JP5597499B2 - 研磨材、および、研磨材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、研磨材、および、研磨材の製造方法、の技術に関する。

従来、建造物または乗物を構成する金属製部材の表面に、噴射装置から噴射されて吹付けられて、当該前記金属製部材の表面に付着している付着物を除去する研磨材、の技術は公知となっている（特許文献１参照）。
また、前記金属製部材の表面に付着している付着物を除去する研磨材としては、粒状の金属片や、酸化金属片や、鉱物片や、フェライト片等で構成されるものが知られている。
前記金属製部材の表面に付着している付着物の除去は、研磨材用の噴射装置（ブラスト装置）の噴射ノズルから複数個の研磨材が噴射されて吹付けられることによっておこなわれる。

特開平７−２７８５２９号公報

しかしながら、このような前記金属片等で構成される複数個の研磨材を前記金属製部材の表面に吹付けると、研磨材は砕けて（割れて）粉塵となり、作業現場において当該粉塵が飛散することとなる。
このため、このような研磨材を用いて前記金属製部材の表面に付着している付着物を除去する作業は前記粉塵が飛散する中でおこなわれるため、その作業環境が劣悪なものであった。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、建造物または乗物を構成する金属製部材の表面に付着している付着物を除去するための作業環境を良好なものとすることができる、技術を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、建造物または乗物を構成する金属製部材の表面に吹付けられて、前記金属製部材の表面に付着している付着物を除去する、研磨材であって、粒状体における表面の一部が露出するように、前記粒状体に樹脂素材が設けられて構成されるものであり、複数個の前記粒状体を加熱し、前記加熱した複数個の粒状体と前記樹脂素材とを攪拌しながら冷却し、前記冷却した後に任意の大きさに粉砕して構成されるものである。

請求項２においては、前記樹脂素材は、熱可塑性ポリウレタンエラストマーで構成されるものである。

請求項３においては、建造物または乗物を構成する金属製部材の表面に吹付けられて、前記金属製部材の表面に付着している付着物を除去する、研磨材の製造方法であって、前記研磨材は、粒状体における表面の一部が露出するように、前記粒状体に樹脂素材が設けられて構成され、複数個の前記粒状体を加熱する工程と、前記加熱された複数個の粒状体と前記樹脂素材とを攪拌しながら冷却する工程と、前記冷却する工程の後に前記研磨材を任意の大きさに粉砕する工程と、を具備するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、本発明によれば、建造物または乗物を構成する金属製部材の表面に付着している付着物を除去するための作業環境を良好なものとすることができる。

本発明の実施形態に係る研磨材を示した概念図。 研磨材の製造方法を示したフロー図。 同じくフロー図。

次に、本発明の実施形態に係る研磨材１について、図１を用いて説明する。
研磨材１は、建造物または乗物を構成する金属製部材の表面に吹付けられて、前記金属製部材の表面に付着している付着物を除去するために用いられるものである。

研磨材１の前記金属製部材の表面への吹付けは、研磨材用の噴射装置（ブラスト装置）の噴射ノズルから複数個の研磨材１が噴射されることによっておこなわれる。
そして、前記研磨材用の噴射装置から噴射された複数個の研磨材１を、前記金属製部材の表面に付着している付着物に衝突させて、当該付着物を前記金属製部材の表面から除去する。

ここで、前記建造物は、少なくともその一部が鋼素材やアルミ素材等の金属製部材で構成される建造物を示す。前記建造物には、例えば、橋梁、アンテナ塔、電気施設、ガス施設（ガスタンク）、給水施設、排水施設、換気施設、暖房施設、冷房施設、消火施設、排煙施設、汚物処理施設、無人宇宙船、等がある。
前記乗物は、少なくともその一部が金属製部材で構成される乗物を示す。前記乗物には、例えば、船舶、航空機、自動車、重機、戦車、有人宇宙船、等がある。
前記付着物とは、建造物または乗物を構成する金属製部材の表面に付着している、錆、バリ、塗料、または、汚れ（例えば、船舶であれば船底に付着した貝類）等を示す。

また、研磨材１は、図１に示すように、粒状体２の表面に樹脂素材３が設けられて、全体として粒状に、構成される。
研磨材１の粒状体２は、例えば、粒状の、金属片や、酸化金属片や、鉱物片や、フェライト片等、のもので構成される。
研磨材１の粒状体２における金属片には、例えば、銅を主成分とするものや、鉄を主成分とするもの等がある。研磨材１の粒状体２における酸化金属片には、ケイ素を主成分とするものや、炭酸カルシウムを主成分とするものや、酸化セレンを主成分とするもの等がある。研磨材１の粒状体２における鉱物片には、例えば、人工のガーネットを主成分とするものがある。
研磨材１の粒状体２は、０．１ｍｍ〜２．５ｍｍのふるい目の間隔を通過するような形状のもので構成される。研磨材１の粒状体２は、不定形であってよい。
研磨材１の樹脂素材３は、粒状体２の表面の一部が露出するように、粒状体２に設けられる。即ち、研磨材１は、粒状体２の表面にその一部を除いて樹脂素材３が薄膜状に付着するようにして構成される。またこの際、研磨材１は、樹脂素材３から粒状体２の一部が突出するようにして構成されてもよい。

研磨材１の樹脂素材３は、熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂等、で構成される。
研磨材１の樹脂素材３における熱可塑性樹脂には、例えば、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンビニルアルコール共重合、塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、酢酸繊維素樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアリレート、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性エラストマー、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサリホン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリブタジエン、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、メタクリル、ポリメチルペンテン、または、生分解性プラスチック等がある。
研磨材１の樹脂素材３における熱硬化性樹脂には、エポキシ、ジアリルフタレート、シリコーン、フェノール、不飽和ポリエステル、ポリイミド、メラミン、または、ユリア等がある。

研磨材１は、通常の研磨材と同等の大きさに形成される。例えば、研磨材１は、１．０ｍｍ〜６．０ｍｍのふるい目の間隔を通過するような形状に形成される。

このように構成された研磨材１では、建造物または乗物を構成する金属製部材の表面に研磨材１が吹付けられて、金属部材の表面に付着している付着物にその粒状体２が衝突した際においても、粒状体２の表面には樹脂素材３が設けられているため、粒状体２が砕けて粉塵となって当該粉塵が飛散することが抑制されることとなる。
したがって、研磨材１によれば、建造物または乗物を構成する金属製部材の表面に付着している付着物を除去するための作業環境を良好なものとすることができる。

ここで、従来の粒状体２で構成される研磨材を用いた前記金属製部材の表面に付着している付着物を除去する作業後においては、当該作業現場に多くの粉塵が残存している。そして、前記作業現場に残存している粉塵は、粉状であるため、回収することが困難であった。
もっとも、研磨材１では、金属部材の表面に付着している付着物にその粒状体２が衝突した際においても、粒状体２が砕けて粉塵となって当該粉塵が飛散することが抑制される。
このため、研磨材１は、前記金属製部材の表面に吹付けられた後においては、粉状のものより回収しやすい状態（粒状）のまま、前記作業現場に残存することとなる。
したがって、研磨材１によれば、前記作業現場における作業後の研磨材１の回収作業をより容易におこなうことができる。さらに、前記回収した研磨材１を、再び前記金属製部材の表面に付着している付着物を除去するために用いることもできるため、研磨材１によれば、前記付着物の除去作業費用を低減させることができる。

また一般に、粒状体のみで構成される研磨材に比べて、樹脂素材のみで構成される研磨材の方が、高価である。
もっとも、研磨材１は、通常の研磨材と同等の大きさに形成されるとともに、粒状体２における表面の一部が露出するように、前記粒状体２に樹脂素材３が設けられて構成される。
したがって、研磨材１によれば、樹脂素材のみで構成される研磨材より高い硬度を有するものを、安価に実現することができる。

また、従来における前記金属片等のみで構成される研磨材では、これが複数個噴射されて前記金属製部材の表面に衝突した際に生じる音量が大きいために、騒音となる場合や、付着物を除去するための作業環境が劣悪なものとなる場合、があった。
もっとも、研磨材１は、粒状体２における表面の一部が露出するように、前記粒状体２に樹脂素材３が設けられて構成される。
このような研磨材１を前記金属製部材の表面に複数個噴射すると、そのなかには、樹脂素材３の部分が前記金属製部材の表面に衝突するものがある。そして、研磨材１における樹脂素材３の部分が前記金属部材の表面に衝突した際に乗じる音量は、前記金属片等のみで構成される研磨材と比べて、小さい。
したがって、研磨材１によれば、前記金属製部材の表面に衝突した際に生じる音量を小さくして、騒音となることを抑制し、また、付着物を除去するための作業環境を良好なものとすることができる。

研磨材１の粒状体が、その表面形状が凹凸状に（その表面に突出する部分を有するように）構成されることにより、容易に、粒状体２の表面の一部が露出するように樹脂素材３を薄膜状に粒状体２に設けることができる。

研磨材１では、その粒状体２を、廃鉄屑や廃銅屑等で構成することもできる。前記廃鉄屑や廃銅屑には、例えば、精錬工場で発生する廃鉄屑や廃銅屑がある。
このように、研磨材１の粒状体２を廃鉄屑や廃銅屑で構成することにより、廃鉄屑や廃動屑を再利用して、研磨材１をより安価に提供することができる。
また、前記廃鉄屑や廃銅屑の多くは予めその表面形状が凹凸状に構成されるため、研磨材１の粒状体２を廃鉄屑や廃銅屑で構成することにより、粒状体２の表面形状を凹凸状に加工しなくても、容易に、粒状体２の表面の一部が露出するように粒状体２の表面の一部が露出するように樹脂素材３を薄膜状に設けることができる。

なお、研磨材１の樹脂素材３は、前記吹付けられた研磨材１が前記金属部材の表面（付着物）に付着せず、且つ、前記付着物に衝突してその砕けた粒状体２の多くが飛散しないように、粒状体２の表面の一部が露出して粒状体２に設けられる。

研磨材１は、複数個の粒状体２・２・・・に樹脂素材３が設けられて構成されてもよい。この際、研磨材１は、複数個の粒状体２・２・・・のうち一個の粒状体２における表面の一部が露出するように、樹脂素材３が設けられて構成されてもよい。

次に、研磨材１の製造方法における一連の動作について、図２または図３を用いて説明する。

図２に示すように、複数個の粒状体２・２・・・を加熱する工程（ステップＳ１）をおこなう。
この際、複数個の粒状体２・２・・・を加熱器に投入して、これを加熱することによっておこなう。そして、当該複数個の粒状体２・２・・・の表面温度を、樹脂素材３がこれに接触した際に溶けるような温度、且つ、樹脂素材３がこれに接触した際に焦げないような範囲内の温度、に昇温させる。例えば、当該複数の粒状体２・２・・・を、その表面温度が１７０℃〜３００℃の範囲内の温度に昇温させる。
前記複数個の粒状体２を加熱する工程（ステップＳ１）をおこなった後、ステップＳ２に移行する。

次に、前記ステップＳ１において加熱した複数個の粒状体２・２・・・と樹脂素材３とを攪拌器に投入して、これらを攪拌しながら冷却する工程（ステップＳ２）をおこなう。例えば、攪拌器に投入された粒状体２の表面温度が略１００℃となるまで攪拌しながら自然冷却する。
前記攪拌器において投入された粒状体２と樹脂素材３とが攪拌されると、まず、粒状体２の熱により樹脂素材３が加熱されて溶ける。
そして、これを攪拌していくうちに、前記粒状体２および樹脂素材３が冷やされて、例えば１．０ｍｍ〜６．０ｍｍのふるい目の間隔を通過するような粒状のもの（研磨材１）が構成される。またこの際、前記粒状体２の表面の一部が露出するようにその粒状体２の表面に樹脂素材が設けられて、粒状のもの（研磨材１）が構成される。
このようにして、複数個の研磨材１・１・・・が一度に製造される。

以上のように研磨材１の製造方法は、複数個の粒状体２・２・・・を加熱する工程（ステップＳ１）と、前記加熱した複数個の粒状体２・２・・・と樹脂素材３と混合させたものを攪拌しながら冷却する工程（ステップＳ２）と、を具備する。
したがって、研磨材１の製造方法によれば、容易に、複数個の研磨材１・１・・・を一度に製造することができる。

また、前記加熱した複数個の粒状体２・２・・・と樹脂素材３と混合させたものを攪拌しながら冷却する工程（ステップＳ２）においては、例えば、複数個の粒状体２・２・・・と樹脂素材３とを、その質量の比率が約３０対１となるように攪拌器に投入して、これらを攪拌しながら冷却する。
このように攪拌器に投入される複数個の粒状体２・２・・・と樹脂素材３との質量の比率を構成することにより、前記吹付けられた研磨材１が、金属部材の表面（付着物）に付着せず、且つ、付着物に衝突してその砕けた粒状体２の多くが飛散しないように、粒状体２の表面の一部が露出して粒状体２に樹脂素材３が薄膜状に設けられる。
なおこの際、攪拌器に投入された複数個の粒状体２・２・・・と樹脂素材３との総重量が、約４０．０Ｋｇの場合、約５分間、これを攪拌しながら冷却すると、粒状体２の表面の一部が露出して粒状体２に樹脂素材３が設けられる。

さらに、前記加熱した複数個の粒状体２・２・・・と樹脂素材３と混合させたものを攪拌しながら冷却する工程（ステップＳ２）において、複数個の粒状体２・２・・・と樹脂素材３とを、その質量の比率が約２０対１となるように攪拌器に投入して、これらを攪拌しながら冷却する。このように攪拌器に投入される複数個の粒状体２・２・・・と樹脂素材３との質量を構成することにより、前記吹付けられた研磨材１が、金属部材の表面（付着物）により付着せず、且つ、付着物に衝突してその砕けた粒状体２がより飛散しないように、粒状体２の表面の一部が露出して粒状体２に樹脂素材３が薄膜状に設けられる。

また、図３に示すように、前記加熱した複数個の粒状体２・２・・・と樹脂素材３と混合させたものを攪拌しながら冷却する工程（ステップＳ２）を終えて製造された研磨材１を、粉砕機に投入して任意の大きさに粉砕する工程をおこなう（ステップＳ３）。この工程は、前記製造した研磨材１の大きさを、任意の大きさ以下のものとするためにおこなわれる。例えば、研磨材１を、粉砕機にて０．８ｍｍ（１．０ｍｍ未満の大きさ）や、５．０ｍｍ（１．０ｍｍ以上６ｍｍ未満）の大きさに粉砕する。
前記研磨材１を粉砕する工程（ステップＳ３）をおこなった後、ステップＳ４に移行する。

次に、前記研磨材１を粉砕する工程（ステップＳ３）において粉砕した研磨材１から任意の大きさのものを選別する工程（ステップＳ４）をおこなう。この工程は、前記粉砕した研磨材１から、任意の大きさのものを選別するためにおこなわれる。前記粉砕した研磨材１から、例えば、０．８ｍｍ〜１．０ｍｍのふるい目の間隔を通過するような大きさのものを選別する。

このように、研磨材１の製造方法が、研磨材１を粉砕する工程（ステップＳ３）と、粉砕された研磨材１から任意の大きさのものを選別する工程（ステップＳ４）と、を具備する。
したがって、研磨材１の製造方法によれば、任意の大きさの研磨材１を容易に製造することができる。

さらに、研磨材１の製造方法によれば、前記粉砕された研磨材１から任意の大きさのものを選別する工程（ステップＳ４）において、選別からもれた研磨材１（任意の大きさ以上または任意の大きさ以下の研磨材１）を用いて、再度、任意の大きさの研磨材１の製造を試みることができる。
図３に示すように、粉砕した研磨材１から任意の大きさのものを選別する工程（ステップＳ４）の後、前記任意の大きさの研磨材１がある場合には、前記選別からもれた任意の大きさ以外の研磨材１を加熱器に投入してこれを加熱する工程をおこなう（ステップＳ１１）。この際、当該研磨材１の粒状体２の表面温度を、樹脂素材３が溶けるような温度、且つ、樹脂素材３が焦げないような範囲内の温度、に昇温させる。
前記研磨材１を加熱する工程（ステップＳ１１）をおこなった後、ステップＳ１２に移行する。

次に、前記ステップＳ１１において加熱した粒状体２を攪拌器に投入して攪拌しながら冷却する工程（ステップＳ１２）をおこなう。例えば、攪拌器に投入された粒状体２の表面温度が略１００℃となるまで攪拌しながら自然冷却する。

このようにして、研磨材１を粉砕する工程（ステップＳ３）前の研磨材１を製造する。
このため、研磨材１の製造方法によれば、任意の大きさ以上または任意の大きさ以下の研磨材１が製造された際においても、これを再利用して、任意の大きさの研磨材１を製造することができる。

なお、研磨材１の粒状体２は、前記金属製部材の表面に吹付けられてその表面に付着している付着物を除去することができる強度を有する研磨材１とすることができるとともに、研磨材１を粉砕する工程（ステップＳ３）において粉砕機で容易に研磨材１を粉砕することができるような、素材で構成されることが好ましい。
前記金属製部材の表面に吹付けられてその表面に付着している付着物を除去することができる強度を有する研磨材１とすることができるとともに、研磨材１を粉砕する工程（ステップＳ３）において粉砕機で容易に研磨材１を粉砕することができるような、研磨材１の粒状体２の素材として、銅を主成分とする素材がある。
またこのように、前記金属製部材の表面に吹付けられてその表面に付着している付着物を除去することができる強度を有するとともに、研磨材１を粉砕する工程（ステップＳ３）において粉砕機で容易に粉砕可能であるように研磨材１を構成することにより、前記粉砕機における研磨材１を粉砕するための刃の取替え頻度を低減させることができる。

１ 研磨材
２ 粒状体
３ 樹脂素材

Claims (3)

1. 建造物または乗物を構成する金属製部材の表面に吹付けられて、前記金属製部材の表面に付着している付着物を除去する、研磨材であって、
   粒状体における表面の一部が露出するように、前記粒状体に樹脂素材が設けられて構成されるものであり、
   複数個の前記粒状体を加熱し、
   前記加熱した複数個の粒状体と前記樹脂素材とを攪拌しながら冷却し、
   前記冷却した後に任意の大きさに粉砕して構成される、
   研磨材。
2. 前記樹脂素材は、熱可塑性ポリウレタンエラストマーで構成される、
   請求項１に記載の研磨材。
3. 建造物または乗物を構成する金属製部材の表面に吹付けられて、前記金属製部材の表面に付着している付着物を除去する、研磨材の製造方法であって、
   前記研磨材は、粒状体における表面の一部が露出するように、前記粒状体に樹脂素材が設けられて構成され、
   複数個の前記粒状体を加熱する工程と、
   前記加熱された複数個の粒状体と前記樹脂素材とを攪拌しながら冷却する工程と、
   前記冷却する工程の後に前記研磨材を任意の大きさに粉砕する工程と、
   を具備する、研磨材の製造方法。

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