(57)【要約】【課題】火口から噴出する混合組成物中の表面改質成分の含有量を、改質処理に適した一定の比率に定められているところの貯留容器内の液相領域での含有量と同一又はほゞ同一にすることによって、予定した通りの処理品質が得られるようにし、処理品質の安定性を維持し、外気温に左右されない安定した火炎を発生させることができるようにする。【解決手段】混合組成物を噴射する噴射ノズル５０ａと、噴射ノズル５０ａに液状の混合組成物を導入する混合組成物通路６０と、筒状の火口７０と、を備える。火口７０から噴出した混合組成物の燃焼で発生する火炎を処理対象物に接触させてその処理対象物を表面処理する。混合組成物通路６０に、当該混合組成物通路６０を通過する液状の混合組成物を予熱するための加熱領域Ｚを具備させる。加熱領域Ｚの加熱に火炎の燃焼熱を利用する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃成分と表面改質成分との混合組成物を噴射する噴射ノズルと、上記混合組成物をその貯留容器から上記噴射ノズルに導入する混合組成物通路と、上記噴射ノズルの前側に配備されてその噴射ノズルから噴射された混合組成物を通過させる筒状の火口と、を備え、上記火口から噴出した上記混合組成物の燃焼で発生する火炎を処理対象物に接触させてその処理対象物を表面処理するための火炎表面処理装置であって、
上記混合組成物通路が、上記貯留容器に蓄えられている液状の混合組成物を液状のまま上記噴射ノズルに導入する機能を有し、その混合組成物通路に、当該混合組成物通路を通過する液状の混合組成物を予熱することによって、混合組成物を高温高圧の状態にすることを可能にする加熱領域を具備させてある火炎表面処理装置。
【請求項２】
上記混合組成物通路の加熱領域が、当該混合組成物通路の中間部に具備されて上記火口の近傍箇所を経由する迂回路によって形成され、その迂回路を通過する液状の混合組成物が上記火炎の燃焼熱により予熱されて高温高圧の状態で上記噴射ノズルに導入されるように構成されている請求項１に記載した火炎表面処理装置。
【請求項３】
上記混合組成物通路の始端部に、上記貯留容器に具備された混合組成物出口の装着部が備わり、その装着部に上記貯留容器を装着することによって、上記貯留容器に蓄えられている混合組成物の液相領域からその混合組成物が液状のまま当該混合組成物通路に供給されるように構成されている請求項１又は請求項２に記載した火炎表面処理装置。
【請求項４】
可燃成分と表面改質成分との混合組成物を蓄えている貯留容器の液相領域からその混合組成物を液状のまま混合組成物通路に導入すること、
上記混合組成物通路に導入された液状の混合組成物を予熱して当該混合組成物通路を通過する液状の混合組成物を高温高圧の状態にすること、
上記混合組成物通路で予熱されて高温高圧の状態の液状の混合組成物を噴射ノズルから噴射させて筒状の火口を通過させること、
上記火口から噴出した上記混合組成物を燃焼させることにより発生した火炎を処理対象物に接触させてその処理対象物を表面処理すること、
とを行うことを特徴とする火炎表面処理方法。
【請求項５】
上記混合組成物通路に導入された液状の混合組成物を予熱して当該混合組成物通路を通過する液状の混合組成物を高温高圧の状態にすることを、上記火口から噴出した上記混合組成物を燃焼させることにより発生した火炎の燃焼熱を利用して行う請求項４に記載した火炎表面処理方法。
【請求項６】
上記混合組成物通路に導入された液状の混合組成物を予熱する工程では、その混合組成物に含まれる表面改質成分を、その沸点、着火点又は引火点のいずれかの温度にまで加熱する請求項４又は請求項５に記載した火炎表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃成分と表面改質成分との混合組成物を筒状の火口から噴出させて燃焼させ、その燃焼によって生じた火炎によって処理対象物を表面処理することに用いられる火炎表面処理装置に関する。また、本発明は、上記の表面処理を行うための火炎表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、処理対象物としての固体物質の表面に、改質剤化合物を含む燃料ガスの火炎を吹き付けることによってその固体物質を表面処理するという方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記の処理に用いることのできる火炎表面処理装置にあっては、基本的には、火口から噴出される混合組成物が貯留容器（たとえばボンベ）に蓄えられていて、その貯留容器の混合組成物が混合組成物通路を経て噴射ノズルに導入される。そして、その噴射ノズルから噴射された混合組成物が筒状の火口を経て噴出される。そして、火口から噴出した混合組成物の燃焼によって生じる火炎を処理対象物に接触させる。このような処理によると、その火炎反応により、燃焼熱や混合組成物に含まれる表面改質成分の作用によって処理対象物の表面が改質される。また、このような改質処理によって、たとえば、処理対象物の表面が活性化されて処理対象物の表面のコーティング処理や塗装を行いやすくなり、処理対象物へのコーティングや塗装の密着性や接着性が高くなり、コーティング膜や塗膜の耐久性が良くなる等の効果が得られる。
【０００４】
ところで、混合組成物に含まれる可燃成分と表面改質成分とは、液状での混合比率が上記の改質処理に適した一定の比率に定められている。その一方で、貯留容器内では、混合組成物が液相領域と気相領域とに分かれ、液相領域と気相領域とでは、可燃成分と表面改質成分との混合比率、言い換えると、混合組成物中の表面改質成分の含有量が当然に相違している。これは、可燃成分と表面改質成分の沸点が相違していることによる。そのため、貯留容器内の気相領域から気体の状態で取り出した混合組成物を筒状の火口から噴出させて燃焼させると、火口から噴出された混合組成物中の表面改質成分の含有量は、上記の気相領域での含有量に見合うものになるに過ぎず、改質処理に適した一定の比率に定められているところの上記の液相領域での含有量とは相違したものになってしまい、処理対象物の表面に対する予定した通りの処理品質が得られなくなる可能性がある。また、上記の気相領域から混合組成物を連続して気体のまま取り出すと、貯留容器内の液相領域や気相領域での表面改質成分の含有量が逐次変化することになるので、処理対象物の表面に対する処理品質の安定性が損なわれることにもなる。さらには、低温時には、混合組成物の気化や火炎反応が十分に行われなくなって燃焼不良となり、処理対象物の表面に対する予定した通りの処理品質が得られなくなる可能性がある。また、沸点が非常に高い表面改質成分の場合には自然気化は望めず、貯留容器内の気相領域には表面改質成分は含有しないことから、そのような成分の表面改質成分は使用できない。また、表面改質成分自体は例えば粉末状の固体であって溶剤等に溶解しており、気化はしない成分である場合においても、自然気化は望めず、貯留容器内の気相領域には表面改質成分は含有しないことから、そのような成分の表面改質成分は使用できない。
【０００５】
図５は、比較例に相当する一般的なガストーチの基本構成を概略で示した一部破断側面図である。図例のガストーチは、処理対象物を火炎の燃焼熱で加熱させることに用いられる。同図のガストーチは、燃料ガスを噴射する噴射ノズル１１と空気取り入れ孔４００と後述する貯留容器２０が装着される装着部１２と、装着部１２から噴射ノズル１１に至る燃料ガス通路１３と、噴射ノズル１１の前側に配備されてその噴射ノズル１１から噴射された燃料ガスを通過させる筒状の火口１５と、を備えている。そして、噴射ノズル１１に流量調整弁１４が備わっている。この流量調整弁１４では、つまみ１６を正逆方向に回転させることによって、燃料ガス通路１３の開口面積を増減させることができるようになっている。
【０００６】
図５には、燃料ガスを蓄えている貯留容器２０を併せて示してある。この貯留容器２０内には、可燃成分としての液化燃料ガスの液相領域と気相領域が存在している。そして、この貯留容器２０は、ステム２１を備えた容器頂部が上になる正立姿勢を保持して使用される。そのため、この貯留容器１０では、気相領域の気体がステム２１を経て取り出される。なお、ステム２１には、当該ステム２１の押込み復帰動作に連動して開閉する開閉弁が装備されている。
【０００７】
図５によって類推することができるように、ガストーチの装着部１２には、装着補助具３０を用いて貯留容器２０が装着される。そして、装着部１２に貯留容器２０が装着された状態では、ステム２１の通孔が燃料ガス通路１３に連通される。このため、正立姿勢の貯留容器２０内の気相領域から燃料ガスが気体のまま取り出され、燃料ガス通路１３を通り、流量調整されて噴射ノズル１１に導入される。そして、噴射ノズル１１から噴射された燃料ガスがベンチュリー効果により空気取り入れ孔４００から一次空気を取り入れ、筒状の火口１５を通ってその先端開口から噴出する。したがって、火口１５の先端開口から噴出した燃料ガスに着火すると、燃料ガスの燃焼による火炎が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２３８７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図５を参照して説明した比較例としてのガストーチを、処理対象物を表面処理するための火炎表面処理装置にそのまま適用すると、上記したような不都合、具体的には、処理対象物の表面に対する予定した通りの処理品質が得られなくなったり、処理品質の安定性が損なわれたりすることが考えられる。
【００１０】
すなわち、図５の比較例としてのガストーチは、貯留容器２０の気相領域から燃料ガスを気体のまま取り出すものであるので、その貯留容器２０を、冒頭で説明した可燃成分と表面改質成分との混合組成物を蓄える貯留容器に置き換えただけでは、混合組成物を蓄えている貯留容器の気相領域から気体の状態で取り出された混合組成物が、噴射ノズルや筒状の火口を通過して噴出する。そのため、火口から噴出した混合組成物を燃焼させると、火口から噴出された混合組成物中の表面改質成分の含有量が、改質処理に適した一定の比率に定められているところの貯留容器内の液相領域での含有量とは相違したものになってしまい、処理対象物の表面に対する予定した通りの処理品質が得られなくなる可能性がある。また、上記の気相領域から混合組成物を連続して気体のまま取り出すと、貯留容器内の液相領域や気相領域での表面改質成分の含有量が逐次変化することになるので、処理対象物の表面に対する処理品質の安定性が損なわれることになる。また、沸点が非常に高い表面改質成分の場合には自然気化は望めず、貯留容器内の気相領域には表面改質成分は含有しないことから、そのような成分の表面改質成分は使用できない。また、表面改質成分自体は例えば粉末状の固体であって溶剤等に溶解しており、気化はしない成分である場合においても、自然気化は望めず、貯留容器内の気相領域には表面改質成分は含有しないことから、そのような成分の表面改質成分は使用できない。
【００１１】
本発明に係る火炎表面処理装置及び火炎表面処理方法は、上記事情に鑑みてなされたものであり、火口から噴出する混合組成物中の表面改質成分の含有量を、改質処理に適した一定の比率に定められているところの貯留容器内の液相領域での含有量と同一又はほゞ同一にすることのできる対策を講じることによって、その混合組成物の燃焼によって生じる火炎を用いて表面処理を行ったときに、予定した通りの処理品質が得られるようにすることと併せて、処理品質の安定性を維持し、さらには、外気温に左右されない安定した火炎を発生させることができるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る火炎表面処理装置は、可燃成分と表面改質成分との混合組成物を噴射する噴射ノズルと、上記混合組成物をその貯留容器から上記噴射ノズルに導入する混合組成物通路と、上記噴射ノズルの前側に配備されてその噴射ノズルから噴射された混合組成物を通過させる筒状の火口と、を備え、上記火口から噴出した上記混合組成物の燃焼で発生する火炎を処理対象物に接触させてその処理対象物を表面処理するための火炎表面処理装置である。そして、上記混合組成物通路が、上記貯留容器に蓄えられている液状の混合組成物を液状のまま上記噴射ノズルに導入する機能を有し、その混合組成物通路に、当該混合組成物通路を通過する液状の混合組成物を予熱することによって、混合組成物を高温高圧の状態にすることを可能にする加熱領域を具備させてある。
【００１３】
この構成を備えた本発明に係る火炎表面処理装置によれば、混合組成物が液状のまま噴射ノズルに導入されるので、噴射ノズルから噴射されて筒状の火口を通過する混合組成物に含まれる表面改質成分の含有量が、改質処理に適した一定の比率に定められているところの貯留容器内の液相領域での含有量と同一又はほゞ同一になる。また、混合組成物通路の加熱領域を加熱すると、その混合組成物通路を通過する混合組成物が予熱されて高温高圧の状態となる。そして、混合組成物を噴射ノズルから大気圧下に噴射すると瞬時に気化することとなる(気化しない改質剤成分にあっては、良好に霧化し火炎反応が良好となる。)、そのため、火口から噴出した混合組成物の燃焼で発生する火炎が、外気温に左右されずに安定した火炎になる。したがって、火口から噴出した上記混合組成物の燃焼で発生する火炎を処理対象物に接触させて表面処理したときには、予定した通りの処理品質が得られるようになると共に、処理品質の安定性が維持される。
【００１４】
本発明に係る火炎表面処理装置では、上記混合組成物通路の加熱領域が、当該混合組成物通路の中間部に具備されて上記火口の近傍箇所を経由する迂回路によって形成され、その迂回路を通過する液状の混合組成物が上記火炎の燃焼熱により予熱されて高温高圧の状態で上記噴射ノズルに導入されるように構成されていることが望ましい。この構成であると、火口から噴出した混合組成物の燃焼で発生する火炎の燃焼熱が、混合組成物通路の加熱領域を形成している迂回路を通過する液状の混合組成物の予熱に利用されるために、別途に加熱源を設ける必要がなくなるという利点がある。
【００１５】
本発明に係る火炎表面処理装置では、上記混合組成物通路の始端部に、上記貯留容器に具備された混合組成物出口の装着部が備わり、その装着部に上記貯留容器を装着することによって、上記貯留容器に蓄えられている混合組成物の液相領域からその混合組成物が液状のまま当該混合組成物通路に供給されるように構成されていることが望ましい。この構成については後述する実施形態を参照して詳細に説明する。
【００１６】
本発明に係る火炎表面処理方法は、上記した火炎表面処理装置を使用することにより実行される工程を備えている。すなわち、この発明の火炎表面処理方法では、可燃成分と表面改質成分との混合組成物を蓄えている貯留容器の液相領域からその混合組成物を液状のまま混合組成物通路に導入すること、上記混合組成物通路に導入された液状の混合組成物を予熱して当該混合組成物通路を通過する液状の混合組成物を高温高圧の状態にすること、上記混合組成物通路で予熱されて高温高圧状態の液状の混合組成物を噴射ノズルから噴射させて筒状の火口を通過させること、上記火口から噴出した上記混合組成物を燃焼させることにより発生した火炎を処理対象物に接触させてその処理対象物を表面処理すること、が行われる。
【００１７】
上記火炎表面処理方法では、上記混合組成物通路に導入された液状の混合組成物を予熱して当該混合組成物通路を通過する液状の混合組成物を高温高圧の状態にすることを、上記火口から噴出した上記混合組成物を燃焼させることにより発生した火炎の燃焼熱を利用して行うことが望ましい。
【００１８】
上記火炎表面処理方法では、上記混合組成物通路に導入された液状の混合組成物を予熱する工程では、その混合組成物に含まれる表面改質成分を、その沸点、着火点又は引火点のいずれかの温度にまで加熱することが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る火炎表面処理装置及び火炎表面処理方法によれば、火口から噴出する混合組成物中の表面改質成分の含有量が、改質処理に適した一定の比率に定められているところの貯留容器内の液相領域での含有量と同一又はほゞ同一になり、混合組成物の燃焼によって生じる火炎を用いて表面処理を行ったときに、予定した通りの処理品質が得られるようになることと併せて、処理品質の安定性が維持され、さらには、外気温に左右されない安定した火炎を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】(ａ)は本発明の実施形態に係る火炎表面処理装置の基本構成を、一部省略した貯留容器と共に概略で示した縦断側面図である。(ｂ)は(ａ)の基本構成とは一部構成が異なるが火炎表面処理装置の他の基本構成を示したものであり、貯留容器は(ａ)と同様であるので省略した概略縦断側面図である。
【図２】図１の火炎表面処理装置に組み合わせて使用される貯留容器の一部破断側面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る火炎表面処理装置の基本構成を、一部省略した貯留容器と共に概略で示した縦断側面図である。
【図４】図３の火炎表面処理装置に組み合わせて使用される貯留容器の一部破断側面図である。
【図５】比較例に相当する一般的なガストーチの基本構成を、一部省略した貯留容器と共に概略で示した縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１の(ａ)は本発明の実施形態に係る火炎表面処理装置の基本構成を、一部省略した貯留容器と共に概略で示した縦断側面図である。(ｂ)は(ａ)の基本構成とは一部構成が異なるが火炎表面処理装置の他の基本構成を示したものであり、貯留容器は(ａ)と同様であるので省略した概略縦断側面図である。図２は図１の火炎表面処理装置に組み合わせて使用される貯留容器の一部破断側面図である。
【００２２】
図１(ａ)の火炎表面処理装置は、噴射ノズル５０ａ、混合組成物通路６０、筒状の火口７０、貯留容器１００の装着部８０、などを備えている。
【００２３】
噴射ノズル５０ａは、押し引き弁５１によって仕切られた前室５２ａと後室５３ａとを備えていて、押し引き弁５１の位置がつまみ５４の回転操作によって調整されるようになっている。そして、押し引き弁５１の位置に応じて、後室５３ａと前室５２ａとを連通している通孔５６の開口面積が増減調節され、その通孔５６の開口面積に見合って混合組成物の流量が調整されるようになっている。筒状の火口７０は、噴射ノズル５０ａの前側に配備されている。また、噴射ノズル５０ａから噴射された混合組成物が空気取り入れ孔４０から一次空気を取り入れベンチュリー管５７を通って火口７０に供給されるようになっている。
【００２４】
装着部８０には、装着補助具１１０を用いて貯留容器１００が装着される。そして、装着部８０に貯留容器１００が装着された状態では、貯留容器１００のステム１０１の通孔が、装着部８０で開口している混合組成物通路６０の始端部６１に連通するようになっている。また、混合組成物通路６０の終端部６２は、上記した噴射ノズル５０ａの後室５３ａに対して開口している。
【００２５】
装着部８０で開口する始端部６１と噴射ノズル５０ａの後室５３ａに対して開口する終端部６２とを備えた上記混合組成物通路６０は、その中間部に迂回路６３を備えている。図１(ａ)の火炎表面処理装置において、混合組成物通路６０の迂回路６３は、始端部６１から噴射ノズル５０ａに沿って延びて筒状の火口７０の内部を経由する直線状の往路６４と、この往路６４に連通している湾曲路６５と、この湾曲路６５に連通して筒状の火口７０の内部を経由し、かつ、噴射ノズル５０ａに沿って延びて終端部６２に繋がっている直線状の復路６６とによって形成されている。そして、湾曲路６５が、筒状の火口７０の先端開口の近傍箇所に配置された加熱領域Ｚを形成している。
【００２６】
図１(ａ)の火炎表面処理装置では、装着部８０が下向き姿勢で設けられている。このような下向き姿勢の装着部８０を備えた火炎表面処理装置には、図２に示した貯留容器１００が正立姿勢で組み合わされる。この貯留容器１００には、可燃成分と表面改質成分との混合組成物が蓄えられている。また、貯留容器１００内には、混合組成物の液相領域Ｌと気相領域Ｇとが存在している。さらに、貯留容器１００の頂部に設けられているステム１０１には、当該ステム１０１の押込み復帰動作に連動して開閉する開閉弁（不図示）と、液相領域Ｌに達するチューブ１０２とが装備されている。そのため、ステム１０１が押し込まれて開閉弁が開くと、気相領域Ｇの圧力によって液相領域Ｌの混合組成物がチューブ１０２を通して押し上げられてステム１０１の通孔から液状のまま噴出する。
【００２７】
上記の通り、本実施例では図１(ａ)の火炎表面処理装置を基本構成として説明しているが、噴射ノズル５０ａ、混合組成物通路６０、押し引き弁５１、前室５２ａ、後室５３ａ等の構成はこれに限定されるものではなく、例えば図１(ｂ)に示すように、混合組成物通路６０は、その始端部６１の一端が装着部８０で開口して貯留容器１００のステム１０１の通孔に連通し、その他端がつまみ５４と押し引き弁５１と後室５３ｂと通孔５６と前室５２ｂとからなる流量調整機構５５の後室５３ｂに開口し、さらに前室５２ａから迂回路６３に連通し、往路６４、湾曲路６５、復路６６を経由して、その終端部６２が噴射ノズル５０ｂに開口しているといった構成としても良い。尚、本実施例では図１(ａ)の火炎表面処理装置の基本構成で説明する。
【００２８】
図３は本発明の他の実施形態に係る火炎表面処理装置の基本構成を、一部省略した貯留容器と共に概略で示した縦断側面図である。また、図４は図３の火炎表面処理装置に組み合わせて使用される貯留容器の一部破断側面図である。
【００２９】
図３の火炎表面処理装置は、装着部８０が上向き姿勢で設けられている点、把手９０を備えている点で、図１を参照して説明した火炎表面処理装置と相違しているけれども、噴射ノズル５０ａ、混合組成物通路６０、筒状の火口７０、貯留容器２００の装着部８０、などを備えている点では図１のものと共通している。また、噴射ノズル５０ａ、混合組成物通路６０、筒状の火口７０、貯留容器２００の装着部８０の具体的構成についても図１のものと共通している。したがって、説明の重複を回避するために、図１に示した要素と同一の要素には同一符合を付することによって各要素の構造についての詳細な説明を省略する。
【００３０】
上記のように、図３の火炎表面処理装置では、装着部８０が上向き姿勢で設けられている。このような上向き姿勢の装着部８０を備えた火炎表面処理装置には、図４に示した貯留容器２００が倒立姿勢で組み合わされる。この貯留容器２００には、可燃成分と表面改質成分との混合組成物が蓄えられている。また、貯留容器２００内には、混合組成物の液相領域Ｌと気相領域Ｇとが存在している。そして、倒立姿勢に保たれた貯留容器２００のステム２０１が押し込まれて開閉弁が開くと、気相領域Ｇの圧力によって液相領域Ｌの混合組成物がステム２０１の通孔から液状のまま噴出する。
【００３１】
図１に示した火炎表面処理装置では、装着補助具１１０を利用して図２に示した貯留容器１００が正立姿勢で下向き姿勢の装着部８０に装着される。これに対して、図３に示した火炎表面処理装置では、装着補助具２１０を利用して貯留容器２００が倒立姿勢で上向き姿勢の装着部８０に装着される。ここで、図１や図２に示した装着部８０に対する貯留容器１００，２００の装着のための構成が図例に限定されることはない。同様に、装着補助具１１０，２１０についても図例に限定されることはない。要するに、装着部８０に貯留容器１００，２００を装着することによって、貯留容器１００，２００に蓄えられている混合組成物の液相領域Ｌからその混合組成物が液状のまま混合組成物通路６０に供給されるように構成されていればよい。
【００３２】
図１に示した火炎表面処理装置において、装着部８０に貯留容器１００を正立姿勢で装着すると、貯留容器１００のステム１０１が押し込まれてそのステム１０１に装備されている開閉弁が開き、ステム１０１の通孔が混合組成物通路６０の始端部６１に連通する。これと同様に、図３に示した火炎表面処理装置において、装着部８０に貯留容器２００を倒立姿勢で装着すると、貯留容器２００のステム２０１が押し込まれてそのステム２０１に装備されている開閉弁が開き、ステム２０１の通孔が混合組成物通路６０の始端部６１に連通する。
【００３３】
上記のように、図１に示した火炎表面処理装置の装着部８０に貯留容器１００を正立姿勢で装着したり、図２に示した火炎表面処理装置の装着部８０に貯留容器２００を倒立姿勢で装着したりしたときに、押し引き弁５１が噴射ノズル５０ａの後室５３ａと前室５２ａとを連通している通孔５６を遮断していると、貯留容器１００（又は貯留容器２００）内の混合組成物の流通がその押し引き弁５１によって遮断される。これに対し、つまみ５４を回転させて押し引き弁５１を後退させることにより上記通孔５６を開くと、図１に示した火炎表面処理装置では、その開度に見合う流量の混合組成物が、貯留容器１００内の液相領域Ｌからチューブ１０２及びステム１０１の通孔を通って混合組成物通路６０に液状のまま流入するのに対し、図２に示した火炎表面処理装置では、その開度に見合う流量の混合組成物が、貯留容器２００内の液相領域Ｌからステム２０１の通孔を通って混合組成物通路６０に液状のまま流入する。
【００３４】
こうして混合組成物通路６０に流入した液状の混合組成物は、その混合組成物通路６０から噴射ノズル５０ａに液状のまま導入される。そして、噴射ノズル５０ａから噴射することによって気化(気化しない改質剤成分にあっては霧化)した混合組成物が、筒状の火口７０を通過してその先端開口から気体(気化しない改質剤成分にあっては霧化)の状態で噴出する。したがって、火口７０の先端開口から噴出する混合組成物に着火してその混合組成物を燃焼させて火炎を発生させると、その火炎の燃焼熱で、混合組成物通路６０の迂回路６３の湾曲路６５（加熱領域Ｚ）を流通している液状の混合組成物が予熱される。また、この予熱の影響によって、混合組成物通路６０を通過する液状の混合組成物が高温高圧の状態になる。したがって、液状の混合組成物が火炎の燃焼熱により予熱されて高温高圧の状態で噴射ノズル５０ａの後室５３ａに導入される。
【００３５】
図１及び図３に示した火炎表面処理装置のように、混合組成物が液状のまま噴射ノズル５０ａに導入されると、噴射ノズル５０ａから噴射されて筒状の火口７０を通過する混合組成物に含まれる表面改質成分の含有量が、改質処理に適した一定の比率に定められているところの貯留容器内１００，２００の液相領域Ｌでの含有量と同一又はほゞ同一になる。また、混合組成物通路６０の加熱領域Ｚを形成している湾曲路６５が火炎の燃焼熱によって加熱されると、その混合組成物通路６０を通過する混合組成物が予熱されて高温高圧の状態となる。そのため、噴射ノズル５０ａから大気圧下に噴射すると瞬時に気化することとなる(気化しない改質剤成分にあっては、良好に霧化する。)、そのため、噴射火口７０から噴出した混合組成物の燃焼で発生する火炎が、外気温に左右されずに安定した火炎になる。したがって、火口７０から噴出した混合組成物の燃焼で発生する火炎を処理対象物に接触させて表面処理したときには、予定した通りの処理品質が得られるようになると共に、処理品質の安定性が維持される。
【００３６】
上記した２例の実施形態のように、火口から噴出した混合組成物の火炎による燃焼熱によって、混合組成物通路６０を通過する液状の混合組成物が予熱されるようになっていると、別途に加熱源を設ける必要がなくなるという利点がある。なお、混合組成物通路６０に導入された液状の混合組成物の予熱は、その混合組成物に含まれる表面改質成分が、その大気圧下における沸点、着火点又は引火点のいずれかの温度にまで加熱されるようになっていることが望ましい。混合組成物中の表面改質成分が大気圧下における沸点、着火点又は引火点にまで加熱された場合、沸点が非常に高い成分や、沸点が無い粉状の固体の成分等を使用したとしても、混合組成物が噴射ノズル５０から大気圧下へ噴射すると、混合組成物中の表面改質成分が瞬時に気化(気化しない改質剤成分にあっては、良好に霧化して良好に引火または着火する。)することとなる。
【００３７】
図１や図３に示した筒状の火口７０はその先端開口の正面視形状が円形になっているけれども、この点は、筒状の火口７０の形状を、その根本から先端開口に近付くにつれて次第に幅広で扁平度が増大するような形状として、その先端開口の正面視形状が幅広で扁平になるようにしておいてもよい。
【００３８】
図１に示した貯留容器１００や図２に示した貯留容器２００に蓄えられる混合組成物は、可燃成分と表面改質成分とを含んでいる。可燃成分の具体例としては、天然ガス、メタンガス、エタンガス、プロパンガス、ブタンガス、エチレンガス、石油ガス、アセチレンガスなどを液化したものを使用することができる。また、パラフィン系溶剤では例えばｎ-ヘキサン、ｎ-ヘプタン、ｎ-オクタン、イソオクタン、ミネラルターペン等を使用することができ、ナフテン系溶剤ではシクロペンタン、シクロヘキサン等を使用することができ、石油系溶剤では例えばガソリン、灯油等を使用することができ、アルコール系溶剤では例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等を使用することができる。それらは単独で、又は２種類以上の混合ガスとして使用することが可能である。表面改質成分には、ケイ素（Ｓｉ）原子、チタン（Ｔｉ）原子、アルミニウム（ＡＬ）原子、ジルコニウム（Ｚｒ）原子を含む化合物を使用することができる。
【００３９】
ケイ素（Ｓｉ）原子を含む化合物には、ケイ素原子からの１種以上のペンダント基を有する。ペンダント基として、具体的には、例えば、水素原子、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基など）、置換アルキル基（例えば、ハロゲン置換アルキル基など）、アリール基（例えば、フェニル基など）、置換アリール基（例えば、ハロゲン置換フェニル基など）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基など）、置換アルコキシ基（例えば、ハロゲン置換アルコキシ基など）、エチレン性不飽和基（例えば、ビニル基、アリル基など）、アミノ基、ハロゲン原子などである。これらペンダント基は、単独使用または２種類以上併用することができる。ペンダント基として、好ましくは、アルキル基、より好ましくは、メチル基が挙げられる。そして、このようなケイ素含有化合物は、単独使用または２種類以上併用することができる。
【００４０】
ケイ素含有化合物として、好ましくは、シロキサン化合物が挙げられる。
シロキサン化合物として、具体的には、例えば、ジメチルポリシロキサン（例えば、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサンなど）、ジヒドロテトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルトリシロキサン、ペンタメチルトリヒドロトリシロキサン、環状メチルヒドロテトラシロキサン、環状メチルヒドロペンタシロキサン、環状ジメチルテトラシロキサン、環状メチルトリフルオロプロピルテトラシロキサン、環状メチルフェニルテトラシロキサン、環状ジフェニルテトラシロキサン、末端がメチル封塞されたメチルヒドロポリシロキサン、末端がメチル封塞されたフェニルヒドロポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサンなどが挙げられる。
これらシロキサン化合物は、単独使用または２種類以上併用することができる。
シロキサン化合物として、低毒性、非腐食性、非発火性、純度およびコストの観点から、好ましくは、ジメチルポリシロキサンが挙げられる。また、ケイ素（Ｓｉ）原子を含む化合物は、気体、液体（蒸気）または固体（粉塵）のいずれの状態で燃料ガスに含有されていてもよい。
【００４１】
チタン（Ｔｉ）原子を含む化合物には、アルキルチタン化合物が挙げられ、具体的にはチタンテトライソプロポキシド、チタンテトラノルマルブトキシド、チタンブトキシドダイマー、チタンテトラ−２−エチルヘキソキシド、チタンジイソプロポキシビス（アセチルアセトネート）、チタンテトラアセチルアセトネート、チタニウムジ-2-エチルヘキソキシビス（2-エチル-3-ヒドロキシヘキソキシド）、チタンジイソプロポキシビス（エチルアセトアセテート）が挙げられる。チタン（Ｔｉ）原子を含む化合物は、気体、液体（蒸気）または固体（粉塵）のいずれの状態で燃料ガスに含有されていてもよい。
【００４２】
アルミニウム（ＡＬ）原子、を含む化合物には、アルキルアルミニウム化合物が挙げられ、具体的にはアルミニウムエチレート、アルミニウムイソプロピレート、アルミニウムジイソプロピレートモノセカンダリーブチレート、アルミニウムセカンダリーブチレート、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムアルキルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムオキサイドイソプロポキサイドトリマー、アルミニウムオキサイドオクチレートトリマー、アルミニウムオキサイドステアレートトリマーが挙げられる。アルミニウム（ＡＬ）原子を含む化合物は、気体、液体（蒸気）または固体（粉塵）のいずれの状態で燃料ガスに含有されていてもよい。
【００４３】
ジルコニウム（Ｚｒ）原子、を含む化合物には、アルキルジルコニウム化合物が挙げられ、具体的にはジルコニウムテトラノルマルプロポキシド、ジルコニウムテトラノルマルブトキシド、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビス（エチルアセトアセテート）、ジルコニウムテトラアセチルアセトネートが挙げられる。ジルコニウム（ＡＬ）原子を含む化合物は、気体、液体（蒸気）または固体（粉塵）のいずれの状態で燃料ガスに含有されていてもよい。
【００４４】
さらに、混合組成物には、酸化剤を含有させることが可能である。酸化剤は、上記した可燃成分と熱反応を起こし、より熱力学的に安定した化学種を形成する添加剤として作用する。酸化剤には、空気、酸素強化空気などを使用することが可能である。酸化剤は、単独で、又は２種類以上を併用することが可能である。
【００４５】
火炎表面処理装置を用いて表面処理する処理対象物には、特に制限されるべきものはなく、自動販売機や看板、標識などの屋外設備、車両、樹脂成形品などを挙げることができる。例えば樹脂成形品ではバリを焼き切ったり、成形品の表面の油膜を焼き切ったり、成形品の表面に付着している離型剤を焼き切ったり等すると同時に表面改質することができる。また、木材建造物などの木製素材、自動車鋼板などの金属、混練樹脂部材などの樹脂材、それらの表面に形成される塗膜などを処理対処物とすることも可能である。さらには、コンクリート、石材、ガラスなどの無機材料、布帛などの繊維材、皮革などを挙げることもできる。
【符号の説明】
【００４６】
５０ａ，５０ｂ  噴射ノズル
６０  混合組成物通路
６１  混合組成物通路の始端部
６３  迂回路
７０  火口
８０  装着部
Ｚ  加熱領域
１００，２００  貯留容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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