JP2019173974A - 煙突内壁の保護方法及び煙突 - Google Patents

Abstract

【課題】煙突の内壁を保護し、種々の汚染を防ぐ簡便な方法、及びその方法によって保護された煙突を提供する。【解決手段】［１］煙突の内壁にシリコーン樹脂を含む被覆層を形成する、煙突内壁の保護方法。［２］前記シリコーン樹脂を含む塗料を前記内壁に塗布する、［１］に記載の煙突内壁の保護方法。［３］前記塗料を吐出する塗工機の吐出口を前記内壁に向けつつ、煙突内にて前記塗工機を昇降させることにより、前記塗料を前記内壁に塗布する、［２］に記載の煙突内壁の保護方法。［４］内壁にシリコーン樹脂を含む被覆層を有する煙突。［５］前記被覆層の厚さが煙突上部よりも煙突下部の方が厚い［４］に記載の煙突。【選択図】なし

Description

本発明は、煙突内壁の保護方法及び煙突に関する。

従来、商業施設、工業施設、発電所等に設置された煙突の内壁は、長期間の使用により劣化や汚染が生じる問題がある。内壁がコンクリート製である場合、排ガスに特殊な腐食性化学物質が含まれていなくとも、二酸化炭素による中性化によって劣化が必然的に起きる。また、焼却灰、粉塵、揮発物質等が煙突内で冷却されて内壁に付着することによって汚染が生じることもある。このような劣化や汚染が生じた煙突内部の補修や清掃行う場合、煙突内部で作業員がはつり作業を行う方法（特許文献１参照）、はつり用の刃を備えた内壁表層除去装置を煙突内部で運転する方法（特許文献２参照）が提案されている。

特許第３７０３３９８号公報 特許第４４３９４１６号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、煙突の内壁を保護し、種々の汚染を防ぐ簡便な方法、及びその方法によって保護された煙突を提供する。

［１］ 煙突の内壁にシリコーン樹脂を含む被覆層を形成する、煙突内壁の保護方法。
［２］ 前記シリコーン樹脂を含む塗料を前記内壁に塗布する、［１］に記載の煙突内壁の保護方法。
［３］ 前記塗料を吐出する塗工機の吐出口を前記内壁に向けつつ、煙突内にて前記塗工機を昇降させることにより、前記塗料を前記内壁に塗布する、［２］に記載の煙突内壁の保護方法。
［４］ 内壁にシリコーン樹脂を含む被覆層を有する煙突。
［５］ 前記被覆層の厚さが煙突上部よりも煙突下部の方が厚い［４］に記載の煙突。

本発明の方法によれば、一般に耐久性、耐薬品性、及び耐熱性に優れたシリコーン樹脂によって煙突の内壁をコーティングすることによって、煙突の内壁を保護し、種々の汚染を簡便に防ぐことができる。

本発明にかかる保護方法の一例を示す煙突の断面図である。 本発明を実施するフローチャートの一例である。

＜煙突内壁の保護方法＞
本発明の第一態様は、煙突の内壁にシリコーン樹脂を含む被覆層を形成する、煙突内壁の保護方法である。
煙突の内壁はいわゆる煙道を形成する壁面である。内壁の構成材料は特に限定されず、例えば、コンクリート、金属が挙げられる。煙道の直径は特に限定されず、例えば、数センチ〜数メートルが挙げられる。
コーティングする内壁は清浄な状態であってもよいし、既に劣化や汚染が生じている状態であってもよい。シリコーン樹脂を含む被覆層で内壁をコーティングすることによって、内壁の表面（内壁面）にシリコーン樹脂を含む被覆層（コーティング層）を形成する。
内壁面に対する被覆層の接着性を高める観点から、内壁面は清浄な状態であることが好ましい。コーティングする前に内壁面を公知方法で洗浄しておくことが好ましい。
内壁面に劣化（例えば軽度のヒビや剥がれ）が生じている場合、被覆層によって劣化を補修できる。また、内壁面に化学物質などの汚染物質が浸透又は付着している場合、被覆層によって汚染物質を表面に固定化し、汚染物質の飛散を防止できる。ここで、汚染物質は石綿、放射性物質等であってもよい。一般に石綿は、旧式の煙突の施工当時には内壁を守る有用な材料であったが、今日ではその処分が問題視されている。また、放射性物質が含まれる煙突内壁を解体する際に、放射性物質の飛散を防ぐことも重要である。

コーティングを行う具体的方法としては、シリコーン樹脂を含む塗料を内壁に塗布する方法が挙げられる。
塗料にはシリコーン樹脂以外の任意成分が含まれていてもよい。任意成分としては、例えば、溶媒、レベリング剤、酸化防止剤、架橋剤、硬化剤、充填剤、シリコーン樹脂以外の樹脂等が挙げられる。

シリコーン樹脂は、コンクリート部材の表面又は金属部材の表面をコーティング可能な公知のものが適用される。例えば特許第２５７４０６１号公報に開示されているものを用いることができる。すなわち、
（Ａ）一般式Ｒ^１ _ｎＳｉＸ_４−ｎ ・・・（Ｉ）
［式中、Ｒ^１は同一または異種の置換もしくは非置換の炭素数１〜８の１価炭化水素基を示し、ｎは０〜３の整数、Ｘは加水分解性基を示す。］で表わされる加水分解性オルガノシランを有機溶媒または水に分散されたコロイダルシリカ中でＸ１モルに対し水０．００１〜０．５モルを使用する条件下で部分加水分解してなる、加水分解性基が残存しているオルガノシランのシリカ分散オリゴマー有機溶剤溶液と、
（Ｂ）平均組成式Ｒ^２ _ａＳｉ（ＯＨ）_ｂＯ_{（４−ａ−ｂ）／２} ・・・（ＩＩ）
［式中、Ｒ^２は同一または異種の置換もしくは非置換の炭素数１〜８の１価の炭化水素基を示し、ａおよびｂはそれぞれ０．２≦ａ≦２，０．０００１≦ｂ≦３，ａ＋ｂ＜４の関係を満たす数である。］で表わされる、分子中にシラノール基を含有するポリオルガノシロキサンの有機溶剤溶液と、（Ｃ）触媒とを必須成分とし、実質的に水を含まない、有機溶液型コーティング用組成物を例示できる。

（Ａ）成分のシリカ分散オリゴマーは被膜形成に際して、硬化反応にかかわる加水分解性基（Ｘ）を有するベースポリマーの主成分である。これは溶媒に分散されたコロイダルシリカに、上記式（Ｉ）で表される加水分解性オルガノシランの１種または２種以上を加え、コロイダルシリカ中の水あるいは別途添加された水で、加水分解性オルガノシランを部分加水分解することで得られる。

Ｒ^１は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などのアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基；２−フェニルエチル基、２−フェニルプロピル基、３−フェニルプロピル基などのアラルキル基；フェニル基、トリル基のようなアリール基；ビニル基、アリル基のようなアルケニル基；クロロメチル基、γ−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基のようなハロゲン置換炭化水素基およびγ−メタクリロキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、３，４−エポキシシクロヘキシルエチル基、γ−メルカプトプロピル基などの置換炭化水素基などが挙げられる。

加水分解性基Ｘは、例えば、アルコキシ基、アセトキシ基、オキシル基、エノキシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基などが挙げられる。

前記式（Ｉ）において、ｎ＝０のテトラアルコキシシランとしてはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなどが例示でき、ｎ＝１のオルガノトリアルコキシシランとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシランなどが例示できる。また、ｎ＝２のジオルガノジアルコキシシランとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシランなどが例示でき、ｎ＝３のトリオルガノアルコキシシランとしてはトリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルイソプロポキシシラン、ジメチルイソブチルメトキシシランなどが例示できる。

（Ａ）成分中においてコロイダルシリカはシリカ分として好ましくは５〜９５重量％の範囲で含有される。

（Ｂ）成分の前記式（ＩＩ）のＲ^２として、前記Ｒ^１と同じものが例示される。
前記式（ＩＩ）で表されるシラノール基含有ポリオルガノシロキサンとしては、例えば、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシランの１種又は２種以上の混合物を公知方法により加水分解することで得たものが挙げられる。

（Ｃ）成分である硬化触媒は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との縮合反応を促進し、被膜を硬化させる。このような触媒としては、例えば、アルキルチタン酸塩、オクチル酸錫およびジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジマレエート等のカルボン酸の金属塩；ジブチルアミン−２−ヘキソエート、ジメチルアミンアセテート、エタノールアミンアセテート等のアミン塩；酢酸テトラメチルアンモニウム等のカルボン酸第４級アンモニウム塩；テトラエチルペンタミンのようなアミン類；Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミン系シランカップリング剤；ｐ−トルエンスルホン酸、フタル酸、塩酸等の酸類；アルミニウムアルコキシド、アルミニウムキレート等のアルミニウム化合物、水酸化カリウムなどのアルカリ触媒；テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、チタニウムテトラアセチルアセトネート等のチタニウム化合物、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルモノクロロシラン等のハロゲン化シラン等が挙げられる。

（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合割合は、例えば（Ａ）成分１〜９９重量部に対して（Ｂ）成分９９〜１重量部の範囲で調整される。（Ａ）成分が１重量部以上であると常温硬化性が充分に得られ、充分な被膜硬度が得られる。９９重量部以下であると硬化が安定して良好な被膜が形成される。（Ｃ）成分の添加量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計１００重量部に対して、例えば０．０００１〜１０重量部とすることができる。

前記塗料を構成し、シリコーン樹脂の希釈に適用可能な有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトオキシム等が挙げられる。

前記塗料は、塗布直前に硬化剤が混合されて使用される、いわゆる２液型でもよいし、塗料の調製時に予め全ての材料が混合されて使用される、いわゆる１液型でもよい。

前記塗料は塗布後に硬化して前記シリコーン樹脂を含む被覆層を形成する。前記被覆層の硬化後の硬度は、硬化後４８時間以上、被覆層の厚さ０．１ｍｍ〜１ｍｍの条件で、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４ 第５部第４節：引っかき硬度（鉛筆法）に基づいて測定されたとき、１Ｂ以上が好ましく、ＨＢ以上がより好ましく、１Ｈ以上がさらに好ましく、２Ｈ以上が特に好ましい。

内壁面に形成される前記被覆層の厚さは、例えば、０．１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜５ｍｍがより好ましい。０．１ｍｍ以上であれば充分な耐久性、耐熱性及び防汚性が得られる。１０ｍｍ以下であれば内壁面に対してより安定に密着させることができる。

前記塗料を煙突の内壁に塗布する方法として、前記塗料を吐出する塗工機を用いる方法が挙げられる。吐出の様式は特に限定されず、シャワーやジョウロの様に比較的大きい液滴を散布してもよいし、霧吹きの様に比較的小さい液滴を噴霧してもよい。塗工機は塗料を吐出する吐出口を有する。この吐出口を煙突の内壁に向けて、煙突内にて塗工機を昇降させながら塗料を吐出する（図１参照）。煙突Ｃの内部にワイヤＷやロッドで吊り下げられた塗工機Ａを移動しつつ、内壁面Ｓの広い範囲に渡って塗料Ｐを塗布することができる。例えば塗工機Ａの吐出口が水平方向（煙道の径方向）に向けられている場合、鉛直軸線に対して塗工機Ａを３６０度回転させながら吐出することにより、内壁面の全体に塗布することができる。塗料は塗布後に乾燥し、目的の被覆層が内壁面に形成される。

通常、煙突下部の内壁面の方が煙突上部よりも劣化や汚染が生じやすいので、形成する被覆層の厚さは、煙突上部よりも煙突下部を厚くすることが好ましい。
煙突下部の被覆層を厚くする方法としては、例えば、煙突下部に対する塗料の塗布量を多くする、煙突下部において被覆層を複数重ねて多重に形成する等が挙げられる。

前記塗料を煙突内部に塗布する時期としては、煙突の稼働前（使用前）に限らず、稼働後の煙道の点検時に行うことができる。図２に例示するように、煙道の点検において、内壁面又は以前に形成した被覆層に、軽度のヒビが確認された場合、新たに前記塗料を塗布してコーティングする方法が挙げられる。また、以前に形成した被覆層に重大な劣化が確認された場合、古い被覆層をはつり等の公知方法により除去し、新たに前記塗料を塗布してコーティングする方法が挙げられる。

本発明は、廃棄物を焼却した際に生じるガスを排気する煙突に適用することができる。排ガスの温度が４００〜６００℃程度に高い場合であっても、被覆層を構成するシリコーン樹脂は耐熱性、耐久性に優れるので適用可能である。また、耐薬品性にも優れるので、腐食性のガスや、トリチウム、Ｃ^１４等の放射性物質を含むガスの排気にも適している。化学物質が煙突の内壁面に浸透することを被覆層が抑制できる。また、仮に浸透したとしても、被覆層を除去することによって浸透した汚染物質を煙突内部から除去できるので、煙突内壁の本体を削る場合よりも除去費用が抑えられる。

Ａ…塗工機、Ｃ…煙突、Ｐ…塗料、Ｓ…内壁面、Ｗ…ワイヤ

Claims (5)

1. 煙突の内壁にシリコーン樹脂を含む被覆層を形成する、煙突内壁の保護方法。
2. 前記シリコーン樹脂を含む塗料を前記内壁に塗布する、請求項１に記載の煙突内壁の保護方法。
3. 前記塗料を吐出する塗工機の吐出口を前記内壁に向けつつ、煙突内にて前記塗工機を昇降させることにより、前記塗料を前記内壁に塗布する、請求項２に記載の煙突内壁の保護方法。
4. 内壁にシリコーン樹脂を含む被覆層を有する煙突。
5. 前記被覆層の厚さが煙突上部よりも煙突下部の方が厚い請求項４に記載の煙突。

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