JP2003238710A - 固体物質の表面改質方法、表面改質された固体物質および固体物質の表面改質装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着、印刷、塗装などを容易にした固体物質
の表面改質方法、表面改質された固体物質および固体物
質の表面改質装置を提供する。 【解決手段】 固体物質の表面改質方法、表面改質され
た固体物質および固体物質の表面改質装置を提供するに
あたり、シラン原子、チタン原子またはアルミニウム原
子を含む改質剤化合物であって、それぞれ沸点が１０〜
１００℃である改質剤化合物を含む燃料ガスを貯蔵する
ための貯蔵部と、当該燃料ガスを噴射部に移送するため
の移送部と、燃料ガスの火炎を吹き付けるための噴射部
と、を含む表面改質装置を準備し、ケイ酸化炎等を、固
体物質の表面に対して、全面または部分的に吹き付け処
理を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体物質の表面改
質方法、表面改質された固体物質および固体物質の表面
改質装置に関し、特に、接着、印刷、塗装などを容易に
した固体物質の表面改質方法、表面改質された固体物質
および固体物質の表面改質装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体物質、例えば、シリコーンゴム、フ
ッ素ゴム、ポリエチレン樹脂等の表面は、疎水性や撥水
性であることが多く、他部材の接着、印刷、紫外線塗装
等の表面処理が一般に困難である。また、ステンレスや
マグネシウム等の金属表面は、金属の中では密着力や表
面平滑性が不足しており、紫外線硬化型塗料等を直接的
に適用した場合には、塗膜が容易に剥離してしまうとい
う問題点が見られた。さらに、光触媒として、酸化チタ
ンや酸化ジルコニウム等の無機粒子を、高分子物質中に
添加することが試みられているが、分散性が乏しく、取
り扱いが容易でないという問題が見られた。そこで、こ
のような固体物質の表面特性を改質する方法として、固
体物質の表面にプライマー処理を施したり、溶剤に溶か
したシランカップリング剤やチタンカップリング剤を表
面に塗布したりすることが行われている。しかしなが
ら、所定の改質効果を得るためには、比較的多量のプラ
イマーやシランカップリング剤等を必要とし、しかも処
理時間が長くかかるなどの製造工程上の問題点が見られ
た。

【０００３】そこで、プライマー処理やカップリング剤
処理にかわる固体物質の表面特性を改質する方法とし
て、紫外線照射法、コロナ放電処理、プラズマ処理、表
面感応基付与法、表面光グラフト法、サンドブラスト
法、溶剤処理、クロム酸混液処理などが挙げられる。例
えば、特開平５−６８９３４号公報には、疎水性プラス
チックの表面に対し、合成石英製高圧水銀ランプを用い
て紫外線を照射して、塗装の濡れ性及び密着性を向上さ
せる技術が開示されている。また、米国特許Ｎｏ．５０
９８６１８によれば、混合ガス下で、疎水性プラスチッ
クの表面に対し、１８５ｎｍおよび２５４ｎｍの波長を
有する紫外線を選択的に照射して、塗装の濡れ性及び密
着性を向上させる技術が開示されている。また、特開平
１０−６７８６９号公報には、濡れ性に乏しいプラスチ
ック表面に、気体を吹き付けながら、高電圧パルスによ
ってコロナ処理を行う方法が開示されている。また、特
開平８−１０９２２８号公報には、染色性を向上させる
ために、ポリオレフィン樹脂等の表面に、オゾン処理、
プラズマ処理、コロナ処理、高圧放電処理、紫外線照射
等の表面活性化処理を施した後、ビニル単量体をグラフ
トする方法が開示されている。しかしながら、これらの
表面改質方法では、表面特性の改質が不十分であるばか
りか、作業環境が汚染される、危険であるなどの環境上
の問題点、水洗や廃液処理などが必要となる等の作業上
の問題点、および設備が大規模、高価であるといった経
済上の問題点も見られた。一方、簡便で安価な表面改質
方法として、固体物質の表面を火炎処理することも考え
られるが、濡れ指数や接触角に代表される表面特性の改
質が不十分であるばかりか、効果が長期間持続しないと
いった問題点が見られた。さらに、特開平９−１２４８
１０号公報に開示されているように、固体物質の表面を
火炎処理する場合、熱変形が生じやすいといった問題点
が見られた。

【０００４】そこで、本発明の発明者らは、ＤＥ００１
００１９９２６Ａ１公報に開示されているように、主と
して金属やガラス製品の固体基体の表面に対し、少なく
とも１回の酸化炎処理で該表面を変性する工程と、少な
くとも１回のケイ酸化炎処理で該表面を変性する工程
と、を含む固体基体表面の変性方法を提案している。か
かる固体基体表面の変性方法によれば、固体基体の表面
を確実に変性処理することができ、印刷用インキや紫外
線硬化型塗料等を強固に接着できるという効果を得るこ
とができる。しかしながら、開示された固体基体表面の
変性方法は、シラン化合物として、沸点が高いテトラメ
トキシシラン（沸点：１２２℃）等のアルコキシシラン
化合物を単独使用していたため、このようなアルコキシ
シラン化合物を多量に空気等と混合する場合に、一部不
完全燃焼しやすくなる現象が見られた。また、ケイ酸化
炎処理前に、別途酸化炎処理工程を含むため、固体基体
表面に対して、より優れた変性効果が得られるものの、
その分処理時間が長くかかるという問題が見られた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の発明者らは、
鋭意努力した結果、固体物質や金属物質等の表面に対し
て、特定の沸点を有する改質剤化合物を含む燃料ガスの
火炎を吹き付け処理（ケイ酸化炎処理、チタン酸化炎処
理、およびアルミニウム酸化炎処理）することにより、
従来の問題点を解決するとともに、シラン原子等を含有
する改質剤化合物を比較的多量に使用した場合であって
も、燃焼しやすくして、酸化炎処理工程を省いた場合で
あっても、固体物質等の表面改質を均一かつ十分に実施
できることを見出し、本発明を完成するに至った。すな
わち、本発明は、固体物質や金属物質等の固体物質の表
面を、効率よく燃焼させた改質剤化合物によって改質
し、しかも長時間にわたって、改質効果を持続させるこ
とが可能な固体物質の表面改質方法、表面改質された固
体物質、および固体物質の表面改質装置をそれぞれ提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、固体物
質の表面に対して、シラン原子、チタン原子またはアル
ミニウム原子を含む改質剤化合物であって、それぞれ沸
点が１０〜１００℃である改質剤化合物を含む燃料ガス
の火炎を、全面または部分的に吹き付け処理することを
特徴とする固体物質の表面改質方法が提供され、上述し
た問題を解決することができる。すなわち、改質剤化合
物の沸点を所定範囲に制限することにより、改質剤化合
物が適度に気化して、空気等の引火性ガスや助燃剤と均
一かつ迅速に混合して、完全燃焼しやすくなる。その結
果、このような均一に混合した燃料ガスを用いることに
より、固体物質の表面改質が均一になったり、長時間に
わたって、改質効果を持続させたりすることが容易にな
る。また、改質剤化合物の沸点が適当でなく、改質剤化
合物と、引火性ガス等が均一に混合されていない場合、
貯蔵部はもちろんのこと、バーナー等の先端部において
も、改質剤化合物あるいはその架橋物等が堆積し、目つ
まりを起こすなどの問題点が見られた。

【０００７】また、本発明の固体物質の表面改質方法を
実施するにあたり、改質剤化合物が、アルキルシラン化
合物、アルコキシシラン化合物、アルキルチタン化合
物、アルコキシチタン化合物、アルキルアルミニウム化
合物、およびアルコキシアルミニウム化合物からなる群
から選択される少なくとも一つの化合物であることが好
ましい。このような改質剤化合物を使用することによ
り、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の難接着性固体物質
の表面に対しても、通常の接着剤はもちろんのこと、印
刷用インキや紫外線硬化型塗料等であっても、極めて強
固に接着できるという効果を得ることができる。また、
このような改質剤化合物を使用することにより、より長
時間にわたって、表面改質効果を持続させることができ
る。

【０００８】また、本発明の固体物質の表面改質方法を
実施するにあたり、燃焼ガス中に、沸点が１００℃以上
のアルキルシラン化合物、アルコキシシラン化合物、ア
ルキルチタン化合物、アルコキシチタン化合物、アルキ
ルアルミニウム化合物、およびアルコキシアルミニウム
化合物からなる群から選択される少なくとも一つの化合
物を添加するとともに、当該添加量を、改質剤化合物の
全体量を１００モル％としたときに、０．０１〜５０モ
ル％の範囲内の値とすることが好ましい。このように若
干沸点が高い化合物であって、アルキルシラン化合物等
の改質剤化合物と極めて相溶性に優れた化合物を添加す
ることにより、改質剤化合物の沸点が低いことによる取
り扱いの悪さを改良することができるとともに、固体物
質に対する表面改質効果をさらに高めることができる。

【０００９】また、本発明の固体物質の表面改質方法を
実施するにあたり、燃料ガス中の改質剤化合物の含有量
を、燃料ガスの全体量を１００モル％としたときに、１
×１０^-10〜１０モル％の範囲内の値とすることが好ま
しい。このように実施することにより、仮に下地が導電
性固体物質や着色された固体物質等であっても、かかる
導電性や着色性等の特性を損なうことなく、任意箇所に
おいて表面改質効果を得ることができる。

【００１０】また、本発明の固体物質の表面改質方法を
実施するにあたり、改質剤化合物を加熱し、気体状態と
した後、燃焼させることが好ましい。このように実施す
ることにより、シラン化合物等の改質剤化合物を比較的
多量に使用した場合であっても、引火性ガスと均一に混
合した上で燃焼しやすくして、固体物質の表面改質を均
一かつ十分に実施することができる。

【００１１】また、本発明の固体物質の表面改質方法を
実施するにあたり、改質剤化合物を、空気流に混合する
ことにより、燃料ガスとすることが好ましい。このよう
に実施することにより、シラン化合物等の改質剤化合物
を比較的多量に使用した場合であっても、安価な空気流
と均一に混合した上で燃焼しやすくして、固体物質の表
面改質を均一かつ十分に実施することができる。

【００１２】また、本発明の固体物質の表面改質方法を
実施するにあたり、改質剤化合物を、キャリアガスを用
いて、前記空気流に混合することが好ましい。このよう
に実施することにより、比較的分子量が大きく、極性基
を有することにより移動しづらい改質剤化合物を用いた
場合であっても、空気流と均一に混合した上で燃焼しや
すくして、固体物質の表面改質を均一かつ十分に実施す
ることができる。

【００１３】また、本発明の固体物質の表面改質方法を
実施するにあたり、燃料ガスの圧力変化を連続的または
断続的にモニターしながら、固体物質の表面に対して、
火炎を吹付処理することが好ましい。このように実施す
ることにより、改質剤化合物の不完全燃焼等を間接的に
防止することができ、結果として、固体物質の表面改質
を均一かつ十分に実施することができる。

【００１４】また、本発明の固体物質の表面改質方法を
実施するにあたり、濡れ指数（測定温度２５℃）を４０
〜８０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内の値とすることが好まし
い。このように実施することにより、通常の接着剤はも
ちろんのこと、印刷用インキや紫外線硬化型塗料等であ
っても、極めて強固に接着することができる。また、こ
のように実施することにより、より長時間にわたって、
表面改質効果を持続させることができる。

【００１５】また、本発明の固体物質の表面改質方法を
実施するにあたり、火炎温度を５００〜１、５００℃の
範囲内の値とすることが好ましい。このように実施する
ことにより、改質剤化合物の不完全燃焼等を防止するこ
とができるとともに、通常の接着剤はもちろんのこと、
印刷用インキや紫外線硬化型塗料等であっても、固体物
質に対して、極めて強固に接着することができる。ま
た、このような火炎温度であれば、処理時間にも多少影
響されるが、固体物質の変形を効果的に防止することが
できる。

【００１６】また、本発明の固体物質の表面改質方法を
実施するにあたり、火炎の処理時間を０．１秒〜１００
秒の範囲内の値とすることが好ましい。このように実施
することにより、改質剤化合物の不完全燃焼等を防止す
ることができるとともに、通常の接着剤はもちろんのこ
と、印刷用インキや紫外線硬化型塗料等であっても、固
体物質に対して、極めて迅速に接着することができる。
また、このような処理時間であれば、火炎温度にも多少
影響されるが、固体物質の変形を効果的に防止すること
ができる。

【００１７】また、本発明の別の態様は、シラン原子、
チタン原子またはアルミニウム原子を含む改質剤化合物
であって、それぞれ沸点が１０〜１００℃である改質剤
化合物を含む燃料ガスの火炎を、全面または部分的に吹
き付け処理することにより、濡れ指数（測定温度２５
℃）を４０〜８０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内の値とすること
を特徴とする表面改質された固体物質である。このよう
に構成することにより、通常の接着剤はもちろんのこ
と、印刷用インキや紫外線硬化型塗料等であっても、極
めて強固に接着することができる固体物質あるいはそれ
から得られる成形品を容易に提供することができる。ま
た、このように構成することにより、固体物質におい
て、より長時間にわたって、表面改質効果を持続させる
ことができる。

【００１８】また、本発明の表面改質された固体物質を
構成するにあたり、固体物質における表面処理前の濡れ
指数（測定温度２５℃）を２０〜４５ｄｙｎ／ｃｍの範
囲内の値とすることが好ましい。このように構成するこ
とにより、表面活性部分と、表面不活性部分とを選択的
に有する固体物質、あるいはそれから得られる成形品を
容易に作ることができる。

【００１９】また、本発明の表面改質された固体物質を
構成するにあたり、固体物質が、アルミニウム、マグネ
シウム、ステンレス、酸化チタン、酸化亜鉛、および酸
化ジルコニウムからなる群から選択される少なくとも一
つの無機物であることが好ましい。このように構成する
ことにより、通常の接着剤はもちろんのこと、印刷用イ
ンキや紫外線硬化型塗料等であっても、極めて強固に接
着することができる無機物や、高分子物質中に容易に混
合分散することができる無機物を提供することができ
る。

【００２０】また、本発明の表面改質された固体物質を
構成するにあたり、固体物質が、シリコーンゴム、フッ
素ゴム、天然ゴム、ネオプレンゴム、クロロプレンゴ
ム、ウレタンゴム、アクリルゴム、オレフィンゴム、ス
チレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリルーブタジエ
ンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレンープロピ
レン−ジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、スチ
レン系熱可塑性エラストマーおよびウレタン系熱可塑性
エラストマーからなる群から選択される少なくとも一つ
のゴム類であることが好ましい。このように構成するこ
とにより、通常の接着剤はもちろんのこと、印刷用イン
キや紫外線硬化型塗料等であっても、極めて強固に接着
することができるゴム類あるいはそれから得られるゴム
成形品を提供することができる。また、このような固体
物質であれば、火炎温度が５００〜１、５００℃であっ
て、火炎の処理時間が０．１秒〜１００秒の範囲内で噴
射条件を適宜調節することにより、固体物質の変形を効
果的に防止することができる。

【００２１】また、本発明の表面改質された固体物質を
構成するにあたり、固体物質が、ポリエチレン樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホ
ン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエーテルエーテルケト
ン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリスチ
レン樹脂、ポリアミド樹脂、およびポリフェニレンサル
ファイド樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重
合体、ポリフッ化ビニル樹脂、テトラフルオロエチレン
−パーフルオロエーテル共重合体、テトラフルオロエチ
レン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリテトラ
フルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポ
リトリフルオロクロロエチレン樹脂、およびエチレン−
トリフルオロクロロエチレン共重合体からなる群から選
択される少なくとも一つの樹脂であることが好ましい。
このように構成することにより、通常の接着剤はもちろ
んのこと、印刷用インキや紫外線硬化型塗料等であって
も、極めて強固に接着することができる樹脂あるいはそ
れから得られる樹脂成形品を提供することができる。ま
た、このような固体物質であれば、火炎温度が５００〜
１、５００℃であって、火炎の処理時間が０．１秒〜１
００秒の範囲内で噴射条件を適宜調節することにより、
固体物質の変形を効果的に防止することができる。

【００２２】また、本発明の表面改質された固体物質を
構成するにあたり、固体物質が、エポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂、シアネート樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂
からなる群から選択される少なくとも一つの熱硬化型樹
脂であることが好ましい。このように構成することによ
り、通常の接着剤はもちろんのこと、印刷用インキや紫
外線硬化型塗料等であっても、極めて強固に接着するこ
とができる耐熱樹脂、あるいはそれから得られる耐熱成
形品を提供することができる。また、このような耐熱性
固体物質であれば、火炎温度が５００〜１５００℃であ
って、火炎の処理時間が０．１秒〜１００秒の範囲内で
噴射条件を幅広く調節した場合であっても、固体物質の
変形を効果的に防止することができる。

【００２３】また、本発明の別の態様は、シラン原子、
チタン原子またはアルミニウム原子を含む改質剤化合物
であって、それぞれ沸点が１０〜１００℃である改質剤
化合物を含む燃料ガスを貯蔵するための貯蔵部と、当該
燃料ガスを噴射部に移送するための移送部と、燃料ガス
の火炎を吹き付けるための噴射部と、を含むことを特徴
とする固体物質の表面改質装置である。このように構成
することにより、通常の接着剤はもちろんのこと、印刷
用インキや紫外線硬化型塗料等であっても、極めて強固
に接着することができる固体物質あるいはそれから得ら
れる成形品を容易に製造することができる。

【００２４】また、本発明の固体物質の表面改質装置を
構成するにあたり、貯蔵部に、改質剤化合物を気化させ
て燃料ガスとするための加熱手段が設けてあることが好
ましい。このように構成することにより、沸点等が多少
ばらついたような場合であっても、幅広い種類の改質剤
化合物を使用することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
固体物質の表面改質方法、表面改質された固体物質およ
び固体物質の表面改質装置に関する実施の形態について
具体的に説明する。

【００２６】[第１の実施形態]第１の実施形態は、沸点
が１０〜１００℃の範囲である改質剤化合物を含む燃料
ガスの火炎を、固体物質の表面に対して、全面または部
分的に吹き付け処理することを特徴とする固体物質の表
面改質方法である。

【００２７】１．固体物質 第１の実施形態において使用される固体物質は、シリコ
ーンゴムやフッ素ゴム等が典型的であるが、詳細につい
ては、第２の実施形態において説明する。

【００２８】２．燃料ガス （１）改質剤化合物 沸点 改質剤化合物の沸点（大気圧下）を１０〜１００℃の範
囲内の値とすることを特徴とする。この理由は、かかる
改質剤化合物の沸点が１０℃未満の値であっては、揮発
性が激しくて、取り扱いが困難となる場合があるためで
ある。一方、かかる改質剤化合物の沸点が１００℃を超
えると、空気等の引火性ガスや助燃剤との混合性が著し
く低下し、改質剤化合物が不完全燃焼しやすくなって、
固体物質の表面改質が不均一になったり、長時間にわた
って、改質効果を持続させることが困難になったりする
場合があるためである。したがって、かかる改質剤化合
物の沸点を１５〜８０℃の範囲内の値とすることがより
好ましく、２０〜６０℃の範囲内の値とすることがさら
に好ましい。なお、かかる改質剤化合物の沸点は、改質
剤化合物自体の構造を制限することによっても調整する
ことができるが、その他、比較的沸点が低いアルキルシ
ラン化合物等と、比較的沸点が高いアルコキシラン化合
物等とを適宜混合使用することによっても調整すること
ができる。

【００２９】種類 また、改質剤化合物の種類についても特に制限されるも
のではないが、例えば、アルキルシラン化合物、アルコ
キシシラン化合物、アルキルチタン化合物、アルコキシ
チタン化合物、アルキルアルミニウム化合物、およびア
ルコキシアルミニウム化合物等が挙げられる。また、こ
れらの化合物のうち、アルキルシラン化合物、アルキル
チタン化合物、およびアルキルアルミニウム化合物は、
一般に沸点が低いものが多く、加熱により容易に気化し
て、空気等と均一に混合できることから好ましい改質剤
化合物である。このようなアルキルシラン化合物、アル
キルチタン化合物およびアルキルアルミニウム化合物の
好適例としては、テトラメチルシラン、テトラメチルチ
タン、テトラメチルアルミニム、テトラエチルシラン、
テトラエチルチタン、テトラエチルアルミニム、１，２
−ジクロロテトラメチルシラン、１，２−ジクロロテト
ラメチルチタン、１，２−ジクロロテトラメチルアルミ
ニム、１，２−ジフェニルテトラメチルシラン、１，２
−ジフェニルテトラメチルチタン、１，２−ジフェニル
テトラメチルアルミニム、１，２−ジクロロテトラエチ
ルシラン、１，２−ジクロロテトラエチルチタン、１，
２−ジクロロテトラエチルアルミニム、１，２−ジフェ
ニルテトラエチルシラン、１，２−ジフェニルテトラエ
チルチタン、１，２−ジフェニルテトラエチルアルミニ
ム、１，２，３−トリクロロテトラメチルシラン、１，
２，３−トリクロロテトラメチルチタン、１，２，３−
トリクロロテトラメチルアルミニウム、１，２，３−ト
リフェニルテトラメチルシラン、１，２，３−トリフェ
ニルテトラメチルチタン、１，２，３−トリフェニルテ
トラメチルアルミニウム、ジメチルジエチルテトラシラ
ン、ジメチルジエチルテトラチタン、ジメチルジエチル
テトラアルミニム等の一種単独または二種以上の組み合
わせが挙げられる。さらに、このようなアルキルシラン
化合物、アルキルチタン化合物およびアルキルアルミニ
ウム化合物のうち、テトラメチルシラン、テトラメチル
チタン、テトラメチルアルミニム、テトラエチルシラ
ン、テトラエチルチタン、およびテトラエチルアルミニ
ムは、特に沸点が低く、空気等と容易に混合することか
ら好ましい改質剤化合物であり、１，２−ジクロロテト
ラメチルシラン等のハロゲン化シラン化合物は、表面改
質効果が特に優れていることから好ましい改質剤化合物
である。また、上述した化合物のうち、アルコキシシラ
ン化合物、アルコキシチタン化合物、およびアルコキシ
アルミニウム化合物は、そのエステル構造に起因して、
一般に沸点が高いものが多いものの、その沸点が１０〜
１００℃の範囲内である限り、固体物質に対してより優
れた表面改質効果を発揮できることから好ましい改質剤
化合物である。

【００３０】平均分子量 また、改質剤化合物の平均分子量を、マススペクトル測
定において、５０〜１、０００の範囲内の値とすること
が好ましい。この理由は、かかる改質剤化合物の平均分
子量が５０未満となると、揮発性が高くて、取り扱いが
困難となる場合があるためである。一方、かかる改質剤
化合物の平均分子量が１、０００を超えると、加熱によ
り気化して、空気等と容易に混合することが困難となる
場合があるためである。したがって、改質剤化合物の平
均分子量を、マススペクトル測定において、６０〜５０
０の範囲内の値とすることがより好ましく、７０〜２０
０の範囲内の値とすることがさらに好ましい。

【００３１】密度 また、改質剤化合物の液体状態での密度を、０．３〜
０．９ｇ／ｃｍ³の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる改質剤化合物の密度が０．３ｇ／ｃ
ｍ³未満となると、取り扱いが困難となったり、エアゾ
ール缶に収容したりすることが困難となる場合があるた
めである。一方、かかる改質剤化合物の密度が０．９ｇ
／ｃｍ³を超えると、気化しずらくなるとともに、エア
ゾール缶に収容した場合に、空気等と完全に分離した状
態となる場合があるためである。したがって、改質剤化
合物の密度を０．４〜０．８ｇ／ｃｍ³の範囲内の値と
することがより好ましく、０．５〜０．７ｇ／ｃｍ³の
範囲内の値とすることがさらに好ましい。

【００３２】添加量 また、改質剤化合物の添加量を、燃焼ガスの全体量を１
００モル％としたときに、１×１０^-10〜１０モル％の
範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、かかる
改質剤化合物の添加量が１×１０^-10モル％未満の値に
なると、固体物質に対する改質効果が発現しない場合が
あるためである。一方、かかる改質剤化合物の添加量が
１０モル％を超えると、改質剤化合物と空気等との混合
性が低下し、それにつれて改質剤化合物が不完全燃焼す
る場合があるためである。したがって、改質剤化合物の
添加量を、燃焼ガスの全体量を１００モル％としたとき
に、１×１０^-9〜５モル％の範囲内の値とすることがよ
り好ましく、１×１０^-8〜１モル％の範囲内の値とする
ことがさらに好ましい。

【００３３】（２）引火性ガス また、火炎温度の制御が容易にできることから、燃焼ガ
ス中に、通常、引火性ガスを添加することが好ましい。
このような引火性ガスとして、プロパンガスや天然ガス
等の炭化水素ガス、あるいは、水素、酸素、空気等の引
火性ガスが挙げられる。なお、燃焼ガスをエアゾール缶
に入れて使用する場合には、このような引火性ガスとし
て、プロパンガスおよび圧縮空気等を使用することが好
ましい。また、このような引火性ガスの含有量を、燃焼
ガスの全体量を１００モル％としたときに、８０〜９
９．９モル％の範囲内の値とすることが好ましい。この
理由は、かかる引火性ガスの含有量が８０モル％未満の
値になると、改質剤化合物と空気等との混合性が低下
し、それにつれて改質剤化合物が不完全燃焼する場合が
あるためである。一方、かかる改質剤化合物の添加量が
９９．９モル％を超えると、固体物質に対する改質効果
が発現しない場合があるためである。したがって、改質
剤化合物の添加量を、燃焼ガスの全体量を１００モル％
としたときに、８５〜９９モル％の範囲内の値とするこ
とがより好ましく、９０〜９９モル％の範囲内の値とす
ることがさらに好ましい。

【００３４】（３）キャリアガス また、燃焼ガス中に、改質剤化合物を均一に混合するた
めに、キャリアガスを添加することも好ましい。すなわ
ち、改質剤化合物と、キャリアガスとを予め混合し、次
いで、空気流等の引火性ガスに混合することが好まし
い。この理由は、かかるキャリアガスを添加することに
より、比較的分子量が大きく、移動しづらい改質剤化合
物を用いた場合であっても、空気流と均一に混合するこ
とができるためである。すなわち、キャリアガスを添加
することにより、改質剤化合物を燃焼しやすくして、固
体物質の表面改質を均一かつ十分に実施することができ
るためである。なお、このような好ましいキャリアガス
として、引火性ガスと同種のガスを使用することが好ま
しく、例えば、空気や酸素、あるいはプロパンガスや天
然ガス等の炭化水素を挙げることができる。

【００３５】（４）添加物 種類 また、燃焼ガス中に、沸点が１００℃以上のアルキルシ
ラン化合物、アルコキシシラン化合物、アルキルチタン
化合物、アルコキシチタン化合物、アルキルアルミニウ
ム化合物、およびアルコキシアルミニウム化合物からな
る群から選択される少なくとも一つの化合物を、改質補
助剤として添加することが好ましい。この理由は、この
ように若干沸点が高い化合物であっても、アルキルシラ
ン化合物等の改質剤化合物と極めて相溶性に優れた改質
補助剤を添加することにより、改質剤化合物の沸点が低
いことによる燃料ガスの取り扱いの悪さを改良すること
ができるとともに、固体物質に対する表面改質効果をさ
らに高めることができるためである。

【００３６】添加量 また、改質剤化合物の全体量を１００モル％としたとき
に、改質補助剤の添加量を０．０１〜５０モル％の範囲
内の値とすることが好ましい。この理由は、かかる改質
補助剤の添加量が０．０１モル％未満の値になると、改
質補助剤の添加効果が発現しない場合があるためであ
る。一方、かかる改質補助剤の添加量が５０モル％を超
えると、燃焼ガスの不完全燃焼が生じる場合があるため
である。したがって、改質剤化合物の全体量を１００モ
ル％としたときに、改質補助剤の添加量を０．１〜３０
モル％の範囲内の値とすることがより好ましく、０．５
〜２０モル％の範囲内の値とすることがさらに好まし
い。

【００３７】３．火炎 （１）温度 また、火炎の温度を５００〜１、５００℃の範囲内の値
とすることが好ましい。この理由は、かかる火炎の温度
が５００℃未満の値になると、改質剤化合物の不完全燃
焼を有効に防止することが困難になる場合があるためで
ある。一方、かかる火炎の温度が１、５００℃を超える
と、表面改質する対象の固体物質が、熱変形したり、熱
劣化したりする場合があり、使用可能な固体物質の種類
が過度に制限される場合があるためである。したがっ
て、火炎の温度を５５０〜１、２００℃の範囲内の値と
することが好ましく、６００〜９００℃未満の範囲内の
値とすることがさらに好ましい。なお、かかる火炎の温
度は、使用する燃焼ガスの種類や、燃焼ガスの流量、あ
るいは、燃焼ガスに添加する改質剤化合物の種類や量に
よって、適宜調節することができる。

【００３８】（２）処理時間 また、火炎の処理時間（噴射時間）を０．１秒〜１００
秒の範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、か
かる火炎の処理時間が０．１秒未満の値になると、改質
剤化合物による改質効果が均一に発現しない場合がある
ためである。一方、かかる火炎の処理時間が１００秒を
超えると、表面改質する対象の固体物質が、熱変形した
り、熱劣化したりする場合があり、使用可能な固体物質
の種類が過度に制限される場合があるためである。した
がって、火炎の処理時間を０．３〜３０秒の範囲内の値
とすることが好ましく、０．５〜２０秒の範囲内の値と
することがさらに好ましい。

【００３９】[第２の実施形態]第２の実施形態は、沸点
が１０〜１００℃の範囲である改質剤化合物を含む燃料
ガスの火炎を、全面または部分的に吹き付け処理するこ
とにより、濡れ指数（測定温度２５℃）を４０〜８０ｄ
ｙｎ／ｃｍの範囲内の値とすることを特徴とする表面改
質された固体物質である。

【００４０】１．固体物質 （１）ゴム また、表面改質された固体物質を構成するにあたり、固
体物質が、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、ネ
オプレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、アク
リルゴム、オレフィンゴム、スチレン−ブタジエンゴ
ム、アクリロニトリルーブタジエンゴム、エチレン−プ
ロピレンゴム、エチレンープロピレン−ジエンゴム、ブ
タジエンゴム、ブチルゴム、スチレン系熱可塑性エラス
トマーおよびウレタン系熱可塑性エラストマーからなる
群から選択される少なくとも一つのゴム類が挙げられ
る。これらのゴム類のうち、特に接触角が大きく、濡れ
指数が小さいシリコーンゴム、フッ素ゴム、オレフィン
ゴム、エチレン−プロピレンゴムに対して、本発明の表
面改質を実施することにより、優れた改質効果を発現す
ることができる。したがって、例えば、シリコーンゴム
やフッ素ゴム等からなる防汚性ゴムや防汚性カバーの表
面に、数字や文字等を用意に印刷することが可能とな
る。

【００４１】（２）樹脂 また、表面改質された固体物質を構成するにあたり、固
体物質が、ポリエチレン樹脂（高密度ポリエチレン、中
密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高圧法ポリエ
チレン、中圧法ポリエチレン、低圧法ポリエチレン、線
状低密度ポリエチレン、分岐状低密度ポリエチレン、高
圧法線状低密度ポリエチレン、超固体量ポリエチレン、
架橋ポリエチレン）、ポリプロピレン樹脂、変性ポリプ
ロピレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹
脂、ポリアクリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹
脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリスチレン
樹脂、ポリアミド樹脂、およびポリフェニレンサルファ
イド樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合
体、ポリフッ化ビニル樹脂、テトラフルオロエチレン−
パーフルオロエーテル共重合体、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリテトラフ
ルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリ
トリフルオロクロロエチレン樹脂、およびエチレン−ト
リフルオロクロロエチレン共重合体等が挙げられる。こ
れらの樹脂のうち、特に接触角が大きく、濡れ指数が小
さいポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリテトラフルオロ
エチレン樹脂等に対して本発明の表面改質を実施するこ
とにより、優れた改質効果を発揮することができる。し
たがって、例えば、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン
樹脂からなるフィルム、あるいはポリエステル樹脂から
なる容器上に、文字や模様を印刷したり、ポリカーボネ
ート樹脂からなるコンパクトディスク基板上に、アルミ
ニウムの反射膜を強固に接着したり、さらには、ポリテ
トラフルオロエチレン樹脂からなる防汚材料上に、数字
や文字等を用意に印刷することが可能となる。

【００４２】（３）熱硬化型樹脂 また、表面改質された固体物質を構成するにあたり、固
体物質が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート
樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂等の熱硬化型樹脂が挙
げられる。これらの熱硬化型樹脂のうち、例えば、エポ
キシ樹脂である場合、本発明の表面改質を実施すること
により、半導体封止用樹脂におけるレーザーマーキング
を用意に実施することができる。

【００４３】（４）金属材料 また、表面改質された固体物質を構成するにあたり、ア
ルミニウム、マグネシウム、ステンレス、ニッケル、ク
ロム、タングステン、金、銅、鉄、銀、亜鉛、スズ、鉛
等の一種単独または二種以上の金属材料の組み合わせが
好ましい。例えば、アルミニウムは軽量金属として多用
されているが、表面に酸化膜を形成しやすく、紫外線硬
化型塗料等を直接適用しても容易に剥離してしまうとい
う問題が見られた。そこで、アルミニウム表面に対して
ケイ酸化炎処理等を施すことにより、紫外線硬化型塗料
等を直接適用しても剥離することを有効に防止すること
ができるようになった。また、マグネシウムはリサイク
ル可能な金属部材として、パ−ソナルコンピューター等
の筐体に近年多用されているが、表面の平滑性が乏しい
ことから、紫外線硬化型塗料等を直接適用しても容易に
剥離してしまうという問題が見られた。そこで、マグネ
シウム表面に対してケイ酸化炎処理等を施すことによ
り、紫外線硬化型塗料等を直接適用した場合であって
も、剥離することを有効に防止することができ、カラー
化マグネシウム板等を提供できるようになった。さら
に、従来、半導体素子における金バンプや半田バンプ
を、フィルムキャリアや回路基板に電気接続した場合、
高温高湿条件で、界面剥離が生じるという問題が見られ
た。そこで、金バンプや半田バンプにケイ酸化炎処理等
を施すことにより、あるいは、フィルムキャリアや回路
基板の導体部分に対してケイ酸化炎処理等を施すことに
より、これらの界面剥離を有効に防止することができる
ようになった。なお、ケイ酸化炎処理等とは、ケイ素原
子、チタン原子またはアルミニウム原子を含む火炎を用
いた処理であって、基材の炎熱分解によって、基材の全
部または一部に、酸化ケイ素層、酸化チタン層あるいは
酸化アルミナ層を形成することができる火炎処理のこと
である。

【００４４】（５）無機フィラー 固体物質を構成する添加剤として、酸化チタン、酸化ジ
ルコニウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ、シ
リカ、タルク、炭酸カルシウム、石灰、ゼオライト、
金、銀、銅、亜鉛、ニッケル、スズ、鉛、半田、ガラ
ス、セラミック等の一種単独または二種以上の組み合わ
せからなる無機フィラーを添加することも好ましい。こ
のように無機フィラーを添加することにより、無機フィ
ラーの種類によって、固体物質の機械的強度、耐熱性、
導電性あるいは電気絶縁性等の物理特性を向上させるこ
とができる。そればかりか、このように無機フィラーを
添加することにより、無機フィラー自体の表面も優先的
に改質されるため、結果として、固体物質単体の場合よ
りも、表面改質効果をさらに発現することが可能であ
る。なお、固体物質に対して、無機フィラーを添加する
場合、全体量に対して、その添加量を０．０１〜８０重
量％の範囲内の値とすることが好ましく、０．１〜５０
重量％の範囲内の値とすることがより好ましく、１〜３
０重量％の範囲内の値とすることがさらに好ましい。

【００４５】（６）形態 被処理物である固体物質の形態は特に制限されるもので
はないが、例えば、板状、シート状、フィルム状、テー
プ状、短冊状、パネル状、紐状などの平面構造を有する
ものであってもよいが、筒状、柱状、球状、ブロック
状、チューブ状、パイプ状、凹凸状、膜状、繊維状、織
物状、束状等の三次元構造を有するものであっても良
い。例えば、繊維状のガラスやカーボンファイバーに対
して、ケイ酸化炎処理等を施すことにより、表面改質を
して、活性化することができ、エポキシ樹脂やポリエス
テル樹脂等のマトリクス樹脂中に均一に分散することが
できる。したがって、ＦＲＰやＣＦＲＰにおいて、優れ
た機械的強度や耐熱性等を得ることができる。

【００４６】また、このような被処理物の形態として、
このような固体物質からなる構造体と、金属部品、セラ
ミック部品、ガラス部品、紙部品、木部品等と組み合わ
せた複合構造体であることも好ましい。例えば、金属管
やセラミック管の内面に、ケイ酸化炎処理等を施すこと
により、表面改質をして、活性化することができ、樹脂
ライナーが極めて強固に積層されたパイプを得ることが
できる。また、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッ
センス装置、プラズマディスプレイ装置、あるいはＣＲ
Ｔ等における基板としてのガラス基板やプラスッチク基
板の全面または一部に、ケイ酸化炎処理等を施すことに
より、カラーフィルター、偏向板、光散乱板、ブラック
マトリクス板、反射防止膜、帯電防止膜等の有機フィル
ムを極めて均一かつ強固に積層することができる。

【００４７】２．燃料ガス 第１の実施形態において説明したのと同様の改質剤化合
物や引火性ガスを使用することができるため、ここでの
説明は省略する。

【００４８】３．火炎 また、第１の実施形態において説明したのと同様の火炎
における温度や処理時間を使用することができるため、
ここでの説明は省略する。

【００４９】４．濡れ指数（表面エネルギー） （１）表面改質後 また、表面改質された固体物質において、濡れ指数（測
定温度２５℃）を４０〜８０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内の値
とすることが好ましい。この理由は、かかる固体物質の
濡れ指数が４５ｄｙｎ／ｃｍ未満の値になると、接着、
印刷、塗装などを容易に実施することが困難となる場合
があるためである。一方、かかる固体物質の濡れ指数が
８０ｄｙｎ／ｃｍを超えると、過度に表面処理を実施す
ることになり、固体物質を熱劣化させる場合があるため
である。したがって、表面改質された固体物質におい
て、濡れ指数を４５〜７５ｄｙｎ／ｃｍの範囲内の値と
することがより好ましく、５０〜７０ｄｙｎ／ｃｍの範
囲内の値とすることがさらに好ましい。

【００５０】（２）表面改質前 また、表面改質前（表面処理前）の固体物質において、
濡れ指数（測定温度２５℃）を２０〜４５ｄｙｎ／ｃｍ
の範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、かか
る固体物質の濡れ指数が２０ｄｙｎ／ｃｍ未満の値にな
ると、長時間にわたって表面処理を実施することにな
り、固体物質を熱劣化させる場合があるためである。一
方、かかる固体物質の濡れ指数が４５ｄｙｎ／ｃｍを超
えると、火炎によって効率的に表面処理することが困難
となる場合があるためである。例えば、改質処理前にお
けるポリエチレン樹脂の濡れ指数は、約４０ｄｙｎ／ｃ
ｍであって、ケイ酸化炎処理の温度等にもよるが、約１
秒程度のケイ酸化炎処理によって、濡れ指数を６０ｄｙ
ｎ／ｃｍ以上の値に高めることができる。したがって、
表面改質前（表面処理前）の固体物質において、濡れ指
数（測定温度２５℃）を２５〜３８ｄｙｎ／ｃｍの範囲
内の値とすることがより好ましく、２８〜３６ｄｙｎ／
ｃｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。

【００５１】５．接触角 （１）表面改質後 また、表面改質された固体物質において、水を用いて測
定される接触角（測定温度２５℃）を０．１〜３０°の
範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、かかる
固体物質の接触角が０．１°未満の値になると、過度に
表面処理を実施することになり、固体物質を熱劣化させ
る場合があるためである。一方、かかる固体物質の接触
角が３０°を超えると、接着、印刷、塗装などを容易に
実施することが困難となる場合があるためである。した
がって、表面改質された固体物質において、水を用いて
測定される接触角（測定温度２５℃）を０．５〜２０°
の範囲内の値とすることがより好ましく、１〜１０°の
範囲内の値とすることがさらに好ましい。ここで、表１
に、２５℃の基準液を用いて測定した表面処理前の固体
物質の濡れ指数（ｄｙｎ／ｃｍ）と、表面処理後（０．
５秒間）の固体物質の濡れ指数の測定例を示す。

【００５２】（２）表面改質前 また、表面改質前（表面処理前）の固体物質において、
水を用いて測定される接触角（測定温度２５℃）を５０
〜１２０°の範囲内の値とすることが好ましい。この理
由は、かかる固体物質の接触角が５０°未満の値になる
と、火炎によって効率的に表面処理することが困難とな
る場合があるためである。一方、かかる固体物質の接触
角が１２０°を超えると、長時間にわたって表面処理を
実施することになり、固体物質を熱劣化させる場合があ
るためである。例えば、改質処理前におけるポリテトラ
フロオロエチレン樹脂の接触角は、約１０８°であっ
て、ケイ酸化炎処理の温度等にもよるものの、約１秒程
度のケイ酸化炎処理によって、接触角を約２０°未満の
値に低下させることができる。したがって、表面改質前
（表面処理前）の固体物質において、水を用いて測定さ
れる接触角を６０〜１１０°の範囲内の値とすることが
より好ましく、８０〜１００°の範囲内の値とすること
がさらに好ましい。

【００５３】[第３の実施の形態]第３の実施形態は、図
１に示すように、シラン原子、チタン原子またはアルミ
ニウム原子を含む改質剤化合物であって、それぞれ沸点
が１０〜１００℃である改質剤化合物１４を貯蔵するた
めの貯蔵タンク１２と、燃料ガスを移送するための移送
部２４と、燃料ガスの火炎３４を吹き付けるための噴射
部３２と、を含む固体物質の表面改質装置１０である。

【００５４】１．貯蔵タンク 図１に示すように、加熱手段１６を有する改質剤化合物
１４を貯蔵するための第１の貯蔵タンク１２と、圧縮空
気等の引火性ガスを貯蔵するための第２の貯蔵タンク
（図示せず）と、を備えることが好ましい。この例で
は、第１の貯蔵タンク１２の下方に、ヒータや伝熱線、
あるいは熱交換器に接続した加熱板等から加熱手段１６
を備えてあり、常温、常圧状態では液状の改質剤化合物
１４を気化することが好ましい。そして、固体物質を表
面処理する際には、加熱手段１６によって、第１の貯蔵
タンク１２内の改質剤化合物１４を所定温度に加熱し、
気化させた状態で、引火性ガス（空気等）と混合し、燃
焼ガスとすることが好ましい。なお、燃焼ガス中におけ
る改質剤化合物の含有量は極めて重要であるため、当該
改質剤化合物の含有量を間接的に制御すべく、第１の貯
蔵タンク１２に圧力計（または液面のレベル計）１８を
設けて、改質剤化合物の蒸気圧（または改質剤化合物
量）をモニタ−することが好ましい。

【００５５】２．移送部 移送部は、通常、管構造であって、図１に示すように、
第１の貯蔵タンク１２から移送されてきた改質剤化合物
１４および第２の貯蔵タンク（図示せず）から移送され
てきた引火性ガス（空気）とを均一に混合し、燃焼ガス
にするための混合室２２を備えるとともに、流量を制御
するための弁や流量計、あるいは燃焼ガスの圧力を制御
するための圧力計２８を備えていることが好ましい。ま
た、改質剤化合物および引火性ガスを均一に混合した上
で、流量を厳格に制御できるように、混合室２２に混合
ポンプや、滞留時間を長くするための邪魔板等を備える
ことも好ましい。

【００５６】３．噴射部 （１）構成 噴射部は、図１に示すように、移送部２４を経て送られ
てきた燃焼ガスを燃やし、得られた火炎３４を、被処理
物である固体物質に吹き付けるためのバーナー３２を備
えることが好ましい。かかるバーナーの種類も特に制限
されるものでないが、例えば、予混合型バーナー、拡散
型バーナー、部分予混合型バーナー、噴霧バーナー、蒸
発バーナー、微粉炭バーナー等のいずれであっても良
い。また、バーナーの形態についても特に制限されるも
のでなく、例えば、図１に示すように、先端部に向かっ
て拡大し、全体として扇型の構成であっても良く、ある
いは、図４に示すように、概ね長方形であって、噴射口
６４が横方向に配列されたバーナーであっても良い。

【００５７】（２）配置 噴射部の配置、すなわち、バーナーの配置は、被処理物
である固体物質の表面改質の容易さ等を考慮して決定す
ることが好ましい。例えば、図２に示すように、円形ま
たは楕円形に沿って配置することも好ましいし、図４に
示すように、被処理物である固体物質の両側に近接して
配置することも好ましい。また、図５（ａ）に示すよう
に、被処理物である固体物質の片側に所定距離だけ離し
て配置することも好ましいし、図５（ｂ）に示すよう
に、被処理物である固体物質の両側にそれぞれ所定距離
だけ離して配置することも好ましい。さらに図６に示す
ように被処理物である固体物質の周囲に円周上に配置す
ることも好ましい。

【００５８】４．形態 （１）据付型 固体物質の表面改質装置の形態としては、例えば、図１
に示すように、貯蔵タンク１２と、燃料ガスを移送する
ための移送部２４と、燃料ガスから得られる火炎を吹き
付けるための噴射部３２と、を据え付けた状態で備える
ことが好ましい。そして、図２に示すような回転テーブ
ル３６上の固定治具３８に載置した状態で、被処理物で
ある固体物質の位置を適宜変えながら、しかも固定治具
３８によって自転させながら、噴射部３２から火炎３４
を吹き付けることが好ましい。このような据付型の表面
改質装置１０であれば、大量にしかも効率的に、被処理
物である固体物質の表面改質を実施することができる。

【００５９】（２）携帯型 また、固体物質の表面改質装置４２を、図３に示すよう
に携帯型とすることも好ましい。すなわち、点線で囲ま
れた領域に示されるように、カートリッジ式の貯蔵タン
ク４６と、配管パイプ４７と、流量計や圧力計を備えた
ボックス４４を用意し、さらに配管パイプ４７の先端部
にバーナー３２を備えることが好ましい。このように構
成すると、ボックス４４を適宜移動させることによっ
て、戸外に置かれた被処理物や、大面積、大容量の被処
理物に対しても、容易に表面処理を実施することが可能
となる。なお、ボックス４４の持ち運びが容易にできる
ように、ボックス４４の上部に取手や片紐を付けたり、
あるいはボックス４４の総重量を２０ｋｇ以下の値とす
ることが好ましい。

【００６０】

【実施例】[実施例１] １．固体物質の表面改質 厚さ２ｍｍのシリコーンゴム（硬度８０）からなるシー
トを準備した。このシリコーンゴムシートに対して、図
３に示す携帯型の表面改質装置を用いて、ケイ酸化炎処
理を０．５秒間実施した。なお、燃料ガスとして、沸点
２７℃のテトラメチルシランを０．０００１モル％、沸
点１２２℃のテトラメトキシシランを０．００００１モ
ル％、残りが圧縮空気であるカートリッジ入りの混合ガ
スを用いた。

【００６１】２．固体物質の評価 （１）濡れ指数 表面改質されたシリコーンゴムシートの濡れ指数を、標
準液を用いて測定した。また、表面改質前のシリコーン
ゴムシートの濡れ指数を同様に測定した。

【００６２】（２）ＵＶ塗装性 エポキシアクリレート系の紫外線硬化型塗料を、表面改
質されたシリコーンゴムシート上にスクリーン印刷した
後、紫外線照射装置により３００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線
を照射し、以下の基準で評価した。また、表面改質前の
シリコーンゴムシートのＵＶ塗装性を同様に測定した。 ◎：１００個の碁盤目試験（JIS基準）で、全く剥がれ
が無い。 ○：１００個の碁盤目試験（JIS基準）で、剥がれ数は
１〜２個である。 △：１００個の碁盤目試験（JIS基準）で、剥がれ数は
３〜１０個である。 ×：１００個の碁盤目試験（JIS基準）で、剥がれ数は
１１個以上である。

【００６３】[実施例２〜７]実施例２〜７では、表１に
示すように、被処理物である固体物質の種類およびケイ
酸化炎処理時間を変えて、実施例１と同様に、表面改質
された固体物質の評価を行った。

【００６４】[比較例１]実施例１におけるテトラメチル
シランおよびテトラメトキシシランと、圧縮空気とから
なる混合ガスの代わりに、沸点１２２℃のテトラメトキ
シシラン単体と、圧縮空気とからなる混合ガスを用いた
ほかは、実施例１と同様に、固体物質の表面改質および
固体物質の評価を行った。

【００６５】

【表１】

【００６６】[実施例８〜９および比較例２]実施例８で
は、実施例１と同様に、ケイ酸化炎処理を実施した後、
放置時間を２ｗｅｅｋおよび４ｗｅｅｋに変えて、濡れ
指数およびＵＶ塗装性をそれぞれ評価した。また、実施
例９では、実施例１におけるテトラメチルシランおよび
テトラメトキシシランと、圧縮空気とからなる混合ガス
の代わりに、テトラメチルシランと、圧縮空気とからな
る混合ガスを使用したほかは、実施例１と同様に、ケイ
酸化炎処理を実施した後、放置時間を２ｗｅｅｋおよび
４ｗｅｅｋに変えて、濡れ指数およびＵＶ塗装性をそれ
ぞれ評価した。また、比較例２では、ケイ酸化炎処理の
代わりに、コロナ処理を実施し、濡れ指数およびＵＶ塗
装性をそれぞれ評価した。

【００６７】

【表２】

【００６８】

【発明の効果】以上の説明の通り、本発明の固体物質の
表面改質方法によれば、沸点が１０〜１００℃の改質剤
化合物を含む燃料ガスの火炎を固体物質に吹き付けるこ
とによって、接着、印刷、塗装などを容易にした表面改
質された固体物質が得られるようになった。また、本発
明の表面改質された固体物質、例えば、難接着性材料の
代表であるシリコーンゴムやフッ素ゴム、オレフィン樹
脂やポリエステル樹脂、あるいはステンレスやマグネシ
ウム等の金属であっても、従来、不可能であった接着、
印刷、塗装などが容易にできるようになった。したがっ
て、防汚性ゴム、撥水性ゴム、クッションゴム、シーリ
ングゴム等の用途はもちろんのこと、これらの難接着性
材料からなる各種スイッチ、カバー、レバー、車両用バ
ンパー、電気部品筐体、電子部品筐体、容器、フィル
ム、テープ等の表面に、接着、印刷、塗装などが容易に
できるようになった。さらに、本発明の固体物質の表面
改質装置によれば、特定の燃料ガスを貯蔵するための貯
蔵部と、当該燃料ガスを噴射部に移送するための移送部
と、燃料ガスの火炎を吹き付けるための噴射部と、を含
むことにより、接着、印刷、塗装などを容易にした固体
物質が効率的に得られるようになった。

【００６９】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の表面改質装置の構造を説明するため
に供する図である。

【図２】 本発明の表面改質装置による火炎の吹き付け
方法を説明するために供する図である。

【図３】 本発明の携帯型の表面改質装置の構造を説明
するために供する図である。

【図４】 火炎の吹き付け方を説明するために供する図
である（その１）。

【図５】 火炎の吹き付け方を説明するために供する図
である（その２）。

【図６】 火炎の吹き付け方を説明するために供する図
である（その３）。

【００７０】

【符号の説明】

１０：表面改質装置（据え付け型） １２：貯蔵部（貯蔵タンク） １４：改質剤化合物 １６：加熱手段 １８：圧力計 ２２：混合室 ２４：移送部 ２８：圧力計 ３２：噴射部（バーナー） ３４：炎 ４２：表面改質装置（携帯型）

フロントページの続き (72)発明者 森 泰浩 東京都江東区木場２−１−３−1414 (72)発明者 ピーター デッツナー ドイツ連邦共和国 エルワンゲン 73479 リンデルバッヒャシュトラーセ 36−38 Ｆターム(参考） 4F073 AA01 BA06 BA15 BA16 BA18 BA19 BA21 BA22 BA23 BA26 BA29 BA31 BA32

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シラン原子、チタン原子またはアルミニ
   ウム原子を含む改質剤化合物であって、それぞれ沸点が
   １０〜１００℃である改質剤化合物を含む燃料ガスの火
   炎を、固体物質の表面に対して、全面または部分的に吹
   き付け処理することを特徴とする固体物質の表面改質方
   法。
2. 【請求項２】 前記改質剤化合物が、アルキルシラン化
   合物、アルコキシシラン化合物、アルキルチタン化合
   物、アルコキシチタン化合物、アルキルアルミニウム化
   合物、およびアルコキシアルミニウム化合物からなる群
   から選択される少なくとも一つの化合物であることを特
   徴とする請求項１に記載の固体物質の表面改質方法。
3. 【請求項３】 前記改質剤化合物に、沸点が１００℃以
   上のアルキルシラン化合物、アルコキシシラン化合物、
   アルキルチタン化合物、アルコキシチタン化合物、アル
   キルアルミニウム化合物、およびアルコキシアルミニウ
   ム化合物からなる群から選択される少なくとも一つの化
   合物を添加するとともに、当該添加量を、改質剤化合物
   の全体量を１００モル％としたときに、０．０１〜５０
   モル％の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の固体物質の表面改質方法。
4. 【請求項４】 前記燃料ガス中の改質剤化合物の含有量
   を、燃料ガスの全体量を１００モル％としたときに、１
   ×１０^-10〜１０モル％の範囲内の値とすることを特徴
   とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の固体物質の
   表面改質方法。
5. 【請求項５】 前記改質剤化合物を加熱し、気体状態と
   した後、燃焼させることを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれか一項に記載の固体物質の表面改質方法。
6. 【請求項６】 前記改質剤化合物を、空気流に混合する
   ことにより、前記燃料ガスとすることを特徴とする請求
   項１〜５のいずれか一項に記載の固体物質の表面改質方
   法。
7. 【請求項７】 前記改質剤化合物を、キャリアガスを用
   いて、前記空気流に混合することを特徴とする請求項６
   に記載の固体物質の表面改質方法。
8. 【請求項８】 前記燃料ガスの圧力変化を連続的または
   断続的にモニターしながら、固体物質の表面に対して、
   前記火炎を吹き付け処理することを特徴とする請求項１
   〜７のいずれか一項に記載の固体物質の表面改質方法。
9. 【請求項９】 濡れ指数（測定温度２５℃）を４０〜８
   ０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内の値とすることを特徴とする請
   求項１〜８のいずれか一項に記載の固体物質の表面改質
   方法。
10. 【請求項１０】 前記火炎の温度を５００〜１、５００
    ℃の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜９の
    いずれか一項に記載の固体物質の表面改質方法。
11. 【請求項１１】 前記火炎の処理時間を０．１秒〜１０
    ０秒の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜１
    ０のいずれか一項に記載の固体物質の表面改質方法。
12. 【請求項１２】 シラン原子、チタン原子またはアルミ
    ニウム原子を含む改質剤化合物であって、それぞれ沸点
    が１０〜１００℃である改質剤化合物を含む燃料ガスの
    火炎を、全面または部分的に吹き付け処理することによ
    り、濡れ指数（測定温度２５℃）を４０〜８０ｄｙｎ／
    ｃｍの範囲内の値とすることを特徴とする表面改質され
    た固体物質。
13. 【請求項１３】 前記固体物質における表面処理前の濡
    れ指数（測定温度２５℃）を２０〜４５ｄｙｎ／ｃｍの
    範囲内の値とすることを特徴とする請求項１２に記載の
    表面改質された固体物質。
14. 【請求項１４】 前記固体物質が、アルミニウム、マグ
    ネシウム、ステンレス、酸化チタン、酸化亜鉛、および
    酸化ジルコニウムからなる群から選択される少なくとも
    一つの無機物であることを特徴とする請求項１２または
    １３に記載の表面改質された固体物質。
15. 【請求項１５】 前記固体物質が、シリコーンゴム、フ
    ッ素ゴム、天然ゴム、ネオプレンゴム、クロロプレンゴ
    ム、ウレタンゴム、アクリルゴム、オレフィンゴム、ス
    チレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリルーブタジエ
    ンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレンープロピ
    レン−ジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、スチ
    レン系熱可塑性エラストマーおよびウレタン系熱可塑性
    エラストマーからなる群から選択される少なくとも一つ
    のゴム類であることを特徴とする請求項１２または１３
    に記載の表面改質された固体物質。
16. 【請求項１６】 前記固体物質が、ポリエチレン樹脂、
    ポリプロピレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリエ
    ステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスル
    ホン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエーテルエーテルケ
    トン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリス
    チレン樹脂、ポリアミド樹脂、およびポリフェニレンサ
    ルファイド樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共
    重合体、ポリフッ化ビニル樹脂、テトラフルオロエチレ
    ン−パーフルオロエーテル共重合体、テトラフルオロエ
    チレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリテト
    ラフルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、
    ポリトリフルオロクロロエチレン樹脂、およびエチレン
    −トリフルオロクロロエチレン共重合体からなる群から
    選択される少なくとも一つの樹脂であることを特徴とす
    る請求項１２または１３に記載の表面改質された固体物
    質。
17. 【請求項１７】 前記固体物質が、エポキシ樹脂、フェ
    ノール樹脂、シアネート樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹
    脂からなる群から選択される少なくとも一つの熱硬化型
    樹脂であることを特徴とする請求項１２または１３に記
    載の表面改質された固体物質。
18. 【請求項１８】 シラン原子、チタン原子またはアルミ
    ニウム原子を含む改質剤化合物であって、それぞれ沸点
    が１０〜１００℃である改質剤化合物を含む燃料ガスを
    貯蔵するための貯蔵部と、当該燃料ガスを噴射部に移送
    するための移送部と、燃料ガスの火炎を吹き付けるため
    の噴射部と、を含むことを特徴とする固体物質の表面改
    質装置。
19. 【請求項１９】 前記貯蔵部に、前記改質剤化合物を気
    化させて燃料ガスとするための加熱手段が設けてあるこ
    とを特徴とする請求項１８に記載の固体物質の表面改質
    装置。