(57)【要約】【課題】荷負電ナノ粒子の生産装置に、ミクロン・レベルあるいはサブミクロン・レベルの超小型電子発射電極を取り入れることで、非常に高い発射電流密度を提供すること。【解決手段】荷負電ナノ粒子の生産装置において、電源と、ケーシングと、制御装置と、超小型電子発射電極とから構成され、かつ、前記電源は、前記超小型電子発射電極と前記制御装置と一緒にそれぞれ接続され、前記超小型電子発射電極の電位は、接地基準で−２９ｋＶから−２ｋＶの電位範囲の中で制御されることを特徴とする【選択図】図１
2004533940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、ケーシングと、制御装置と、超小型電子発射電極とから構成され、かつ、前記電源は、前記超小型電子発射電極と前記制御装置と一緒にそれぞれ接続され、
前記超小型電子発射電極の電位は、接地基準で−２９ｋＶから−２ｋＶの電位範囲の中で制御されることを特徴とする荷負電ナノ粒子の生産装置。
【請求項２】
請求項１に記載の前記荷負電ナノ粒子の生産装置において、
前記超小型電子発射電極は、単一の電極または複合電極で構成され、かつ、前記超小型電子発射電極の形状は、円盤形、円柱形、ノコギリ歯形、針状形、先端が尖った尖鋭形、球形、偏球形、弧形、円環形、棒状形のグループからいずれか一つまたはこれらを組み合わせた形の中から選択され、
前記超小型電子発射電極の発射部分の寸法は、１００ミクロン以下の寸法であることを特徴とする荷負電ナノ粒子の生産装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の前記荷負電ナノ粒子の生産装置において、
前記超小型電子発射電極は、白金、金、レニウム、イリジウム、タングステン、炭素繊維、またはそれらの組み合わせ、または、白金、金、レニウム、イリジウムおよび／または主成分としてのタングステンを備えた合金からなることを特徴とする荷負電ナノ粒子の生産装置。
【請求項４】
請求項１に記載の前記荷負電ナノ粒子の生産装置を用いた荷負電ナノ粒子の生産方法において、
前記荷負電ナノ粒子の生産装置は、前記超小型電子発射電極の接地基準の電位を、前記超小型電子発射電極の材料、前記超小型電子発射電極の形、前記超小型電子発射電極の寸法、および適用目的の違う設備によって、前記電源と前記制御装置の作用の下で、−２９ｋＶから−２ｋＶの範囲の中にコントロールされることで、
トンネル効果による電界発射の場で、高い電流密度の電子「ｅ」を生成し、以下の反応式に従って、その前記電子「ｅ」がエアロゾルの中で粒子と衝突させることで、エネルギーを調節し得て、かつ、広いエネルギー帯の大きさの同じでないナノ粒子「Ｎｍ」上に電子を附着させ、荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」を生産することを特徴とする荷負電ナノ粒子の生産方法。
反応式：  ｅ＋Ｎｍ  →  Ｎ-ｍ
【請求項５】
請求項４に記載の前記荷負電ナノ粒子の生産方法において、
前記超小型電子発射電極は、以下の（ａ）から（ｅ）のうちいずれか一つの方法によって形成されることを特徴とする荷負電ナノ粒子の生産方法。
（ａ）白金、金または炭素繊維フィラメントは、半田付方法によってガラスキャリッジ上に固定され、
引出端は、白金、金あるいは炭素繊維を前記導電接着剤で銅線に接合し、
白金線の場合には、前記銅線に低温で溶かされたインジウムで接合する。
（ｂ）白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントは、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ、ポリエステル繊維、窒化ケイ素および／またはエポキシ樹脂系接着剤を備えたアルミナ(磁器)で作られる前記絶縁体のキャリッジ上に接着かつ密閉され、
前記引出端は、白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントを前記導電性接着剤で前記銅線に接合する。
（ｃ）白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントは、要求される形の中で、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ、ポリエステル繊維、窒化ケイ素および／またはアルミナで作られる前記絶縁体の表面上で整えられて、接着剤で固定かつ接着され、
前記引出端は、白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントを前記導電接着剤で前記銅線に接合する。
（ｄ）前記超小型電子発射電極は、電食によって、レニウム、タングステンまたはその対応する合金を様々な形に作られ、
前記超小型電子発射電極は、エポキシ樹脂上で絶縁体キャリッジに固定され、または、機械的手段によって前記絶縁体キャリッジにリベットで留められ、
前記絶縁体は、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ、窒化ケイ素、アルミナ、ポリエステル合成物プレートのいずれか一つからなり、
前記引出端は、前記導電接着剤で導体に接合し、または、機械的手段によって前記超小型電子発射電極と前記導体とに同時に前記絶縁体上に固定する
（ｅ）前記超小型電子発射極が、フォトエッチングによって、作られる方法として、
一定の金属のフィルムは、スプレーまたはスパッタリングにより前記絶縁体プレート上に塗られ、
前記金属フィルムは、白金、金、イリジウムなどで作られ、
前記ポリイミドの感光性のポリマーフィルムは、前記金属のフィルム上にコートされて、フォトエッチングが要求される形の電極を形成するために使われ、
前記超小型電子発射電極の基体材料は、Ｓｉ／ＳｉＯ2、水晶、グラス、窒化ケイ素で作られ、
前記引出端は、前記導電接着剤で前記銅線を前記超小型電子発射電極に接合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷負電ナノ粒子生産装置および荷負電ナノ粒子の生産方法に係り、特に、互いに関連のない生気候学と物理学において２つの粒子と電荷を組み合わせることによって全く新しい荷負電ナノ粒子を生産するための装置および荷負電ナノ粒子の生産方法に関し、医学、家電、無菌エンジニアリング、新鮮保存エンジニアリング、生体工学およびその他同種のものの分野の中で用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
生体に及ぼす気候の影響を研究する生気候学では、空気環境条件の状態を、エアロゾル状態と呼び、このエアロゾルの人に対しての様々な影響を研究を行っている。
【０００３】
１９６０年代に、米国のテキサスおよびその他の州で、荷電エアロゾル・センターが設立され、荷電エアロゾルについての生気象学の研究が行われた。研究方法として、生理塩水で霧化した中に圧縮した気体を噴出するときに、同時に同方向に、電子噴射器の電位を２６ｋＶから６０ｋＶとして電子が噴出されると、荷電エアロゾルが形成される。この形成された荷電エアロゾルは、呼吸器疾患の気管支炎と喘息、上気道の伝染、肺気腫、喉頭炎および咽頭炎の患者の治療に効果が認められ、呼吸器疾患系の患者を治すために使用されるようになってきた。
【０００４】
しかし、この荷電エアロゾルの生産装置は、電子噴射器に加えて、さらにガスポンプの補助装置および液体の輸送システムが必要であり、大型化や高コストの問題があった。
【０００５】
また、この荷電エアロゾルは、組織細胞分子レベルにおいては、荷電エアロゾルの大きさが大きいため電気的な新陳代謝に直接関与することはできず、このため、生物学的な効果と殺菌効果において、それほど期待された成果が十分には得られていなかった。この理由として、この荷電エアロゾルの生産装置によって霧化された生理塩水の粒子は、ほとんどがナノ粒子ではなく、この荷電エアロゾルは、２６ｋＶから６０ｋＶの電場作用のもとでは、単に約1.８ｍの距離までしかとどかず、その距離を越えると消えてしまうためである。
【０００６】
ここで、エアロゾルの中に分散している分子クラスター、液体および固形微粒子のほとんどは、ナノ粒子であり、このナノ粒子とは、直径が10-7から10-9 mの数十ナノメートルまたはそれ以下の非常に小さい粒子状物質である。
【０００７】
このナノ粒子は、小規模効果、表面および界面効果、および量子スケール効果を示し、巨大な比表面積とその表面に大きな数の原子を持っているという特徴がある。そして、表面効果と界面効果は、粒径が減少することで強められ、また、大きな比表面積とその表面にある大きな数の原子は、ナノ粒子の活性を大幅に増加させる。同時に小規模効果と表面効果とのために、異なる大きさのナノ粒子は、表面の電子スピン構成および電子エネルギースペクトル分配の変化を引き起こす。
【０００８】
また、ナノ粒子の量子スケール効果は、離散的なエネルギーレベルを出現させ、エネルギーレベルの間隔はナノ粒子の大きさの変化とともに変化する。エアロゾル中のナノ粒子は、異なる大きさを備えた異なる粒子からできており、また、前述した特性のために、電子親和力の非常に広いエネルギー帯を形成するために、異なるエネルギーレベルの電子と結合する能力を非常に増強させる。
【０００９】
ナノ粒子は、前述した特性を有し、例えば、人に有害とされる自動車などの排気ガスや有益とされる森林の空気などにも含まれていることから、このエアロゾルに含まれるナノ粒子は、生気候学の分野にかぎらず、他の分野においてもエアロゾル中のナノ粒子の人への影響が研究されている。
【００１０】
ここで、本発明者らは、以下の反応式に示すように、エアロゾルの中のナノ粒子「Ｎｍ」に電子「ｅ」を衝突させることによって、荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」を生産させることができ、人への有益な影響が期待できると考えた。
反応式：  ｅ＋Ｎｍ  →  Ｎ-ｍ
【００１１】
前述のように生産された荷負電ナノ粒子のサイズは、血液中の赤血球と通常のバクテリアよりも、小さい若しくはさらに小さなものであるために、荷負電ナノ粒子は、人体に呼吸や胸の中の皮膚粘膜を通じて入ることができ、そして人体内で荷負電ナノ粒子の電荷を開放することができる。この荷負電ナノ粒子を人体内で開放することによって、細胞壁上の電荷の平衡状態は、人体の生理学の条件、組織細胞および新陳代謝に直接の生物学の効果があるバイオ電気を形成することができ、改善される場合がある。つまり、荷電エアロゾルに比べ非特異性・広域スペクトルの医学の効果は、神経−体液の調節機能を通してはるかに認められることとなる。
【００１２】
生産された荷負電ナノ粒子は、神経系統、心臓血管の系統、呼吸器系統、泌尿器系統および消化器系統に明白な生理作用を持っており、多くの疾病治療に能く、荷負電ナノ粒子の治療効果は臨床実用の中で普遍的な配慮を引き起こすことができる。
【００１３】
実証研究として、量子力学特性により、生産される荷負電ナノ粒子は、急速に一定の区域を蓋し、その蓋をした区域の有害病菌と病毒、緑膿菌、梅毒スピロヘータ、ブドウ球菌、病原菌大腸菌、真菌症、モニリア属などのような有害バクテリアおよびウィルスの生育を非常に強く抑制し、場合によってはそれらを根絶することもできる。
【００１４】
また、医療の進歩において、生物電気の研究および効用を不断的に関連付けて発展させていることは広く知られており、例えば、脳波図(ＥＥＧ)の臨床効用、心電図(ＥＣＧ)、胃筋電図(ＥＧＧ)は、無数の人々の命を救っている。また、物理的な分野のものを、医学的な分野の診断機器の臨床に適用させることによって、例えば、コンピュータ断層撮影装置(ＣＴ)、超音波診断機器、核磁気共鳴機器および陽電子断層撮影法などのように、臨床診断の不断的に関連付けて発展させることによって、新たな世界を切り開いている。
【００１５】
このようなことからも、生産される荷負電ナノ粒子の生物電気は、特に臨床治療で、多くの新しい技術および新しい機器を作成することは、十分に可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、エアロゾルの中のナノ粒子「Ｎｍ」に電子「ｅ」を衝突させることにより、荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」を生産させるためには、高エネルギーの電子がそのエネルギーを失うか、あるいは衝突上そのエネルギーを縮小することができるようにエネルギーを調節することが必要となるため、高い電流密度の電子「ｅ」を生成する必要がある。さらに、通常、空気中には、異なる電荷を備えた少数の粒子が存在し、帯電荷粒子と不帯電荷粒子は相互に引き寄せと結合が発生し、反対の電荷との組み合わせが生じて、荷電された大きな粒子は、落ちて、地面に触れ、電位が消えてしまうために、荷負電ナノ粒子を大量に生産するためには、より大量の高い電流密度の電子「ｅ」を生成する必要がある。従って、高い電流密度の電子「ｅ」をより大量に広範囲に生成するための装置が必要となり、生産装置の大型化、高コストが問題とされる。
【００１７】
特に、高い電流密度の電子「ｅ」を大量に広範囲に生成するためには、電極表面上の狭くなる電位障壁においても、どのような種類の電子発射電極が、十分に強い電場を得るために採用されることができるのかという点が問題となる。また、量子力学のトンネル効果により、電子は突き通り、電子の発射（放出）で作られた場としてのトンネルから逃げ出してしまうために、どのようにして発射（放出）電流密度を増加させるかかという点が問題となる。
【００１８】
本発明は、前記の問題を解決するために、荷負電ナノ粒子の生産装置に、ミクロン・レベルあるいはサブミクロン・レベルの超小型電子発射電極を取り入れることで、非常に高い発射電流密度を提供することを目的とする。
【００１９】
この理由として、電極表面が十分に強い電場を持っている時、電極の電位障壁は狭くなり、そして、発射電子の場を形成させるための量子力学におけるトンネル効果によって、電極上の電子はトンネルを突き抜けることによって、非常に高い発射電流密度を提供することができるからである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の問題を解決するために、電源と、ケーシングと、制御装置と、電子発射電極とから構成され、かつ、前記電源は、超小型電子発射電極と制御装置と一緒にそれぞれ接続され、前記超小型電子発射電極の電位は、接地基準で−２９ｋＶから−２ｋＶの電位範囲の中で制御されることを特徴とする。
【００２１】
この請求項１に記載の発明によれば、前記超小型電子発射電極があり、接地基準で−２９ｋＶから−２ｋＶの電位範囲の中で制御することにより、ナノ粒子の物理的特性および量子力学のトンネル効果を組み合わせることができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の荷負電ナノ粒子の生産装置において、前記超小型電子発射電極は、単一の電極または複合電極で構成され、かつ、前記超小型電子発射電極の形状は、円盤形、円柱形、ノコギリ歯形、針状形、先端が尖った尖鋭形、球形、偏球形、弧形、円環形、棒状形のグループからいずれか一つまたはこれらを組み合わせた形の中から選択され、しかも、前記超小型電子発射電極の発射部分の寸法は、１００ミクロン以下の寸法であることを特徴とする。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、単一の電極または複合電極で構成し、前記超小型電子発射電極の形状を、ノコギリ歯形などにし、記超小型電子発射電極の発射部分の寸法は、１００ミクロン以下にすることによって、より良好にナノ粒子の物理的特性および量子力学のトンネル効果を組み合わせることができるとともに、電子発射電極から発射された高い電流密度の電子「ｅ」を安定的に生成することができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の前記荷負電ナノ粒子の生産装置において、前記超小型電子発射電極は、白金、金、レニウム、イリジウム、タングステン、炭素繊維、またはそれらの組み合わせ、または、白金、金、レニウム、イリジウムおよび／または主成分としてのタングステンを備えた合金からなることを特徴とする。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、前記超小型電子発射電極を、白金、金などのいずれか一つ、またはこれらの組み合わせ、または、白金、金、レニウム、イリジウムのいずれか一つまたはこれらの組み合わせを含んだ主成分としてタングステン合金とすることによって、より良好にナノ粒子の物理的特性および量子力学のトンネル効果を組み合わせることができるとともに、電子発射電極から発射された高い電流密度の電子「ｅ」を安定的に生成することができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の前記荷負電ナノ粒子の生産装置を用いた荷負電ナノ粒子の生産方法において、前記荷負電ナノ粒子の生産装置は、前記超小型電子発射電極の接地基準の電位を、前記超小型電子発射電極の材料、前記超小型電子発射電極の形、前記超小型電子発射電極の寸法、および適用目的の違う設備によって、前記電源と前記制御装置の作用の下で、−２９ｋＶから−２ｋＶの範囲の中にコントロールされることで、トンネル効果による電界発射の場で、高い電流密度の電子「ｅ」を生成し、以下の反応式に従って、その前記電子「ｅ」がエアロゾルの中で粒子と衝突させることで、エネルギーを調節し得て、かつ、広いエネルギー帯の大きさの同じでないナノ粒子「Ｎｍ」上に電子を附着させ、荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」を生産することを特徴とする。
反応式：  ｅ＋Ｎｍ  →  Ｎ-ｍ
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、ナノ粒子の物理的特性および量子力学のトンネル効果を組み合わせることができ、−２９ｋＶから−２ｋＶの範囲内の任意の電位を備えた電界の作用のもとで前記電子発射電極から発射された高い電流密度の電子「ｅ」を安定的に大量に生成させることができる。大量に生成された高い電流密度の電子「ｅ」をナノ粒子「Ｎｍ」上に付着させて大量の荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」を一定の区域に急速に拡散することできる。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の前記荷負電ナノ粒子の生産方法において、前記超小型電子発射電極は、以下の（ａ）から（ｅ）の方法のうちいずれか一つの方法によって形成されることを特徴とする。
（ａ）白金、金または炭素繊維フィラメントは、半田付方法によってガラスキャリッジ上に固定され、引出端は、白金、金あるいは炭素繊維を前記導電接着剤で銅線に接合することにより作られる。白金線の場合には、前記銅線に低温で溶かされたインジウムで接合することにより作ることもできる。
（ｂ）白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントは、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ、ポリエステル繊維、窒化ケイ素および／またはエポキシ樹脂系接着剤を備えたアルミナ(磁器)で作られる前記絶縁体のキャリッジ上に接着かつ密閉され、前記引出端は、白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントを前記導電性接着剤で前記銅線に接合することにより作られる。
（ｃ）白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントは、要求される形の中で、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ、ポリエステル繊維、窒化ケイ素および／またはアルミナで作られる前記絶縁体の表面上で整えられて、接着剤で固定かつ接着され、前記引出端は、白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントを前記導電接着剤で前記銅線に接合することにより作られる。
（ｄ）前記超小型電子発射電極は、電食によって、レニウム、タングステンまたはその対応する合金を様々な形に作られ、前記超小型電子発射電極は、エポキシ樹脂で絶縁体キャリッジに固定され、または、機械的手段によって前記絶縁体キャリッジにリベット留められ、前記絶縁体は、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ、窒化ケイ素、アルミナ、ポリエステル合成物プレートのいずれか一つからなり、前記引出端は、前記導電接着剤で導体に接合し、または、機械的手段によって前記超小型電子発射電極と前記導体とに同時に前記絶縁体上に固定することにより作られる。、同様にそのような方法で、先の鋭い針状の電極にも適用される。
（ｅ）前記超小型電子発射極が、フォトエッチングによって、作られる方法として、一定の金属のフィルムは、スプレーまたはスパッタリングにより前記絶縁体プレート上に塗られ、前記金属フィルムは、白金、金、イリジウムなどで作られ、前記ポリイミドの感光性のポリマーフィルムは、前記金属のフィルム上にコートされて、フォトエッチングが要求される形の電極を形成するために使われ、前記超小型電子発射電極の基体材料は、Ｓｉ／ＳｉＯ2、水晶、グラス、窒化ケイ素で作られ、前記引出端は、前記導電接着剤で前記銅線に前記超小型電子発射電極を接合されて作られる。
【００２９】
請求項５に記載の発明によれば、前記超小型電子発射電極は、前記（ａ）から（ｅ）のいずれか１つの方法によって前記超小型電子発射電極を形成し、より良好に前記電子発射電極から発射された高い電流密度の電子「ｅ」を安定的に生成することができる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載の発明によれば、前記荷負電ナノ粒子の生産装置には、前記超小型電子発射電極を、接地基準で−２９ｋＶから−２ｋＶの電位範囲の中で制御することにより、ナノ粒子の物理的特性および量子力学のトンネル効果を組み合わせることができるので、特にトンネル効果による電界発射（放出）の場をもつ本発明の荷負電ナノ粒子の生産装置によって電子発射電極から発射された高い電流密度の電子「ｅ」を安定的に生成することができ、以下の反応式に従って、この電子「ｅ」がエアロゾル中の粒子と衝突すると、電子はそのエネルギーを調節することができ、かつ、電子親和力の広いエネルギー帯のナノ粒子「Ｎｍ」に付着し、新しい荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」をある程度の範囲で相当大量に生産することができるという効果を奏する。
反応式：  ｅ＋Ｎｍ  →  Ｎ-ｍ
【００３１】
さらに、生気候学と物理学の科学者らの一般的共通認識として、生産された荷負電ナノ粒子が大量に存在すると、互いに排斥しあって、生産された荷負電ナノ粒子の状態が安定するという効果を奏する。
【００３２】
また、前記記荷負電ナノ粒子の生産装置によって、ナノ粒子の物理的特性と量子力学のトンネル効果を使用することにより生産されているので、もっぱら化合物または不純物のない荷負電ナノ粒子をもたらすことができるという効果を奏する。
【００３３】
本発明の前記荷負電ナノ粒子の生産装置によって生産された前記荷負電ナノ粒子は、人体中に容易に安定的に大量に取り込まれることができるので、取り込まれた前記荷負電ナノ粒子は、直接的に電気に関与し、組織細胞分子レベルで新陳代謝、バイオ電気の変位の促進、生物の電位平衡状態を調整、人体の自然な生理学の条件および生化学の環境を改善することができるという効果を奏する。
【００３４】
従って、本発明により生産された前記荷負電ナノ粒子の生物電気の効果は、さらに広く、物理的な医療用具、家電、生体工学、新鮮保存エンジニアリング、無菌のエンジニアリングおよび環境条件改良の中で使用することができるという効果を奏する。
【００３５】
請求項２に記載の発明によれば、前記荷負電ナノ粒子の生産装置の前記超小型電子発射電極の構成および前記電極の形状を好ましいものにし、前記超小型電子発射電極の寸法を１００ミクロン以下とすることによって、より良好にナノ粒子の物理的特性および量子力学のトンネル効果を組み合わせることができるとともに、電子発射電極から発射された高い電流密度の電子「ｅ」を安定的に生成することができるので、新しい荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」をある程度の範囲で相当大量に生産することができるという効果を奏する。
【００３６】
請求項３に記載の発明によれば、前記荷負電ナノ粒子の生産装置の前記超小型電子発射電極を、白金などまたは主成分としてタングステン合金にすることによって、より良好にナノ粒子の物理的特性および量子力学のトンネル効果を組み合わせることができるとともに、電子発射電極から発射された高い電流密度の電子「ｅ」を安定的に生成することができるので、新しい荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」をある程度の範囲で相当大量に生産することができるという効果を奏する。
【００３７】
請求項４に記載の発明によれば、接地基準−２９ｋＶから−２ｋＶの電位範囲の中で制御されて一定の区域を大量に急速に拡散させることができるので、さらに広く、物理的な医療用具、家電、生体工学、新鮮保存エンジニアリング、無菌のエンジニアリングおよび環境条件改良の中で使用することができるという効果を奏する。
【００３８】
請求項５に記載の発明によれば、前記超小型電子発射電極の形成方法において、前記（ａ）から（ｅ）のいずれか１つの方法によって前記超小型電子発射電極を形成し、より良好に前記電子発射電極から発射された高い電流密度の電子「ｅ」を安定的に生成することができるので、新しい荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」をある程度の範囲で相当大量に生産することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明に係る荷負電ナノ粒子生産装置及びその生産方法に係る実施形態について説明する。ただし、発明は以下の実施形態に限定されない。
【００４０】
図１は、本実施形態における荷負電ナノ粒子生産装置の原理を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の荷負電ナノ粒子生産装置は、電源２と、ケーシング３と、制御装置４と、超小型電子発射電極１とから構成されている。
【００４１】
電源２は、超小型電子発射電極１と制御装置４とにそれぞれ導線を介して接続されている。
単一の電極または複合電極の組成である超小型電子発射電極１は、ミクロン・レベルかサブミクロン・レベルの寸法を持った発射部の電極が備えられており、制御装置４によって接地基準で−２９ｋＶから−２ｋＶの電位範囲の中で制御されている。なお、この電位範囲は、電極の材料、形、電極の寸法、および異なる適用目的の装置により決定することができる。また、より良好に電子を発生させるために、この発射部分の寸法は１００ミクロン以下が好ましい。
【００４２】
図２は、本実施形態におけるノコギリ歯形電極８の超小型電子発射電極１の概略図である。
図２に示すように、絶縁体６の中央上面には、例えば、銀のパウダーとエポキシ樹脂とからなる導電接着剤材９によってエポキシ樹脂７が接合されており、さらにこのエポキシ樹脂７の真上には、導電接着剤９によってノコギリ歯形電極８が固定されている。このノコギリ歯形電極８には、電力をノコギリ歯形電極８に供給する経路である引出端が、導線接着剤９によって接合されており（図示せず）、この引出端は、導線接着剤９によって導線５と連結されている。この導線５は、導線接着剤９によって絶縁体６に固定されており、電源２に導線を介して接続されることによって引出端を介してノコギリ歯形電極８に電力を供給している。
【００４３】
超小型電子発生電極１の形状はノコギリ歯形を例示しているが、超小型電子発生電極１からの高い電流密度の電子の発生が良好に行えるものであれば、ノコギリ歯形以外の円盤形、円柱形、針状、先端が尖った尖鋭形、球形、偏球形、アーク形（弧形）、円環形、棒状などのいずれか１つの形またはこれらの形の組み合わせでもよい。
【００４４】
超小型電子発生電極１の電極の材料は、高い電流密度の電子の発生させることができるのもであればよく、例えば、白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントのいずれか１つまたはそれらの組み合わせ、または、これらを主成分としてのタングステンを備えた合金からなるものが挙げられる。
【００４５】
超小型電子発生電極１の電極の基体材料は、良好に高い電流密度の電子の発生させることができればよく、Ｓｉ／ＳｉＯ2、水晶、グラス、窒化ケイ素などが挙げられる。
【００４６】
超小型電子発射電極１は、以下の（ａ）から（ｅ）のいずれか1つの方法によって作られる。
（ａ）白金、金または炭素繊維フィラメントは、半田付方法によってガラスキャリッジ上に固定され、引出端は、白金、金あるいは炭素繊維を前記導電接着剤で銅線に結合することにより作られる。白金線の場合には、前記銅線に低温で溶かされたインジウムで接合することにより作られることもできる。
（ｂ）白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントは、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ、ポリエステル繊維、窒化ケイ素および／またはエポキシ樹脂系接着剤を備えたアルミナ(磁器)で作られる前記絶縁体のキャリッジ上に接着かつ密閉され、前記引出端は、白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントを前記導電性接着剤で前記銅線に接合することにより作られる。
（ｃ）白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントは、要求される形の中で、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ、ポリエステル繊維、窒化ケイ素および／またはアルミナで作られる前記絶縁体の表面上で整えられて、接着剤で固定かつ接着され、前記引出端は、白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントを前記導電接着剤で前記銅線に接合することにより作られる。
（ｄ）前記超小型電子発射電極は、電食によって、レニウム、タングステンまたはその対応する合金を様々な形に作られ、前記超小型電子発射電極は、エポキシ樹脂上で絶縁体キャリッジに固定され、または、機械的手段によって前記絶縁体キャリッジにリベットで留められ、前記絶縁体は、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ、窒化ケイ素、アルミナ、ポリエステル合成物プレートのいずれか一つからなり、前記引出端は、前記導電接着剤で導体に接合し、または、機械的手段によって前記超小型電子発射電極と前記導体とに同時に前記絶縁体上に固定することにより作られる。同様にそのような方法が、先の鋭い針状の電極にも適用される。
（ｅ）前記超小型電子発射極が、フォトエッチングによって、作られる方法として、一定の金属のフィルムは、スプレーまたはスパッタリングにより前記絶縁体プレート上に塗られ、前記金属フィルムは、白金、金、イリジウムなどで作られ、前記ポリイミドの感光性のポリマーフィルムは、前記金属のフィルム上にコートされて、フォトエッチングが要求される形の電極を形成するために使われ、前記超小型電子発射電極の基体材料は、Ｓｉ／ＳｉＯ2、水晶、グラス、窒化ケイ素で作られ、前記引出端は、前記導電接着剤で前記銅線を前記超小型電子発射電極に接合することにより作られる。
【００４７】
引出端の基本材料は、銅、白金、金などのいずれか一つまたはこれらの合金であり、最も安価で電導性のよい、銅が好ましい。
【００４８】
絶縁体８の材料は、絶縁体の特徴を有するものであればよく、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ（プラスチック）、ポリエステル繊維、窒化ケイ素、アルミナ(磁器)などが挙げられる。
【００４９】
本実施形態の荷負電ナノ粒子の生産装置の作用について説明する。
制御装置４によって接地基準で−２９ｋＶから−２ｋＶの電位範囲の中で制御されている超小型電子発射電極１であるノコギリ歯型電極８は、電源２から得、トンネル効果により高い電流密度の電子「ｅ」を発射することができる。このとき、−２９ｋＶから−2ｋＶの範囲中の任意の電位を備えた電場の作用のもと、これらの粒子は急速に外へ拡散し、ある一定の区域を蓋することとなる。
【００５０】
以上のことより、発射された高い電流密度の電子「ｅ」はエアロゾル中のナノ粒子「Ｎｍ」と結合して新しい荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」を生産することができる。
【００５１】
なお、図３に示すように、導線接着剤９に代えて、リベット１０とクランプ１１との機械的手段によって、ノコギリ歯形電極８は、絶縁体と直接固定されるとともに、一方のリベット１０とクランプ１１とによって引出端と接合されるとともに、引出端は導線５とも接続される。
【００５２】
また、本実施形態の荷負電ナノ粒子の生産装置は、その他の部品として多用途キャリッジまたはターンテーブルを加えて増やすように、用途と設備に基づいて加えることができる。
【００５３】
また、本実施形態の荷負電ナノ粒子の生産装置は、本実施形態の荷負電ナノ粒子の生産装置に全く新しい効能の新しい設備を結合させて使用することができ、またその制御装置は、制御装置の他の部品と組み合わせることができる。
【００５４】
また、超小型電子発射電極は、荷負電ナノ粒子の生産装置の使用の目的およびその機能によって、全体的に違う材料と形状のものを使用でき、超小型電子発射電極は、単一のあるいは複数のあるいは組み合わせた電極の構成であり、さらに、その構造、寸法、形状、材料と使用の目的によって、接地基準で−２９ｋＶから−２ｋＶの範囲の中でコントロールされる。このことにより、完全に異なる形状、効能と構成の装置のケーシングが設計されることができる。
【００５５】
本発明の実施形態の荷負電ナノ粒子の生産方法について説明する。
本発明の実施形態の荷負電ナノ粒子の生産方法について用いる荷負電ナノ粒子の生産装置は、上述の荷負電ナノ粒子の生産装置と同様である。
【００５６】
空気中のナノ粒子と超小型電子発射電極電位は、電源と制御装置の作用の下で、接地基準−２９ｋＶから−２ｋＶの範囲の中でコントロールされる。電位範囲は、電極の材料、形、電極の寸法、および異なる適用目的の装置により決定される。
【００５７】
エネルギーの調節の方法としては、例えば高エネルギーの電子がそのエネルギーを失うか、あるいは衝突上そのエネルギーを縮小することなどが挙げられる。
【００５８】
また、発生した電子「ｅ」に附着される空気中のナノ粒子は、固体状態、液体状態またはガスの状態のいずれかの様々な分子クラスターと大きさの違うサイズ(10-7から10-9 ｍ)の粒子からなっている。
【００５９】
トンネル効果による電界発射（放出）の場によって、エアロゾルの中で粒子と衝突することでエネルギーを調節できる高い電流密度の電子「ｅ」が生成され、以下の反応式に示すように、広いエネルギー帯の大きさの異なるナノ粒子「Ｎｍ」上に電子「ｅ」が附着し、下記の反応に示すように、荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」が生産される。そして、−２９ｋＶから−２ｋＶの範囲中の任意の電位の電場の作用のもと、生産された荷負電ナノ粒子は急速に外へ拡散し、ある一定の区域を蓋する。
反応式：  ｅ＋Ｎｍ  →  Ｎ-ｍ
【００６０】
本実施形態の荷負電ナノ粒子の生産方法の作用について説明する。
本実施形態の荷負電ナノ粒子の生産方法によって、他の化合物または不純物のない荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」を大量に生産される。
【００６１】
以上のことより、エアロゾル中に生産できた荷負電ナノ粒子によって、人体の自然な生理学の条件および生化学の環境を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の原理を示すブロック図である。
【図２】ノコギリ歯形電極のエポキシ樹脂と導電接着剤で接着した引出端を示す略図である。
【図３】機械的手段で固定されたノコギリ歯形電極の引出端を示す略図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    超小型電子発射電極
２    電源
３    ケーシング
４    制御装置
５    導線
６    絶縁体
７    エポキシ樹脂
８    ノコギリ歯形電極
９    導線接着剤
１０  リベット
１１  クランプ
【国際公開パンフレット】
2004533940.tif 000003
2004533940.tif 000004
2004533940.tif 000005
2004533940.tif 000006
2004533940.tif 000007
2004533940.tif 000008
2004533940.tif 000009
2004533940.tif 000010
2004533940.tif 000011
2004533940.tif 000012
2004533940.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月11日(2003.7.11)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
電源と、ケーシングと、制御装置と、電子発射電極とから構成され、かつ、前記電源が、前記電子発射電極と前記制御装置に一緒にそれぞれ接続されてなる荷負電ナノ粒子の生産装置において、
前記電子発射電極は、超小型電子発射電極であり、
前記超小型電子発射電極の電子発射部分の寸法は、ミクロンレベルと等しいかそれ以下の大きさであり、
前記荷負電ナノ粒子の生産装置の中に一つの電位を持った唯一つの前記超小型電子発射電極が備えられ、
前記電子発射電極は、トンネル効果の手段で電子を発射し、
その発射された電子は、荷負電ナノ粒子を生成するために空気中のナノ粒子と結合し、
前記超小型電子発射電極の電位は、接地基準で−２９ｋＶから−２ｋＶの電位範囲の中で制御されることを特徴とする荷負電ナノ粒子の生産装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
請求項１に記載の前記荷負電ナノ粒子の生産装置において、
前記超小型電子発射電極は、単一の電極または複合電極で構成され、
前記超小型電子発射電極の形状は、円盤形、円柱形、ノコギリ歯形、針状形、先端が尖った尖鋭形、球形、偏球形、弧形、円環形、棒状形のグループから選択されたいずれか一つまたはその組み合わせであることを特徴とする荷負電ナノ粒子の生産装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
請求項１に記載の前記荷負電ナノ粒子の生産装置において、
前記超小型電子発射電極は、以下の（ａ）から（ｅ）のうちいずれか一つの方法によって形成されることを特徴とする荷負電ナノ粒子の生産装置。
（ａ）白金、金または炭素繊維フィラメントは、半田付方法によってガラスキャリッジ上に固定され、
引出端は、白金、金あるいは炭素繊維を前記導電接着剤で銅線に接合し、
白金線の場合には、前記銅線に低温で溶かされたインジウムで接合する。
（ｂ）白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントは、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ、ポリエステル繊維、窒化ケイ素および／またはエポキシ樹脂系接着剤を備えたアルミナ(磁器)で作られる前記絶縁体のキャリッジ上に接着かつ密閉され、
前記引出端は、白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントを前記導電性接着剤で前記銅線に接合する。
（ｃ）白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントは、要求される形の中で、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ、ポリエステル繊維、窒化ケイ素および／またはアルミナで作られる前記絶縁体の表面上で整えられて、接着剤で固定かつ接着され、
前記引出端は、白金、金、レニウム、タングステン、イリジウムまたは炭素繊維フィラメントを前記導電接着剤で前記銅線に接合する。
（ｄ）前記超小型電子発射電極は、電食によって、レニウム、タングステンまたはその対応する合金を様々な形に作られ、
前記超小型電子発射電極は、エポキシ樹脂上で絶縁体キャリッジに固定され、または、機械的手段によって前記絶縁体キャリッジにリベットで留められ、
前記絶縁体は、石英、ガラス、ＰＥ、ＰＴＦＥ、窒化ケイ素、アルミナ、ポリエステル合成物プレートのいずれか一つからなり、
前記引出端は、前記導電接着剤で導体に接合し、または、機械的手段によって前記超小型電子発射電極と前記導体とに同時に前記絶縁体上に固定する。
（ｅ）前記超小型電子発射極が、フォトエッチングによって、作られる方法として、
一定の金属のフィルムは、スプレーまたはスパッタリングにより前記絶縁体プレート上に塗られ、
前記金属フィルムは、白金、金、イリジウムなどで作られ、
前記ポリイミドの感光性のポリマーフィルムは、前記金属のフィルム上にコートされて、フォトエッチングが要求される形の電極を形成するために使われ、
前記超小型電子発射電極の基体材料は、Ｓｉ／ＳｉＯ2、水晶、グラス、窒化ケイ素で作られ、
前記引出端は、前記導電接着剤で前記銅線を前記超小型電子発射電極に接合する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
荷負電ナノ粒子の生産方法において、
前記荷負電ナノ粒子を生産する装置の中に一つの電位を持った唯一つの前記超小型電子発射電極が備えられ、
前記超小型電子発射電極の電子の発射部分の寸法は、ミクロンレベルと等しいかそれ以下の大きさであり、
前記超小型電子発射電極の電位は、前記超小型電子発射電極の形、前記超小型電子発射電極の寸法、および適用目的の違う設備によって、前記電源と前記制御装置の作用のもとで、トンネル効果による電解発射の場を形成するように接地基準で−２９ｋＶから−２ｋＶの電位範囲の中で制御され、
前記電子発射電極によって作り出された高い電流密度の電子「ｅ」のエネルギーが、空気エアロゾル中にある粒子との電子の衝突する間に、調整されて、
以下の反応式に従って、電子が、広いエネルギー帯の不同の大きさのナノ粒子「Ｎｍ」上に電子を附着させ、荷負電ナノ粒子「Ｎ-ｍ」を生産し、−２９ｋＶから−２ｋＶの範囲内の任意の電位を備えた電界の作用のもとで、これらのナノ粒子がある一定の区域に蓋するために急速に外側に拡散することを特徴とする荷負電ナノ粒子の生産方法。
反応式：  ｅ＋Ｎｍ  →  Ｎ-ｍ
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図１は、本実施形態における荷負電ナノ粒子生産装置の原理を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の荷負電ナノ粒子生産装置は、電源２と、ケーシング３と、制御装置４と、唯一つの電位の電極すなわち超小型電子発射電極１とから構成されている。




【国際調査報告】
2004533940.tif 000014
2004533940.tif 000015
2004533940.tif 000016
2004533940.tif 000017
2004533940.tif 000018