JP2001181815A - 素地調整方法及び溶射皮膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 錆の発生を防止して、後処理に悪影響を与え
ない素地調整方法を提供することを目的とする。また本
発明は、下地との密着力に優れた溶射皮膜を形成可能な
溶射皮膜形成方法を提供する。 【解決手段】 素地調整をしようとする被処理材１の表
面に、研削材２と錆抑制剤を添加した湿潤材を吹き付け
て研削処理を行う。その後、研削処理面に溶射を行って
溶射皮膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗装の下地処理、
各種ライニング、溶射及びメッキ等の下地処理、塗装は
がし、各種建築物の洗浄等に用いられる素地調整方法、
及び金属素材等の表面に、セラミックス、金属、或いは
樹脂等の溶射皮膜を形成する溶射皮膜方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から金属素材などの表面の素地調整
方法としてブラスト方法が用いられている。ブラスト方
法にはエアー式ブラスト等の乾式方法と湿式方法とがあ
る。エアー式ブラスト方法は、圧縮空気流にサンドある
いは各種スラグなどの研削材を混合して被処理物の表面
に吹き付けて処理する方法である。エアー式ブラスト方
法を用いた素地調整方法は、広範囲な処理が効率良くで
きるといった特徴がある。

【０００３】しかし従来のエアー式ブラスト方法の素地
調整方法は、研削材の粉塵が大量に発生する。そして大
量に発生した粉塵が周囲に飛び散り、環境を汚染するた
め、屋外等の集塵機が使用できない場所では、粉塵公害
が発生してしまう。そのため近年、エアー式ブラスト方
法を用いた素地調整は、屋外で行うことが不可能になり
つつある。

【０００４】乾式のブラスト方法に対して、湿潤させた
研削材を用いてブラストを行う湿式ブラスト（ウェット
ブラスト）方法が公知である。湿式ブラスト方法は、乾
式ブラスト方法と比較して、粉塵の発生を良好に防止で
きる。湿式ブラスト方法には、湿式エアーブラスト、ウ
ォータージェットブラスト、スラリーブラスト等があ
る。湿式エアーブラストは圧縮空気と研削材に水を添加
し研削材を噴射する方式であり、ウォータージェットブ
ラストはきわめて高圧の水を主体とする流れに研削材を
加えてジェット水流として噴射する方法であり、スラリ
ーブラストは、水流に研削材を加え、混合物をスラリー
状にして噴射する方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】湿式ブラスト方法は、
粉塵の発生を良好に防止できるが、水によるブラスト後
の素地表面に錆が発生しやすいという問題があった。こ
のようにさびが発生しやすいということは、素地調整を
行った後の処理にきわめて重大な影響を与える。例え
ば、溶射メッキにより皮膜形成を行う場合、素材にブラ
スト処理を行った後、金属等の溶射を行う。溶射皮膜の
密着強さは、前処理、特にブラストによる影響が大きい
と言われている。例えば、ＡＮＳＩ／ＡＷＳ Ｃ．２．
１８−９３（An American National Standard /America
n Welding Society) の規定では、鐵鋼素材に対してブ
ラスト後６時間以内に溶射皮膜の第１層を施すことが推
奨されている。また、ＪＩＳ Ｈ９３００（亜鉛溶射作
業標準）、ＪＩＳ Ｈ ９３０１（アルミニウム溶射作
業標準）、ＪＩＳ Ｈ ９３０２（セラミック溶射作業
標準）等では、ブラスト後４時間以内に溶射皮膜の第１
層を施すことが推奨されている。またブラスト後、溶射
を行う際の作業環境としては、結露及び雨天の場合に
は、作業してはならないと規定されている。

【０００６】ブラスト処理した表面に錆が発生すると、
溶射金属皮膜との密着力が低下して、下地からの皮膜の
剥離を引き起こすため、それを防止する目的で上記の作
業規定が設けられている。しかしながら、このような規
定があることは作業に制約が多いという問題がある。こ
のように作業に制約があると作業現場では休止時間が多
くなり、経済的損失も大きくなってしまうのが現状であ
った。

【０００７】本発明は上記従来技術の欠点を解決するた
めになされたものであり、錆の発生を防止して、後処理
に悪影響を与えない素地調整方法を提供することを目的
とする。また本発明は、下地との密着力に優れた溶射皮
膜を形成可能な溶射皮膜形成方法を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）素地調
整しようとする被処理材表面に、研削材と錆抑制剤を添
加した湿潤材とを吹き付けて研削処理を行うことを特徴
とする素地調整方法、（２）錆抑制剤を添加した湿潤材
が、ｐＨ７．５〜８．５の錆抑制剤を０．１〜３０質量
％添加した水である上記（１）記載の素地調整方法、
（３）研削材をノズルから噴射し、この噴射された研削
材に湿潤材を供給して、研削材を湿らせて被処理材に吹
き付ける上記（１）又は（２）記載の素地調整方法、
（４）被処理材の溶射皮膜形成面に、研削材と錆抑制剤
を添加した湿潤材とを吹き付けて研削処理を行って素地
調整を行った後、溶射材料を溶射して溶射皮膜を形成す
ることを特徴とする溶射皮膜形成方法、（５）素地調整
を行った後、アルコール類を用いて素地調整面の錆抑制
剤を洗浄処理し、溶射皮膜を形成する上記（４）記載の
溶射皮膜形成方法、（６）素地調整を行った後、予熱し
て錆抑制剤を処理し、溶射皮膜を形成する上記（４）又
は（５）記載の溶射皮膜形成方法、（７）研削材をノズ
ルから噴射し、この噴射された研削材に湿潤材を供給し
て、研削材を湿らせて被処理材に吹き付ける上記（４）
〜（６）のいずれか１に記載の溶射皮膜形成方法、を要
旨とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の方法を詳細に説明
する。図１は本発明素地調整方法に用いる装置を示すも
のであり、エアーブラスト装置の１例を示す。図１の装
置は、コンプレッサー３、研削材タンク４、研削材噴射
ノズル５、及び該ノズル５と研削材タンク４を接続する
ホース６と湿潤材供給装置とから構成され、研削材タン
ク４は、研削材の貯蔵タンク７に接続されており、加圧
可能に形成されている。湿潤材供給装置は、水の供給ポ
ンプ９、水のホース１０、水噴射ノズル１１及び圧力計
１２等から構成されている。この装置は、研削材と湿潤
材とを別々に供給して、研削材をノズルから噴射させた
後に該研削材で湿潤材を供給可能に構成されている。こ
のように研削材と湿潤材とを別々に供給して研削材がノ
ズルから噴射された後に湿潤材を供給する方法は、モイ
スチュアブラスト法と呼ぶ。

【００１０】本発明の素地調整方法は、図１に示すよう
に、素地調整をしようとする被処理材１の表面に、研削
材２と錆抑制剤を添加した湿潤材とを吹き付けて研削処
理を行うものである。研削材の吹き付けには図１に示す
ように研削材噴射ノズル５が用いられる。湿潤材の供給
は、湿潤材をあらかじめ研削材に添加した状態で、研削
材と共に吹き付ける、いわゆる湿式エアーブラスト、ス
ラリーブラストなどの方法を用いてもよいが、図１に示
すように研削材と湿潤材とを別々に供給するモイスチュ
アブラスト方法が、水の量を減らすことができるため好
ましい。

【００１１】この図１に示す方法では、コンプレッサー
３からの空気の圧力で研削材噴射ノズル５から研削材を
噴射すると共に、ノズルから噴射した研削材に水噴射ノ
ズル１１から水を供給して、ノズルから噴射された研削
材を湿らせた状態で被処理材１の表面に吹き付ける。

【００１２】本発明素地調整方法において用いられる研
削材は、例えばけい砂等の、通常の素地調整に用いられ
るエアー式ブラスト用の各種研削材が用いられる。研削
材は、素地調整の目的、用途等に応じて適宜選択され
る。

【００１３】湿潤材は研削材を湿らせることが可能なも
のであればよいが、通常、水が用いられる。湿潤材とし
て用いられる水には、錆抑制剤以外の添加剤として、研
削材を更に湿らせ易くするために、界面活性剤等を添加
しても良い。

【００１４】湿潤材に添加される錆抑制剤としては、金
属の錆を抑制することが可能なものであればよいが、
（Ａ）ｐＨ７．５〜８．５の範囲のアルカリ性の溶液、
例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液など、（Ｂ）
予熱してベパーライズし、亜鉛、アルミニウムなどと化
合物を作り易いもの、例えばアクリル酸ポリマー、オキ
シフェノキシエタノール等が好ましいものとして挙げら
れる。これらの錆抑制剤は、１種類を単独で使用して
も、２種以上を混合して使用しても、いずれでもよい。

【００１５】錆抑制剤を湿潤材に添加することで、ブラ
スト処理した被処理材表面には錆抑制剤の薄い皮膜が形
成される。この際、錆抑制剤の皮膜が厚く形成される
と、溶射皮膜の密着性が低下するおそれがある。そのた
め、上記錆抑制剤の添加量は、密着性の低下しない範囲
を上限とする。また錆抑制剤の添加量の下限値は、錆抑
制効果を十分発揮できる範囲とすればよい。この好まし
い具体的添加量は、例えばＫＯＨ水溶液では０．１〜３
０質量％の範囲である。又上記（ｂ）のアクリル酸系ポ
リマーでは、０．１〜３０質量％。オキシフェノキシエ
タノールが３０質量％以内の範囲である。

【００１６】本発明の素地調整方法において、図１に示
す如きモイスチュアブラスト法を用いた場合には、ノズ
ル５の先端から外部に噴射された研削材がノズルの外に
出たところで水が加わり、研削材タンク４の内部や配管
のホース６や研削材噴射ノズル５内等で、研削材は乾燥
した状態に維持される。その結果、研削材がタンクや配
管内部で固まってしまう虞れはなく、研削材のノズルか
らの噴出がスムーズに行えると共に、水の使用量を減ら
すことができる。

【００１７】上記湿潤材供給装置を用いてノズルから噴
射された研削材に湿潤材を供給して研削材を湿らせるた
めには、図１に示すように、空気等の加圧気体を供給す
るためのコンプレッサー３に接続された加圧タンク４に
研削材供給タンク７を接続し、加圧タンク４に供給され
た研削材６はノズル５に水のホース１１を接続して、ノ
ズル先端から噴射された研削材に水が供給されるように
構成する。

【００１８】上記装置において研削材を噴射する部分
は、図２及び図３に示すように、研削材を吹き付ける研
削材噴射ノズル５の周囲に水噴射ノズル１１を設けて構
成されている。水噴射ノズル１１は、研削材噴射ノズル
５の周囲にドーナツ状に、等間隔に各ノズル部品１４が
６個配置されている。水噴射ノズル１１の各ノズル部品
１４の角度、向きは、噴射された研削材を水が囲むよう
に噴射するよう取りつけられ、周囲から供給される水に
より均一に湿った状態の研削材８が被処理材１に吹き付
けられる。

【００１９】本発明方法において、研削材の供給量等
は、通常のエアー式ブラストを用いた素地調整の場合と
同様に、素地調整の目的、研削材の種類等に応じて適宜
選定される。また湿潤材の供給量は、研削材の供給量、
研削材の種類等に応じて、研削材を被処理材表面に吹き
付けた際に粉塵の発生が抑えられる程度の最小量用いる
ことが好ましい。湿潤材の供給量が少なくなりすぎる
と、粉塵が発生し易くなり、一方湿潤材の供給量が多く
なりすぎると、処理しようとする素地が濡れすぎてしま
い後処理に手間がかかるため、素地に研削材が付着して
残らない程度の湿潤材の供給量が好ましい。

【００２０】モイスチュアブラスト法を用いた場合の湿
潤材の供給は、ノズルの先端から噴射された研削材を湿
らせることが可能な方法であればよいが、具体的には、
図２及び図３に示すように、研削材噴射ノズル５の周囲
を囲むように水の供給ノズルを設け、噴射された研削材
に水（湿潤材）を噴霧又は噴射して、研削材を均一に湿
らせるように構成することが好ましい。また湿潤材の供
給ノズルは、研削材が噴射された後であって、且つ被処
理材表面に達する前に、湿潤材が供給されるような位置
と角度に設けられていればよい。粉塵の発生をより効果
的に抑制するためには、さらに好ましくは、噴射直後の
研削材に液体が供給される位置、及び角度にノズル部品
を設けるのが好ましい。特に湿潤材はノズルから噴射さ
れた研削材を、周囲から包むように噴霧するのが好まし
い。

【００２１】また、圧縮空気として加熱した空気を用い
て温風により研削材を噴射し、温風と共にノズルから噴
射された研削材に水を噴霧して被処理材に吹き付けるこ
ともできる。この場合には温かい状態でノズルから噴出
した研削材が冷える際に結露する為、噴射した研削材を
湿らせるのが容易に行える利点がある。

【００２２】また、湿潤材として錆抑制剤、添加剤を添
加した水を用い、この水を蒸気化して、ノズルから噴射
した研削材に、この蒸気を吹き付けるように構成しても
よい。蒸気は水よりも研削材を濡らす効率が良く、水分
の量が少なくてすむ。噴射された研削材に蒸気を吹き付
けるように装置を構成するには、水を加熱して蒸気とす
ることができる装置（蒸気発生装置又は加熱装置１３）
を水の噴射ノズル１１に接続し、水の噴射ノズルから蒸
気が噴射されるように構成すればよい。また、蒸気発生
装置として例えば超音波を利用したものを用いてもよ
い。尚、湿潤材は、水を加熱装置１３で加熱しただけの
温水であってもよい。湿潤材として温水を用いた場合、
研削材を濡らす効率は冷水と比較して良好である。

【００２３】以下、本発明の溶射皮膜皮膜形成方法につ
いて説明する。本発明の溶射皮膜形成方法は、錆抑制剤
を添加した湿潤材と研削材を吹き付ける上記素地調整方
法を用いて被処理材にブラスト処理を施した後、該処理
面に金属或いはセラミックス等を溶射して、溶射皮膜を
形成するものである。

【００２４】溶射皮膜の形成に用いられる材料は、各種
の金属、セラミックス、或いは樹脂等の通常の溶射に用
いられるものであればよい。また、ブラストによる素地
調整後の溶射皮膜の形成方法も、従来から行われている
溶射方法を用いることができる。溶射皮膜形成に用いら
れる金属としては、例えば、亜鉛、アルミニウム、亜鉛
・アルミニウム合金、アルミニウム・マグネシュウム合
金、亜鉛・アルミニウム・マグネシュウム合金、鐵、ス
テンレス鋼等の鐵鋼材料、及びニッケル−クロム合金な
どの非鐵材料、及びこれらの合金などが挙げられる。ま
た溶射皮膜形成には、セラミックス、樹脂等を用いても
よい。

【００２５】また、被処理材の表面をブラスト処理した
後、この処理面を特に処理せずに、溶射を行って溶射皮
膜を形成しても良いが、ブラスト処理した素地調整面を
メタノール、エタノール等のアルコール類を用いて洗浄
処理を行った後に、溶射皮膜の形成を行ってもよい。ま
た、素地調整の後、溶射皮膜形成前に素地調整面を加熱
処理してもよい。

【００２６】湿潤材に錆抑制剤を添加し被処理材に研削
材と共に吹き付けてブラスト処理することで、ブラスト
後の被処理材表面には錆抑制剤の薄い皮膜が形成され
る。アルコール類で被処理材溶面を洗浄することで、錆
抑制剤を確実に除去することができるため、溶射皮膜の
より確実な密着性が得られる。また、加熱することで分
解、或いは揮発する錆抑制剤の場合には、素地調整後、
溶射前の加熱処理は確実な密着性を得るのに効果的であ
る。

【００２７】

【実施例】比較例１ 錆抑制剤を添加しない水を用いてモイスチュアブラスト
を行い素地調整を行って、ブラスト後６時間経過した後
に溶射を行った。この時の溶射皮膜の密着強さは、２ｋ
ｇ／ｃｍ²以下であっった。なお試験は被処理材として
アルミニウムを用い、図１に示す装置を用いブラスト処
理した後、ガスフレーム式で亜鉛を溶射して溶射皮膜を
１００〜２００μｍに形成した。密着強さの測定は、Ａ
ＳＴＭＣ３３６準じて行った。 実施例１ 錆抑制剤として水酸化カリウム（ＫＯＨ）を１％添加し
た水を用いてブラスト処理した以外は、比較例１と同様
の条件で素地調整及び溶射を行った。このときの溶射皮
膜の密着強さは、１７．７ｋｇ／ｃｍ²であった。 参考例１ 錆抑制剤を添加しない水を用いてモイスチュアブラスト
を行い素地調整を行って、ブラスト後直ちに溶射を行っ
た。この時の溶射皮膜の密着強さは、８．２ｋｇ／ｃｍ
²であった。このように６時間以上経過した後であって
も、錆抑制剤を添加した水を用いた場合には、溶射皮膜
の十分な密着強さが得られる。

【００２８】湿潤材に錆抑制剤を添加した場合、被処理
材表面に錆抑制剤の皮膜が形成されることにより溶射皮
膜との密着力低下が懸念される。しかし、以下の実験例
に示すように、通常の錆抑制効果が得られる範囲の添加
量では特に大きな密着力低下がないことが判った。その
結果を下記の表１〜表３に示す。試験の結果、いずれの
場合も錆抑制剤未添加の場合とほぼ同等の密着力が得ら
れ、本発明方法が十分実用的であることが確認できた。
以下その実験例の詳細を示す。

【００２９】錆抑制剤の種類と添加量、及び溶射前の予
熱の有無と溶射金属の密着強さの関係について試験を行
った。試験は、錆抑制剤入り（或いは無添加）の湿潤材
をノズルより噴出する研削材に供給し、モイスチュアブ
ラスト方式により下地処理を行った後、ガスフレーム式
による金属の溶射を行い、溶射金属の被処理材に対する
密着強さをＡＳＴＭ Ｃ−６３３（密着強さ試験方法）
に準じた方法により測定した。尚、溶射金属としては、
亜鉛、アルミニウム、８０Ｎｉ−２０Ｃｒ合金の３種類
について行った。又、錆抑制剤は（Ａ）水酸化カリウム
（ＫＯＨ）、（Ｂ）アクリル酸ポリマーを用いた。

【００３０】

【表１】錆抑制剤Ａ使用、予熱なし

【００３１】

【表２】錆抑制剤Ａ使用、予熱あり（８０〜１３０℃）

【００３２】

【表３】錆抑制剤Ｂ使用、予熱あり（８０〜１５０℃）

【００３３】上記表１〜３に示すように、錆抑制剤の添
加が上記範囲内では、特に大きな密着力の低下は見られ
ない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の素地調整方
法は、素地調整しようとする被処理材表面に、研削材と
錆抑制剤を添加した湿潤材とを吹き付けて研削処理を行
う方法を採用したことにより、ブラスト処理した表面に
錆が発生するのを防止して、溶射金属皮膜との密着力が
良好で、下地からの皮膜の剥離を引き起こすおそれがな
い。

【００３５】従来の素地調整方法では、ブラスト処理に
よって被処理材の表面が活性になり錆が発生しやすくな
るため、各種の作業の制限があったが、本発明の処理方
法では錆の発生を良好に防止して、このような制限をな
くすことができ、作業性が向上し経済的損失を小さくす
ることができる。

【００３６】本発明の溶射皮膜形成方法は、被処理材の
溶射皮膜形成面に、研削材と錆抑制剤を添加した湿潤材
とを吹き付けて研削処理を行って素地調整を行った後、
溶射材料を溶射して溶射皮膜を形成する方法を採用した
ことにより、被処理材との密着性に優れた皮膜を形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の素地調整方法に用いる装置の１例を示
す説明図である。

【図２】図１の装置の研削材噴射ノズルの断面図であ
る。

【図３】図２のノズルをノズル噴出口先端側から見た正
面図である。

【符号の説明】

１ 被処理材 ２ 研削材 ３ コンプレッサー ４ 研削材タンク ５ 研削材噴射ノズル ６ ホース ７ 研削材の貯蔵タンク ８ 湿った状態の研削材 ９ 水の供給ポンプ １０ 水のホース １１ 水噴射ノズル １２ 圧力計 １３ 加熱装置又は蒸気発生装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岸 将司 栃木県安蘇郡葛生町大字柿平69番地 ブラ スト工業株式会社内 (72)発明者 戸部 省吾 東京都八王子市散田町２−55−12 (72)発明者 小林 公子 群馬県桐生市広沢町５−1688−１ Ｆターム(参考） 4K031 AA05 AB02 AB11 BA04 BA07 CB21 CB31 CB37 CB41 CB51 DA01 EA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素地調整しようとする被処理材表面に、
   研削材と錆抑制剤を添加した湿潤材とを吹き付けて研削
   処理を行うことを特徴とする素地調整方法。
2. 【請求項２】 錆抑制剤を添加した湿潤材が、ｐＨ７．
   ５〜８．５の錆抑制剤を０．１〜３０質量％添加した水
   である請求項１記載の素地調整方法。
3. 【請求項３】 研削材をノズルから噴射し、この噴射さ
   れた研削材に湿潤材を供給して、研削材を湿らせて被処
   理材に吹き付ける請求項１又は２記載の素地調整方法。
4. 【請求項４】 被処理材の溶射皮膜形成面に、研削材と
   錆抑制剤を添加した湿潤材とを吹き付けて研削処理を行
   って素地調整を行った後、溶射材料を溶射して溶射皮膜
   を形成することを特徴とする溶射皮膜形成方法。
5. 【請求項５】 素地調整を行った後、アルコール類を用
   いて素地調整面の錆抑制剤を洗浄処理し、溶射皮膜を形
   成する請求項４記載の溶射皮膜形成方法。
6. 【請求項６】 素地調整を行った後、予熱して錆抑制剤
   を処理し、溶射皮膜を形成する請求項４又は５記載の溶
   射皮膜形成方法。
7. 【請求項７】 研削材をノズルから噴射し、この噴射さ
   れた研削材に湿潤材を供給して、研削材を湿らせて被処
   理材に吹き付ける請求項４〜請求項６のいずれか１に記
   載の溶射皮膜形成方法。