JP2017087166A - 非粘着性物質による表面処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】石炭の運搬施設や、汚泥の処理施設等、粒状あるいは粉状、泥状の物を対象として取り扱う施設では、機器類の表面に処理対象物の付着することを防止、軽減するために、簡単な方法で機器表面を被覆し、長期にわたって対象物の付着を防止し得る非粘着性物質による表面処理方法の提供。【解決手段】鋼鉄等の金属材料で構成される基材１９ａと親和性が高く、且つ耐摩耗性のあるアルミニウムや亜鉛等の金属材料の溶射材１９ｂを基材１９ａの表面に、溶射した後、溶射材１９ｂの表面にフッ素系樹脂等の非粘着性物質である表面材１９ｃを塗装する。表面処理方法。連続式アンローダのバケットに前記表面処理を適用する方法。【選択図】図１

Description

本発明は、非粘着性物質による表面処理方法に関する。

石炭の運搬施設や、汚泥の処理施設等、粒状あるいは粉状、泥状の物を対象として取り扱う施設では、機器類の表面に付着する対象物の処理が問題となることがある。

図３には、そういった施設の一例として、港湾等において船倉から石炭や鉄鉱石等のバラ物を陸揚げする際に用いられる連続式アンローダを示している。ここに示した連続式アンローダ１００は、岸壁１に敷設されたレール２上を走行自在な走行フレーム３上に、傾動自在なブーム４を備えた旋回フレーム５を設け、ブーム４先端に、船倉６の内部のバラ物７を掻き取って船倉６の外部に搬出するバケットエレベータ８を吊り下げてなる構成を有している。ブーム４の内部には、バケットエレベータ８で掻き取ったバラ物７をブーム４の基端側へ搬送するブームコンベヤ９が配設されている。又、走行フレーム３には、ブームコンベヤ９からシュート１１を介して送給されるバラ物７を走行フレーム３の外部に搬出する搬出コンベヤ１０が配設されている。

バケットエレベータ８は、図３及び図４に示す如く、ブーム４先端に上下方向へ延びる本体フレーム１２を枢着して構成されている。該本体フレーム１２の下端部には、端面を開放した外枠フレーム１３に対し入れ子状となるよう内枠フレーム１４を伸縮自在に配設してなる掻取部フレーム１５が、昇降フレーム２３を介し略水平に取り付けられている。掻取部フレーム１５の外枠フレーム１３の基端と内枠フレーム１４の先端にはスプロケット１６，１７が設けられ、該スプロケット１６，１７と本体フレーム１２上部に設けられたスプロケット１８には、多数のバラ物７掻き取り用のバケット１９を取り付けた無端状のチェーン２０が掛け回されている。

外枠フレーム１３に対する内枠フレーム１４の伸縮は、シリンダ２１の伸縮作動によって行われるようになっている。又、内枠フレーム１４の伸縮に伴いチェーン２０の張力変化が生じることをなくすために、外枠フレーム１３は、本体フレーム１２に対しシリンダ２２の伸縮作動により昇降自在な昇降フレーム２３に連結されている。図４中、実線で示すようにシリンダ２１が伸張して内枠フレーム１４が外枠フレーム１３に対して伸びるときには、シリンダ２１の作動と連動してシリンダ２２が伸張し昇降フレーム２３を介して外枠フレーム１３が本体フレーム１２側に引き寄せられる形で上昇するようになっている。一方、図４中、仮想線で示すようにシリンダ２１が収縮して内枠フレーム１４が外枠フレーム１３に対して縮むときには、シリンダ２１の作動と連動してシリンダ２２が収縮し昇降フレーム２３を介して外枠フレーム１３が本体フレーム１２側から離される形で下降し、これによりチェーン２０の張力が常に一定に保持されるようになっている。

尚、図３中、２４は旋回フレーム５の頂部に俯仰自在に設けられたバランシングレバーであり、該バランシングレバー２４の先端部にバケットエレベータ８の本体フレーム１２がトップフレーム２５を介して取り付けられ、ブーム４とバランシングレバー２４と旋回フレーム５とトップフレーム２５とによって平行四辺形リンク機構が形成されている。トップフレーム２５には、回転フィーダ２７が内蔵されている。又、バランシングレバー２４の後端部にはカウンタウェイト２６が取り付けられている。

そして、チェーン２０が回転することにより、船倉６の内部のバラ物７は、バケットエレベータ８のバケット１９によって掻き取られて上方へ移送され、そこで回転フィーダ２７に落下してブームコンベヤ９上に移され、ブームコンベヤ９によってブーム４の先端側から基端側へ搬送され、シュート１１を介して搬出コンベヤ１０上に落下し、該搬出コンベヤ１０により走行フレーム３の外部へ搬出されるようになっている。

こうした連続式アンローダでは、運転に伴い、バケット内外の表面にバラ物が付着し、堆積していく問題がある。バケットにおけるバラ物の堆積量が多くなると、その重量のためにジブ先端の荷重が大きくなりすぎて荷役の続行が不可能になってしまう虞があるほか、バケットの内側にバラ物が堆積した場合には、その分だけバケットの実効的な容積が目減りし、荷役の効率が下がってしまうという問題がある。

そこで、荷役作業を行う際には、バケットへのバラ物の堆積量が大きくなる前に、定期的に洗浄作業を行う必要がある。ところが、洗浄を行うにあたっては荷役作業を一旦中断しなくてはならず、港湾の使用料等の費用がその分だけ無駄にかかってしまうほか、作業員の人件費等、洗浄自体にも費用が必要である。さらに、バラ物の滓が混じった洗浄排水の処理の問題もあり、全体としてバケットの洗浄には大きなコストがかかってしまっていた。

また、バケットの洗浄は高圧洗浄により行うが、堆積したバラ物がバケットに強く固着していると、水の噴射だけでは洗い落としきれない場合がある。これを作業員が直接手で剥がし落とす作業は大変な重労働である。特に、バケットの内側に付着するバラ物は、荷役作業中の掻き取りの動作により圧力が加わり、押し固められつつ堆積していくため固着しやすい。

また近年では、火力発電等において、石炭のうちでも低品位炭である褐炭や亜瀝青炭を燃料として使用することが増えてきているが、こうした低品位炭は含水量が多く、粉状の滓が泥状となってバケットに付着しやすい。このため、低品位炭の陸揚げにあたっては、上記したジブ先端の荷重の問題や、バケットの容積の目減りといった問題がとりわけ発生しやすく、洗浄作業もその分、頻繁に行わなくてはならない。

尚、ここでは石炭等の運搬を行うための連続式アンローダを例に説明したが、汚泥の処理施設や各種の化学設備等、粒状や粉状、泥状の物を対象として扱う施設の多くにおいて、同様の事情が存在している。

こうした対象物の機器表面への付着を防止する方法としては、例えば、フッ素系樹脂等の非粘着性の物質を機器表面に焼き付け塗装し、対象物が表面に付着性しにくくする方法がある（下記特許文献１参照）。あるいは、機器表面に樹脂製のライナープレートを取り付けて表面を被覆することも考えられる（下記特許文献２参照）。

特開平８−３５０８号公報 特開２０１２−０６６２５２号公報

しかしながら、非粘着性物質を塗装する方式の場合、非粘着性物質の機器表面への固定が難しい問題がある。すなわち、非粘着性物質は対象物を付着させにくい反面、機器表面に対しても密着力が弱い性質がある。このため、上記した連続式アンローダのような摩擦のある使用環境では、機器の使用に伴って非粘着性物質の皮膜が表面から簡単に剥がれ落ちてしまい、長期間の使用は難しい。

また、ライナープレートを取り付ける方式も、使用に伴う荷重によりライナープレートが破損、脱落する虞があり、やはり耐久性の面で不安があった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、簡単な方法で機器表面を被覆し、長期にわたって対象物の付着を防止し得る非粘着性物質による表面処理方法を提供しようとするものである。

本発明は、基材の表面に溶射材を溶射した後、該溶射材の表面に非粘着性物質である表面材を塗装することを特徴とする非粘着性物質による表面処理方法にかかるものである。

本発明の非粘着性物質による表面処理方法において、前記基材は鋼鉄とし、前記溶射材は金属とし、前記表面材はフッ素系樹脂とすることができる。

本発明は、連続式アンローダのバケットに適用することができる。

本発明の非粘着性物質による表面処理方法によれば、簡単な方法で機器表面を被覆し、長期にわたって対象物の付着を防止し得るという優れた効果を奏し得る。

本発明の非粘着性物質による表面処理方法を説明する断面図である。 本発明の作用を説明する断面図である。 一般的な連続式アンローダを示す概要構成図である。 図３の一部を拡大して示す詳細図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施による非粘着性物質による表面処理方法の一例を示すものであって、図中、図３、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成は図３、図４に示す従来のものと同様である。ここでは、本発明の非粘着性物質による表面処理方法を適用する対象として、連続式アンローダ１００のバケット１９（図３、図４参照）を想定している。

本発明の非粘着性物質による表面処理方法は、以下の如き工程により行われる。まず、表面処理の対象とする機器（バケット）１９を構成する基材１９ａの表面に、下地として溶射材１９ｂを溶射する。基材１９ａは、鋼鉄等の金属材料で構成される。溶射材１９ｂの素材には、アルミニウムや亜鉛等、金属材料である基材１９ａと親和性が高く、且つ耐摩耗性のある金属を用いることができる。

次に、溶射材１９ｂの表面に、表面材１９ｃを塗装する。表面材１９ｃとしては、例えばフッ素系樹脂等、表面の摩擦係数が低い非粘着性の素材（非粘着性物質）を用いる。

次に、上記した本実施例の作用を説明する。

表面処理を施した機器（バケット）１９は、図１に示す如く、基材１９ａの表面に溶射材１９ｂの層が形成され、さらにその表面を表面材１９ｃに被覆された状態である。ここで、表面材１９ｃは上記したように非粘着性物質で構成されており、分子構造上、他の物質と結合しにくい性質があるので、表面材１９ｃは、素材としては溶射材１９ｂとの結合が弱い。しかしながら、溶射材１９ｂの層は、溶射の過程で表面に凹凸が形成され、さらに内部にも微細な気孔が多数形成された多孔質の構造になっている。この凹凸や気孔に表面材１９ｃが入り込むことにより、その非粘着性の性質にかかわらず、表面材１９ｃは溶射材１９ｂに対し物理構造的に強固に固定される（アンカー効果）。

そして、溶射材１９ｂはアルミニウムや亜鉛等の金属材料であり、同じ金属材料である基材１９ａとは親和性が高い。こうして、表面材１９ｃの皮膜は、溶射材１９ｂの層を介し、基材１９ａに対して強固に固定されることになる。

上述の表面処理により、表面材１９ｃに被覆されたバケット１９の表面は、表面処理を行わない場合と比較して摩擦係数が著しく低くなっている。このため、連続式アンローダ１００（図３、図４参照）の稼働により、バケット１９が対象物である石炭等のバラ物７（図３、図４参照）と接触しても、該バラ物７がバケット１９表面に付着しにくい。

したがって、本発明の非粘着性物質による表面処理方法を適用したバケット１９並びに連続式アンローダ１００によれば、バケット１９の表面にバラ物７が堆積しにくいため、バケット１９に付着したバラ物７の重量のためにジブ先端の荷重が大きくなりすぎて荷役の続行が不可能になってしまう事態を発生しにくくすることができ、また、バラ物７のバケット１９内部への堆積によりバケット１９の実効的な容積が目減りして荷役の効率が下がってしまう問題も極力回避できる。

さらに、バケット１９の洗浄作業の頻度も落とすことができるので、洗浄作業の実施による港湾の使用料の空費を抑え、作業員の人件費も節約することができる。また、洗浄排水の処理の問題も低減することができる。

ところで、本発明による表面処理を施したバケット１９を長期間使用するにあたっては、表面材１９ｃ自体の耐久性が問題になる。上述の通り、表面材１９ｃはアンカー効果によって溶射材１９ｂに固定されるので、例えば上記特許文献１の如く、単にフッ素系樹脂等を基材１９ａに焼付塗装した場合とは異なり、バケット１９の表面から簡単に剥がれ落ちることはない。しかしながら、フッ素系樹脂等である表面材１９ｃはそれ自体の耐摩耗性が低く、バラ物７との接触によって摩耗しやすい。本発明の非粘着性物質による表面処理方法では、このような表面材１９ｃの摩耗の問題にも対応し得る。以下、説明する。

上述の表面処理を完了した段階では、図１に示す如く、バケット１９の表面は、表面材１９ｃの皮膜に覆われた状態である。この状態から、連続式アンローダ１００（図３、図４参照）を稼働させると、フッ素系樹脂である表面材１９ｃは、時間の経過と共に、対象物である石炭等のバラ物７（図３、図４参照）との摩擦によりすり減っていく。

ここで、表面材１９ｃは凹凸のある溶射材１９ｂの層の上に塗装されているため、当初、表面材１９ｃ自体の表面にも、溶射材１９ｂの凹凸を反映した凹凸が形成されている。表面材１９ｃは、このうち凸になった部分から先に摩耗していく。

そして、表面材１９ｃが摩耗していくと、図２に示す如く、その下の溶射材１９ｂの層が露出する。この溶射材１９ｂの表面には凹凸があるので、表面材１９ｃの摩耗により、まず溶射材１９ｂのうち凸になった部分が、表面材１９ｃの間に露出することになる。

溶射材１９ｂは、上述の如くアルミニウムや亜鉛等の耐摩耗性のある素材で構成されるので、溶射材１９ｂが図２に示す如く露出し始めると、ここで摩耗の速度が軽減される。しかも、溶射材１９ｂのうち露出した凸な部分の間には未だ表面材１９ｃが残っているので、バラ物７との間の摩擦係数は猶も低く保たれ、バラ物７の付着を防止することができる。すなわち、溶射材１９ｂが芯となって摩耗を軽減しつつ、溶射材１９ｂに保護される形で表面材１９ｃもバケット１９の表面に残存するので、長期間にわたりバラ物７の付着が防止されるのである。

したがって、上記本実施例によれば、簡単な方法で機器表面を被覆し、長期にわたって対象物の付着を防止し得る。

尚、本発明の非粘着性物質による表面処理方法は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、連続式アンローダのバケットに限らず、粒状あるいは粉状、泥状の物を取り扱う機器類一般に適用し得ること等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１９ バケット
１９ａ 基材
１９ｂ 溶射材
１９ｃ 表面材（非粘着性物質）
１００ 連続式アンローダ

Claims (3)

1. 基材の表面に溶射材を溶射した後、該溶射材の表面に非粘着性物質である表面材を塗装することを特徴とする非粘着性物質による表面処理方法。
2. 前記基材は鋼鉄であり、前記溶射材は金属であり、前記表面材はフッ素系樹脂である、請求項１に記載の非粘着性物質による表面処理方法。
3. 連続式アンローダのバケットに適用した、請求項１又は２に記載の非粘着性物質による表面処理方法。

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