JP2006326692A - ブラスト材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラスト工法の実行時に跳ね返りによる危害のおそれを抑えることができ、しかも製造時の粉砕工程を不要にでき、大きな塊になりにくいブラスト材を得る。
【解決手段】金属粒子と粘度４０００〜６０００ｍＰａ・ｓの接着剤との混合により成分Ａを得る成分Ａ準備工程と、凝集防止材を攪拌機で攪拌中に前記攪拌機に前記成分Ａを投入し、前記成分Ａと凝集防止材を攪拌混合して前記接着剤を硬化させると共に造粒する攪拌造粒工程とにより、前記金属粒子からなる芯材が、前記接着剤の硬化した被覆層で覆われ、前記被覆層には前記凝集防止材が分散しているブラスト材を得る。得られたブラスト材１０は、ブラスト工法の実行時に跳ね返りによる危害のおそれを、ブラスト材表面の被覆層１３によって抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ブラスト材及びその製造方法に関する。

塗装面や錆発生面から塗膜や錆を除去する方法としてブラスト工法がある。ブラスト工法は、塗装面や錆発生面に、ブラスト用粒子（粒子には粉末も含む。）を空気圧によって吹き付けることにより、塗膜や錆を剥がすものである。ブラスト用粒子としては、鉄などの金属粒子、砂、ガーネット、炭酸水素ナトリウム粒、とうもろこしの乾燥粉末等が用いられている。

また、ブラスト工法は、作業面から剥がれた塗膜や錆などからなる粉塵が周囲に飛散する問題や、ブラスト用粒子が作業面から跳ね返って作業者に危害を与えるおそれの問題がある。そこで、ブラスト用粒子を発泡体で被覆してスポンジ状ブラスト材とすることにより、ブラスト材が作業面に衝突した際に発生する粉塵の飛散を抑えると共に、ブラスト材の跳ね返りによる危害のおそれを、ブラスト材表面の発泡体の緩衝作用で低減することが提案されている。

前記スポンジ状ブラスト材の製造方法として、界面活性剤等でブラスト用粒子を分散させた水に、水との混合により反応してポリウレタン発泡体となるイソシアネート末端プレポリマーを添加して攪拌混合し、この攪拌混合による発泡で得られたブラスト用粒子混入ポリウレタン発泡体を乾燥させ、残存している水分を除去し、さらに粒状に粉砕し、スポンジ状ブラスト材を得る方法が開示されている。

しかし、従来のスポンジ状ブラスト材は、製造時の粉砕によって粒子径がバラツキやすい問題がある。また、製造時に粉砕工程が必要であるのみならず、粉砕を十分に行う必要があるため、製造費用が嵩み、製造に時間がかかる問題がある。さらに製造時の混合攪拌時に金属粒子と水との比重差により金属粒子が均一に分散し難く、また界面活性剤の選択も難しいことから、これらによってもブラスト材の粒径がバラツキやすい問題がある。

米国特許第５，２５６，７０３号

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、ブラスト工法の実行時に跳ね返りによる危害のおそれを抑えることができ、しかも製造時の粉砕工程を不要にでき、大きな塊になりにくいブラスト材及びその製造方法の提供を目的とする。

請求項１の発明は、金属粒子からなる芯材と、前記芯材の表面を覆う接着剤が硬化した被覆層と、前記被覆層に分散した凝集防止材とからなることを特徴とするブラスト材に係る。

請求項２の発明は、請求項１において、前記凝集防止材がポリウレタン発泡体の粒状物からなることを特徴とする。

請求項３の発明は、金属粒子と粘度４０００〜６０００ｍＰａ・ｓの接着剤との混合により成分Ａを得る成分Ａ準備工程と、凝集防止材と成分Ａを攪拌機に投入する投入工程と、前記成分Ａと凝集防止材を攪拌混合して前記接着剤を硬化させると共に造粒する攪拌造粒工程と、により、前記金属粒子からなる芯材が、前記接着剤の硬化した被覆層で覆われ、前記被覆層には前記凝集防止材が分散しているブラスト材を得ることを特徴とするブラスト材の製造方法に係る。

本発明のブラスト材によれば、ブラスト工法の実行時にブラスト材の跳ね返りによって作業者に与える危害のおそれを、金属粒子の表面を覆っている接着剤が硬化した被覆層によって抑えることができる。さらには、被覆層に分散している凝集防止材をポリウレタン発泡体の粒状物で構成した場合は、ポリウレタン発泡体の粒状物によりブラスト材表面の緩衝効果を向上させることができ、ブラスト材の跳ね返りによる危害のおそれを、一層効果的に抑えることができる。

また、本発明のブラスト材及びその製造方法によれば、凝集防止材の存在により大きな塊になるのを抑えることができるので、粉砕工程を不要にすることができ、しかも粒径のバラツキの少ないブラスト材が得られる。

さらに、本発明におけるブラスト材の製造方法によれば、金属粒子と混合する接着剤の粘度を４０００〜６０００ｍＰａ・ｓにしているため、混合時に金属粒子が接着剤に均一に分散し易くなると共に、混合から硬化までの間も接着剤中に金属粒子が均一に分散した状態で維持され易くなり、これによってもブラスト材の粒径をバラツキの少ないものにすることができる。しかも、凝集防止材と成分Ａを攪拌機で攪拌するため、凝集防止材に成分Ａが絡みつきやすくなると共に、成分Ａが絡みついた凝集防止材間に剪断力が働くため、大きな塊状となるのを効果的に抑えることができる。

以下本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るブラスト材の模式図である。

図１に示すように、本発明のブラスト材１０は、金属粒子からなる芯材１１と、前記芯材１１の表面を覆う接着剤が硬化した被覆層１３と、前記被覆層１３に分散している凝集防止材１５とからなる。

芯材１１を構成する金属粒子は、適宜の金属からなるが、特に鉄粒子は安価でしかも塗膜や錆を落とす効果が高いために好ましいものである。また、金属粒子は、ブラスト工法における空気圧や、ブラスト工法の対象などにより粒径が決定される。本発明の金属粒子には金属粉と称されるものも含まれる。通常は０．２〜２ｍｍ程度の粒径のものが本発明の金属粒子として用いられる。なお、図示するブラスト材１０の一粒は、金属粒子が１個含まれる場合であるが、ブラスト材の各粒子において金属粒子の個数が１個であることを意味するものではなく、ブラスト材の各粒子には金属粒子が複数個含まれるものもある。

接着剤は、溶剤系あるいは水系のいずれでもよい。例えば、いわゆる万能接着剤と称されるものは、本発明における接着剤として好適なものである。万能接着剤は、酢酸セルロース、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステルなどのポリマーに、アルコール、エステル、ケトンまたは水などが溶剤として、あるいは水が分散剤として含まれている。なお、前記接着剤は、好ましくは、金属粒子が鉄粒子などのように水分で錆びやすいものの場合、水を用いない溶剤系のものが好ましい。また、ゴム系の接着剤は、前記被覆層１３とした場合の緩衝性が優れるため、本発明の接着剤として好ましいものである。

凝集防止材１５は、ブラスト材の製造時に、ブロッキングを防止できるものであれば、制限なく使用できる。凝集防止材として、例えば、タルク、ポリエチレンパウダー、ポリウレタン発泡体の粒状物等を挙げることができる。特にポリウレタン発泡体の粒状物は、緩衝性を有するため、前記ブラスト材の跳ね返りによる危害を抑える効果が一層良好なものになる。しかも、ポリウレタン発泡体の粒状物は、従来は埋め立て処分あるいは焼却処分されていたポリウレタン発泡体の端材を粉砕したものを使用することができるため、ブラスト材を安価にすることができるのみならず、廃棄物の再生利用にもつながる点で有益である。なお、凝集防止材として用いるポリウレタン発泡体の粒状物は、０．５ｍｍ〜３．５ｍｍの粒径が好ましく、より好ましくは０．８ｍｍ〜２．０ｍｍの粒径である。０．５ｍｍよりも小さいと凝集防止効果が得られにくいのみならず、前記緩衝作用も得難くなり、一方３．５ｍｍよりも大きくなるとブラスト材の粒径が大きくなりすぎて、ブラスト材がブラスト工法に適さないものとなる。

前記ブラスト材の製造方法は、成分Ａ準備工程と、投入工程と、攪拌造粒工程とからなる。
成分Ａ準備工程では、金属粒子と粘度４０００〜６０００ｍＰａ・ｓの接着剤との混合により成分Ａを得る。使用する金属粒子は、前記ブラスト材１０に関して説明したものと同一である。また、使用する接着剤についても前記ブラスト材１０に関して説明したものと同一である。特に、後述の攪拌造粒工程においてミキサーなどの通常の攪拌装置で攪拌可能な粘度で、かつ金属粒子が沈降し難いように、粘度４０００〜６０００ｍＰａ・ｓの接着剤が用いられる。４０００ｍＰａ・ｓより低い場合には、接着剤樹脂内を金属粒子が沈降して不均一になりやすく、一方、６０００ｍＰａ・ｓより大の場合には接着剤と金属粒子の攪拌が難しくなる。なお、接着剤の粘度は、この成分Ａ準備工程時における温度の粘度とされる。例えば、成分Ａ準備工程が２０℃で行われる場合は、接着剤の粘度は２０℃における値である。また、金属粒子と接着剤の重量割合は、適宜とされるが、通常、金属粒子の重量：接着剤の重量＝３０：１〜５：１の範囲で決定されることが多い。金属粒子の割合が高すぎると前記被覆層１３の厚みが薄くなりすぎて、被覆層１３による緩衝効果や凝集防止材の分散保持性が低下するようになり、逆に金属粒子の割合が低すぎると、相対的に被覆層１３が厚くなるため、ブラスト工法実行時に塗膜や錆などを剥がす作用が低下するようになる。前記混合は、ミキサー等、公知の混合手段が用いられる。

投入工程では、凝集防止材と前記成分Ａを攪拌機に投入する。凝集防止材は、前記ブラスト材１０に関して説明したものと同一である、特にポリウレタン発泡体の粒状物が好ましい。凝集防止材と成分Ａの重量割合は、凝集防止材の種類によって適宜決定される。通常は、凝集防止材の重量：接着剤の重量＝１：１〜１：１０、かつ凝集防止材：金属粒子＝１：３０〜１：５にされる。特に凝集防止材としてポリウレタン発泡体の粒状物を用いる場合には、ポリウレタン発泡体の粒状物の重量：接着剤の重量＝１：１〜１：５が好ましい。前記範囲よりもポリウレタン発泡体の粒状物が多くなると、相対的に接着剤が不足してポリウレタン発泡体の粒状物が被覆層に固定されにくくなる。逆に前記範囲よりもポリウレタン発泡体の粒状物が少なくなると、前記塊化（ブロッキング化）を抑えるのが難しくなり、得られるブラスト材の粒径がバラツキやすくなると共に、ポリウレタン発泡体の粒状物による緩衝作用も得難くなる。また、ポリウレタン発泡体の粒状物の重量：金属粒子の重量＝１：２０〜１：５が好ましい。前記範囲よりもポリウレタン発泡体の粒状物が多くなると、相対的に金属粒子が不足してブラスト工法実行時に塗膜や錆などを剥がす作用が低下するようになり、それに対して前記範囲よりもポリウレタン発泡体の粒状物が少なくなると、ポリウレタン発泡体の粒状物による緩衝作用が得難くなる。攪拌機は、ミキサー等、公知のものが用いられる。特に、水平方向のみならず上下方向に攪拌することのできるミキサーが好ましい。

前記凝集防止材と成分Ａを攪拌機に投入する順序は特に限定されず、同時あるいは何れを先にしてもよいが、特には凝集防止材を攪拌機に投入して凝集防止材の攪拌中に成分Ａを攪拌機に投入するのが好ましい。このようにすると、攪拌中の凝集防止材に成分Ａが付着することになるため、凝集防止材に成分Ａがより確実に絡みつきやすくなると共に、成分Ａが絡みついた凝集防止材間に剪断力が働くため、大きな塊状となるのを効果的に抑えることができる。

攪拌造粒工程では、前記成分Ａと凝集防止材を攪拌混合し、この攪拌混合によって成分Ａ中の接着剤の溶剤（水の場合を含む。）を揮発させることにより前記接着剤を硬化させ、図１に示したブラスト材に造粒する。前記造粒時、前記凝集防止材の作用により、塊化（ブロッキング化）が抑えられ、得られるブラスト材は粒径のバラツキが少なくなる。

ポリウレタン発泡体の端材を、粉砕機（株式会社ホーライ、「ＦＧ−２０６０」）により、径０．８〜２．０ｍｍのメッシュで粉砕してポリウレタン発泡体の粒状物にした。また、温度２０℃、粘度５０００ｍＰａ・ｓのスチレン−ブタジエンゴム系接着剤１００ｇと、鉄粒子（ＩＫＫショット株式会社、「スチールグリットＴＧＥ−７０」）２０００ｇをボールに投入し、鉄粒子に接着剤が充分馴染むように、へらを用いて適宜、手作業で混合し、成分Ａを得た。

前記ポリウレタン発泡体の粒状物１００ｇを、高速攪拌機（株式会社カワタ製「スーパーミキサーＳＭＶ−５Ｍ」）に投入して攪拌を行い、その攪拌状態で、前記成分Ａを約２０ｇ／秒で投入して約２分間で投入を完了させ、約５分間攪拌を続けて、粒形状のブラスト材２１５０ｇを得た。なお、攪拌中に接着剤の溶剤が揮発するため、得られたブラスト材の重量は、使用したポリウレタン発泡体の粒状物と成分Ａの合計重量２２００ｇよりも５０ｇ減少していた。このブラスト材は図１のように、鉄粒子からなる芯材１１の表面が接着剤の硬化した被覆層１３で覆われ、前記被覆層１３にはポリウレタン発泡体の粒状物からなる凝集防止材１５が分散した状態となっていた。また、ブラスト材は、目視で調べたところ、大きな塊状のものがなく、粒子径のバラツキが少ないものであった。

本発明の一実施形態に係るブラスト材の一粒子の模式図である。

符号の説明

１０ ブラスト材
１１ 金属粒子
１３ 被覆層
１５ 凝集防止材

Claims (3)

1. 金属粒子からなる芯材と、前記芯材の表面を覆う接着剤が硬化した被覆層と、前記被覆層に分散した凝集防止材とからなることを特徴とするブラスト材。
2. 前記凝集防止材がポリウレタン発泡体の粒状物からなることを特徴とする請求項１に記載のブラスト材。
3. 金属粒子と粘度４０００〜６０００ｍＰａ・ｓの接着剤との混合により成分Ａを得る成分Ａ準備工程と、
   凝集防止材と成分Ａを攪拌機に投入する投入工程と
   前記成分Ａと凝集防止材を攪拌混合して前記接着剤を硬化させると共に造粒する攪拌造粒工程と、
   により、前記金属粒子からなる芯材が、前記接着剤の硬化した被覆層で覆われ、前記被覆層には前記凝集防止材が分散しているブラスト材を得ることを特徴とするブラスト材の製造方法。

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