JP4738255B2 - 穿孔方法、ハイドロフルオロエーテルおよび穿孔装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート等の穿孔対象物に、冷却液を供給しながら穿孔装置により穿孔を行う穿孔方法、ハイドロフルオロエーテルおよび穿孔装置に関するものである。

従来、例えばダイヤモンドビットを装着した穿孔装置により穿孔対象物に穿孔を行う際、摩擦熱によるダイヤモンドビットの切刃の過熱を防止すべく、穿孔箇所に冷却水を供給しながら穿孔を行う穿孔方法が知られている。この穿孔方法においては、ダイヤモンドビットの刃先に冷却水を供給可能な湿式型の穿孔装置（湿式ドリル）が一般に用いられている（特許文献１参照）。
特開２０００−８０３５７号公報

従来の穿孔方法により、研削紛が水和性を呈する穿孔対象物（例えばコンクリート）を穿孔すると、その研削紛が、供給された冷却水により水和されて泥状（コロイド溶液）となる。このため、穿孔作業中に、穿孔箇所周辺（穿孔対象物の表面、穿孔内部、ダイヤモンドビットの先端部等）に、研削粉が泥状に付着しやすく、付着後、水（冷却水）が蒸発して乾くこと（水和硬化）により、穿孔内部等に研削粉がこびり付いた状態となってしまう。このため、こびり付いた研削紛を拭い取る作業が発生し、穿孔作業全体の作業効率を損なっていた。

本発明は、研削紛が水和性を呈する穿孔対象物に、冷却液を供給しながら穿孔装置により穿孔した場合にも、穿孔箇所周辺に研削粉を泥状に付着させることなく、穿孔作業を効率良く行うことができる穿孔方法、ハイドロフルオロエーテルおよび穿孔装置を提供することを課題とする。

本発明の穿孔方法は、研削紛が水和性を呈する穿孔対象物に、冷却液を供給しながら穿孔装置により穿孔を行う穿孔方法であって、冷却液として、ハイドロフルオロエーテルを使用することを特徴とする。

この構成によれば、冷却液として使用するハイドロフルオロエーテルは、水に比べて極性が低く、疎水性であるのに対し、研削紛は、水和性であり、表面が帯電している。このため、研削紛の粒子は、水中では相互に反発して分散するが、ハイドロフルオロエーテル中では互いに集合し、比較的大きな粒子となる。つまり、研削紛は、ハイドロフルオロエーテル中で非イオン化された状態となる。その結果、冷却液として水を使用した場合のように、研削粉が、穿孔作業中に穿孔箇所周辺に泥状に付着することがなく、仮に研削粉が付着したとして、乾燥後、手や刷毛等で軽く払うだけで、容易に研削粉を取り除くことができる。したがって、研削紛が水和性を呈する穿孔対象物に、冷却液を供給しながら穿孔装置により穿孔した場合にも、穿孔箇所周辺に研削粉を泥状に付着させることなく、穿孔作業を効率良く行うことができる。
また、ハイドロフルオロエーテルは引火性がないため、エタノール等の引火性の液体を用いる場合と異なり、安全に穿孔作業を行うことができる。
さらに、ハイドロフルオロエーテルは、水に比べて導電率が極端に低いため、冷却液として水を用いた場合と異なり、穿孔装置の漏電ブレーカーが過敏に作動することがない。したがって、電線管（電気ケーブル）や鉄筋等の近傍を穿孔する場合にも、漏電ブレーカーを用いて安全に、且つ作業を無駄に中断させることなくこれを行うことができる。
なお、研削紛が水和性を呈するとは、研削粉を水と混合すると、水和されて泥状（コロイド溶液）になることであり、例えば、研削紛が粘土鉱物を含有する場合がこれに該当する。研削紛が水和性を呈する穿孔対象物としては、コンクリート、モルタル、および陶磁器タイルのほか、大理石や御影石（花崗岩）等の建築石材が好ましい。

この場合、供給した冷却液を穿孔対象物の研削粉と共に回収した後、研削粉を除去して冷却液を再利用することが好ましい。

この構成によれば、ハイドロフルオロエーテル中に研削紛が非イオン化された状態で回収されるため、回収したハイドロフルオロエーテルから研削粉を容易に分離して取り除くことができる。したがって、大掛かりなろ過装置を用いることなく、ハイドロフルオロエーテルを再利用することができる。

この場合、ハイドロフルオロエーテルが、メチルノナフルオロブチルエーテル（Ｃ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃）およびエチルノナフルオロブチルエーテル（Ｃ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅）から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

この構成によれば、メチルノナフルオロブチルエーテル（沸点：６１℃）、エチルノナフルオロブチルエーテル（沸点：７６℃）またはその混合物から成る冷却液は、水に比べて沸点が低く、水よりも速く蒸発する。このため、冷却液として水を用いた場合に比べ、冷却液を蒸発させるための待ち時間が短縮され、作業効率を向上させることができる。

またこの場合、ハイドロフルオロエーテルが、メチルトリデカフルオロヘキシルエーテル（Ｃ₆Ｆ₁₃ＯＣＨ₃）であることが好ましい。

この構成によれば、メチルトリデカフルオロヘキシルエーテル（沸点：９８℃）は、水と沸点がほぼ同一であるため、瞬時に気化することがない。このため、穿孔箇所に供給した冷却液を回収する場合に、回収率を向上させることができる。

本発明のハイドロフルオロエーテルは、研削紛が水和性を呈する穿孔対象物に、冷却液を供給しながら穿孔装置により穿孔を行う際に、冷却液として用いられることを特徴とする。

この構成によれば、冷却液として用いられるハイドロフルオロエーテルは、水に比べて極性が低く、疎水性であるのに対し、研削紛は、水和性であり、表面が帯電している。このため、ハイドロフルオロエーテルは、研削紛を相互に集合させ、比較的大きな粒子にする。つまり、ハイドロフルオロエーテルは、研削紛を非イオン化させた状態にする。その結果、研削粉が、穿孔作業中に穿孔箇所周辺に泥状に付着することがない。したがって、研削紛が水和性を呈する穿孔対象物に、冷却液を供給しながら穿孔装置により穿孔した場合にも、穿孔箇所周辺に研削粉を泥状に付着させることなく、穿孔作業を効率良く行うことを可能とする。

本発明の穿孔装置は、研削紛が水和性を呈する穿孔対象物を、先端に設けた切刃により研削するための研削ビットと、研削ビットを回転させる電動ドリルと、研削ビットと電動ドリルとの間に介設され、研削ビットの切刃に冷却液を供給する冷却液供給アタッチメントと、冷却液としてハイドロフルオロエーテルを貯留すると共に、ハイドロフルオロエーテルを冷却液供給アタッチメントに供給する冷却液タンクと、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、冷却液タンクに貯留したハイドロフルオロエーテルを、冷却液供給アタッチメントを介して、研削ビットの切刃に供給する。このため、研削粉が水和性を呈する穿孔対象物に、冷却液としてハイドロフルオロエーテルを供給しながら穿孔を行う。ここで、ハイドロフルオロエーテルは、水に比べて極性が低く、疎水性であるのに対し、研削紛は、水和性であり、表面が帯電している。このため、研削紛は、ハイドロフルオロエーテル中で互いに集合し、比較的大きな粒子となる。つまり、研削紛は、ハイドロフルオロエーテル中で非イオン化された状態となる。その結果、冷却液として水を使用した場合のように、研削粉が、穿孔作業中に穿孔箇所周辺に泥状に付着することがない。したがって、研削紛が水和性を呈する穿孔対象物に、冷却液を供給しながら穿孔した場合にも、穿孔箇所周辺に研削粉を泥状に付着させることなく、穿孔作業を効率良く行うことができる。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の穿孔方法、ハイドロフルオロエーテルおよび穿孔装置について説明する。この穿孔方法は、例えば、外壁を補修するピンニング工法のはじめに、外壁の要補修箇所に挿填穴を形成するものである。そこで、まず、ピンニング工法について簡単に説明する。

ピンニング工法とは、外壁の「浮き」（後述するコンクリート躯体とモルタル層との界面、あるいはモルタル層と陶磁器タイルとの界面において、経時的に剥離して生じた隙間）等の要補修箇所に穿孔した挿填穴に対し、ピンニング工法用の注入ノズルを有する樹脂注入器を使用して接着樹脂を注入した後、挿填穴にアンカーピンを挿填することで、外壁の補修を行うものである。

図１は、ピンニング工法による補修対象となる外壁およびその各工程を説明する図である。同図に示すように、外壁１は、その下地であるコンクリート躯体２と、コンクリート躯体２の外面に、モルタル層３を介して接着させた陶磁器タイル４（以下、単に「タイル」ともいう。）とから構成されている。この外壁１（コンクリート躯体２、モルタル層３およびタイル４）は、ケイ酸塩等の粘土鉱物を含んでおり、その研削紛は水和性を呈する。

ピンニング工法では、まず、穿孔装置２０（詳細は後述する）により、タイル４およびモルタル層３を貫通してコンクリート躯体２に所定の深さまで挿填穴５を穿孔する（穿孔工程；同図（ａ）参照）。続いて、挿填穴５に樹脂注入器１１の注入ノズル１２を挿入し、挿填穴５に接着樹脂１３（例えばエポキシ樹脂系）を注入する（樹脂注入工程；同図（ｂ）参照）。これにより、コンクリート躯体２とモルタル層３との隙間６、およびモルタル層３とタイル４との隙間６にも接着樹脂１３が供給される。接着樹脂１３の注入が完了したら、挿填穴５から注入ノズル１２を引き抜き、挿填穴５に対し、アンカーピン１４を挿填する（ピン挿填工程；同図（ｃ）参照）。そして、挿填穴５にアンカーピン１４を挿填した状態で、一昼夜養生することにより、アンカーピン１４は、接着樹脂１３を介してコンクリート躯体２とタイル４およびモルタル層３とを十分な引き抜き強度を持ってアンカリングする。

図２に示すように、穿孔装置２０は、外壁１を、先端に設けたダイヤモンド切刃２２により研削するためのダイヤモンドビット２１（研削ビット）と、これを回転させる動力源たる電動ドリル２３と、ダイヤモンドビット２１と電動ドリル２３との間に介設され、ダイヤモンド切刃２２に冷却液を供給する冷却液供給アタッチメント２４と、冷却液を貯留すると共に、冷却液を供給チューブ３４を介して冷却液供給アタッチメント２４に加圧送液する冷却液タンク２５とから構成されている。

また、穿孔装置２０は、ダイヤモンド切刃２２に供給した冷却液を外壁１（タイル４、モルタル層３およびコンクリート躯体２）の研削紛と共に回収する冷却液回収ユニット２６と、冷却液供給アタッチメント２４を保持すると共にダイヤモンドビット２１の穿孔をガイドするガイドユニット２７とを備えている。ガイドユニット２７は、先端側に、外壁１に突き当てる突当てブロック３３を設けている。冷却液回収ユニット２６は、冷却液回収容器３１と、一端を冷却液回収容器３１に接続し、他端を突当てブロック３３の下側に接続した回収チューブ３２とを有している。なお、図示しないが、電線管や鉄筋の近傍を穿孔する場合には、感電を防止すべく、電動ドリル２３に漏電ブレーカーを接続することが好ましい。

ダイヤモンドビット２１は、コア部を残すようにして外壁１を断面リング状に研削するコアビットであって、ダイヤモンドビット２１内には、冷却液供給アタッチメント２４からダイヤモンド切刃２２に連通する冷却液流路（図示省略）が形成されている。詳細は後述するように、本実施形態では冷却液としてメチルノナフルオロブチルエーテルを用いているため、冷却液に触れる冷却液タンク２５、冷却液供給アタッチメント２４、ダイヤモンドビット２１、冷却液回収容器３１等の各部材は、耐溶媒性の金属や樹脂で構成されている。

穿孔作業では、まず、突当てブロック３３を外壁１に突き当て、ダイヤモンドビット２１を穿孔箇所にあてがう。そして、電動ドリル２３によりダイヤモンドビット２１を回転させ、そのダイヤモンド切刃２２で外壁１を穿孔する。この穿孔は、摩擦熱によるダイヤモンド切刃２２の過熱を防止すべく、冷却液タンク２５から冷却液供給アタッチメント２４を介してダイヤモンド切刃２２に冷却液を供給しながら行われる。ダイヤモンド切刃２２に供給された冷却液は、外壁１の研削粉と混合した状態で、回収チューブ３２を介して冷却液回収容器３１に回収される。

ここで、本実施形態では、冷却液として、ハイドロフルオロエーテルの１種であるメチルノナフルオロブチルエーテルを用いている。これによれば、メチルノナフルオロブチルエーテルは、水に比べて極性が低く、疎水性であるのに対し、外壁１の研削紛は、上記のように水和性であり、表面が帯電している。このため、研削紛は、メチルノナフルオロブチルエーテル中で凝集し、比較的大きな粒子となる。つまり、研削紛は、メチルノナフルオロブチルエーテル中で非イオン化された状態となる。その結果、冷却液として水を使用した場合のように、研削紛が、穿孔作業中にタイル４の表面（挿填穴５の周縁）、挿填穴５内部、ダイヤモンドビット２１の先端部等に、泥状に付着することがなく、仮に研削粉が付着したとして、乾燥後、手や刷毛等で軽く払うだけで、容易に研削粉を取り除くことができる。なお、挿填穴５内部の研削紛は、吸引クリーナー等を用いれば、より容易に除去することができる。

メチルノナフルオロブチルエーテルは引火性がないため、冷却液としてエタノール等の引火性の液体を用いる場合と異なり、安全に穿孔作業を行うことができる。また、メチルノナフルオロブチルエーテルは、水に比べて導電率が極端に低いため、冷却液として水を用いた場合と異なり、電動ドリル２３に接続した漏電ブレーカーが過敏に作動することがない。したがって、電線管等の近傍を穿孔する場合にも、漏電ブレーカーを用いて安全に、且つ作業を中断させることなくこれを行うことができる。

メチルノナフルオロブチルエーテルは、水に比べて沸点が低く（６１℃）、水よりも速く蒸発する。このため、冷却液として水を用いた場合に比べ、冷却液を蒸発させるための待ち時間が短縮される。つまり、ピンニング工法においては、穿孔工程の後、即座に樹脂注入工程を行うことができ、作業効率を向上させることができる。さらに、接着樹脂１３（エポキシ樹脂）は、水とは異なり、メチルノナフルオロブチルエーテルに良好に溶解するため、これが完全に蒸発していない場合にも、接着不良を引き起こすことがない。

メチルノナフルオロブチルエーテルは、研削紛を非イオン化させた状態で冷却液回収容器３１に回収されるため、回収したメチルノナフルオロブチルエーテルから研削粉を容易に分離して取り除くことができる。したがって、大掛かりなろ過装置を用いることなく、メチルノナフルオロブチルエーテルを再利用することができる。例えば、回収したメチルノナフルオロブチルエーテルから、デカンテーションにより研削紛を除去してもよく、脱脂綿やろ布等により簡易にろ過することで、研削紛を除去してもよい。

メチルノナフルオロブチルエーテルは、金属腐食性がないため、これが触れる冷却液タンク２５、冷却液供給アタッチメント２４、ダイヤモンドビット２１、冷却液回収容器３１等の各部材を腐食させるおそれがない。

以上のように、本実施形態の穿孔方法および穿孔装置２０によれば、冷却液としてメチルノナフルオロブチルエーテルを用いたことで、研削紛が水和性を呈する外壁１に対し、穿孔箇所に冷却液を供給しながら穿孔した場合にも、穿孔箇所周辺に研削粉を泥状に付着させることなく、穿孔作業を効率良く行うことができる。

なお、本実施形態では、ピンニング工法において外壁１を穿孔する場合について説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、穿孔対象物の研削紛が水和性を呈するものであればよい。すなわち、穿孔対象物が、上記の外壁１（コンクリート躯体２、モルタル層３およびタイル４）でなく、例えば大理石や御影石から成る建築石材であっても、本発明を好適に用いることができる。

冷却液に用いるハイドロフルオロエーテルとしては、本実施形態で用いたメチルノナフルオロブチルエーテルのほか、エチルノナフルオロブチルエーテル（Ｃ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅）、あるいは、メチルノナフルオロブチルエーテルとエチルノナフルオロブチルエーテルとの混合物を用いることが好ましい。エチルノナフルオロブチルエーテル、あるいはそれらの混合物を用いた場合にも、メチルノナフルオロブチルエーテルを用いた場合と同様の効果を得ることができる。また、メチルトリデカフルオロヘキシルエーテル（Ｃ₆Ｆ₁₃ＯＣＨ₃）を用いることが好ましい。この場合には、水と沸点がほぼ同一（９８℃）であるため、瞬時に気化することがなく、乾燥に時間を要するが、その分回収率を向上させることができる点を除き、メチルノナフルオロブチルエーテルと同様の効果を得ることができる。

ピンニング工法による補修対象となる外壁およびその各工程を説明する図である。 本実施形態に係る穿孔装置の正面図である。

符号の説明

１…外壁 ２０…穿孔装置 ２１…ダイヤモンドビット ２２…ダイヤモンド切刃 ２３…電動ドリル ２４…冷却液供給アタッチメント ２５…冷却液タンク

Claims (7)

1. 研削紛が水和性を呈する穿孔対象物に、冷却液を供給しながら穿孔装置により穿孔を行う穿孔方法であって、
   前記冷却液として、ハイドロフルオロエーテルを使用することを特徴とする穿孔方法。
2. 供給した前記冷却液を前記穿孔対象物の研削粉と共に回収した後、前記研削粉を除去して前記冷却液を再利用することを特徴とする請求項１に記載の穿孔方法。
3. 前記ハイドロフルオロエーテルが、メチルノナフルオロブチルエーテル（Ｃ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃）およびエチルノナフルオロブチルエーテル（Ｃ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅）から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または２に記載の穿孔方法。
4. 前記ハイドロフルオロエーテルが、メチルトリデカフルオロヘキシルエーテル（Ｃ₆Ｆ₁₃ＯＣＨ₃）であることを特徴とする請求項１または２に記載の穿孔方法。
5. 前記穿孔対象物が、コンクリート、モルタル、陶磁器タイルおよび建築石材から選ばれる少なくとも１種で構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の穿孔方法。
6. 研削紛が水和性を呈する穿孔対象物に、冷却液を供給しながら穿孔装置により穿孔を行う際に、前記冷却液として用いられることを特徴とするハイドロフルオロエーテル。
7. 研削紛が水和性を呈する穿孔対象物を、先端に設けた切刃により研削するための研削ビットと、
   前記研削ビットを回転させる電動ドリルと、
   前記研削ビットと前記電動ドリルとの間に介設され、前記研削ビットの切刃に冷却液を供給する冷却液供給アタッチメントと、
   前記冷却液としてハイドロフルオロエーテルを貯留すると共に、前記ハイドロフルオロエーテルを前記冷却液供給アタッチメントに供給する冷却液タンクと、
   を備えたことを特徴とする穿孔装置。

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