのである。
【０１１６】
上記実験の結果、図１６および図１７に示すように、サスペンジョンの粘度をモニタリングし、その値が極小値を示した時点で添加すべき電解質を変更することによって、ポリアニオン溶液またはポリカチオン溶液を過不足なく供給することができるのである。このような電解質の供給と粒子の状態を整理すると、図１６および図１７に示されているように、当初分散状態にあったサスペンジョンが、ポリアニオン（ＰＳＳ）の供給により徐々に凝集が進行し、粘度が徐々に上昇するが、その後もポリアニオン（ＰＳＳ）を供給することにより、マイナスに帯電することによってサスペンジョンが分散状態へ移行し、粘度も低下する。さらに、粘度が極小値を示す時点で電解質を変更し、ポリカチオン（ＰＤＤＡ）を供給することで、また、凝集が進行して粘度が高くなるが、その後もポリカチオン（ＰＤＤＡ）を供給することで、再び分散状態に移行し、粘度も低下する。
【０１１７】
従って、分散状態（ここでは粘度）をモニタリングすることにより、粒子の表面電荷の状態を把握することができることが明確となった。その際の粘度が極小値を示す時点で電解質の供給を停止すれば、電解質を過剰に供給することなく、十分にプラスに帯電したポリアニオン／ポリカチオン吸着粒子を作製することができることも明確となった。
【符号の説明】
【０１１８】
１  貯留槽
２  振動式粘度計（分散状態測定手段）
３  制御装置
４  第１電解質タンク
５  第２電解質タンク
６，７  供給管
８  撹拌手段
４１，５１  電解質ポンプ
４２，５２  電磁弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年1月18日(2013.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の粒子または第２の粒子の少なくともいずれか一方をプラスまたはマイナスに帯電させ、異なる極性に帯電させた他方の粒子を混合することにより両粒子を静電引力により付着させて複合粒子を製造するために、調整剤を添加して前記いずれか一方の粒子の表面電荷を調整する複合粒子製造装置であって、
表面電荷が調整される第１の粒子または第２の粒子のいずれかを含有する液体を貯留する貯留槽と、
調整剤を前記貯留槽に添加する添加手段と、
前記貯留槽に貯留される液体の粘度によって該液体中の粒子の分散状態を測定する分散状態測定手段と、
前記貯留槽内の液体に含有される粒子の表面電荷を調整するための調整剤を前記貯留槽内に添加した場合に、前記分散状態測定手段により測定される分散状態を記憶する分散状態記憶手段と、
その分散状態記憶手段に記憶される分散状態に基づき、前記貯留槽内の液体の粘度が極小値または極小値近傍を示した場合に、該液体中の粒子の分散状態が所望状態にあることを示す情報を出力する情報出力手段と、
前記情報出力手段により出力される情報を指標として前記粒子の表面に十分量の調整剤が吸着している状態とみなして、該調整剤の添加を停止する添加停止手段とを備えていることを特徴とする複合粒子製造装置。
【請求項２】
第１の粒子または第２の粒子に調整剤を添加して表面電荷を調整し、一方をプラスに、他方をマイナスに帯電させ、両粒子を静電引力により付着させて複合粒子を製造する複合粒子製造装置であって、
第１の粒子または第２の粒子のいずれかを含有する液体を貯留する複数の貯留槽と、
その貯留槽のそれぞれに調整剤を添加する添加手段と、
前記貯留槽のそれぞれに貯留される液体の粘度によって該液体中の粒子の分散状態を測定する分散状態測定手段と、
前記貯留槽内のそれぞれの液体に含有される粒子の表面電荷を調整するための調整剤を前記貯留槽内に添加した場合に、前記分散状態測定手段により測定される分散状態を記憶する分散状態記憶手段と、
その分散状態記憶手段に記憶される分散状態に基づき、前記貯留槽内の液体の粘度が極小値または極小値近傍を示した場合に、該液体中の粒子の分散状態が所望状態にあることを示す情報を出力する情報出力手段と、
前記情報出力手段により出力される情報を指標として前記粒子の表面に十分量の調整剤が吸着している状態とみなして、該調整剤の添加を停止する添加停止手段と、
第１の粒子を含有する液体を貯留する貯留槽と第２の粒子を含有する液体を貯留する貯留槽との間を、一方から他方へ貯留される粒子を含有する液体を移送する移送管と、
その移送管を介して、貯留される粒子を含有する液体を一方の貯留槽から他方の貯留槽へ送出する移送ポンプと、
前記情報出力手段により出力される情報に基づいて、前記移送ポンプを駆動する駆動手段とを備えていることを特徴とする複合粒子製造装置。
【請求項３】
前記情報出力手段によって出力される所望状態にあることを示す情報は、前記貯留槽内の液体中の粒子が良好に分散している状態にあることを示す情報であることを特徴とする請求項１または２に記載の複合粒子製造装置。
【請求項４】
前記分散状態記憶手段に記憶される分散状態に基づいて分散状態の変化を導出する状態変化導出手段と、
前記状態変化導出手段にて算出される分散状態の変化に基づき、前記貯留槽内の液体中の粒子の分散状態が所望状態であるかを判断する判断手段とを備えており、
前記情報出力手段は、前記判断手段により前記分散状態記憶手段に記憶される分散状態が所望の状態であると判断されると、前記貯留槽内の液体中の粒子の分散状態が所望の状態にあることを示す情報を前記添加停止手段に出力するものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の複合粒子製造装置。
【請求項５】
前記判断手段による所望状態であるかの判断は、前記貯留槽内の液体中の粒子が良好に分散している状態であるかを判断するものであることを特徴とする請求項４に記載の複合粒子製造装置。
【請求項６】
前記分散状態測定手段は、粘度測定手段であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の複合粒子製造装置。
【請求項７】
前記粘度測定手段は、振動式粘度計で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の複合粒子製造装置。
【請求項８】
前記貯留槽内に配置され、貯留槽内の粒子を含有する液体を撹拌する撹拌手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の複合粒子製造装置。
【請求項９】
第１の粒子または第２の粒子に調整剤を添加して表面電荷を調整し、一方をプラスに、他方をマイナスに帯電させ、両粒子を静電引力により付着させて複合粒子を製造する複合粒子の製造方法において、
第１の粒子または第２の粒子の少なくともいずれか一方の粒子に対し、該粒子の表面電荷が他方の粒子とは反対電荷となるように該表面電荷を調整する電荷調整工程と、
その電荷調整工程にて電荷調整がなされた後に、第１の粒子と第２の粒子とを混合する混合工程とを含み、
前記電荷調整工程は、第１の粒子または第２の粒子のいずれかを含有する液体に粒子の表面電荷を調整するための調整剤を添加する調整剤添加工程と、
その調整剤添加工程により調整剤が添加された場合に前記液体の粘度を測定する粘度測定工程と、
その粘度測定工程により測定される粘度が極小値または極小値近傍を示した場合に、前記粒子の表面に十分量の調整剤が吸着している状態とみなして前記調整剤の添加を停止する添加停止工程とを含むことを特徴とする複合粒子の製造方法。
【請求項１０】
第１の粒子または第２の粒子の少なくともいずれか一方をプラスまたはマイナスに帯電させ、異なる極性に帯電させた他方の粒子を混合することにより両粒子を静電引力により付着させて複合粒子を製造する方法において、調整剤を添加して前記いずれか一方の粒子の表面電荷を調整するために、
前記第１の粒子または第２の粒子のいずれか一方の粒子を含有する液体に前記調整剤を添加する調整剤添加工程と、
その調整剤添加工程により調整剤が添加された場合に前記液体の粘度を測定する粘度測定工程と、
その粘度測定工程により測定される粘度が極小値または極小値近傍を示した場合に、前記粒子の表面に十分量の調整剤が吸着している状態とみなして前記調整剤の添加を停止する添加停止工程とを含むことを特徴とする複合粒子の製造方法。
【国際調査報告】
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