JP4366220B2 - 粉体塗装方法 - Google Patents
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Description
本発明は、粉体塗装方法に関し、特に、通電処理等の前処理を不要にした粉体塗装方法に関する。
従来、ガラス容器等に対する塗装手段として、主として、液状塗料のスプレー塗布が実施されてきた。そして、加飾性向上のため、液状塗料の塗装後に、印刷やホッートスタンプ等の加飾手段がさらに施されてきた。
しかしながら、スプレー塗布を実施した場合、ガラス容器の所望箇所以外に液状塗料が飛散してしまうという問題が見られた。すなわち、液状塗料のほとんどが、塗膜を形成せずに廃棄され、それを効率的に回収しなければならないという資源上、環境上の問題が見られた。また、液状塗料に含まれる溶剤やモノマーを加熱して、除去しなければならず、設備が大掛かりになったり、環境対策を講じたりしなければならないなどの問題が見られた。
そのため、ガラス容器に対する塗装手段として、通常、金属材料への塗装に使用される粉体塗料を用いて、静電塗装する方法が提案されている。しかしながら、ガラス材料の体積抵抗率は、金属材料のそれと比較して、値がきわめて大きく、しかも、かかる体積抵抗率の値が変動しやすいという問題が見られた。したがって、ガラス容器に対して、静電塗装方法による粉体塗料の塗装を試みても、十分な厚さの塗膜を、安定して得ることは極めて困難であった。
しかしながら、スプレー塗布を実施した場合、ガラス容器の所望箇所以外に液状塗料が飛散してしまうという問題が見られた。すなわち、液状塗料のほとんどが、塗膜を形成せずに廃棄され、それを効率的に回収しなければならないという資源上、環境上の問題が見られた。また、液状塗料に含まれる溶剤やモノマーを加熱して、除去しなければならず、設備が大掛かりになったり、環境対策を講じたりしなければならないなどの問題が見られた。
そのため、ガラス容器に対する塗装手段として、通常、金属材料への塗装に使用される粉体塗料を用いて、静電塗装する方法が提案されている。しかしながら、ガラス材料の体積抵抗率は、金属材料のそれと比較して、値がきわめて大きく、しかも、かかる体積抵抗率の値が変動しやすいという問題が見られた。したがって、ガラス容器に対して、静電塗装方法による粉体塗料の塗装を試みても、十分な厚さの塗膜を、安定して得ることは極めて困難であった。
そこで、ガラス容器の基材表面に、導電性を持たせるための導電性物質からなる導電性被膜層を配設した後に、導電性被膜層上に、厚さ２０〜４０μｍのプライマーコート層を形成し、その上に粉体塗料を吹き付ける粉体塗装ガラス容器の製造装置が提案されている（例えば、特許文献１等）。
また、本発明の発明者は、固体物質に対して、特定の沸点を有するケイ素含有化合物を含む燃料ガスからなる火炎を吹き付け処理して、ケイ酸化炎処理する際に、シラン原子等を含有するケイ素含有化合物を比較的多量に使用した場合であっても、効率的に燃焼しやすくして、固体物質等の表面を均一かつ十分に改質できる表面改質方法を提案している（例えば、特許文献２参照）。
特開平８−１５６９４０号公報（特許請求の範囲）
ＷＯ０３／０６９０１７号公報（特許請求の範囲）
しかしながら、特許文献１に開示された粉体塗装ガラス容器の製造装置にあっては、その製造工程が多段階にわたって複雑であり、安定して塗装することが困難であり、また、材料コストが高い導電性物質、粉体塗料、およびプライマーコート材料を使用しなければならず、塗装ガラス容器の製造コストが高くなるという問題が見られた。
また、特許文献２に開示されたケイ酸化炎処理を実施した場合に、固体物質の体積抵抗率（表面抵抗）の値を調節できるという事実までは見出せていなかった。
そこで、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、粉体塗料を固体物質へ適用して粉体塗装する前に、ケイ素含有化合物を含む燃料ガスの火炎を吹き付ける等して、ケイ酸化処理を施すことにより、固体物質がガラス容器であっても、所定の通電処理を施すことなく、均一かつ強固に粉体塗膜を形成できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
よって、本発明の目的は、簡易な方法により、均一かつ強固な粉体塗膜を備えた塗装無機物が、効率的に得られる粉体塗装方法を提供することである。
また、特許文献２に開示されたケイ酸化炎処理を実施した場合に、固体物質の体積抵抗率（表面抵抗）の値を調節できるという事実までは見出せていなかった。
そこで、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、粉体塗料を固体物質へ適用して粉体塗装する前に、ケイ素含有化合物を含む燃料ガスの火炎を吹き付ける等して、ケイ酸化処理を施すことにより、固体物質がガラス容器であっても、所定の通電処理を施すことなく、均一かつ強固に粉体塗膜を形成できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
よって、本発明の目的は、簡易な方法により、均一かつ強固な粉体塗膜を備えた塗装無機物が、効率的に得られる粉体塗装方法を提供することである。
本発明によれば、粉体塗料を固体物質へ適用して粉体塗装する前に、当該固体物質の表面に対して、ケイ素含有化合物を含む燃料ガスの火炎を吹き付け処理するか、あるいは、ケイ素含有化合物を４００℃以上の熱源を介して吹き付け処理することにより、固体物質の体積抵抗率を１×１０ 4 〜１×１０ 10 Ω・ｃｍの範囲内の値とする粉体塗装方法が提供され、上述した問題点を解決することができる。
なお、ケイ素含有化合物を４００℃以上の熱源を介して吹き付け処理するにあたっては、ケイ素含有化合物を固体物質へ予め適用しておき、４００℃以上の熱源を利用してケイ酸化処理を施すことも含まれる。
なお、ケイ素含有化合物を４００℃以上の熱源を介して吹き付け処理するにあたっては、ケイ素含有化合物を固体物質へ予め適用しておき、４００℃以上の熱源を利用してケイ酸化処理を施すことも含まれる。
また、本発明の粉体塗装方法を実施するにあたり、固体物質への粉体塗装前に、固体物質の濡れ指数（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。
また、本発明の粉体塗装方法を実施するにあたり、固体物質への粉体塗装前に、当該固体物質の表面温度を４０〜８０℃の範囲内の値とすることが好ましい。
また、本発明の粉体塗装方法を実施するにあたり、ケイ素含有化合物が、分子内または分子末端に窒素原子、ハロゲン原子、ビニル基およびアミノ基の少なくとも一つを有することが好ましい。
また、本発明の粉体塗装方法を実施するにあたり、固体物質が、ガラス、金属またはセラミックであることが好ましい。
また、本発明の粉体塗装方法を実施するにあたり、火炎または気体状物の吹き付け時間を、単位面積（１００ｃｍ2）あたり、０．１秒〜１００秒の範囲内の値とすることが好ましい。
また、本発明の粉体塗装方法を実施するにあたり、粉体塗料を固体物質へ適用して粉体塗装した後に、１００〜２５０℃に加熱処理するか、あるいは紫外線照射して硬化させることが好ましい。
本発明の粉体塗装方法によれば、固体物質への粉体塗装前に、ケイ素含有化合物を含む燃料ガスの火炎を吹き付け処理するか、あるいは、ケイ素含有化合物を、所定温度以上の熱源を介して吹き付け処理することにより、固体物質の表面に通電処理層を形成することなく、均一かつ強固に粉体塗料からなる粉体塗膜を形成することができる。
すなわち、ケイ素含有化合物が火炎または熱源により迅速に熱分解するとともに、反応して、固体物質の表面において、凹凸形状を有するとともに、所定の体積抵抗率を有するシリカを形成し、通電処理層としての機能を発揮させることができる。その結果、粉体塗料を効率的に引き付けることができ、均一かつ強固に粉体塗膜を形成することができる。
また、固体物質の表面において形成される凹凸形状を有するとともに、所定の体積抵抗率を有するシリカが、所定のレベリング機能を発揮することができ、より均一で、滑らかな粉体塗膜を形成することができる。
すなわち、ケイ素含有化合物が火炎または熱源により迅速に熱分解するとともに、反応して、固体物質の表面において、凹凸形状を有するとともに、所定の体積抵抗率を有するシリカを形成し、通電処理層としての機能を発揮させることができる。その結果、粉体塗料を効率的に引き付けることができ、均一かつ強固に粉体塗膜を形成することができる。
また、固体物質の表面において形成される凹凸形状を有するとともに、所定の体積抵抗率を有するシリカが、所定のレベリング機能を発揮することができ、より均一で、滑らかな粉体塗膜を形成することができる。
また、本発明の粉体塗装方法によれば、固体物質への粉体塗装前に、当該固体物質の体積抵抗率（表面抵抗）を所定範囲内の値とすることにより、粉体塗料を効率的に引き付けることができ、より均一かつ強固に粉体塗膜を形成することができる。
また、本発明の粉体塗装方法によれば、固体物質への粉体塗装前に、固体物質の濡れ指数（測定温度２５℃）を所定範囲内の値とすることにより、粉体塗料を効率的に引き付けることができ、かつ、粉体塗料との親和力も優れていることから、より均一かつ強固に粉体塗膜を形成することができる。
また、本発明の粉体塗装方法によれば、固体物質への粉体塗装前に、当該固体物質の表面温度を所定範囲内の値とすることにより、粉体塗料を効率的に引き付けることができ、より均一かつ強固に粉体塗膜を形成することができる。
なお、固体物質の表面温度を所定範囲内の値に調整するにあたり、オーブン等を用いて全体的に加熱することもできるし、あるいは、火炎処理（フレーム処理）により、局所的に加熱することも好ましい。
なお、固体物質の表面温度を所定範囲内の値に調整するにあたり、オーブン等を用いて全体的に加熱することもできるし、あるいは、火炎処理（フレーム処理）により、局所的に加熱することも好ましい。
また、本発明の粉体塗装方法によれば、ケイ素含有化合物が、分子内または分子末端に所定原子や官能基を有することにより、固体物質の表面において、通電処理層としての機能をさらに効率的に発揮することができる。
また、本発明の粉体塗装方法によれば、固体物質が、ガラス、金属またはセラミックであることにより、粉体塗料を加熱硬化させる際に、固体物質自身が、熱劣化するおそれが少なくなる。
また、本発明の粉体塗装方法によれば、火炎または気体状物の吹き付け時間を、単位面積あたり、所定時間の範囲内の値とすることにより、当該固体物質の体積抵抗率や濡れ指数の制御がさらに容易になる。
また、本発明の粉体塗装方法によれば、粉体塗料を固体物質へ適用して粉体塗装した後に、所定温度に加熱処理することにより、あるいは紫外線照射して、粉体塗料を適度に流動させつつ硬化させて、均一かつ強固な粉体塗膜を形成することができる。
本発明は、粉体塗料を固体物質へ適用して粉体塗装する前に、図１に例示するように、固体物質６６の表面に対して、ケイ素含有化合物１４を含む燃料ガスの火炎３４を吹き付け処理するか、あるいは、ケイ素含有化合物を４００℃以上の熱源（図示せず）を介して吹き付け処理することにより、固体物質の体積抵抗率を１×１０ 4 〜１×１０ 10 Ω・ｃｍの範囲内の値とする粉体塗装方法である。
以下、本発明の粉体塗装方法における態様を、図２に示すフローチャートに沿って具体的に説明する。
以下、本発明の粉体塗装方法における態様を、図２に示すフローチャートに沿って具体的に説明する。
１．準備工程
（１）固体物質
本発明において使用される固体物質の種類は特に制限されるものではないが、例えば、後述するようにガラス、金属、セラミック、ゴム、樹脂等が挙げられる。
したがって、固体物質としてのガラスとしては、ソーダガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、リン酸ガラス、鉛ガラス、着色ガラス、導電性ガラス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挙げられる。そして、例えば、ソーダガラスからなるガラス容器は、そのままでは体積抵抗率が高く、粉体塗装したとしても、均一な粉体塗膜を形成することが困難であり、通電処理剤の塗布および乾燥が必須工程であった。そこで、ガラス容器の表面に対して、ケイ素含有化合物の酸化炎処理等を施した後、粉体塗装することにより、均一な粉体塗膜を形成することが可能となり、粉体塗膜の剥離を有効に防止することができる。
なお、図２に示すフローチャートにおいては、一例としてガラス容器を作成することを例示している。
（１）固体物質
本発明において使用される固体物質の種類は特に制限されるものではないが、例えば、後述するようにガラス、金属、セラミック、ゴム、樹脂等が挙げられる。
したがって、固体物質としてのガラスとしては、ソーダガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、リン酸ガラス、鉛ガラス、着色ガラス、導電性ガラス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挙げられる。そして、例えば、ソーダガラスからなるガラス容器は、そのままでは体積抵抗率が高く、粉体塗装したとしても、均一な粉体塗膜を形成することが困難であり、通電処理剤の塗布および乾燥が必須工程であった。そこで、ガラス容器の表面に対して、ケイ素含有化合物の酸化炎処理等を施した後、粉体塗装することにより、均一な粉体塗膜を形成することが可能となり、粉体塗膜の剥離を有効に防止することができる。
なお、図２に示すフローチャートにおいては、一例としてガラス容器を作成することを例示している。
また、固体物質としての金属としては、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挙げられる。
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、粉体塗装して粉体塗膜を形成しても、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、ケイ素含有化合物の酸化炎処理を施した後、粉体塗装することにより、粉体塗膜の剥離を有効に防止することができる。
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、粉体塗装して粉体塗膜を形成しても、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、ケイ素含有化合物の酸化炎処理を施した後、粉体塗装することにより、粉体塗膜の剥離を有効に防止することができる。
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、粉体塗装して粉体塗膜を形成しても、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、ケイ素含有化合物の酸化炎処理を施した後、粉体塗装することにより、粉体塗膜の剥離を有効に防止することができる。
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、粉体塗装して粉体塗膜を形成しても、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、ケイ素含有化合物の酸化炎処理を施した後、粉体塗装することにより、粉体塗膜の剥離を有効に防止することができる。
また、固体物質としてのセラミックとしては、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、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、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化亜鉛、窒化インジウム、窒化スズ、窒化マグネシウム、窒化カルシウム、あるいはこれらセラミック材料からなるれんが、耐火壁、容器、焼き物、セラミック基板等の一種単独または二種以上のセラミックの組み合わせが挙げられる。
例えば、酸化アルミニウム等からなるセラミック基板は、耐熱性、軽量性の電子基板として多用されているが、伝電性が良好であって、表面温度が所定温度に上がりずらいことから、粉体塗装により粉体塗膜を形成しても、容易に剥離してしまうという問題が見られた。そこで、セラミック基板の表面に対して、ケイ素含有化合物の酸化炎処理等を施した後、粉体塗装することにより、粉体塗膜の剥離を有効に防止することができる。
例えば、酸化アルミニウム等からなるセラミック基板は、耐熱性、軽量性の電子基板として多用されているが、伝電性が良好であって、表面温度が所定温度に上がりずらいことから、粉体塗装により粉体塗膜を形成しても、容易に剥離してしまうという問題が見られた。そこで、セラミック基板の表面に対して、ケイ素含有化合物の酸化炎処理等を施した後、粉体塗装することにより、粉体塗膜の剥離を有効に防止することができる。
また、固体物質としてのゴムとしては、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、本発明の粉体塗装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、粉体塗膜からなる数字や文字等を容易に形成することが可能となる。
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、本発明の粉体塗装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、粉体塗膜からなる数字や文字等を容易に形成することが可能となる。
また、固体物質としての樹脂としては、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。
したがって、これらの樹脂に対して、粉体塗装を実施することにより、均一かつ強固な粉体塗膜を形成することができる。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、粉体塗膜からなる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、粉体塗膜からなる文字や模様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、粉体塗膜からなる数字や文字等を容易に印刷することが可能となる。
さらに、所定の粉体塗膜を形成することにより、さらにレーザーマーキングや印刷を実施することができる。
したがって、これらの樹脂に対して、粉体塗装を実施することにより、均一かつ強固な粉体塗膜を形成することができる。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、粉体塗膜からなる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、粉体塗膜からなる文字や模様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、粉体塗膜からなる数字や文字等を容易に印刷することが可能となる。
さらに、所定の粉体塗膜を形成することにより、さらにレーザーマーキングや印刷を実施することができる。
また、本発明に使用する固体物質の形態についても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良く、あるいは、容器状、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ーバーに対して、本発明により、粉体塗膜を形成することにより、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させることができる。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。
例えば、繊維状のガラスやカーボンファーバーに対して、本発明により、粉体塗膜を形成することにより、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させることができる。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。
また、固体物質として、金属部品、セラミック部品、ガラス部品、紙部品、木部品等との組み合わせからなる複合構造体であっても好ましい。
例えば、金属管やセラミック管の内面に、粉体塗膜を樹脂ライナーとして形成することにより、表面を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。
さらに、固体物質の形態として、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、セラミック等のフィラーを対象とすることも好ましい。
すなわち、このようなフィラーの表面に粉体塗装を施すことによって、フィラーの機械的強度、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、このように粉体塗膜を備えた無機フィラーを、樹脂中に添加することにより、樹脂自体が新たな機能を発揮することも可能である。
例えば、金属管やセラミック管の内面に、粉体塗膜を樹脂ライナーとして形成することにより、表面を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。
さらに、固体物質の形態として、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、セラミック等のフィラーを対象とすることも好ましい。
すなわち、このようなフィラーの表面に粉体塗装を施すことによって、フィラーの機械的強度、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、このように粉体塗膜を備えた無機フィラーを、樹脂中に添加することにより、樹脂自体が新たな機能を発揮することも可能である。
２．表面処理工程
次いで、図２に示すフローチャートにおいては、表面処理工程として、ＳＴＥＰ２に示すイトロ処理（商標）、すなわち、ケイ素含有化合物の酸化炎処理を実施することを意味している。
（１）ケイ素含有化合物
ＳＴＥＰ２に示すイトロ処理を実施するにあたり、所定のケイ素含有化合物を使用するが、かかるケイ素含有化合物の沸点（大気圧下）を１０〜２００℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるケイ素含有化合物の沸点が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、かかるケイ素含有化合物の沸点が２００℃を超えると、空気流との混合性が低下し、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、かかるケイ素含有化合物の沸点を１５〜１８０℃の範囲内の値とすることがより好ましく、２０〜１２０℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、かかるケイ素含有化合物の沸点は、ケイ素含有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。
次いで、図２に示すフローチャートにおいては、表面処理工程として、ＳＴＥＰ２に示すイトロ処理（商標）、すなわち、ケイ素含有化合物の酸化炎処理を実施することを意味している。
（１）ケイ素含有化合物
ＳＴＥＰ２に示すイトロ処理を実施するにあたり、所定のケイ素含有化合物を使用するが、かかるケイ素含有化合物の沸点（大気圧下）を１０〜２００℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるケイ素含有化合物の沸点が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、かかるケイ素含有化合物の沸点が２００℃を超えると、空気流との混合性が低下し、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、かかるケイ素含有化合物の沸点を１５〜１８０℃の範囲内の値とすることがより好ましく、２０〜１２０℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、かかるケイ素含有化合物の沸点は、ケイ素含有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。
また、ケイ素含有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やアルコキシシラン化合物等が挙げられる。
このようなアルキルシラン化合物やアルコキシシラン化合物の好適例としては、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン、１，２−ジクロロテトラメチルシラン、１，２−ジフェニルテトラメチルシラン、１，２−ジクロロテトラエチルシラン、１，２−ジフェニルテトラエチルシラン、１，２，３−トリクロロテトラメチルシラン、１，２，３−トリフェニルテトラメチルシラン、ジメチル時エチルテトラシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、１，２−ジクロロテトラメトキシシラン、１，２−ジフェニルテトラメトキシシラン、１，２−ジクロロテトラエトキシシラン、１，２−ジフェニルテトラエトキシシラン、１，２，３−トリクロロテトラメトキシシラン、１，２，３−トリフェニルテトラメトキシシラン、ジメチルジエチルテトラメトキシシラン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。
このようなアルキルシラン化合物やアルコキシシラン化合物の好適例としては、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン、１，２−ジクロロテトラメチルシラン、１，２−ジフェニルテトラメチルシラン、１，２−ジクロロテトラエチルシラン、１，２−ジフェニルテトラエチルシラン、１，２，３−トリクロロテトラメチルシラン、１，２，３−トリフェニルテトラメチルシラン、ジメチル時エチルテトラシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、１，２−ジクロロテトラメトキシシラン、１，２−ジフェニルテトラメトキシシラン、１，２−ジクロロテトラエトキシシラン、１，２−ジフェニルテトラエトキシシラン、１，２，３−トリクロロテトラメトキシシラン、１，２，３−トリフェニルテトラメトキシシラン、ジメチルジエチルテトラメトキシシラン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。
また、ケイ素含有化合物において、分子内または分子末端に窒素原子、ハロゲン原子、ビニル基およびアミノ基の少なくとも一つを有する化合物であることがより好ましい。
より具体的には、ヘキサメチルジシラザン（沸点：１２６℃）、ビニルトリメトキシシラン（沸点：１２３℃）、ビニルトリエトキシシラン（沸点：１６１℃）、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン（沸点：１４４℃）、トリフルオロプロピルトリクロロシラン（沸点：１１３〜１１４℃）、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（沸点：２１５℃）、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（沸点：２１７℃）、ヘキサメチルジシロキサン（沸点：１００〜１０１℃）、および３−クロロプロピルトリメトキシシラン（沸点：１９６℃）の少なくとも一つの化合物であることが好ましい。
この理由は、このようなシラン化合物であれば、キャリアガスとの混合性が向上し、固体物質の表面に、粒状物（シリカ層）を形成して改質がより均一になるとともに、沸点等の関係で、かかるシラン化合物が固体物質の表面に一部残留しやすくなるため、固体物質と、各種粉体塗膜との間で、より優れた密着力を得ることができるためである。
より具体的には、ヘキサメチルジシラザン（沸点：１２６℃）、ビニルトリメトキシシラン（沸点：１２３℃）、ビニルトリエトキシシラン（沸点：１６１℃）、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン（沸点：１４４℃）、トリフルオロプロピルトリクロロシラン（沸点：１１３〜１１４℃）、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（沸点：２１５℃）、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（沸点：２１７℃）、ヘキサメチルジシロキサン（沸点：１００〜１０１℃）、および３−クロロプロピルトリメトキシシラン（沸点：１９６℃）の少なくとも一つの化合物であることが好ましい。
この理由は、このようなシラン化合物であれば、キャリアガスとの混合性が向上し、固体物質の表面に、粒状物（シリカ層）を形成して改質がより均一になるとともに、沸点等の関係で、かかるシラン化合物が固体物質の表面に一部残留しやすくなるため、固体物質と、各種粉体塗膜との間で、より優れた密着力を得ることができるためである。
（２）火炎
次いで、本発明の表面処理工程において、ＳＴＥＰ２に示すイトロ処理を実施するにあたり、所定量のケイ素含有化合物を燃料ガス中に混合し、それを燃焼させて火炎とし、その火炎を固体物質の表面に吹き付けることが好ましい。
そのため、かかる火炎の温度を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、ケイ素含有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。
次いで、本発明の表面処理工程において、ＳＴＥＰ２に示すイトロ処理を実施するにあたり、所定量のケイ素含有化合物を燃料ガス中に混合し、それを燃焼させて火炎とし、その火炎を固体物質の表面に吹き付けることが好ましい。
そのため、かかる火炎の温度を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、ケイ素含有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。
また、火炎を用いるにあたり、ケイ素含有化合物の添加量を、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。
この理由は、かかるケイ素含有化合物の添加量が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、かかるケイ素含有化合物の添加量が１０モル％を超えると、ケイ素含有化合物と空気等との混合性が低下し、それにつれてケイ素含有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、ケイ素含有化合物の添加量を、気体状物の全体量を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。
この理由は、かかるケイ素含有化合物の添加量が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、かかるケイ素含有化合物の添加量が１０モル％を超えると、ケイ素含有化合物と空気等との混合性が低下し、それにつれてケイ素含有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、ケイ素含有化合物の添加量を、気体状物の全体量を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。
また、かかる火炎の温度制御が容易にできることから、燃料ガス中に、通常、引火性ガスや可燃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や可燃性ガスとして、プロパンガスや天然ガス等の炭化水素ガス、水素、さらには、酸素や空気等が挙げられる。なお、燃料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、燃料ガスの全体量を１００モル％としたときに、８０〜９９．９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、ケイ素含有化合物と空気等との混合性が低下し、それにつれてケイ素含有化合物が不完全燃焼する場合があるためである。一方、かかるケイ素含有化合物の添加量が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、ケイ素含有化合物の添加量を、燃料ガスの全体量を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。
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、ケイ素含有化合物と空気等との混合性が低下し、それにつれてケイ素含有化合物が不完全燃焼する場合があるためである。一方、かかるケイ素含有化合物の添加量が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、ケイ素含有化合物の添加量を、燃料ガスの全体量を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。
また、燃料ガス中に、ケイ素含有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、ケイ素含有化合物と、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、移動しづらいケイ素含有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、ケイ素含有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。
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、移動しづらいケイ素含有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、ケイ素含有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。
（３）熱源
また、本発明の表面処理工程において、ＳＴＥＰ２に示す別なイトロ処理として、ケイ素含有化合物を４００℃以上の熱源（図示せず）を介して吹き付けて、表面処理を実施するにあたり、熱源の温度を４００〜２、５００℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる熱源の温度が４００℃未満の値になると、ケイ素含有化合物を熱分解して、固体物質の表面等に所定形状を有する粒状物を形成することが困難になる場合があるためである。一方、かかる熱源の温度が２、５００℃を超えると、気体状物が過度に加熱され、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るためである。
したがって、熱源の温度を５００〜１、８００℃の範囲内の値とすることが好ましく、８００〜１、２００℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、本発明の表面処理工程において、ＳＴＥＰ２に示す別なイトロ処理として、ケイ素含有化合物を４００℃以上の熱源（図示せず）を介して吹き付けて、表面処理を実施するにあたり、熱源の温度を４００〜２、５００℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる熱源の温度が４００℃未満の値になると、ケイ素含有化合物を熱分解して、固体物質の表面等に所定形状を有する粒状物を形成することが困難になる場合があるためである。一方、かかる熱源の温度が２、５００℃を超えると、気体状物が過度に加熱され、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るためである。
したがって、熱源の温度を５００〜１、８００℃の範囲内の値とすることが好ましく、８００〜１、２００℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、かかる熱源の種類は特に制限されるものではないが、例えば、レーザー、ハロゲンランプ、赤外線ランプ、高周波コイル、誘導加熱装置、熱風ヒーター、およびセラミックヒーターからなる群から選択される少なくとも一つの加熱手段が好ましい。
例えば、レーザーを用いることにより、スポット的に、極めて迅速に加熱して、ケイ素含有化合物を熱分解させて、例えば、固体物質として、ナノオーダーのパターン化された半導体基板についての表面処理が可能となる。
また、ハロゲンランプや赤外線ランプを用いることにより、極めて均一な温度分布でもって、大量のケイ素含有化合物の熱分解が可能となり、例えば、固体物質として、オレフィンフィルム等の効率的な表面処理が可能となる。
また、高周波コイルや誘導加熱装置を用いることにより、極めて迅速に加熱して、ケイ素含有化合物を熱分解させて、例えば、固体物質として、金属部品等の効率的な表面処理が可能となる。
さらに、熱風ヒーターやセラミックヒーターを用いることにより、例えば、２０００℃を超える温度処理が、小規模から大規模まで各種サイズにおいて可能となり、ケイ素含有化合物を容易に熱分解させて、例えば、固体物質として、セラミック基板等の効率的な表面処理が可能となる。
例えば、レーザーを用いることにより、スポット的に、極めて迅速に加熱して、ケイ素含有化合物を熱分解させて、例えば、固体物質として、ナノオーダーのパターン化された半導体基板についての表面処理が可能となる。
また、ハロゲンランプや赤外線ランプを用いることにより、極めて均一な温度分布でもって、大量のケイ素含有化合物の熱分解が可能となり、例えば、固体物質として、オレフィンフィルム等の効率的な表面処理が可能となる。
また、高周波コイルや誘導加熱装置を用いることにより、極めて迅速に加熱して、ケイ素含有化合物を熱分解させて、例えば、固体物質として、金属部品等の効率的な表面処理が可能となる。
さらに、熱風ヒーターやセラミックヒーターを用いることにより、例えば、２０００℃を超える温度処理が、小規模から大規模まで各種サイズにおいて可能となり、ケイ素含有化合物を容易に熱分解させて、例えば、固体物質として、セラミック基板等の効率的な表面処理が可能となる。
（４）処理時間
また、本発明において火炎または熱源を介した気体状物の吹き付け時間（噴射時間）を、単位面積（１００ｃｍ2）あたり、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、かかる噴射時間が０．１秒未満の値になると、ケイ素含有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、かかる噴射時間が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、かかる噴射時間を、単位面積（１００ｃｍ2）あたり、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。
また、本発明において火炎または熱源を介した気体状物の吹き付け時間（噴射時間）を、単位面積（１００ｃｍ2）あたり、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、かかる噴射時間が０．１秒未満の値になると、ケイ素含有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、かかる噴射時間が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、かかる噴射時間を、単位面積（１００ｃｍ2）あたり、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。
（５）火炎型表面処理装置
また、本発明において所定の火炎を吹き付けるにあたり、図１に示すように、ケイ素含有化合物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、を含む火炎型表面処理装置１０を用いることが好ましい。
すなわち、図１に示すように、加熱手段１６を有するケイ素含有化合物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、ヒーターや伝熱線、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ケイ素含有化合物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内のケイ素含有化合物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、燃料ガスとすることが好ましい。
なお、燃料ガス中におけるケイ素含有化合物の含有量は極めて重要であるため、当該ケイ素含有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、ケイ素含有化合物の蒸気圧（またはケイ素含有化合物量）をモニターすることが好ましい。
また、本発明において所定の火炎を吹き付けるにあたり、図１に示すように、ケイ素含有化合物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、を含む火炎型表面処理装置１０を用いることが好ましい。
すなわち、図１に示すように、加熱手段１６を有するケイ素含有化合物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、ヒーターや伝熱線、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ケイ素含有化合物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内のケイ素含有化合物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、燃料ガスとすることが好ましい。
なお、燃料ガス中におけるケイ素含有化合物の含有量は極めて重要であるため、当該ケイ素含有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、ケイ素含有化合物の蒸気圧（またはケイ素含有化合物量）をモニターすることが好ましい。
また、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ケイ素含有化合物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）を均一に混合し、燃料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、あるいは燃料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、ケイ素含有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。
また、ケイ素含有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。
また、噴射部３２は、図１に示すように、移送部２４を経て送られてきた燃料ガスを燃やし、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、概ね長方形であって、噴射口が横方向に配列されたバーナーであっても良い。
また、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３に示すように、噴射部３２を円形または楕円形を構成するように配置することも好ましいし、図４に示すように、噴射部３２を、被処理物である固体物質６６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、噴射部３２を、被処理物である固体物質６６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６６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。
例えば、図３に示すように、噴射部３２を円形または楕円形を構成するように配置することも好ましいし、図４に示すように、噴射部３２を、被処理物である固体物質６６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、噴射部３２を、被処理物である固体物質６６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６６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。
（６）熱源型表面処理装置
また、所定の気体状物を、熱源を介して吹き付けるにあたり、図６に示すようなケイ素含有化合物１４を貯蔵するための貯蔵タンク１２と、気化した気体状物を所定場所に移送するための移送部２４と、気体状物を所定温度に制御するキャリアガスを加熱するための熱源２５と、所定温度に制御されたケイ素含有化合物１４を含む気体状物を、固体物質に対して吹き付けるための噴射部３２と、を含む熱源型表面改質装置１００を用いることが好ましい。
すなわち、所定温度に制御されたケイ素含有化合物１４を含む気体状物を、固体物質に対してあらゆる方向から吹き付けることができ、固体物質を均一かつ十分に処理することが可能である。また、火炎を用いることがなく、表面改質作業中に気体状物を着火したり、消火したりする必要がなく、着火装置等への負担が小さく、表面処理装置を容易に小型化することができる。さらには、ケイ素含有化合物の燃焼性を考慮する必要がなく、ケイ素含有化合物に対する使用制限も少なくなる。
また、所定の気体状物を、熱源を介して吹き付けるにあたり、図６に示すようなケイ素含有化合物１４を貯蔵するための貯蔵タンク１２と、気化した気体状物を所定場所に移送するための移送部２４と、気体状物を所定温度に制御するキャリアガスを加熱するための熱源２５と、所定温度に制御されたケイ素含有化合物１４を含む気体状物を、固体物質に対して吹き付けるための噴射部３２と、を含む熱源型表面改質装置１００を用いることが好ましい。
すなわち、所定温度に制御されたケイ素含有化合物１４を含む気体状物を、固体物質に対してあらゆる方向から吹き付けることができ、固体物質を均一かつ十分に処理することが可能である。また、火炎を用いることがなく、表面改質作業中に気体状物を着火したり、消火したりする必要がなく、着火装置等への負担が小さく、表面処理装置を容易に小型化することができる。さらには、ケイ素含有化合物の燃焼性を考慮する必要がなく、ケイ素含有化合物に対する使用制限も少なくなる。
ここで、図６に示すように、加熱手段１６を有するとともに、ケイ素含有化合物１４を貯蔵するための第１の貯蔵タンク１２と、圧縮空気等のキャリアガスを貯蔵するための第２の貯蔵タンク２７、３７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、ヒーター等からなる加熱手段１６を備えてあり、常温、常圧状態では液状物であるケイ素含有化合物１４を気化させることが好ましい。
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内のケイ素含有化合物１４を、所定温度に加熱し、気化させた状態で、矢印Ｃで表されるように移送させるとともに、矢印Ａで表されるように導入された加熱状態のキャリアガスと混合し、所定温度の気体状物とすることが好ましい。
なお、気体状物中におけるケイ素含有化合物の含有量は極めて重要であるため、当該ケイ素含有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、ケイ素含有化合物の蒸気圧（またはケイ素含有化合物量）をモニター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内のケイ素含有化合物１４を、所定温度に加熱し、気化させた状態で、矢印Ｃで表されるように移送させるとともに、矢印Ａで表されるように導入された加熱状態のキャリアガスと混合し、所定温度の気体状物とすることが好ましい。
なお、気体状物中におけるケイ素含有化合物の含有量は極めて重要であるため、当該ケイ素含有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、ケイ素含有化合物の蒸気圧（またはケイ素含有化合物量）をモニターすることが好ましい。
また、移送部２４は、通常、管構造であって、図６に示すように、第１の貯蔵タンク１２から移送されてきたケイ素含有化合物１４と、第２の貯蔵タンク２７、３７から、熱源（第１の熱源２５）によって加熱された状態で移送されるキャリアガス（圧縮空気）と、を混合し、所定温度の気体状物とするための混合室２２を備えるとともに、流量を制御するための弁や流量計２０、３０、あるいは気体状物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、気体状物のきめ細かい温度制御のために、かかる移送部２４の途中に、別途、第２の熱源３５を設けて、矢印Ｂで表されるように、加熱状態のキャリアガスを導入することが好ましい。なお、かかる熱源としても、上述したように、レーザーやハロゲンランプ、あるいはセラミックヒーターからなる群から選択される少なくとも一つの加熱手段を用いることが好ましい。
さらに、噴射部３２は、図６に示すように、移送部２４を経て送られてきた所定温度の気体状物を、被処理物である固体物質６６に吹き付けるための噴出し口を備えることが好ましい。なお、かかる噴出し口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、気体状物のきめ細かい温度制御のために、かかる移送部２４の途中に、別途、第２の熱源３５を設けて、矢印Ｂで表されるように、加熱状態のキャリアガスを導入することが好ましい。なお、かかる熱源としても、上述したように、レーザーやハロゲンランプ、あるいはセラミックヒーターからなる群から選択される少なくとも一つの加熱手段を用いることが好ましい。
さらに、噴射部３２は、図６に示すように、移送部２４を経て送られてきた所定温度の気体状物を、被処理物である固体物質６６に吹き付けるための噴出し口を備えることが好ましい。なお、かかる噴出し口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。
なお、熱源型表面処理装置としては、図７に示すように、ニードル型の表面処理装置２００とすることも好ましい。
すなわち、ケイ素含有化合物２１４を酸化させるためのキャリアガスを移送するポンプ２７８と、キャリアガスの流量を制御するための流量弁２７６と、ニードル型の表面処理装置２００を構成するように、加熱室２５６の周囲に設けてあるキャリアガスの導入路２５４ａ、２５４ｂと、所定温度に加熱されたケイ素含有化合物２１４およびキャリアガスを混合するとともに、固体物質２６６に対して吹き付けるための噴射部２３２と、を備えていることが好ましい。
したがって、矢印Ａ´で表されるように流れるケイ素含有化合物２１４と、矢印Ｂ´で表されるように流れるキャリアガスを均一に混合し、所定温度に制御した気体状物として、固体物質２６６に対して、所定方向から吹き付けることができる。また、このようなニードル型の表面処理装置２００であれば、スポット的に、所定箇所のみに表面処理を施すこともできる。さらに、このような形態の表面処理装置２００であれば、容易に小型化することができ、携帯型の表面処理装置として構成することもできる。
すなわち、ケイ素含有化合物２１４を酸化させるためのキャリアガスを移送するポンプ２７８と、キャリアガスの流量を制御するための流量弁２７６と、ニードル型の表面処理装置２００を構成するように、加熱室２５６の周囲に設けてあるキャリアガスの導入路２５４ａ、２５４ｂと、所定温度に加熱されたケイ素含有化合物２１４およびキャリアガスを混合するとともに、固体物質２６６に対して吹き付けるための噴射部２３２と、を備えていることが好ましい。
したがって、矢印Ａ´で表されるように流れるケイ素含有化合物２１４と、矢印Ｂ´で表されるように流れるキャリアガスを均一に混合し、所定温度に制御した気体状物として、固体物質２６６に対して、所定方向から吹き付けることができる。また、このようなニードル型の表面処理装置２００であれば、スポット的に、所定箇所のみに表面処理を施すこともできる。さらに、このような形態の表面処理装置２００であれば、容易に小型化することができ、携帯型の表面処理装置として構成することもできる。
（７）濡れ指数
また、本発明の表面処理工程において表面改質された固体物質の濡れ指数（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。
なお、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。
また、本発明の表面処理工程において表面改質された固体物質の濡れ指数（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。
なお、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。
（７）接触角
また、本発明の表面処理工程において表面改質された固体物質の、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。
また、本発明の表面処理工程において表面改質された固体物質の、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。
６．粉体塗装工程
次いで、図２に示すフローチャートにおいては、粉体塗装工程として、ＳＴＥＰ３に示す静電塗装工程を実施することを意味している。
（１）粉体塗料
本発明の粉体塗装工程に使用される粉体塗料の種類は特に制限されるものでなく、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を使用することができる。より具体的には、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ−ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂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。
また、かかる粉体塗料の軟化温度を５０〜１５０℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる粉体塗料の軟化温度が５０℃未満の値になると、所望の厚さの硬化粉体塗膜を形成することが困難となる場合があるためである。一方、かかる粉体塗料の軟化温度が１５０℃を超えると、硬化粉体塗膜の厚さが不均一になったり、固体物質の表面に対する密着性が低下したりする場合があるためである。
したがって、かかる粉体塗料の軟化温度を６０〜１３０℃の範囲内の値とすることがより好ましく、７０〜１２０℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
次いで、図２に示すフローチャートにおいては、粉体塗装工程として、ＳＴＥＰ３に示す静電塗装工程を実施することを意味している。
（１）粉体塗料
本発明の粉体塗装工程に使用される粉体塗料の種類は特に制限されるものでなく、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を使用することができる。より具体的には、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ−ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂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。
また、かかる粉体塗料の軟化温度を５０〜１５０℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる粉体塗料の軟化温度が５０℃未満の値になると、所望の厚さの硬化粉体塗膜を形成することが困難となる場合があるためである。一方、かかる粉体塗料の軟化温度が１５０℃を超えると、硬化粉体塗膜の厚さが不均一になったり、固体物質の表面に対する密着性が低下したりする場合があるためである。
したがって、かかる粉体塗料の軟化温度を６０〜１３０℃の範囲内の値とすることがより好ましく、７０〜１２０℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、かかる粉体塗料の平均粒径を１〜１００μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる粉体塗料の平均粒径が１μｍ未満の値になると、所望の厚さの硬化粉体塗膜を形成することが困難となる場合があるためである。一方、かかる粉体塗料の平均粒径が１００μｍを超えると、硬化粉体塗膜の厚さが不均一になったり、固体物質の表面に対する密着性が低下したりする場合があるためである。
したがって、かかる粉体塗料の平均粒径を５〜６０μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、１０〜４０μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、かかる粉体塗料の平均粒径が１μｍ未満の値になると、所望の厚さの硬化粉体塗膜を形成することが困難となる場合があるためである。一方、かかる粉体塗料の平均粒径が１００μｍを超えると、硬化粉体塗膜の厚さが不均一になったり、固体物質の表面に対する密着性が低下したりする場合があるためである。
したがって、かかる粉体塗料の平均粒径を５〜６０μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、１０〜４０μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
（２）静電塗装装置
また、本発明の粉体塗装工程において、粉体塗装を実施するにあたり、従来使用されている流動浸漬法を採用することもできるが、より効率的に粉体塗装できることから静電塗装装置を用いることが好ましい。より具体的には、図８に例示されるような静電塗装装置３００を、典型的に使用することが好ましい。
すなわち、静電塗装装置としての塗装ガン３００は、その先端部に設けてある塗料噴射孔３１５と、液体塗料に高電圧を付与するための電極３１２を突出させてなる高圧印加部３０３と、液体塗料を噴射する際に、空気を供給するための二つの空気噴射孔３０７、３０８と、を備えていることが好ましい。
また、本発明の粉体塗装工程において、粉体塗装を実施するにあたり、従来使用されている流動浸漬法を採用することもできるが、より効率的に粉体塗装できることから静電塗装装置を用いることが好ましい。より具体的には、図８に例示されるような静電塗装装置３００を、典型的に使用することが好ましい。
すなわち、静電塗装装置としての塗装ガン３００は、その先端部に設けてある塗料噴射孔３１５と、液体塗料に高電圧を付与するための電極３１２を突出させてなる高圧印加部３０３と、液体塗料を噴射する際に、空気を供給するための二つの空気噴射孔３０７、３０８と、を備えていることが好ましい。
そして、塗装ガン３００の本体３０１には、高圧印加部３０３に対して、通電するための高電圧供給部３１０と、塗料噴射孔３１５に対して、液体塗料の貯蔵部（図示せず）から供給するための塗料供給路３０４と、二つの空気噴射孔３０７、３０８に対して、圧縮空気を供給するための空気供給路（図示せず）と、を備えていることが好ましい。
したがって、このような静電塗装装置３００を用いることにより、各種粉体塗料を固体物質３６６の任意箇所に対して精度良く吹き付け、例えば、パターン化した粉体塗膜を容易に形成することができる。
したがって、このような静電塗装装置３００を用いることにより、各種粉体塗料を固体物質３６６の任意箇所に対して精度良く吹き付け、例えば、パターン化した粉体塗膜を容易に形成することができる。
また、上述した静電塗装装置を、さらに上述した表面処理装置と直列配置させて、固体物質として、例えば、ガラス容器の製造ラインを構成することも好ましい。
すなわち、図９に示すように、ガラス容器６６の製造ライン４００の出口に、表面処理装置１０を配置し、さらにその延長箇所に、静電塗装装置３００を配置することが好ましい。
そして、かかる静電塗装装置における静電塗装する際の電圧を０．１〜１００ｋＶの範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、かかる電圧が０．１ｋＶ未満になると、ガラス容器に対して、粉体塗料を均一に静電塗装することが困難になる場合があるためである。一方、かかる電圧が１００ｋＶを超えると、ガラス容器の表面に付着せず、外部に飛散する粉体塗料の量が著しく増加する場合があるためである。したがって、静電塗装する際の電圧を１〜５０ｋＶの範囲内の値とすることがより好ましく、１０〜３０ｋＶの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、図９に示すように、ガラス容器の製造ライン４００においては、静電塗装装置３００の延長部に、さらに二つの加熱部４１０（４１０ａ、４１０ｂ）が設けてあり、ガラス容器の所定箇所に付着させた粉体塗料を加熱硬化させるように構成してあることが好ましい。この理由は、このように構成することにより、一旦付着した粉体塗料が脱落することなく、均一な硬化粉体塗膜を形成することができるためである。
すなわち、図９に示すように、ガラス容器６６の製造ライン４００の出口に、表面処理装置１０を配置し、さらにその延長箇所に、静電塗装装置３００を配置することが好ましい。
そして、かかる静電塗装装置における静電塗装する際の電圧を０．１〜１００ｋＶの範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、かかる電圧が０．１ｋＶ未満になると、ガラス容器に対して、粉体塗料を均一に静電塗装することが困難になる場合があるためである。一方、かかる電圧が１００ｋＶを超えると、ガラス容器の表面に付着せず、外部に飛散する粉体塗料の量が著しく増加する場合があるためである。したがって、静電塗装する際の電圧を１〜５０ｋＶの範囲内の値とすることがより好ましく、１０〜３０ｋＶの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、図９に示すように、ガラス容器の製造ライン４００においては、静電塗装装置３００の延長部に、さらに二つの加熱部４１０（４１０ａ、４１０ｂ）が設けてあり、ガラス容器の所定箇所に付着させた粉体塗料を加熱硬化させるように構成してあることが好ましい。この理由は、このように構成することにより、一旦付着した粉体塗料が脱落することなく、均一な硬化粉体塗膜を形成することができるためである。
７．硬化処理工程および検査工程
次いで、図２に示すフローチャートにおいては、硬化処理工程として、ＳＴＥＰ４に示す硬化処理工程を実施することを意味している。すなわち、本発明の硬化処理工程において、静電塗装等された粉体塗料を加熱するか、あるいは紫外線照射して完全硬化させることが好ましい。
例えば、加熱する場合、１００〜２００℃の温度で、１〜１２０分の条件で、粉体塗料を加熱させるとともに一部流動させて、均一な厚さであって、表面平滑性に優れた硬化粉体塗膜を形成することが好ましい。
また、加熱手段としては、オーブン、赤外線ランプ、遠赤外線ランプ、電熱炉、レーザー、ハロゲンランプ、あるいはセラミックヒーターからなる群から選択される少なくとも一つの加熱手段を用いることが好ましい。
一方、紫外線照射して硬化させる場合、例えば、照射量を５０〜１，０００ｍＪ／ｃｍ2の範囲内の値とすることが好ましい。
その他、図２に示すフローチャートに示すように、ＳＴＥＰ４に示す硬化処理工程を実施した後、ＳＴＥＰ５に示すように、検査工程を実施することが好ましい。すなわち、図９（ａ）に示すように連続的な表面処理層８４、あるいは図９（ｂ）に示すように不連続的な表面処理層８４およびそれぞれ硬化粉体塗膜８６を備えたガラス容器８０の外観や寸法を検査して、規格内であることを確認することが好ましい。
次いで、図２に示すフローチャートにおいては、硬化処理工程として、ＳＴＥＰ４に示す硬化処理工程を実施することを意味している。すなわち、本発明の硬化処理工程において、静電塗装等された粉体塗料を加熱するか、あるいは紫外線照射して完全硬化させることが好ましい。
例えば、加熱する場合、１００〜２００℃の温度で、１〜１２０分の条件で、粉体塗料を加熱させるとともに一部流動させて、均一な厚さであって、表面平滑性に優れた硬化粉体塗膜を形成することが好ましい。
また、加熱手段としては、オーブン、赤外線ランプ、遠赤外線ランプ、電熱炉、レーザー、ハロゲンランプ、あるいはセラミックヒーターからなる群から選択される少なくとも一つの加熱手段を用いることが好ましい。
一方、紫外線照射して硬化させる場合、例えば、照射量を５０〜１，０００ｍＪ／ｃｍ2の範囲内の値とすることが好ましい。
その他、図２に示すフローチャートに示すように、ＳＴＥＰ４に示す硬化処理工程を実施した後、ＳＴＥＰ５に示すように、検査工程を実施することが好ましい。すなわち、図９（ａ）に示すように連続的な表面処理層８４、あるいは図９（ｂ）に示すように不連続的な表面処理層８４およびそれぞれ硬化粉体塗膜８６を備えたガラス容器８０の外観や寸法を検査して、規格内であることを確認することが好ましい。
[実施例１]
１．硬化粉体塗膜を備えた固体物質の作成
固体物質として、ガラス板（縦１０ｃｍ×横１０ｃｍ×厚さ２ｍｍ）を準備し、このガラス板の表面に対して、図１に示す表面改質装置を用いて、ケイ酸化炎処理を単位面積当り（５０ｃｍ2）、０．２秒間実施した。なお、燃料ガスとして、ヘキサメチルジシラザンを０．０１モル％、残りの９９．９９モル％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。
次いで、Ｂステージのエポキシ樹脂からなる粉体塗料を、ケイ酸化炎処理したガラス板に対して、静電塗装し、厚さ５０μｍの粉体塗膜を形成した。その後、オーブンを用いて、１７０℃、２０分の条件で加熱処理を施し、粉体塗膜を完全硬化させた。
１．硬化粉体塗膜を備えた固体物質の作成
固体物質として、ガラス板（縦１０ｃｍ×横１０ｃｍ×厚さ２ｍｍ）を準備し、このガラス板の表面に対して、図１に示す表面改質装置を用いて、ケイ酸化炎処理を単位面積当り（５０ｃｍ2）、０．２秒間実施した。なお、燃料ガスとして、ヘキサメチルジシラザンを０．０１モル％、残りの９９．９９モル％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。
次いで、Ｂステージのエポキシ樹脂からなる粉体塗料を、ケイ酸化炎処理したガラス板に対して、静電塗装し、厚さ５０μｍの粉体塗膜を形成した。その後、オーブンを用いて、１７０℃、２０分の条件で加熱処理を施し、粉体塗膜を完全硬化させた。
２．固体物質および粉体塗膜の評価
（１）体積抵抗率
ケイ酸化炎処理した段階におけるガラス板における体積抵抗率（表面抵抗）を、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠して測定した。また、ケイ酸化炎処理前のガラス板の体積抵抗率を同様に測定した。
（１）体積抵抗率
ケイ酸化炎処理した段階におけるガラス板における体積抵抗率（表面抵抗）を、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠して測定した。また、ケイ酸化炎処理前のガラス板の体積抵抗率を同様に測定した。
（２）濡れ指数
ケイ酸化炎処理した段階におけるガラス板における濡れ指数を、標準液を用いて測定した。また、ケイ酸化炎処理前のガラス板の濡れ指数を同様に測定した。
ケイ酸化炎処理した段階におけるガラス板における濡れ指数を、標準液を用いて測定した。また、ケイ酸化炎処理前のガラス板の濡れ指数を同様に測定した。
（３）粉体塗装性１
硬化粉体塗膜を備えたガラス板に対して、ＪＩＳ Ｋ−５４００に準拠した碁盤目試験を実施し、以下の基準に沿って粉体塗装性（密着性）を評価した。
◎：１００個の碁盤目試験で、全く剥がれが無い。
○：１００個の碁盤目試験で、剥がれ数は１〜２個である。
△：１００個の碁盤目試験で、剥がれ数は３〜１０個である。
×：１００個の碁盤目試験で、剥がれ数は１１個以上である。
硬化粉体塗膜を備えたガラス板に対して、ＪＩＳ Ｋ−５４００に準拠した碁盤目試験を実施し、以下の基準に沿って粉体塗装性（密着性）を評価した。
◎：１００個の碁盤目試験で、全く剥がれが無い。
○：１００個の碁盤目試験で、剥がれ数は１〜２個である。
△：１００個の碁盤目試験で、剥がれ数は３〜１０個である。
×：１００個の碁盤目試験で、剥がれ数は１１個以上である。
（４）粉体塗装性２
硬化粉体塗膜を備えたガラス板の外観を目視にて観察し、以下の基準で粉体塗装性（外観性）を評価した。
◎：均一な厚さを有しており、滑らかな硬化粉体塗膜である。
○：ほぼ均一な厚さを有しており、ほぼ滑らかな硬化粉体塗膜である。
△：一部厚さが不均一であるが、ほぼ滑らかな硬化粉体塗膜である。
×：厚さが不均一であって、平滑性に乏しい硬化粉体塗膜である。
硬化粉体塗膜を備えたガラス板の外観を目視にて観察し、以下の基準で粉体塗装性（外観性）を評価した。
◎：均一な厚さを有しており、滑らかな硬化粉体塗膜である。
○：ほぼ均一な厚さを有しており、ほぼ滑らかな硬化粉体塗膜である。
△：一部厚さが不均一であるが、ほぼ滑らかな硬化粉体塗膜である。
×：厚さが不均一であって、平滑性に乏しい硬化粉体塗膜である。
[実施例２〜８]
実施例２〜８では、表１に示すように、ケイ素含有化合物の種類および表面処理時間を変えた他は、それぞれ実施例１と同様に硬化粉体塗膜を備えたガラス板を作成し、粉体塗装性等の評価を行った。
実施例２〜８では、表１に示すように、ケイ素含有化合物の種類および表面処理時間を変えた他は、それぞれ実施例１と同様に硬化粉体塗膜を備えたガラス板を作成し、粉体塗装性等の評価を行った。
[比較例１および２]
比較例１では、ガラスの表面に全く処理を施さず、比較例２では、ガラスの表面に対して、通電処理液を塗布した後、乾燥させることにより通電処理層を形成した他は、それぞれ実施例１と同様に硬化粉体塗膜を備えたガラス板を作成し、粉体塗装性等の評価を行った。
比較例１では、ガラスの表面に全く処理を施さず、比較例２では、ガラスの表面に対して、通電処理液を塗布した後、乾燥させることにより通電処理層を形成した他は、それぞれ実施例１と同様に硬化粉体塗膜を備えたガラス板を作成し、粉体塗装性等の評価を行った。
＊HMDN:ヘキサメチルジシラザン
＊VTMS:ビニルトリメトキシシラン
＊HMDN/ETA:ヘキサメチルジシラザン/エタノール
＊TFTM:トリフルオロプロピルトリメトキシシラン
＊ClTM:３−クロロプロピルトリメトキシシラン
＊HMDS:ヘキサメチルジシロキサン
以上の説明の通り、本発明の粉体塗装方法によれば、粉体塗料を固体物質へ適用して粉体塗装する前に、当該固体物質の表面に対して、ケイ素含有化合物を含む燃料ガスの火炎を吹き付け処理するか、あるいは、ケイ素含有化合物を、４００℃以上の熱源を介して吹き付け処理することにより、均一な厚さを有し、平滑性に優れた硬化粉体塗膜を備えた固体物質を得ることができる。
したがって、通電処理等の前処理を実施することなく、ガラスやセラミック等に対して粉体塗装を実施することができるようになり、あるいは、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等に対しても、粉体塗装を実施することができるようになった。
すなわち、ガラス容器、セラミック基板、あるいは防汚性ゴム、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、テープ等の表面に対して、粉体塗膜による印字や装飾を容易にできるようになった。
したがって、通電処理等の前処理を実施することなく、ガラスやセラミック等に対して粉体塗装を実施することができるようになり、あるいは、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等に対しても、粉体塗装を実施することができるようになった。
すなわち、ガラス容器、セラミック基板、あるいは防汚性ゴム、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、テープ等の表面に対して、粉体塗膜による印字や装飾を容易にできるようになった。
また、本発明の粉体塗装方法によれば、固体物質の表面に、極めて薄膜のケイ素含有化合物の分解反応物からなる表面処理層が形成されるため、粉体塗料に対して、所定のレベリング性を発揮することができる。したがって、通常の粉体塗料を用いた場合には、レベリング剤の添加量を低下させた場合であっても、均一で、かつ平滑性に優れた硬化粉体塗膜を形成することができるし、あるいは、シリコーン樹脂入りの粉体塗料を用いた場合には、所定のはじき現象を均一に生じさせ、強固な硬化粉体塗膜を形成することができる。
１０：表面改質装置
１２：表面改質装置の貯蔵タンク
１４：ケイ素含有化合物
１６：加熱手段
１８：圧力計
２２：混合室
２４：移送部
２５：熱源
２７：キャリアガスの貯蔵タンク
２８：圧力計
３２：噴射部
３５：第２の熱源
３７：キャリアガスの第２の貯蔵タンク
８０：硬化粉体塗膜を備えたガラス容器
８２：ガラス容器
８４：表面処理層
８６：硬化粉体塗膜
１００：熱源型表面処理装置
２００：ニードル型の表面処理装置
３００：静電塗装装置
４００：ガラス容器の製造ライン
１２：表面改質装置の貯蔵タンク
１４：ケイ素含有化合物
１６：加熱手段
１８：圧力計
２２：混合室
２４：移送部
２５：熱源
２７：キャリアガスの貯蔵タンク
２８：圧力計
３２：噴射部
３５：第２の熱源
３７：キャリアガスの第２の貯蔵タンク
８０：硬化粉体塗膜を備えたガラス容器
８２：ガラス容器
８４：表面処理層
８６：硬化粉体塗膜
１００：熱源型表面処理装置
２００：ニードル型の表面処理装置
３００：静電塗装装置
４００：ガラス容器の製造ライン
Claims (7)
- 粉体塗料を固体物質へ適用して粉体塗装する前に、
当該固体物質の表面に対して、ケイ素含有化合物を含む燃料ガスの火炎を吹き付け処理するか、あるいは、ケイ素含有化合物を、４００℃以上の熱源を介して吹き付け処理することにより、
前記固体物質の体積抵抗率を１×１０ 4 〜１×１０ 10 Ω・ｃｍの範囲内の値とすることを特徴とする粉体塗装方法。 - 前記固体物質への粉体塗装前に、前記固体物質の濡れ指数（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請求項１に記載の粉体塗装方法。
- 前記固体物質への粉体塗装前に、当該固体物質の表面温度を４０〜８０℃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に記載の粉体塗装方法。
- 前記ケイ素含有化合物が、分子内または分子末端に窒素原子、ハロゲン原子、ビニル基およびアミノ基の少なくとも一つを有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粉体塗装方法。
- 前記固体物質が、ガラス、金属またはセラミックであ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粉体塗装方法。
- 前記火炎または気体状物の吹き付け時間を、単位面積（１００ｃｍ2）あたり、０．１秒〜１００秒の範囲内の値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粉体塗装方法。
- 前記粉体塗料を固体物質へ適用して粉体塗装した後に、１００〜２５０℃に加熱処理するか、あるいは紫外線照射して硬化させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の固体物質の粉体塗装方法。
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