JP2013185782A - Surface modification treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面改質処理装置に関する。 The present invention relates to a surface modification treatment apparatus.
シリコンゴムやポリエチレン樹脂等の高分子、金属、セラミック等を材料とする固体物質の表面は、他の部材の接着、塗料の塗装、印刷などの表面処理が困難な場合がある。そこで、従来から、固体物質の表面を改質して、接着、塗装、印刷などの表面処理を容易なものとする表面改質処理装置が検討されている。 The surface of a solid substance made of a polymer such as silicon rubber or polyethylene resin, metal, ceramic, or the like may be difficult to be subjected to surface treatment such as adhesion of another member, coating of a paint, or printing. Therefore, conventionally, a surface modification treatment apparatus has been studied that modifies the surface of a solid substance to facilitate surface treatment such as adhesion, painting, and printing.
このような表面改質処理装置としては、改質化合物を気化させて、空気などの引火性ガスや助燃ガスと混合してなる混合ガスをバーナーで燃焼させて固体物質の表面に噴射することにより表面処理が行われるものが知られている(例えば特許文献1を参照)。 As such a surface modification treatment apparatus, the reforming compound is vaporized, and a mixed gas formed by mixing with a flammable gas such as air or an auxiliary combustion gas is burned by a burner and injected onto the surface of a solid substance. The thing which surface treatment is performed is known (for example, refer patent document 1).
上記のようなタイプの表面改質処理装置では、改質化合物を貯蔵する貯蔵タンク、引火性ガスを貯蔵する貯蔵タンク、気体状態の改質化合物と引火性ガスなどとを混合する混合室、および混合室で混合された燃料ガスを噴射する噴射部(バーナー)とが必要である。そのため、このようなタイプの表面改質処理装置としては、装置全体として大型の据え置き型のものが多い。表面改質処理装置を据え置き型とすると、設置スペースが必要であるとともに、装置が設置されている場所でしか表面改質処理を行うことができないという問題がある(特許文献1の図1を参照)。 In the surface modification processing apparatus of the type as described above, a storage tank for storing the modifying compound, a storage tank for storing the flammable gas, a mixing chamber for mixing the reforming compound in a gaseous state and the flammable gas, and the like An injection section (burner) for injecting the fuel gas mixed in the mixing chamber is required. For this reason, many types of surface modification treatment apparatuses of this type are large and stationary. When the surface modification treatment apparatus is a stationary type, there is a problem that an installation space is required and the surface modification treatment can be performed only at a place where the apparatus is installed (see FIG. 1 of Patent Document 1). ).
特許文献1には、カートリッジ式の貯蔵タンクを用いた携帯型の表面改質処理装置も提案されている。貯蔵タンクとしてカートリッジ式のものを用いることにより装置の小型化が可能である(特許文献1の図3を参照)。 Patent Document 1 also proposes a portable surface modification apparatus using a cartridge-type storage tank. By using a cartridge-type storage tank, the apparatus can be downsized (see FIG. 3 of Patent Document 1).
しかしながら、このような構成のものでも、カートリッジ式の貯蔵タンクのほか、圧力計、流量計、およびこれらの部材を収容するケース等が必要であるため、さらなる小型化が求められていた。 However, even with such a configuration, in addition to the cartridge-type storage tank, a pressure gauge, a flow meter, a case for housing these members, and the like are required, and thus further miniaturization has been demanded.
また、特許文献1に記載の携帯型の表面改質処理装置においては、燃料ガスとして、沸点27℃のテトラメチルシランと、沸点122℃のテトラメトキシシランと圧縮空気と、を充填したカートリッジ入りの混合ガスを用いている(特許文献1の段落[0060]を参照)。沸点が相違する二種の化合物と圧縮空気(気体)とを1つのカートリッジ(貯蔵タンク)に収容すると、気化した化合物(テトラメチルシランおよびテトラメトキシシラン)と圧縮空気とが均一に混合されない状態で容器から噴射されることが懸念される。このように、改質化合物と引火性ガスとが不均一な混合状態で噴射されると、燃焼効率が悪化して、固体物質の表面の改質が不均一になるという問題がある。 Further, in the portable surface reforming treatment apparatus described in Patent Document 1, a fuel gas containing a cartridge filled with tetramethylsilane having a boiling point of 27 ° C., tetramethoxysilane having a boiling point of 122 ° C., and compressed air is used. A mixed gas is used (see paragraph [0060] of Patent Document 1). When two kinds of compounds with different boiling points and compressed air (gas) are contained in one cartridge (storage tank), the vaporized compounds (tetramethylsilane and tetramethoxysilane) and compressed air are not uniformly mixed. There is concern about being ejected from the container. As described above, when the reforming compound and the flammable gas are injected in a non-uniform mixed state, there is a problem that the combustion efficiency deteriorates and the surface modification of the solid substance becomes non-uniform.
さらに、従来の表面改質処理装置では、表面改質処理を行う際に、貯蔵タンクの上下を逆にしたり、横たえるように配置する等、貯蔵タンクを所定の配置以外に配置して改質処理を行うと、改質化合物が噴射されなかったり、改質化合物が気化しないで液状のまま噴射される等の不都合があるため、貯蔵タンクの配置方向には制約があった。 Furthermore, in the conventional surface modification processing apparatus, when performing the surface modification treatment, the storage tank is arranged in a manner other than the predetermined arrangement, such as by placing the storage tank upside down or laying down. However, there is a problem in that the reforming compound is not injected, or the reforming compound is injected in a liquid state without being vaporized.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、装置を小型化するとともに、改質化合物等を収容する容器の向きを変えても改質化合物と燃料ガスとを均一に混合した状態で燃焼させた火炎を噴射可能な表面改質処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above-described circumstances, and while reducing the size of the apparatus, the reforming compound and the fuel gas can be made uniform even if the orientation of the container containing the reforming compound is changed. It aims at providing the surface modification processing apparatus which can inject the flame burned in the mixed state.
上記課題を解決するものとして本発明は、金属原子、半金属原子または非金属原子と、有機基と、を有する改質化合物を燃料ガスと共にバーナーにて燃焼させ、その火炎を固体物質の表面に吹き付けて前記固体物質の表面の改質を行うものにおいて、前記燃料ガスを液化した液化燃料と液状の前記改質化合物とを混合状態で多孔質材料に吸収させてボンベの内部に収容し、前記多孔質材料に吸収された混合液体の一部を気化させて前記バーナーに供給するようにした表面改質処理装置である。 In order to solve the above-described problems, the present invention burns a modified compound having a metal atom, a metalloid atom or a nonmetal atom, and an organic group with a fuel gas in a burner, and the flame is applied to the surface of a solid substance. In the case of reforming the surface of the solid substance by spraying, the liquefied fuel obtained by liquefying the fuel gas and the liquid reforming compound are absorbed in a porous state in a mixed state and accommodated in a cylinder, In the surface modification treatment apparatus, a part of the mixed liquid absorbed in the porous material is vaporized and supplied to the burner.
本発明において、液状の改質化合物と燃料ガスを液化した液化燃料とは、混合状態(混合液体の状態)でボンベに収容されている。つまり、本発明においては、改質化合物および燃料ガスはともに液状で、所定の混合比で均一に混合された状態で気化し、ボンベから噴出される。そして、ボンベから噴出された混合液体の気化物はバーナーに供給される。その結果、本発明によれば、改質化合物と燃料ガスとを所定の混合比で均一に混合した状態で燃焼させた火炎を固体物質に噴射することができるので、固体物質の表面を均一に改質することができる。 In the present invention, the liquid reforming compound and the liquefied fuel obtained by liquefying the fuel gas are contained in a cylinder in a mixed state (mixed liquid state). In other words, in the present invention, the reforming compound and the fuel gas are both in a liquid state, vaporized in a state of being uniformly mixed at a predetermined mixing ratio, and ejected from the cylinder. Then, the vaporized liquid mixture ejected from the cylinder is supplied to the burner. As a result, according to the present invention, a flame burned in a state where the reforming compound and the fuel gas are uniformly mixed at a predetermined mixing ratio can be injected onto the solid material, so that the surface of the solid material can be made uniform. It can be modified.
また、本発明においては、改質化合物と燃料ガスとが均一に混合されて1つのボンベに収容されているので、改質化合物や燃料ガスを別々に貯蔵した構成のものと比較してボンベの数を少なくすることができ、ボンベから噴出する噴出物の量の制御等を行う装置も1つで済むので部品点数を減らすとともに装置の小型化を図ることができる。 Further, in the present invention, the reforming compound and the fuel gas are uniformly mixed and accommodated in one cylinder. Therefore, compared with the configuration in which the reforming compound and the fuel gas are separately stored, The number can be reduced, and only one device is required to control the amount of ejected matter ejected from the cylinder, so the number of parts can be reduced and the device can be downsized.
さらに、本発明においては、改質化合物と液化燃料とを混合状態で多孔質材料に吸収させてボンベの内部に収容するので、ボンベがどのような姿勢をとっていたとしても、多孔質材料に吸収された改質化合物と液化燃料との混合液体が気化して、バーナーに供給される。 Furthermore, in the present invention, the reforming compound and the liquefied fuel are absorbed in the porous material in a mixed state and accommodated in the cylinder, so that the porous material can be used regardless of the attitude of the cylinder. The absorbed liquid mixture of the reformed compound and the liquefied fuel is vaporized and supplied to the burner.
その結果、本発明によれば、装置を小型化するとともに、改質化合物等を収容する容器の向きを変えても改質化合物と燃料ガスとを均一に混合した状態で燃焼させた火炎を噴射可能な表面改質処理装置を提供することができる。 As a result, according to the present invention, the apparatus is miniaturized, and even when the orientation of the container containing the reforming compound is changed, the flame burned in a state where the reforming compound and the fuel gas are uniformly mixed is injected. A possible surface modification treatment apparatus can be provided.
本発明は、以下のような構成であってもよい。
前記バーナーは、前記混合液体が気化したガスを噴出させることで周囲の空気を吸引するブンゼン式のバーナーであってもよい。
このような構成とすると、空気の導入ならびに空気の導入量の制御を容易に行うことができ、これにより、ガスの燃焼効率の制御を容易に行うことができる。
The present invention may be configured as follows.
The burner may be a Bunsen burner that sucks ambient air by ejecting a gas vaporized from the mixed liquid.
With such a configuration, it is possible to easily control the introduction of air and the amount of introduction of air, thereby easily controlling the combustion efficiency of the gas.
前記ボンベの外部から、前記ボンベ内の前記多孔質材料に前記液化燃料と前記改質化合物との混合液体を補充する補充口を備えていてもよい。
このような構成とすると、補充口から混合液体を補充することにより繰り返し使用ができる。また、このような構成では、必要な量の混合液体を補充可能であるので、ボンべの軽量・小型化が可能となり、装置全体としても小型化が可能である。
You may provide the replenishment port which replenishes the liquid mixture of the said liquefied fuel and the said modification | reformation compound to the said porous material in the said cylinder from the outside of the said cylinder.
With such a configuration, it can be used repeatedly by replenishing the mixed liquid from the replenishing port. Further, in such a configuration, since a necessary amount of the mixed liquid can be replenished, the cylinder can be reduced in weight and size, and the entire apparatus can be reduced in size.
本発明によれば、装置を小型化するとともに、改質化合物等を収容する容器の向きを変えても改質化合物と燃料ガスとを均一に混合した状態で燃焼させた火炎を噴射可能な表面改質処理装置を提供することができる。 According to the present invention, a surface capable of reducing the size of the apparatus and injecting a flame burned in a state in which the reforming compound and the fuel gas are uniformly mixed even if the orientation of the container containing the reforming compound is changed. A reforming apparatus can be provided.
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1および図2によって説明する。以下の説明において、図1における上を上とし、下を下とする。
本実施形態の表面改質処理装置10(改質装置10ともいう)は、図1および図2に示すように、液状の改質化合物と燃料ガスを液化した液化燃料との混合液体(図示せず)を収容するボンベ11(貯蔵容器の一例)と、ボンベ11から供給される混合液体が気化したガスに空気を混合してなる改質ガスの火炎を固体物質の表面に吹き付けるバーナー20と、を備える。
<Embodiment 1>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the top in FIG. 1 is the top and the bottom is the bottom.
As shown in FIGS. 1 and 2, the surface reforming treatment apparatus 10 (also referred to as the reforming apparatus 10) of the present embodiment is a mixed liquid (not shown) of a liquid reforming compound and a liquefied fuel obtained by liquefying a fuel gas. A gas cylinder 11 (an example of a storage container), and a
本実施形態の改質装置10は、ボンベ11とバーナー20とが一体となったタイプの改質装置10であり、組み立てが不要で、使用したい場所、使用したいときに、片手で運搬可能なハンディタイプのものである。
The reforming
ボンベ11は図1に示すように、略円柱状をなしており、その上端部には図示しない噴出口が形成されている。噴出口からは混合液体の一部が気化状態で噴出されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
ボンベ11の上方には、噴出口を開閉し噴出物の量を調整するバルブ(図示せず)が設けられている。このバルブは、ボンベ11の上方に設けた開閉操作部12を回動させることにより、開閉可能とされる。開閉操作部12の図示右側には、押すことによりバーナー20の噴射口21から改質ガスを噴射させる噴射操作部13が設けられている。
Above the
開閉操作部12の図示左側には、バーナー20が設けられている。バーナー20はボンベ11に対して略垂直な方向に突出して設けられており、バーナー20とボンベ11の噴出口との間には、噴出口から噴出される噴出物をバーナー20に移送する移送管(図示せず)が設けられている。
A
バーナー20は、ボンベ11から移送されたガスを噴出させることで周囲の空気を吸引するブンゼン式のバーナー20である。バーナー20は、図2に示す左端部に配された噴射口21を備える。
The
噴射口21は、ボンベ11から移送されたガスと空気とを混合してなる改質ガスの燃焼により生じる火炎を噴射させる機能を有する。バーナー20の側面には複数の空気吸引孔22が形成されている。
The
さて、ボンベ11の内部には、燃料ガスを液化した液化燃料と液状の改質化合物とを混合状態として(混合液体として)吸収させた多孔質材料15が収容されている。多孔質材料15はボンベ11の内壁に沿って円柱状をなし、その中央部分には円柱状の空洞16が形成されている。多孔質材料15に吸収されている混合液体は、空洞16内に放出されるときに気化し、気化状態の混合液体(改質化合物を含むガス)は空洞16内を移動して噴出口に至り、噴出口からバーナー20に供給されるようになっている。多孔質材料15としては、スポンジや発泡ウレタンなどからなるものがあげられる。
Now, inside the
混合液体は、固体物質の表面を改質して、塗装、印刷、接着などの処理を行いやすくする作用を有する液状の改質化合物と、燃料ガスを液化した液化燃料とを所定割合で混合したものであり、「改質化合物を含んだ液化燃料」ともいう。 The mixed liquid is a mixture of a liquid reforming compound that has the effect of modifying the surface of a solid substance to facilitate processing such as painting, printing, and adhesion, and a liquefied fuel obtained by liquefying fuel gas at a predetermined ratio. It is also called “a liquefied fuel containing a reforming compound”.
改質化合物としては、常温(5〜35℃)で液体状のもの、または沸点が200℃以下の低沸点のものを用いるのが好ましく、具体的には、金属原子、半金属原子、または非金属原子に、1以上の有機基が結合した化合物等が用いられる。 As the modifying compound, it is preferable to use a liquid compound at room temperature (5 to 35 ° C.) or a low boiling point having a boiling point of 200 ° C. or less, specifically, a metal atom, a semi-metal atom, or a non-boiling point. A compound in which one or more organic groups are bonded to a metal atom is used.
改質化合物に含まれる金属原子としては、アルミニウム、ハフニウム、インジウム、イリジウム、鉄、ニッケル、ニオブ、鉛、ルテニウム、タンタル、スズ、チタン、バナジウム、ジルコニウム、ベリリウム、カドミウム、クロム、コバルト、金、水銀、レニウム、タリウム、および亜鉛などが挙げられる。改質化合物に含まれる半金属原子としては、ヒ素、ホウ素、ゲルマニウム、アンチモン、およびシリコン等が挙げられ、改質化合物に含まれる非金属原子としては、リンなどが挙げられる。 The metal atoms contained in the modified compound include aluminum, hafnium, indium, iridium, iron, nickel, niobium, lead, ruthenium, tantalum, tin, titanium, vanadium, zirconium, beryllium, cadmium, chromium, cobalt, gold, mercury , Rhenium, thallium, and zinc. Examples of the metalloid atom contained in the modified compound include arsenic, boron, germanium, antimony, and silicon. Examples of the nonmetal atom contained in the modified compound include phosphorus.
改質化合物に含まれる有機基としては、カルボニル基(C=O)、アシル基、アルコキシ基、アルキル基、アルケニル基、フェニル基、アルキルフェニル基、アルキルアミノ基、ポリフルオロアルキル基などが挙げられる。本発明で用いる改質化合物には、これらの有機基のうち一種または2種以上のものが含まれている。なお、改質化合物は、これらの有機基以外に、一酸化炭素、ハロゲン、リン化合物、イオウ化合物等の配位子を有していてもよい。 Examples of the organic group contained in the modified compound include a carbonyl group (C═O), an acyl group, an alkoxy group, an alkyl group, an alkenyl group, a phenyl group, an alkylphenyl group, an alkylamino group, and a polyfluoroalkyl group. . The modified compound used in the present invention includes one or more of these organic groups. The modifying compound may have a ligand such as carbon monoxide, halogen, phosphorus compound, or sulfur compound in addition to these organic groups.
アシル基としては、アセチル基、アセチルアセト基などがあげられ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、i−ブトキシ基、secブトキシ基、tertブトキシ基、等が挙げられる。アルキル基としては、炭素数が1〜6の直鎖、分岐、環状のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。アルケニル基としては、アリル基、プロペニル基、シクロペンタジエニル基等が挙げられる。アルキルフェニル基としてはメチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基などがあげられ、フェニル基に結合したアルキル基は直鎖状でも分岐状でもよい。アルキルアミノ基としてはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基などがあげられる。ポリフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基(−CF3)などのアルキル基の水素の一部又は全部をフッ素に置き換えたものが挙げられる。 Examples of the acyl group include an acetyl group and an acetylaceto group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, an n-butoxy group, an i-butoxy group, and a sec butoxy group. Tert-butoxy group, and the like. Examples of the alkyl group include linear, branched, and cyclic alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, and a cyclohexyl group. Examples of the alkenyl group include an allyl group, a propenyl group, and a cyclopentadienyl group. Examples of the alkylphenyl group include a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a propylphenyl group, and a butylphenyl group. The alkyl group bonded to the phenyl group may be linear or branched. Examples of the alkylamino group include a dimethylamino group and a diethylamino group. Examples of the polyfluoroalkyl group include those in which part or all of hydrogen in an alkyl group such as a trifluoromethyl group (—CF 3 ) is replaced with fluorine.
本実施形態で用いられる改質化合物の具体例としては、Al(O−secC4H9)3、(CH3)3Al、(C2H5)3、B(O−C2H5)3、B(O−iC4H9)3、(n−C4H9)2B(OH)、トリシクロヘキシルボロン[(C6H13)3B]、(C2H5)2Be、(C2H5)2Cd、Cr(C2H5−C6H5)2、Ge(O−C2H5)4、Ge(O−nC3H7)4、Ge(O−tertC4H9)4、Hf(O−tertC4H9)4、In(O−CH3)3、エチルシクロペンタジエニル(1,5−シクロオクタジエン)イリジウム[Ir(C5H4C2H5)(C8H12)]、Fe(CO)5、Ni(CO)4、Nb(O−C2H5)5、Nb(O−secC4H9)5、PO(O−CH3)3、PO(O−C2H5)3、PO(O−secC4H9)3、P(O−CH3)3、P(O−secC4H9)3、Pb(O−iC3H7)2、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム[Ru(C5H4C2H5)2]、Sb(O−nC3H7)3、Ta(O−C2H5)5、ジアセチルアセト−ジブトキシスズ[Sn(OC4H9)2(C5H7O2)2]、Ti(O−iC3H7)4、Ti(O−secC4H9)4、Ti[N(CH3)2]4、VO(O−C2H5)3、Zr(O−tertC4H9)4、ヘキサメチルジシロキサン[(CH3)3Si−O−Si(CH3)3]等が挙げられる。これらの改質化合物のうち、ヘキサメチルジシロキサンが好ましい。 Specific examples of the modified compound used in the present embodiment include Al (O—secC 4 H 9 ) 3 , (CH 3 ) 3 Al, (C 2 H 5 ) 3 , and B (O—C 2 H 5 ). 3, B (O-iC 4 H 9) 3, (n-C 4 H 9) 2 B (OH), tricyclohexylphosphine boron [(C 6 H 13) 3 B], (C 2 H 5) 2 Be, (C 2 H 5) 2 Cd , Cr (C 2 H 5 -C 6 H 5) 2, Ge (O-C 2 H 5) 4, Ge (O-nC 3 H 7) 4, Ge (O-tertC 4 H 9) 4, Hf ( O-tertC 4 H 9) 4, In (O-CH 3) 3, ethylcyclopentadienyl (1,5-cyclooctadiene) iridium [Ir (C 5 H 4 C 2 H 5) (C 8 H 12 )], Fe (CO) 5, Ni (CO) 4, Nb (O- C 2 H 5) 5, Nb (O-secC 4 H 9) 5, PO (O-CH 3) 3, PO (O-C 2 H 5) 3, PO (O-secC 4 H 9) 3, P (O—CH 3 ) 3 , P (O—secC 4 H 9 ) 3 , Pb (O—iC 3 H 7 ) 2 , bis (ethylcyclopentadienyl) ruthenium [Ru (C 5 H 4 C 2 H 5 ) 2 ], Sb (O-nC 3 H 7 ) 3 , Ta (O—C 2 H 5 ) 5 , diacetylaceto-dibutoxytin [Sn (OC 4 H 9 ) 2 (C 5 H 7 O 2 ) 2 ], Ti (O-iC 3 H 7 ) 4, Ti (O-secC 4 H 9) 4, Ti [N (CH 3) 2] 4, VO (O-C 2 H 5) 3, Zr (O-tertC 4 H 9) 4, hexamethyl disiloxane [(CH 3) 3 Si- O-Si (C 3) 3], and the like. Of these modifying compounds, hexamethyldisiloxane is preferred.
改質化合物の混合割合は、混合液体全体を100モル%とした場合に、1×10−5モル%〜50モル%とすることができ、0.1モル%〜10モル%とするのが好ましい。改質化合物の混合割合が上記範囲外の場合には固体物質の改質効果が発現しない場合がある。 The mixing ratio of the modifying compound can be 1 × 10 −5 mol% to 50 mol%, and 0.1 mol% to 10 mol% when the total liquid mixture is 100 mol%. preferable. When the mixing ratio of the modifying compound is out of the above range, the solid substance modifying effect may not be exhibited.
燃料ガスとしては、圧縮することにより常温(5〜35℃)で液体状とすることができるガスが用いられる。具体的には、液化プロパン、液化ブタン等があげられる。これらの燃料ガスのうち、液化ブタンが好ましい。 As the fuel gas, a gas that can be made liquid at room temperature (5-35 ° C.) by being compressed is used. Specific examples include liquefied propane and liquefied butane. Of these fuel gases, liquefied butane is preferred.
改質ガスの燃焼により生じる火炎が吹き付けられる固体物質を構成する材料としては、例えば、シリコンゴム、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、アクリルゴムなどのゴム類、各種ポリエチレン樹脂、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、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高分子材料、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、鉛等の金属材料、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、セラミック等の材料等が挙げられる。固体物質は、一種の材料から構成されていてもよいし、二種以上の材料から構成されていてもよい。 Examples of the material constituting the solid substance to which the flame generated by the combustion of the reformed gas is sprayed include rubbers such as silicon rubber, fluorine rubber, natural rubber, neoprene rubber, chloroprene rubber, urethane rubber, acrylic rubber, and various polyethylene resins. , Polypropylene resin, modified polypropylene resin, polymethylpentene resin, polyester resin, polycarbonate resin, epoxy resin, phenol resin, cyanate resin, urea resin, guanamine resin, etc., aluminum, magnesium, stainless steel, nickel, chromium, tungsten , Gold, copper, iron, silver, zinc, tin, lead and other metal materials, titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, indium oxide, tin oxide, silica, talc, calcium carbonate, lime, zeolite, gold, silver, copper , Zinc, nick Le, tin, lead, solder, glass, materials such as ceramics. The solid substance may be composed of one kind of material or may be composed of two or more kinds of materials.
改質ガスの燃焼により生じる火炎の吹付けにより改質処理される固体物質の形態は、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く、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よく、これらに限定されない。 The form of the solid material to be reformed by the blowing of flame generated by the combustion of the reformed gas has, for example, a planar structure such as a plate shape, a sheet shape, a film shape, a tape shape, a strip shape, a panel shape, and a string shape. It may have a three-dimensional structure such as a cylindrical shape, a columnar shape, a spherical shape, a block shape, a tube shape, a pipe shape, an uneven shape, a film shape, a fiber shape, a fabric shape, a bundle shape, etc. Well, it is not limited to these.
また、固体物質の形態は、上記に例示した構造のものと、金属部品、セラミック部品、ガラス部品、紙部品、木部品等とを組み合わせた複合構造体であってもよい。 The form of the solid substance may be a composite structure in which the structure exemplified above is combined with a metal part, a ceramic part, a glass part, a paper part, a wooden part, or the like.
次に、本実施形態の改質装置10を用いた改質方法について説明する。
改質装置10のバーナー20の噴射口21を、固体物質の表面に向けて配置しておき、開閉操作部12を回動させてバルブを開く。すると、ボンベ11内で多孔質材料15に吸収されている液状の改質化合物および燃料ガスを液化した液化燃料の混合物である改質化合物を含む液化燃料が、多孔質材料15から放出されるときに気化し、空洞16を通って噴出口に移動し、噴出口から噴出される。ここで本実施形態では改質化合物および液化燃料が混合された状態でボンベ11に収容されているので、所定の混合比で混合された混合物の状態で気化され噴出口から噴出される。なお、ボンベ11から噴出される噴出物の量は開閉操作部12の回動量を変えることにより調整可能である。
Next, a reforming method using the reforming
The
ボンベ11から噴出された改質化合物を含んだ液化燃料は、移送管を通ってバーナー20に移送される。
The liquefied fuel containing the reforming compound ejected from the
次に噴射操作部13を押すと、バーナー20に移送されたガスが、バーナー20の空気吸引孔22から吸引された空気と混合されて改質ガスとされ、この改質ガスの燃焼により生じる火炎が、噴射口21から固体物質の表面に吹付けられて、改質処理が行われる。固体物質の改質処理を終了するときには、噴射操作部13の押圧を中止して、火炎の吹き付けを中止し、開閉操作部12を回動させてバルブを閉めればよい。
Next, when the
本実施形態の改質装置10により改質処理を施した固体物質には、従来は接着に問題のあった異種材料との接着性を向上する効果、濡れ性(親水性)を向上する効果、帯電防止効果などが付与される。すなわち、本実施形態の改質装置10により改質処理を行うことにより、固体物質を改質し、接着、塗装、印刷などの表面処理を容易なものとすることができる。
The solid substance subjected to the modification treatment by the reforming
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態において、液状の改質化合物および液状の燃料ガスは、所定の混合比で均一に混合された状態で多孔質材料15に吸収されている。そして混合状態の改質化合物および燃料ガスは、多孔質材料15から放出されるときに気化してボンベ11から噴出され、バーナー20に供給される。つまり、本実施形態によれば、改質化合物と燃料ガスとを所定の混合比で均一に混合した状態で燃焼させた火炎を固体物質に噴射することができるので、固体物質の表面を均一に改質することができる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
In the present embodiment, the liquid reforming compound and the liquid fuel gas are absorbed by the
また、本実施形態においては、改質化合物と燃料ガスとが均一に混合されて1つのボンベ11に収容されているので、改質化合物や燃料ガスを別々に貯蔵した構成のものと比較してボンベ11の数を少なくすることができ、ボンベ11から噴出する噴出物の量の制御等を行う装置も1つで済むので部品点数を減らすとともに改質装置10自体の小型化を図ることができる。特に本実施形態ではバーナー20とボンベ11とが一体となったハンディなタイプの改質装置10であるので、改質装置10を顕著に小型化することが可能である。
Further, in the present embodiment, the reforming compound and the fuel gas are uniformly mixed and accommodated in one
さらに、本実施形態においては、改質化合物と液化燃料とを混合状態で多孔質材料15に吸収させてボンベ11の内部に収容するので、ボンベ11がどのような姿勢をとっていたとしても、多孔質材料15に吸収された改質化合物と液化燃料との混合液体が気化して、バーナー20に供給される。
Furthermore, in the present embodiment, the reforming compound and the liquefied fuel are absorbed in the
したがって、本実施形態によれば、装置10を小型化するとともに、改質化合物等を収容する容器の向きを変えても改質化合物と燃料ガスとを均一に混合した状態で燃焼させた火炎を噴射可能な表面改質処理装置10を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、バーナー20は、混合液体が気化したガスを噴出させることで周囲の空気を吸引するブンゼン式のバーナー20であるから、空気の導入ならびに空気の導入量の制御を容易に行うことができ、これにより、ガスの燃焼効率の制御を容易に行うことができる。
In addition, according to the present embodiment, the
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図3および図4によって説明する。実施形態1と同じ名称の部位には、同一の符号を用い、構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。本実施形態の表面改質処理装置30(以下改質装置30ともいう)は、貯蔵容器31に混合液体を補充する補充口37が設けられているという点、および、全体形状がライター状であるという点で実施形態1とは相違する。
<Embodiment 2>
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. The same reference numerals are used for the parts having the same names as those in the first embodiment, and redundant descriptions of the structure, operation, and effects are omitted. The surface modification processing apparatus 30 (hereinafter also referred to as the modification apparatus 30) of the present embodiment is provided with a replenishing
本実施形態の改質装置30は、実施形態1の改質装置10よりもさらに小型である。本実施形態の改質装置30においては、液化燃料および液体状の改質化合物との混合液体を収容する貯蔵容器31と、バーナー42とが一体となっている。
貯蔵容器31の側面には、図3に示すように、噴出口を開閉するとともに噴出口からの噴出物の量を調整するバルブ(図示せず)を開閉する開閉操作部32が設けられている。開閉操作部32を図示左右方向に移動させることによりバルブが開閉される。
The
On the side surface of the
貯蔵容器31の正面側(図示右側の面)には押すことによりバーナー42の噴射口43から改質ガスを噴射させる噴射操作部33が設けられている。
An
開閉操作部32よりも上方には噴出口から噴出される噴出物をバーナー42に移送する第1移送管34が設けられている。第1移送管34の図示右側には、バーナー42が設けられている。バーナー42は貯蔵容器31の軸方向に対して交差する方向に突出して設けられている。
Above the opening /
バーナー42は、貯蔵容器31から移送されたガスを噴出させることで周囲の空気を吸引するブンゼン式のバーナー42である。バーナー42は、図4に示す右端部に配された噴射口43を備える。
The
噴射口43は、貯蔵容器31から移送されたガスと空気とを混合してなる改質ガスの燃焼により生じる火炎を噴射させる機能を有する。バーナー42の側面には複数の空気吸引孔44が形成されている。
The
さて、本実施形態の貯蔵容器31の底部には、混合液体を補充する補充口37が設けられており、補充口37には、取り外し可能な蓋部36が取り付けられている。蓋部36は補充口37を閉じるように配されネジ止めされている。
Now, a replenishing
貯蔵容器31内には補充口37から連なって、貯蔵容器31内の多孔質材料35に混合液体を移送し補充する補充管38が設けられている。補充管38は二重管構造をなしており補充管38の下端部は補充口37に取り付けられており、上端部は多孔質材料35に接するように配されている。
A
貯蔵容器31内には、図4に示すように、燃料ガスを液化した液化燃料と液状の改質化合物とを混合状態として(混合液体として)吸収させたシート状の多孔質材料35が収容されている。多孔質材料35は貯蔵容器31内に形成された内壁部31Aに沿って配置されている。
As shown in FIG. 4, a sheet-like
また、貯蔵容器31内には、多孔質材料35から放出される気化状態の混合液体を取り込んで噴出口(図示せず)に移送する第2移送管39が設けられている。第2移送管39はステンレス製の細管であり、ステンレス製の第2移送管39の周りには、第2移送管39の下半分を包囲するとともに、貯蔵容器31の底部から連なる真鍮製の包囲部材40が設けられている。
The
包囲部材40は多孔質材料35と接触しないように配されており、包囲部材40には上下に延びるスリット41が形成されている。これにより、包囲部材40内に混合液体が液体状のまま入らないようになっている。
The surrounding
多孔質材料35に吸収されている混合液体は、多孔質材料35から放出されるときに気化し、気化状態の混合液体(改質化合物を含むガス)はスリット41から包囲部材40内に入り上方に移動して第2移送管39に入る。そして、気化状態の混合液体は第2移送管39を移動して噴出口に至り、噴出口から第1移送管34を経てバーナー42に供給されるようになっている。多孔質材料35を構成する材料は実施形態1と同様である。
The mixed liquid absorbed in the
次に、本実施形態の改質装置30を用いた改質方法について説明する。
改質装置30のバーナー42の噴射口43を、固体物質の表面に向けて配置しておき、開閉操作部32を回動させてバルブを開く。すると、貯蔵容器31内で多孔質材料35に吸収されている液状の改質化合物および燃料ガスを液化した液化燃料の混合物である改質化合物を含む液化燃料が、多孔質材料35から放出されるときに気化し、包囲部材40内にスリット41を介して入ったのち第2移送管39を移動して噴出口から噴出される。ここで本実施形態では改質化合物および液化燃料が混合された状態で貯蔵容器31に収容されているので、所定の混合比で混合された混合物の状態で気化され噴出口から噴出される。
Next, a reforming method using the reforming
The
なお、貯蔵容器31から噴出される噴出物の量は開閉操作部32の左右方向への移動量を変えることにより調整可能である。
The amount of ejected matter ejected from the
貯蔵容器31から噴出された改質化合物を含んだ液化燃料は、第1移送管34を通ってバーナー42に移送される。
The liquefied fuel containing the reformed compound ejected from the
次に噴射操作部33を押すと、バーナー42に移送されたガスが、バーナー42の空気吸引孔44から吸引された空気と混合されて改質ガスとされ、この改質ガスの燃焼により生じる火炎が、噴射口43から固体物質の表面に吹付けられて、改質処理が行われる。
Next, when the
固体物質の改質処理を終了するときには、噴射操作部33の押圧を中止して、火炎の吹き付けを中止し、開閉操作部32を回動させてバルブを閉めればよい。他の構成は概ね実施形態1と同様である。
When the solid substance reforming process is finished, the pressing of the
本実施形態では、実施形態1と同様の効果に加えて、以下の効果が得られる。
本実施形態によれば、貯蔵容器31の外部から、貯蔵容器31内の多孔質材料35に液化燃料と改質化合物との混合液体を補充する補充口37を備えているから、補充口37から混合液体を補充することにより繰り返し使用ができる。また、このような構成では、必要な量の混合液体を補充可能であるので、貯蔵容器31の軽量・小型化が可能となり、改質装置30全体としても小型化が可能である。
In the present embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, the following effects can be obtained.
According to the present embodiment, since the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、バーナー20と貯蔵容器11が一体的な改質装置10を示したが、バーナー42が取り外し可能な構成であってもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In the above embodiment, the
10,30…表面改質処理装置(改質装置)
11…ボンベ(貯蔵容器)
15,35…多孔質材料
20,42…バーナー
21,43…噴射口
22,44…空気吸引孔
31…貯蔵容器
36…蓋部
37…補充口
38…補充管
10, 30 ... Surface modification processing device (modification device)
11 ... cylinder (storage container)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記燃料ガスを液化した液化燃料と液状の前記改質化合物とを混合状態で多孔質材料に吸収させて貯蔵容器の内部に収容し、前記多孔質材料に吸収された混合液体の一部を気化させて前記バーナーに供給するようにした表面改質処理装置。 A reforming compound having a metal atom, a metalloid atom or a nonmetal atom, and an organic group is burned with a fuel gas by a burner, and the flame is blown onto the surface of the solid material to modify the surface of the solid material. In what to do,
The liquefied fuel obtained by liquefying the fuel gas and the liquid reforming compound are mixed and absorbed in a porous material and stored in a storage container, and a part of the mixed liquid absorbed in the porous material is vaporized. A surface modification treatment apparatus which is supplied to the burner.
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