JP2015509198A - 汚染領域の検出 - Google Patents

Abstract

本発明は、表面のコーティングを行う前に表面上の汚染を検出する方法であって、表面上の汚染領域で蓄積する能力を有するマーカを表面と接触させることと、非極性または両親媒性である、表面上のマーカを検出することとを含む方法を記載する。

Description

本発明は、表面のコーティングを行う前に表面の汚染を検出する方法に関する。

現在では、表面上の汚れを検出すること、またはそのような表面上の汚染の度合を定量化することに向けられた方法が存在する。たとえば、ＵＳ５８２８４６０号では、塗装などの後続の処理の前に、金属表面を検査する方法が開示されている。いくつかの光源が、様々な波長を有する光線を用いて検査表面を照射し、反射光を検出して電気シグナルへと変換し、電気シグナルをデジタル処理し、処理の結果が表示されると記述されている。さらに、上記のように開示されている方法などは、たとえば車両業界で使用されることが知られている。ＵＳ６３２０６５４号では、たとえば、車体の選択された表面欠陥を検出する方法が開示されている。この方法は、複数の前記車体を運行ラインに沿って運搬することと、格子図形の光を用いて前記車体の連続的な横断面を選択された角度で照射することと、光の反射格子図形を前記横断面から光学的に検出することと、三角測量法を利用し、三次元位相シフトを考慮して、前記反射格子図形を表すデータを処理して複合検出データを生成し、前記複合データを選択された車体の関連性のある欠陥表面を表す選択された参照データと比較し、前記車体の関連性のある欠陥表面の座標を表す同定データを生成することと、前記同定データの前記座標に対応する前記車体上の関連性のある欠陥表面をマーキングすることを含む。

同様に、ＷＯ８７／００６２９号では、放射ビームを提供するレーザー手段と、表面を横切ってビームを走査させるための走査手段と、表面から反射された放射を入射ビーム路に沿って反射し返す再帰反射材とを備える、たとえば自動車のペンキ表面を検査するための表面検査機器が開示されており、前記機器には、ロボットによって自動車の表面の上方を移動させるユニットとして搭載される再帰反射材が含まれる。光シグナルの分析により、すりきず、ペンキ包有物、オレンジピール、ドライスプレー、へこみ、および光沢不良などの欠陥が示される記述されている。

さらに、ＵＳ５８４４８０１号では、とりわけ、表面の歪みの度合を事前に決定された判定値と比較することで前記表面の歪みが許容されるかどうかを決定することによって、表面の欠陥領域を同定することを含む、車体を製造する方法が開示されている。

本発明の１つの目的は、非常に有効でありながら、使用が容易である、表面上の汚染を検出するための改善された方法を提供することである。さらに、本発明による方法は、現在においてしばしば見つかるまたは頻繁に使用されている汚染物質を有効に検出することを意図する。そのような例を以下に示す。

上述した目的は、表面のコーティングを行う前に表面上の汚染を検出する方法によって達成され、前記方法は、表面上の汚染領域で蓄積する能力を有するマーカを表面と接触させることと、非極性または両親媒性である、表面上のマーカを検出することとを含む。表現「マーカが汚染領域で蓄積する能力を有する」とは、マーカ（またはプローブ）が汚染領域中に存在する少なくとも１つの汚染物質と会合する意味を含む。

汚染領域とは、検出目的である１つまたは複数の物質（汚染物質）を保有する領域である。そのような汚染物質は、たとえば、接着、凝集、結合または密封するすべての業界で使用されている潤滑油などの、様々な種類の油性物質であり得る。そのような業界の一例は自動車業界である。他の例は、たとえば埃粒子などの様々な種類の汚れである。さらなる例は、各種のテフロンおよびシリコーン系の製品、ホワイトグリス、油性の製品、潤滑剤および剥離剤（すなわち、機械的影響なしに貫通を防止する化学薬品）である。

ＵＳ４８５８４６５号では、物体上の表面汚染物質を検出および視覚的に位置判定する方法が開示されている。この方法は、その上に汚染物質を有する物体の表面に、物体の表面上の汚染物質の存在を検出および指示する水性の汚染物質位置判定組成物を塗布することと、過剰の汚染物質位置判定組成物を物体の表面から除去することと、水性の汚染物質識別蛍光顕色剤を表面上の指示された汚染物質の場所に塗布することと、色素分子を移行によって汚染物質へと移動させてそれと会合させ、汚染物質を蛍光発光させることと、過剰の顕色剤を物体の表面から除去することと、前記表面汚染物質を視覚的に位置決めするための照明条件下で物体の表面を見ることとを含む、汚染物質識別組成物は、基本的には、蛍光色素および適切な担体から成る。

ＵＳ４８５８４６５号では、汚染物質は、検出されて除去されなかった場合に、浸透深傷検査プロセスがひびなどの欠陥について検査する部品および組立品の表面を濡らすことを妨げ、また、ペンキ塗装および結合プロセスが有効に適用されることも妨げる場合があることが言及されている。しかし、ＵＳ４８５８４６５号による方法は検出方法に向けられており、検出手順が組み込まれたコーティング手順ではないことを指摘したい。さらに、本発明と比較した場合、ＵＳ４８５８４６５号による方法は、本発明によるものなどの非極性または両親媒性であるマーカではなく、水性の汚染物質位置判定組成物の使用を含む。さらに、ＵＳ４８５８４６５号による方法は、本発明の方法によれば必要でないまたは意図されないいくつかのステップを含む。

本発明による方法は多くの様々な技術的応用において使用が見つかり得るが、これは、上塗りの応用に、たとえば塗装／コーティング／上塗りを行う前の前処理方法として、たとえば車体塗装の前に行う汚染物質検出方法として、特に関連することに注意されたい。さらに、本発明による方法は、後続の前記表面のコーティングに適した清浄表面を判定する方法として使用し得ることを理解されたい。本方法は汚染物質を検出することを意図しており、したがって、後続のコーティングに適した清浄表面を判定する保証的方法としても意図される。さらに、表現「表面のコーティングを行う前」とは、塗装、上塗り、または他の種のカバー技法などの、すべての様々な種類の可能なコーティング技法を具体化することと解釈されるべきである。

現在の自動車／車両業界で使用されている検出方法が存在する。たとえば、ＵＳ６３２０６５４号では、塗装の前に車体の選択された表面欠陥を検出するシステムであって、三角測量技を利用し、三次元位相シフトを考慮して、複合検出データを生成し、複合検出データを選択された参照データと比較して関連性のある欠陥表面の座標を表す同定データを生成し、関連性のある欠陥表面をマーキングするシステムが開示されている。マーキング手段はＵＳ６３２０６５４号に従ったシステムに含まれると述べているかもしれないが、これは、欠陥表面を水溶性マーカ物質などのマーカ物質でマーキングすることに関連し、本発明のように、表面上の汚染領域と会合するために使用され、これに引き続き検出されるマーカではないことに注意されたい。

本発明の具体的な実施形態を以下に開示する。本発明の一実施形態によれば、マーカはシリコーントレーサである。本業界内では、接着される、一緒に合わせられる、塗装されるまたはコーティングされる物品が非常に多く存在する。シリコーンがいかなる量でもそのような使用を意図する表面を汚染している場合は、どのような材料でも表面に正しく付着しない。シリコーンの１つの大きな問題は、この物質が特殊手段を使用せずには検出不可能であることである。さらに、シリコーンを汚染物質として除去するための洗浄方法および機械的方法はどちらも不十分である。

シリコーンは自動車業界において大量に使用されており、したがって、本発明による方法は、そのような自動車の応用において具体的な使用が見つかる。

本発明の具体的な一実施形態によれば、マーカは蛍光であり、表面上のマーカの検出は蛍光の検出を含む。

検出の動因としての蛍光の使用が現在知られていることに注意されたい。たとえば、ＵＳ２００９／０２２３６３５号では、汚染物質に対する表面の清浄度を定量化する方法が開示されている。この方法は、汚染物質が反応する問合せ放射源の使用を含むと述べられている。この放射源からの放射は、放射手段によって、汚染物質を保有し得る表面または表面清浄剤に向けられる。検出器は、問合せ放射に対する汚染物質による応答において生じた表面または表面清浄剤からの放射、たとえば蛍光またはリン光放射を検出し、対応するシグナルを生成し、これを分析器によって許容できる清浄状態にある表面に対応する電子的な標準と比較して、表面の清浄度を定量化する。ＵＳ２００９／０２２３６３５号による方法はマーカの使用を含まない。ＵＳ２００９／０２２３６３５号による方法では、最終ステップは、表面を汚染物質感受性環境、適切には酸素施設内に配置すること、たとえば、表面をハロゲン、たとえばフッ素と接触させて配置することを含み得る。このハロゲンはマーカとして機能しない、特に、続いて汚染表面との会合について検出されるマーカとしては機能しないことに注意されたい。

現在では特定の検出目的のための蛍光材料が知られていることに、さらに注意されたい。たとえば、ＧＢ５７３１８３号は、物品の表面中の欠点の検出に関する。この物品を蛍光材料に浸し、過剰の材料を除去し、その後、蛍光の存在が表面中のひび、きず、亀裂などの欠点の兆候として使用される。しかし、蛍光材料は、汚染表面と会合させることを意図するマーカとしての使用を含む方法では使用されておらず、さらに、マーカの検出を含む方法では使用されていない。

本発明の具体的な一実施形態によれば、この方法は、紫外光をあてることによる蛍光の検出を含む。この意味では、本発明に従って使用するために様々なマーカが可能であり、これらは光と様々に相互作用し得ることを理解されたい。可能なマーカの多くはＵＶ光によって励起されるが、一部は可視光によっても励起される。したがって、ＵＶ光を本発明に従って使用し得るが、他の光源などの他の検出手段も、使用するマーカ溶液に応じて使用し得る。本発明による方法は、そのような光源を使用せずにマーカと表面の汚染物質（複数可）との会合を検出することも具体化することに注意されたい。

さらに、上述のように、様々なマーカを本発明に従って使用し得る。使用するマーカに応じて、その濃度、検出手段などは変動し得る。本発明の具体的な一実施形態によれば、マーカは非極性または両親媒性であり、両親媒性物質は親水性および疎水性の部分から構成されるようなものである。疎水性または両親媒性マーカは油性の染みの中で濃縮されており、これらの油性領域において光強度を増加させる。したがって、本発明によるマーカとして使用することは、非常に興味深い可能性がある。本発明によれば、マーカ／プローブと汚染物質（複数可）との間の会合は、マーカと汚染物質（複数可）との間の疎水性相互作用によって駆動される。この相互作用は、それ自体は化学結合ではない。

本発明によるマーカの興味深い群の例は、オクタデシルローダミンＢまたは両親媒性フルオレセインなどの両親媒性ローダミンまたはフルオレセイン誘導体、またはＤＰＨ（ジフェニルヘキサトリエン）およびＤＰＨ誘導体、たとえば、ＴＭＡ−ＤＰＨ、ＢＯＤＩＰＹ蛍光体またはＢＯＤＩＰＹ ＦＬ Ｃ_５−セラミドなどの非極性ＢＯＤＩＰＹ、非極性ピレンマーカおよびビマンマーカ、たとえばビマンアジド、Ｌｉｐｉｄｔｏｘ（登録商標）中性脂肪染色剤、６−プロピオニル−２−ジメチルアミノナフタレン（プロダン）およびラウルダン、ダポキシル誘導体、アニリノナフタレンスルホン酸、ならびにそれらの誘導体である。これらのマーカ群は細胞膜などの疎水性物質と会合するため、油、たとえば潤滑油に対しても機能するはずである。したがって、これらは本発明に非常に関連性のあるものであり得る。また、たとえば脂肪酸類似体およびたとえばリン脂質などの他のマーカ群も使用可能であり得ることを言及したい。他のものも本発明に従って使用可能である。

本発明のさらに別の具体的な実施形態によれば、マーカは環境に敏感であり、周辺媒体の極性に応じて放射光の周波数を変化させる。このことは、周辺媒体が水であるか油であるかに応じて色が変化することを含む。この場合は、上述の光強度増加に色変化の効果を加え得る。

本発明のさらに別の具体的な実施形態によれば、マーカは蛍光であり、ナイルブルーもしくはナイルレッド、またはその組合せである。ナイルブルー（すなわちナイルブルーＡ）およびナイルレッド（ナイルブルーオキサゾンとしても知られる）は、生物学および組織学において使用される親油性の染色剤である。ナイルブルーおよびナイルレッドはどちらも環境に敏感であり、環境の極性に応じた色シフトは別として、水環境から非極性媒体へと移された際にも蛍光強度が大きく増加する。ナイルレッドは、ナイルブルーの溶液を硫酸と共に沸騰させることによって生成し得る。どちらも蛍光顕微鏡観察と併せて使用される。本発明によれば、どちらのマーカも使用が可能であり、良好に機能するが、ナイルレッドはナイルブルーよりも高価であるため、ナイルブルーが好ましい場合がある。これらのマーカ間の選択は応用次第である。多くの応用ではナイルレッドがナイルブルーよりも低い濃度で機能すると言及されている場合があるが、ナイルレッドはより高価であるため、依然としてナイルブルーが多くの場合により良好な経済的選択肢である。

Claims (6)

1. 表面のコーティングを行う前に前記表面上の汚染を検出する方法であって、
   前記表面上の汚染領域で蓄積する能力を有するマーカを前記表面と接触させること、
   非極性または両親媒性である、前記表面上の前記マーカを検出すること、
   とを含む方法。
2. 前記マーカがシリコーントレーサである請求項１に記載の方法。
3. 前記マーカが蛍光であり、前記表面上の前記マーカの検出が蛍光の検出を含む請求項１または２に記載の方法。
4. 紫外光を当てることによって蛍光の検出を行う請求項３に記載の方法。
5. 前記マーカが環境に敏感であり、周辺媒体の極性に応じて放射光の周波数を変化させる請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 前記マーカが蛍光であり、ナイルブルーもしくはナイルレッド、またはその組合せである請求項１から５のいずれかに記載の方法。