JP7075657B2 - うろこ状皮膜の除去方法 - Google Patents
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Description
本発明は、無機部材の表面に固着するうろこ状皮膜の除去方法に関する。
温泉やサウナ等の温浴施設の窓ガラス、鏡、自動車の窓ガラス、磁器、陶器のように、温泉水、水道水、雨水等の金属イオンを含む水に露出されて用いられる無機部材の表面にはうろこ状皮膜が形成されやすい。
うろこ状皮膜は、珪酸塩、炭酸塩、アルミニウム化合物、カルシウム化合物およびマグネシウム化合物等、アルカリ（塩基）性物質が乾燥した無機部材の表面に固着して化石化することで形成される。その際には、金属イオンと水が化合物となり、水酸化イオンをもった状態で皮膜が生成される。うろこ状皮膜は、人間の歯の隙間に溜まる歯石に似て、無機部材の表面に強固に固着し、その除去には多大な労力が必要となる。
このようなうろこ状皮膜を除去する方法として、従来、酸性の軟化処理材を、うろこ状皮膜に塗布して軟化させ、さらに洗剤に微粒子状の研磨材を混合して製造された皮膜除去クリーナーを塗布して研磨用パッドで研磨する方法が知られている（特許文献１参照）。
上記のような方法において特に軟化処理材の成分として塩酸を用いる場合には、うろこ状皮膜の除去にかなりの費用と労力を省くことができる。しかしながら、濃度は低いとしても塩酸は接触すると作業者の皮膚を侵食するおそれがある。まったく塩酸を用いない方法もありうるが、従来の成分の組み合わせではうろこ状皮膜の除去の効率が低下する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、作業者の安全を確保しつつ効率的にうろこ状皮膜を除去できるうろこ状皮膜の除去方法を提供することを目的とする。
（１）上記の目的を達成するため、本発明のうろこ状皮膜の除去方法は、無機部材の表面に固着したうろこ状皮膜に、酸性の流動体である軟化処理材を塗布する工程と、前記うろこ状皮膜が軟化するまで放置する工程と、前記軟化したうろこ状皮膜に、洗剤に微粒子状の研磨材を混合した皮膜除去クリーナーを塗布する工程と、前記皮膜除去クリーナーが塗布されたうろこ状皮膜を研磨用パッドで研磨して除去する工程と、を含み、前記軟化処理材は、精製水１００重量％に対して、酢酸１～５重量％、クエン酸１～５重量％、フィチン酸１０～１５重量％およびスルファミン酸１～５重量％が混合された液体であり、前記軟化処理材のｐＨは、２～３であることを特徴としている。これにより、作業者の安全を確保しつつ効率的にうろこ状皮膜を除去できる。
（２）また、本発明のうろこ状皮膜の除去方法において、前記放置する時間は、１５～２０分であることを特徴としている。上記の軟化処理材の構成であれば１５分で十分にうろこ状皮膜を軟化できる。また、放置時間を２０分以下にすることで除去作業の効率を高めることができる。
（３）また、本発明のうろこ状皮膜の除去方法において、前記軟化処理材は、ゲル状であることを特徴としている。これにより、軟化処理材を鉛直面に塗布しても流れ落ちず、放置時にうろこ状皮膜と接触した状態を維持できる。
（４）また、本発明のうろこ状皮膜の除去方法において、前記軟化処理材は、あらかじめ３０～５０℃に温めてから塗布することを特徴としている。これにより、軟化処理材とうろこ状皮膜との間の反応が進行しやすくなり、うろこ状皮膜を容易に軟化することができる。
（５）また、本発明のうろこ状皮膜の除去方法において、前記研磨用パッドは、糸状のナイロン繊維で形成された網目構造を有し、板状に成型されていることを特徴としている。これにより、無機部材の表面を傷つけることなく、軟化処理されたうろこ状皮膜のみを除去することができる。
本発明によれば、作業者の安全を確保しつつ効率的にうろこ状皮膜を除去できる。
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［皮膜除去の工程］
図１（ａ）～（ｄ）は、それぞれうろこ状皮膜２０の除去方法の各工程を模式的に示す断面図である。図１（ａ）に示すように、まず、無機部材１０の表面に固着したうろこ状皮膜２０に、酸性の流動体である軟化処理材３０を塗布する。塗布は、作業負担を低減し軟化に十分な量を皮膜上に付着させるために刷毛またはローラーで行うことが好ましい。
図１（ａ）～（ｄ）は、それぞれうろこ状皮膜２０の除去方法の各工程を模式的に示す断面図である。図１（ａ）に示すように、まず、無機部材１０の表面に固着したうろこ状皮膜２０に、酸性の流動体である軟化処理材３０を塗布する。塗布は、作業負担を低減し軟化に十分な量を皮膜上に付着させるために刷毛またはローラーで行うことが好ましい。
軟化処理材３０は、あらかじめ軟化処理材の原液を温度帯３０～５０℃（３０℃以上５０℃以下を指す。以下同様。）まで湯煎等で温めてから塗布することが好ましい。これにより、軟化処理材３０とうろこ状皮膜２０との間の反応が進行しやすくなり、うろこ状皮膜２０を容易に軟化できる。軟化処理材３０の詳細については後述する。
軟化処理材３０の塗布後は、うろこ状皮膜２０が軟化するまで放置する。なお、図１（ｂ）に示す軟化されたうろこ状皮膜２５は、便宜的に均一に表示しているが、実際には局所的に軟化の進行度が異なっていてもよい。
次に、図１（ｃ）に示すように、軟化したうろこ状皮膜２５に、皮膜除去クリーナー４０を塗布する。塗布は、研磨用パッドで行うことができる。皮膜除去クリーナー４０は、洗剤に微粒子状の研磨材を混合攪拌して製造されており、その詳細については後述する。
そして、皮膜除去クリーナー４０が塗布されたうろこ状皮膜２５を研磨用パッドで研磨して除去する。研磨用パッドの詳細については、後述する。研磨は、手動で行ってもよいし、一定の圧力をかけられるように電動ポリッシャーを用いてもよい。皮膜除去クリーナー４０は微粒子状に製造されていると共に、既にうろこ状皮膜２５が軟化しているので、強い研磨は不要である。研磨は、研磨用パッドを軟化したうろこ状皮膜２５に軽く当てて擦って行うことが好ましい。
具体的には、１０～１００ｋＰａの圧力で研磨用パッドを当てることが好ましい。このような研磨でも軟化したうろこ状皮膜２５が除去されるので、例えば、比較的硬度の低いガラスのような無機部材１０に対しても傷付けることなく、図１（ｄ）に示すように、表面を新品同様になるまで研磨できる。
［軟化処理材］
うろこ状皮膜は、無機部材の表面に、アルカリ（塩基）性物質が付着し硬く固まり固着して形成される。これに対し、軟化処理材のｐＨは、２～３の酸性であり、中和反応により、うろこ状皮膜を軟化させる作用を有している。
うろこ状皮膜は、無機部材の表面に、アルカリ（塩基）性物質が付着し硬く固まり固着して形成される。これに対し、軟化処理材のｐＨは、２～３の酸性であり、中和反応により、うろこ状皮膜を軟化させる作用を有している。
軟化処理材は、精製水１００重量％に対して、酢酸１～５重量％、クエン酸１～５重量％、フィチン酸１０～１５重量％およびスルファミン酸１～５重量％が混合された液体である。このような酢酸、クエン酸、フィチン酸の組み合わせにスルファミン酸を加えることで、無機部材の表面に固着したうろこ状皮膜を確実に軟化させて除去できる。成分に塩酸を用いないことで作業者の安全を確保しつつ、効率的にうろこ状皮膜を除去できる。
特に、スルファミン酸は、アミド硫酸とも呼ばれ、ＨＮ２ＳＯ３Ｈで表される。例えば、うろこ状皮膜を形成する炭酸カルシウムは、以下のようにスルファミン酸と反応して溶解する。
ＣａＣＯ３＋２ＨＮ２ＳＯ３Ｈ→Ｃａ（ＨＮ２ＳＯ３）２＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
ＣａＣＯ３＋２ＨＮ２ＳＯ３Ｈ→Ｃａ（ＨＮ２ＳＯ３）２＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
なお、精製水１００重量％に対する各成分は、それぞれ酢酸２～４重量％、クエン酸２～４重量％、フィチン酸１２～１４重量％およびスルファミン酸２～４重量％であることが好ましい。軟化処理材をこのような成分の比率にすることで、さらに効率的にうろこ状皮膜を軟化させることができる。
軟化処理材は、ゲル状であることが好ましい。ゲル化はゲル化剤を添加することで可能になる。例えば粘度１０～１００ｍＰａ・ｓに調整した軟化処理材を用いることができる。これにより、軟化処理材を鉛直面に塗布しても流れ落ちず、放置してもうろこ状皮膜と接触した状態を一定時間以上維持できる。放置時間は、１５～２０分であることが好ましい。上記の軟化処理材の構成であれば１５分で十分にうろこ状皮膜を軟化できる。また、放置時間を２０分以下にすることにより短時間で被膜除去を完了できる。
［皮膜除去クリーナー］
皮膜除去クリーナーは、トウモロコシ等の植物系の天然素材より成る界面活性剤を含む洗剤１００重量％に対して、粒径が１０μｍ程度の微粒子状のシリカ系研磨材２０～２５重量％、好ましくは２２～２４重量％、アルミナ系研磨材１０～１５重量％、好ましくは１２～１４重量％、セリウム系研磨材１～５重量％、好ましくは２～４重量％を添加混合して製造される。
皮膜除去クリーナーは、トウモロコシ等の植物系の天然素材より成る界面活性剤を含む洗剤１００重量％に対して、粒径が１０μｍ程度の微粒子状のシリカ系研磨材２０～２５重量％、好ましくは２２～２４重量％、アルミナ系研磨材１０～１５重量％、好ましくは１２～１４重量％、セリウム系研磨材１～５重量％、好ましくは２～４重量％を添加混合して製造される。
例えば、従来の研磨材でガラスの表面を研磨すると、研磨材によってガラスの表面が削られて、ガラスの表面に微細な傷が発生する。一方、研磨材を含まない、フッ化水素酸および酸性フッ化アンモニウムが配合された液状製品が販売されているが、フッ化水素酸は毒物であり、酸性フッ化アンモニウムは劇物であって、危険を伴うため、一般ユーザーには販売されていない。これに対し、上記のような配合の皮膜除去クリーナーであれば原料が入手しやすく、安全で、かつ皮膜除去に効果的である。
なお、皮膜除去クリーナーは、３種類の研磨材を洗剤に添加混合して製造されているが、記載のすべての研磨材を使用する必要はなく、１つの研磨材、または複数の研磨材の組み合わせであってもよい。その場合の洗剤へ添加混合する混合比率は、１つの研磨材、または複数の研磨材の組み合わせであっても、上記の混合比率をそのまま適用しても、十分軟化したうろこ状皮膜を研磨して除去できる。
［研磨パッド］
図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ研磨用パッド５０を示す全体写真および拡大断面写真である。研磨用パッド５０は、糸状のナイロン繊維５５で形成された網目構造を有し、直径１００～２００ｍｍ、厚さ１０～３０ｍｍの円板状に成型されている。直径１５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのサイズが窓ガラスや鏡のような掌より広い平面を研磨する際に使いやすく好ましい。
図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ研磨用パッド５０を示す全体写真および拡大断面写真である。研磨用パッド５０は、糸状のナイロン繊維５５で形成された網目構造を有し、直径１００～２００ｍｍ、厚さ１０～３０ｍｍの円板状に成型されている。直径１５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのサイズが窓ガラスや鏡のような掌より広い平面を研磨する際に使いやすく好ましい。
また、網目構造の空隙５７は連通しており、空隙率は、７０～９５％であることが好ましい。なお、形状は、必ずしも円板に限られず、長方形、台形その他多角形板、または楕円形であってもよいが、扱いやすさの面で円板が好ましい。
研磨用パッド５０は、加熱されて射出された糸状のナイロン繊維５５を絡め、板状に成型することで形成できる。このような形成方法を採るため、ナイロン繊維５５の径は、５０～３００μｍであり、標準偏差は５０μｍ以下であり、径のばらつきが小さい。ナイロンを材料とし、繊維径のばらつきが少ない構造を有することで、無機部材の表面を傷つけることなく、軟化処理されたうろこ状皮膜のみを効率的に除去することができる。
［実施例］
上記のようなうろこ状皮膜の除去方法を、温浴施設の表面がガラス製の鏡に対して用いた。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれうろこ状皮膜を除去する前および後の温浴施設の鏡６１、６２を示す写真である。皮膜除去の対象として、温浴施設で数年間使用され、図４（ａ）に示すようにうろこ状皮膜により表面がくもった鏡６１を選択した。
上記のようなうろこ状皮膜の除去方法を、温浴施設の表面がガラス製の鏡に対して用いた。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれうろこ状皮膜を除去する前および後の温浴施設の鏡６１、６２を示す写真である。皮膜除去の対象として、温浴施設で数年間使用され、図４（ａ）に示すようにうろこ状皮膜により表面がくもった鏡６１を選択した。
まず、軟化処理材を準備した。図４は、実施例の軟化処理材の成分を示す表である。精製水１００重量％に対して、酢酸３重量％、クエン酸３重量％、フィチン酸１３重量％およびスルファミン酸３重量％を混合した。得られた液体に、ゲル化剤として界面活性剤を０．３～０．５重量％添加し、軟化処理材を作製した。この軟化処理材を５０℃まで湯煎で温めて、刷毛により鏡６１の表面に固着したうろこ状皮膜に塗布した。
塗布後、１５分放置して、うろこ状皮膜が軟化していることを確認し、研磨用パッドで軟化したうろこ状被膜に被膜除去クリーナーを塗布した。皮膜除去クリーナーは、あらかじめトウモロコシを原料とした界面活性剤を含む洗剤１００重量％に対して、粒径が１０μｍ程度の微粒子状のシリカ系研磨材２３重量％、アルミナ系研磨材１３重量％、セリウム系研磨材３重量％を添加混合して製造した。
そして、被膜除去クリーナーを塗布した表面を研磨用パッドで１分間研磨した。研磨用パッドには、ナイロンの加熱射出による径５０～３００μｍ繊維で構成された網目構造を有するものを用いた。研磨の結果、図４（ｂ）に示すように、表面に固着していたうろこ状皮膜が完全に除去された鏡６２の表面には反対側の鏡やシャワー設備が映っているのが分かる。
１０ 無機部材
２０ うろこ状皮膜（未処理）
２５ うろこ状皮膜（軟化後）
３０ 軟化処理材
４０ 皮膜除去クリーナー
５０ 研磨用パッド
５５ ナイロン繊維
５７ 空隙
６１ 鏡（皮膜除去前）
６２ 鏡（皮膜除去後）
２０ うろこ状皮膜（未処理）
２５ うろこ状皮膜（軟化後）
３０ 軟化処理材
４０ 皮膜除去クリーナー
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６２ 鏡（皮膜除去後）
Claims (5)
- 無機部材の表面に固着したうろこ状皮膜に、酸性の流動体である軟化処理材を塗布する工程と、
前記うろこ状皮膜が軟化するまで放置する工程と、
前記軟化したうろこ状皮膜に、洗剤に微粒子状の研磨材を混合した皮膜除去クリーナーを塗布する工程と、
前記皮膜除去クリーナーが塗布されたうろこ状皮膜を研磨用パッドで研磨して除去する工程と、を含み、
前記軟化処理材は、精製水１００重量％に対して、酢酸１～５重量％、クエン酸１～５重量％、フィチン酸１０～１５重量％およびスルファミン酸１～５重量％が混合された液体にゲル化剤として界面活性剤を０．３～０．５重量％添加して生成されたゲル状体であり、
前記軟化処理材のｐＨは、２～３であることを特徴とするうろこ状皮膜の除去方法。 - 前記軟化処理材は、精製水１００重量％に対して、酢酸３重量％、クエン酸３重量％、フィチン酸１３重量％およびスルファミン酸３重量％が混合された液体にゲル化剤として界面活性剤を０．３～０．５重量％添加して生成されたゲル状体であることを特徴とする請求項１記載のうろこ状皮膜の除去方法。
- 前記放置する時間は、１５～２０分であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のうろこ状皮膜の除去方法。
- 前記軟化処理材は、あらかじめ３０～５０℃に温めてから塗布することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のうろこ状皮膜の除去方法。
- 前記研磨用パッドは、糸状のナイロン繊維で形成された網目構造を有し、板状に成型されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のうろこ状皮膜の除去方法。
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