(57)【要約】【課題】  簡易な方法で被付着物に対して付着物を塗布することができる付着物の塗布方法を実現する。【解決手段】  付着物の塗布方法は、絶縁性の液体１４に導電性の付着物１６を混ぜる工程と、付着物１６が混ぜられた絶縁性の液体１４に対して、被付着物１５を浸漬する工程と、被付着物１５が浸漬された絶縁性の液体１４に超音波振動を付与し、被付着物１５と付着物１６とを摩擦させることにより、被付着物１５と付着物１６とを帯電させる工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の液体に導電性の付着物を混ぜる工程と、
前記付着物が混ぜられた絶縁性の液体に対して、被付着物を浸漬する工程と、
前記被付着物が浸漬された前記絶縁性の液体に超音波振動を付与し、前記被付着物と前記付着物とを摩擦させることにより、前記被付着物と前記付着物とを帯電させる工程と、
を有する付着物の塗布方法。
【請求項２】
前記絶縁性の液体は、体積低効率が１０８Ω・ｍ以上である請求項１に記載の付着物の塗布方法。
【請求項３】
前記絶縁性の液体は、イソパラフィン系の炭化水素系の溶剤である請求項１に記載の付着物の塗布方法。
【請求項４】
前記絶縁性の液体は、ナフテン系の炭化水素系の溶剤である請求項１に記載の付着物の塗布方法。
【請求項５】
前記帯電させる工程の後に所定時間放置する工程を有する請求項１に記載の付着物の塗布方法。
【請求項６】
前記超音波振動は、基本波の周波数を有する第１周波数成分と、前記基本波の周波数を整数倍した周波数で互いに異なる周波数を有する複数の第２周波数成分と、を含む請求項１に記載の付着物の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に付着物を塗布する付着物の塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平１−１１１８９９号公報には、電着塗装の技術において、攪拌のために超音波振動を付与する技術が開示されている。また、特開２００１−１５１８２８号公報には、電子写真現像方式により回路パターンを印刷する技術において、トナーの電荷安定性を保つ目的でキャリア液の電気抵抗率を高く保つ技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１１１８９９号公報
【特許文献２】特開２００１−１５１８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製造現場では、簡易な方法で対象物に対して付着物を均一に塗布したいという要請があった。
【０００５】
本発明の目的は、簡易な方法で対象物に対して付着物を均一に塗布することが可能な付着物の塗布方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明にかかる付着物の塗布方法は、絶縁性の液体に導電性の付着物を混ぜる工程と、前記付着物が混ぜられた絶縁性の液体に対して、被付着物を浸漬する工程と、前記被付着物が浸漬された前記絶縁性の液体に超音波振動を付与し、前記被付着物と前記付着物とを摩擦させることにより、前記被付着物と前記付着物とを帯電させる工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成によれば、簡易な方法で被付着物に対して付着物を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の付着物の塗布方法に用いる超音波振動発生器によって超音波振動を付与する工程を模式的に示した正面図。
【図２】図１に示す超音波振動発生器によって放置過程（工程）において付着物が被付着物に付着する様子を模式的に示した正面図。
【図３】図１に示す超音波振動発生器によって放置過程（工程）において付着物が被付着物に付着する様子を模式的に示した正面図。
【図４】本発明の実施例および比較例の条件を示す表。
【図５】実施例の付着物の塗布方法によって処理した被付着物を示した側面図。
【図６】実施例の付着物の塗布方法において、第３工程において実際に付与されている超音波の音圧、およびその音圧をＦＦＴ分解して得られた周波数を示したグラフ。
【図７】比較例１の付着物の塗布方法によって処理した被付着物を示した側面図。
【図８】比較例３の付着物の塗布方法によって処理した被付着物を示した側面図。
【図９】比較例５の付着物の塗布方法によって処理した被付着物を示した側面図。
【図１０】比較例５の付着物の塗布方法において、第３工程において実際に付与されている超音波の音圧、およびその音圧をＦＦＴ分解して得られた周波数を示したグラフ。
【図１１】比較例６の付着物の塗布方法によって処理した被付着物を示した側面図。
【図１２】比較例７の付着物の塗布方法によって処理した被付着物を示した側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１の実施形態］  
図１から図３を参照して、付着物の塗布方法の実施形態について説明する。この実施形態では、被付着物に対して以下の工程を行うことで、付着物を均一に塗布することができる。また、付着物は、例えば、型から工作物（被付着物）を取り出す際に離型性を向上する目的で工作物に塗布される。
【００１０】
実施形態の付着物の塗布方法では、以下に説明する超音波振動発生器１１を使用する。図１に示すように、超音波振動発生器１１は、水槽部１２と、水槽部１２の底部に設けられたＢＬＴ１３（ボルト締めラジュバン型振動子：Bolt-clamped Langevin Type Transducer）と、ＢＬＴ１３に電力を供給する電源回路と、を有している。超音波振動発生器１１では、電源回路からＢＬＴ１３に電力を供給することで、水槽部１２に溜められた液体１４および液体１４に浸漬された被付着物１５に超音波振動を付与することができる。液体１４および被付着物１５に実際に付与される超音波振動の周波数は、出力側のＢＬＴ１３の共振周波数、被付着物１５の材質、および被付着物１５の長さ等で決定される。液体１４および被付着物１５に実際に付与される超音波振動の周波数は、例えば、水槽部１２内に保持された液体１４にハイドロフォンを入れて音圧（電圧）を測定することで計測できる。
【００１１】
本実施形態の付着物１６の塗布方法について説明する。この塗布方法は、液体１４に付着物１６を混ぜる第１工程と、当該液体１４に対して被付着物１５を浸漬する第２工程と、被付着物１５が浸漬された液体１４に超音波振動を付与する第３工程と、を含んでいる。
【００１２】
第１工程では、まず、超音波振動発生器１１の水槽部１２に液体１４を入れる。そして、液体１４に対して、付着物１６である三酸化モリブデンを混合する。三酸化モリブデンは、導電性を有している。付着物１６としては、導電性がある物質であればよく、三酸化モリブデン以外の導電性のある物質であってもよい。三酸化モリブデン以外の導電性の物質の例としては、二硫化モリブデンがある。
【００１３】
第１工程では、攪拌棒等で液体１４を攪拌することで液体１４に対して三酸化モリブデンが均一になるように混ぜる。或いは、超音波振動発生器１１の動作スイッチをオンにして、水槽部１２内の液体１４に超音波を付与して液体１４を攪拌させて混ぜてもよい。水槽部１２に入れる液体１４としては、絶縁性のある潤滑油を用いることができる。絶縁性のある潤滑油には、例えばイソパラフィン系の炭化水素系溶剤を用いることができ、その一例としては、出光興産株式会社製の商品名「ダフニーアルファクリーナーＬ」を用いることができる。また、絶縁性のある潤滑油としては、イソパラフィン系の炭化水素系溶剤に限られず、例えば、ナフテン系の炭化水素系溶剤等、他の種類の潤滑油を用いることができる。ナフテン系の炭化水素系溶剤の一例としては、出光興産株式会社製の商品名「ダフニークリーナー」がある。ダフニークリーナーの体積抵抗率は、１．９×１０１３である。一般には、液体の体積抵抗値が１０８Ω以上である場合に、その液体に絶縁性があると考えることができる。
【００１４】
第２工程では、上記のように三酸化モリブデンを混合した液体に被付着物１５を浸漬させる。被付着物１５は、その頂部を支持手段でつかんで吊り下げることで、図１に示すように、水槽部１２の底部１２Ａから浮かせた状態で液体に浸漬することができる。被付着物１５は、金属であり、チタン、チタン合金、ステンレス合金のいずれかで構成される。被付着物１５の形状は、例えば丸棒状をなしているが、四角柱形、球形、円錐形、四角錐形など、どのような形状でもよい。
【００１５】
第３工程では、超音波振動発生器１１によって、液体１４および被付着物１５に超音波振動を所定時間付与する。超音波振動発生器１１の動作スイッチをオンにすると、電源回路からＢＬＴ１３に電流が供給されてＢＬＴ１３から超音波振動が発振される。液体１４および被付着物１５には、超音波振動が付与される。これによって被付着物１５がマイナスに帯電し、付着物１６がプラスに帯電する。
【００１６】
さらに、第３工程で液体１４および被付着物１５に超音波振動を付与した後、そのままの状態で所定時間放置（工程）を行うことが好ましい。この放置処置によって、被付着物１５に対して付着物１６が吸着することを促進できる。付着物１６の塗布方法は、具体的には、図４中に実施例として示した条件で行った。また、以下では、実施例と同図中の比較例１−８の条件と比較することで、本実施形態（実施例）の付着物１６の塗布方法の有効性について確認した。
【００１７】
（実施例）
実施例では、付着物１６として三酸化モリブデンを使用した。液体１４としては絶縁性の溶剤であってイソパラフィン系の炭化水素系溶剤を使用した。超音波の付与時間を３００秒間とした。超音波付与後の放置時間を６０秒間とした。液体１４および被付着物１５に付与する超音波の周波数は、４５ｋＨｚ、９０ｋＨｚ、１３５ｋＨｚを複合した周波数を用いた。実施例の条件で上記第１工程から第３工程および放置処置を行うことで、図５に示すように、被付着物１５の周囲に均一に付着物１６を塗布することができた。図５では、図中の右側の端部が支持手段で支持される側であり、図中の左側の端部が水槽部１２の底部１２Ａに近い位置である。図５のように、被付着物１５に付着した付着物１６の量が均一で、付着物１６の厚さも十分である場合に、付着状態が良好であると判断した。
【００１８】
また、この実施例の条件で、超音波振動発生器１１の水槽部１２内の液体１４および被付着物１５に付与されている超音波の音圧を測定した。図６に測定結果を示す。図６のグラフにおいて、計測された超音波の音圧を細線の波形で示す。その波形の振幅は、音圧の強度を示している。その音圧をさらにＦＦＴ（Fast Fourier Transform）で分解すると、４５ｋＨｚの周波数成分、９０ｋＨｚの周波数成分、１３５ｋＨｚの周波数成分がそれぞれ検出された。各周波数成分を同図の黒線で示す。各周波数成分を示す黒線の縦軸は、各周波数成分の強度を示している。同図より、４５ｋＨｚ、９０ｋＨｚ、１３５ｋＨｚの各周波数成分が液体１４および被付着物１５に付与される超音波中で概ね均等な割合で含まれることが確認できる。４５ｋＨｚは、基本波の第１周波数成分であり、９０ｋＨｚ、１３５ｋＨｚは、基本波の周波数を整数倍（２倍、３倍）した第２周波数成分（高調波成分）である。
【００１９】
実施例では、以下に述べる仮説のように、被付着物１５および付着物１６に帯電が起こるものと考えられる。すなわち、液体１４と被付着物１５に超音波振動（これを第１の超音波とする。）が付与されると、付着物１６が活発に移動するとともに被付着物１５も振動する。このため、付着物１６と被付着物１５との摩擦により、両者は帯電する。超音波振動の腹位置１８において音圧が強くなるため、図１および同図中で第１の超音波に対応するサインカーブで示すように、この腹位置１８付近において付着物１６の移動と被付着物１５の振動が強くなる。その結果、図２に示すように腹位置１８付近で帯電した付着物１６が、同じく強く帯電している被付着物１５の腹位置１８付近に引き寄せられて付着する。このような原理（仮説）により被付着物１５に対する付着物１６の付着がなされるものと考えられる。
【００２０】
一方、図３に示すように、例えば第１の超音波に対して、周波数が２倍の超音波（これを第２の超音波とする）を同時に投入すると、同図および同図中で第２の超音波に対応するサインカーブで示すように、第１の超音波振動の節位置２２に当たる部分に第２の超音波の超音波振動の腹位置１９を位置させることができる。このため、図１に示す例よりも付着物１６をムラなく塗布することが可能になり、付着物１６をより均一に被付着物１５に塗布することができる。
【００２１】
実施例では、基本周波数（４５ｋＨｚ）の超音波と、基本周波数の２倍の周波数（９０ｋＨｚ）の超音波と、基本周波数の３倍の周波数（１３５ｋＨｚ）の超音波を同時に投入しているため、図５に示すように被付着物１５に対して付着物１６を均一に付着させることが可能となる。
【００２２】
（比較例１）
比較例１では、付着物１６として絶縁体のボロンナイトライドを使用した。それ以外は、すべて実施例と同じ条件で第１工程から第３工程および放置処置を行った。その結果、図７に示すように被付着物１５に対して付着物１６が全く付着しない結果となった。このため、付着状態は、不可と判断された。比較例１では、ボロンナイトライドが帯電しないために、被付着物１５に対して付着物１６が付着しない結果となった。
【００２３】
（比較例２）
比較例２では、付着物１６を混ぜる液体１４として、８６．４体積パーセント濃度のエタノールを使用した。８６．４体積パーセント濃度のエタノールは、導体である。それ以外は、すべて実施例と同じ条件で第１工程から第３工程および放置処置を行った。その結果、図７に示すものと同様に、被付着物１５に対して付着物１６が全く付着しない結果となった。このため、付着状態は、不可と判断された。比較例２では、付着物１６に起こった帯電が周囲にある導電性の液体１４（エタノール）に拡散したため、付着物１６の帯電がうまくなされなかったものと思われる。
【００２４】
（比較例３）
比較例３では、第３工程で超音波を付与する時間を１０秒間とした。それ以外は、すべて実施例と同じ条件で第１工程から第３工程および放置処置を行った。その結果、図８に示すように、被付着物１５に対して付着物１６が薄く付着した結果となった。比較例３において、被付着物１５に付着物１６が付着された量は、実施例と比較して明らかに少なかった。このため、付着状態は、薄いと判断された。比較例３では、第３工程で超音波を付与する時間が短すぎるために、付着物１６および被付着物１５の帯電が十分でなかったと考えることができる。
【００２５】
（比較例４）
比較例４では、第３工程の超音波を付与後に放置処置を行わずに、超音波付与が完了した後にすぐに被付着物１５を液体１４から引き抜いた。それ以外は、すべて実施例と同じ条件で第１工程から第３工程を行った。その結果、図７に示すものと同様に、被付着物１５に対して付着物１６が全く付着しない結果となった。このため、付着状態は、不可と判断された。比較例４では、放置処置を行わなかったために、付着物１６および被付着物１５が帯電した後に、付着物１６が被付着物１５に引き寄せられて付着する時間がなかったものと考えられる。このため、付着物１６の付着がうまくいかなかったものと考えられる。
【００２６】
（比較例５）
比較例５では、液体１４および被付着物１５に付与する超音波の周波数を基本周波数（４５ｋＨｚ）のみとしている。それ以外は、すべて実施例と同じ条件で第１工程から第３工程および放置処置を行った。その結果、図９に示すように、厚く付着している部分と薄く付着している部分とが交互に現れる状態で付着物１６の塗布がなされていた。このため、付着状態は、ムラ有りと判断された。
【００２７】
この比較例５の条件で、実際に水槽部１２内の液体１４および被付着物１５に付与されている超音波の音圧をハイドロフォンで測定した。図１０のグラフ中で、超音波の音圧を細線の波形で示す。その波形の振幅は、音圧の強度（電圧）を示している。その音圧をさらにＦＦＴ（Fast Fourier Transform）で分解すると、４５ｋＨｚの周波数成分が検出された。同図中に、４５ｋＨｚの周波数成分を黒線で示す。このため、比較例５では、基本周波数（４５ｋＨｚ）の超音波のみが投入されていることが確認された。
【００２８】
比較例５では、投入する超音波の周波数を基本周波数（４５ｋＨｚ）のみにしているため、超音波振動の節位置２２において帯電が不足して、図９に示すように、当該節位置２２において付着物１６の塗布量が少なくなったものと考えられる。
【００２９】
（比較例６）
比較例６では、液体１４および被付着物１５に付与する超音波の周波数を基本周波数とは異なる周波数（１７０ｋＨｚ）のみとしている。それ以外は、すべて実施例と同じ条件で第１工程から第３工程および放置処置を行った。その結果、図１１に示すように、厚く付着している部分と薄く付着している部分とが交互に現れる状態で付着物１６の塗布がなされていた。この厚く付着している部分と薄く付着している部分が現れる間隔は、図９の比較例５よりも小さいピッチになっていた。このため、比較例６の付着状態は、ムラ有りと判断された。
【００３０】
比較例６では、投入する超音波の周波数を１７０ｋＨｚのみにしているため、超音波振動の節位置２２において帯電が不足して、図１１に示すように、当該節位置２２において付着物１６の塗布量が少なくなったと考えられる。しかしながら、比較例６では、比較例５よりも高い周波数であるため、腹位置１８および節位置２２の間隔が小さくなり、その結果、小さいピッチで厚い部分と薄い部分が交互に現れることになったものと考えられる。
【００３１】
（比較例７）
比較例７では、実施例と同じ条件で第１工程から第３工程を行った。第３工程の終了後に、被付着物１５に対して−１０００Ｖの電圧を印加した状態で、６０秒間放置する放置処置を行った。その結果、図１２に示すように、被付着物１５の表面に付着物１６が厚く付着されていた。比較例７の付着物１６の付着量は、実施例の付着量よりも多くなっていた。このため、付着物１６の付着状態は、厚いと判断された。
【００３２】
（比較例８）
比較例７では、実施例と同じ条件で第１工程から第３工程を行った。第３工程の終了後に、被付着物１５に対して＋１０００Ｖの電圧を印加した状態で、６０秒間放置する放置処置を行った。その結果、図８に示すものと同様に、被付着物１５の表面に薄く付着物１６が付着されていた。
【００３３】
比較例７、８の結果から、第３工程の超音波の投入後に被付着物１５に負の電圧を与えると付着物１６の付着量が増加し、逆に、超音波の投入後に被付着物１５に正の電圧を与えると付着物１６の付着量が減少した。この結果から、超音波の投入によって、付着物１６が正電荷を持つように帯電し、これと同時に、被付着物１５が負電荷を持つように帯電するという現象が存在することが裏付けられた。これによって、上述した仮説が概ね正しいことが理解される。
【００３４】
本実施形態および実施例によれば、付着物１６の塗布方法は、絶縁性の液体１４に導電性の付着物１６を混ぜる工程と、付着物１６が混ぜられた絶縁性の液体１４に対して、被付着物１５を浸漬する工程と、被付着物１５が浸漬された絶縁性の液体１４に超音波振動を付与し、被付着物１５と付着物１６とを摩擦させることにより、被付着物１５と付着物１６とを帯電させる工程と、を有する。
【００３５】
この構成によれば、超音波振動を付与するという簡単な方法で、被付着物１５および付着物１６を帯電させ、被付着物１５に付着物１６を均一に塗布することができる。このため、塗布工程を簡略化できるとともに、付着物１６が塗布された被付着物１５の品質を向上できる。
【００３６】
付着物の塗布方法は、前記帯電させる工程の後に所定時間放置する工程を有する。この構成によれば、被付着物１５に対する付着物１６の塗布を確実にすることができ、付着物１６が塗布された被付着物１５の品質を向上できる。
【００３７】
この場合、前記超音波振動は、基本波の周波数を有する第１周波数成分と、前記基本波の周波数を整数倍した周波数で互いに異なる周波数を有する複数の第２周波数成分と、を含む。この構成によれば、基本波の超音波振動の腹位置に、第２周波数成分の腹位置を位置させることができる。このため、被付着物１５に対して均一に付着物１６を塗布させることができ、付着物１６が塗布された被付着物１５の品質をさらに向上できる。
【００３８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変形実施することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１１…超音波振動発生器、１４…液体、１５…被付着物、１６…付着物。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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