JPH07503670A - 研磨性被膜除去剤とその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 研磨性被膜除去剤とその使用方法 発明の背景 本発明は、一般的には、塗料、スケールその他の被覆物といった付着物を硬い金 属表面から除去するための方法に関し、より具体的には、機械的ブラストを用い た非化学的な表面清浄化方法に関する。

多様な種類の構造物にとって、表面部分に以前に塗装したか、または生成してし まった波膜層の除去が必要あるいは望まれることがよくある。塗膜、シール剤、 ラッカー、錆、スケールその他の付着物を、実質的にあらゆる種類の表面から除 去するための数多くのｉ法がある。表面清浄化または剥離方法には、機械的研磨 から強力な薬品の使用に至るまでの広範囲の方法があり、処理に必要な時間、労 力および費用の程度もさまざまである。少なくとも工業的に行う場合には、いか なる種類の被膜にとっても、除去する波膜が付着している下地材料（基材）の特 性と機能によって剥離方法が決まるのが普通である。厚い鋼材のように硬く、耐 久性のある表面は、サンドブラストのような比較的速い研磨法により表面清浄化 または被膜剥離を行うことができる。より軟質のアルミニウムのような金属また はさらに一層傷つき易いポリマー複合材層のような表面は、下地の損傷を避ける ために、より軟質の研磨剤を使用いてブラストを行うか、或いは慎重な化学的除 去が必要となることがある。

鋼板のサンドブラストによる付着被膜などの除去は、被膜の除去に関しては好結 果が得られるものの、いくつかの欠点もある。まず、研磨剤の砂が非常に脆く、 表面と接触すると多量のシリカの粉塵が生成することである。最近では、この生 成した微細な珪素質粒子が、特に肺に吸い込まれた場合、実質的な健康上の危険 を与えることが懸念されている。第二に、橋、煙突などの大型構造物の清浄化に は極めて大量の砂が必要であり、ブラスト作業後にこの砂が残り、これを現場か ら除去しなければならないので、処理の時間と費用が実質的にかさむことである 。

別の研磨剤も知られている。例えば、米国特許Ｎｏ、　３．７７５．１８０は鋼 材のスケール除去（脱スケール）方法に関する。この方法では、酸化アルミニウ ムまたは炭化硅素のような固体と水および空気などの気体との混合物を、特定条 件下で鋼材に噴霧することにより鋼材を脱スケールする。しかし、金属表面上の 被膜またはスケールの除去においては、金属表面に形成される凹凸パターン（表 面粗さ）が一様で、表面や金属構造までもが損傷を受けるほど太き（なならない ことが重要である。硬い酸化アルミニウムまたは炭化硅素のみからなるブラスト 媒体は、金属構造物を損傷する恐れがある。鋼材より軟らかい金属などの成る種 の表面には、より軟質の研磨剤を用いてブラスト剥離法を行うことができる。そ のような例として、アルミニウム、ガラス繊維または炭素繊維ラミネートからの 被膜の剥離法が米国特許Ｎｏ、　４．８７８．３２０に開示されている。この米 国特許に開示されているように、使用する研磨粒子はモース硬度が約３のもので ある。好ましい材料は重炭酸ナトリウムである。゛また、本出願人は、アルミニ ウムから塗膜、スケール等を除去するといった用途に使用できる重炭酸ナトリウ ムのブラスト媒体を、アーメックス（Ａｒｍｅｘ）という商品名で市販している 。。重炭酸ナトリウム研磨剤は、アルミニウムやその他のポリマー複合材などの 軟質材料から被膜を剥離するのに非常に効果的であるが、鋼材などの硬い表面上 に、別の塗膜層を追加するために表面の下塗りを行うのに十分な凹凸パターンを 生じさせるほどには硬くない。ブラスト媒体としての重炭酸ナトリウムの大きな 利点は、この物質が水溶性かつ無毒であるため、ブラスト媒体を水で洗い流すこ とにより環境への悪影響なしに比較的簡単にブラスト領域の掃除ができることで ある。

砂嵐外の研磨剤による金属表面の清浄化を開示している他の特許に、米国特許Ｎ ｏ、　２．６２４．９８８がある。この米国特許では、トリポリベーストと液体 ビヒクルを使用し、これらをスポンジ・ゴム破砕片と混合して使用する。このス ポンジ・ゴム片は研磨剤を金属表面に運び、金属表面を研磨するための「こすり 」作用を生ずる。成る種の条件下ではトリポリベーストに少量のアルミナを添加 することモ開示されている。

米国特許Ｎｏ、　２．７１０．２８６は、炭酸ナトリウムおよびカリウムを研磨 剤として用いた、陰極線管の画面スクリーンから蛍光物質などを除去する方法を 開示している。

米国特許Ｎｏ、　４．５８８．４４４は、塩化ナトリウム、重炭酸ナトリウムま たはこれらの混合物を研磨剤として用い、ポリマー製コンタクトレンズからのカ ルシウムを除去することを開示している。米国特許Ｎｏ、　４．７３１．１２５ は、モース硬度が３．５以下の粒子からなる粒状ブラスト媒体を用いて、強化マ トリックス材料製の複合材表面から付着物を除去する方法を開示している。好ま しくは、この研磨剤は所望のモース硬度を持つポリマー粒子である。

発明の要約 本発明は、構造用鋼材表面から塗膜、接着剤などの被膜、ならびにスケールや蛸 を除去することに関する。本発明の目的は、環境に有害ではなく、表面または構 造物を損傷するような過大な凹凸パターンを与えることなく、鋼材表面上に一様 で十分な凹凸パターンを付与できるブラスト媒体を使用することである。

上記の目的は、トロナ、即ち、天然セスキ炭酸ナトリウム（Ｎａ、ＣＤ、・Ｎａ ＨＣＯｓ・２ＨｆｆＯ）と少量の酸化アルミニウムとからなるブラスト媒体の提 供により達成される。このブラスト媒体は、被膜層を除去し、一様な凹凸パター ンを付与するために、空気、水、または空気と水との混合物によって、鋼材表面 に噴射される。

発明の詳細な説明 本発明のブラスト媒体は、鋼材表面に前に塗布されたか、或いは生成した被膜の 除去に特に有用である。このブラスト媒体は、トロナと、トロナに対して少量の 酸化アルミニウムとからなる。トロナは、塗膜、接着剤、シール剤、スケール、 錆等の被膜を除去するための研磨剤として特に有用であるが、単独で使用した場 合には、軟らかすぎるめに、機械的ブラスト作業の後に塗装される塗膜層の許容 できる塗膜密着性を与えるように鋼材表面に十分な凹凸パターンを付与すること ができないことが見出された。一方、酸化アルミニウムや、炭化硅素などの他の 硬い研磨剤は、鋼材から被膜を除去するためのブラスト媒体として使用すること が既に提案されているか、これらの非常に硬い研磨剤を単独で使用すると、機械 的ブラスト作業を受ける表面と構造物それ自体を実際に損傷すると考えられる。

従って、トロナ８０〜９５重量％、酸化アルミニウム５〜２０重量％とからなる ブラスト媒体が、機械的ブラストにより目的とする被膜を十分に除去し、同時に 表面または鋼材構造物を損傷せずに一様で十分な表面凹凸パターンを付与するこ とが判明した。

その最も広い態様において、本発明のブラスト媒体は、機械的ブラストにより被 膜を除去することかできる水溶性の比較的軟らかい材料と、これに配合した、鋼 材表面に十分であるが、過大ではない凹凸パターンを付与することができる少量 の比較的硬い物質とからなる。即ち、ブラスト媒体の大半は、トロナまたはその 均等物である硬度がモース硬度で３．５以下の水溶性物質からなる。使用可能な 水溶性の軟質研磨剤の例としては、これに限られるものはないが、好適材料であ るトロナ（天然セスキ炭酸ナトリウム）、セスキ炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリ ウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、重炭酸カリウムなど を含むアルカリ金属およびアルカリ土類金属炭酸塩型の材料が挙げられる。ここ で、水溶性とは完全に水に溶けることを意味するのではないことに留意すること は重要である。好適材料であるトロナを含む成る種の天然鉱物は、少量の不溶性 物質を含んでいることがあるからである。例えばトロナはｌｏｗＬ％までの不溶 分を含んでいてもよい。水溶性である以外に、この軟質のブラスト媒体は無毒で 、環境に悪影響を及ぼさずにブラスト作業の現場から洗い流せることも重要であ る。

本発明のブラスト媒体の軟質研磨剤が、成る種の金属珪酸塩が抱える健康上の問 題の原因となる硅素質物質を含有していないことが、特に好ましい点である。

本発明のブラスト媒体の少量成分は硬質の研磨剤であり、これは鋼材表面に十分 な凹凸パターンを形成することができるが、少量しか使用しないので、被膜層の 除去のために機械的ブラストを受ける鋼材構造物の機械的一体性に悪影響を及ぼ すことはない。最も広い態様において、本発明のブラスト媒体は、モース硬度で 少なくとも７．０の硬さの硬い研磨剤を少量使用することを含み、この硬い研磨 剤としては、好適材料である酸化アルミニウムのほかに、炭化硅素、炭化タング ステンなども包含する。やはり、健康に危険を及ぼす恐れのある酸化硅素からな る、砕は易い砂のような硅素質材料を避けることが特に好ましい。

トロナと酸化アルミニウムのいずれの研磨剤についても、研磨剤の粒度は約５０ 〜２０００μｍ、好ましくは約２００〜約１０００μｍの範囲内である。

本発明のブラスト媒体は、ブラスト媒体のキャリアーとして流体を使用する公知 の任意のブラスト装置を使用して鋼材表面に適用される。好ましくは、ブラスト 媒体のキャリアー媒体として圧縮空気を利用する。別に水供給源を使用して、ブ ラスト作業中の粉塵を抑制するためのカーテンとすることができる。キャリアー 流体として空気と共に少量の水を使用することもでき、その場合の水はキャリア ー流体と粉塵抑制機構の両方の作用を果たす。しかし、ブラスト媒体に使用する トロナまたは他の均等な軟質研磨剤が水溶性であるため、基材の鋼材へのキャリ アーとしての水の使用量が多すぎると、トロナ等の軟質研磨剤の有効性を実質的 に弱めることがある。トロナと酸化アルミニウムは予備混合しておいてもよく、 或いは別々の容器からこの２種類の材料を既知の方法で取り出して供給すること もできる。この既知の方法では、トロナに対する酸化アルミニウムの割合が適量 となるように、酸化アルミニウム研磨剤を慎重に計量してトロナ流中に混合する 。

通常は、トロナ、酸化アルミニウム、空気および場合により水からなる混合物を ノズルに送り、このノズルによってブラスト媒体は処理を受ける鋼材表面に噴射 される。使用する空気圧力は、普通には約５０〜１１０　ｐｓｉ　（３，５〜７ ．７　ｋｇ／ｃｍ”）であり、好ましくは値は６（１−８５ｐｓｉ（４，２−６ ，０ｋｇ／ｃｍ”）である。

以下の実施例は本発明を例示するものであるが、これらは本発明の特許請求の範 囲を以下に示す態様に厳密に制限することを意図したものではない。

寒施男 ５種類のブラスト媒体について、圧力８５　ｐｓｉ　（６，０ｋｇ／ｃ＋ａ２） の空気キャリアー中のブラスト媒体を厚鋼板（パネル）にブラストすることによ り、一連の厚鋼板から塗膜、ミルスケール（黒皮）および錆を除去する能力を試 験した。各ブラスト媒体の組成は表１に示した通りである。試料番号２および３ が本発明の範囲内のブラスト媒体であり、試料番号１４および５は比較例である 。

１、重炭酸ナトリウム、平均粒径１５０μｍ１チヤ一チ＆ドウワイド社製、プリ ンストン、ニュー・シャーシー州 ２、超微粒子の鉄珪酸塩、９８％が１４μｍ以下、ざくろ石鉱物３、粉砕トロナ （天然セスキ炭酸ナトリウム）、平均粒度的２５０ａｍ、チャーチ＆ドウワイド 社製 ４、平均粒度的３５０μｍ ５、屑十字石、平均粒径的１５０μｍ、デュポン社製実施例１ ミルスケール、軽い錆、ひとい錆または鉛塗料の被膜のいずれかを有する５枚の 厚鋼板に、圧力８５ｐｓｉの圧縮空気をキャリアーとして、表１に記載の５種類 の試料組成物を媒体としてブラストした。塗装した鋼板は鋼板上に鉛塗料を塗装 したもので、鋼板表面を溶剤で清浄化したが、当初の外観は残っておらず、ミル スケールも除去されなかった。結果は表２に示す。

試験した研磨剤試料の全てが、試料Ｉを除いて、適度に良好な流動性を示した。

フェロジルを重炭酸ナトリウムと混合すると、重炭酸ナトリウムの粒度の崩壊を 生じ、この崩壊で生じた重炭酸ナトリウムの微細な粒子によって試料の流動性が 悪化したものと考えられる。

試料２．３および４は流動性が良く、被膜除去に関しても効率が改善された。

総合性能は試料２か最もよかった。

５　未評価　９°　４　３．６　：２６１、ミルスケール除去の評価は１〜１０ の定性評価（純スターブラスト−１０）。

３、軽い錆の除去は１〜ｌＯの定性評価（純スターブラスト＝　１０）。

４、ひどい錆の除去も１〜１０の定性評価（純スターブラスト−１０）。

＄除去の完了については高い値が得られたが、除去速度は他の試料より遅かった 。

実施例２ この実施例では、鉛塗料で塗装した４枚の鋼板を実施例１と同様に機械的にブラ スト処理した。鉛塗料の塗装前に、鋼板をサンドブラストにより表面調整した。

結果を表３に示す。

実施例３ この実施例では、鋼板をエポキシ塗料で塗装した。塗装前に実施例１と同様に鋼 板を溶剤で清浄化した。結果を表４に示す。

手続補正書 平成６年１０月ノ（日 平成５年特許願第５１６５３３号 ２発明の名称 研磨性被膜除去剤とその使用方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　チャーチ・アンド・ドウワイド・カンパニー・インコーホレイテッド 国　籍　アメリカ合衆国 ４、代理人 住所　〒１０３東京都中央区日本橋本町４丁目４番２号東山ビル　電話（０３） ３２７０−６４８１５、補正の対象　明細書の特許請求の範囲（請求項の数１０ に１、水溶性で、硬さがモース硬度で３．５以下の比較的軟質の粒子状研磨剤を 主成分とし、硬さがモース硬度で７以上の比較的硬質の粒子状研磨剤を少量配合 した、鋼材から被膜を除去するためのブラスト媒体。

２、前記比較的軟質の研磨剤がトロナまたは重炭酸ナトリウムである、請求項１ 記載のブラスト媒体。

３、前記比較的硬質の研磨剤が酸化アルミニウムである、請求項１または２記載 のブラスト媒体。

４．８０〜９５重量％のトロナおよび５〜２０重量％の酸化アルミニウムからな る、請求項３記載のブラスト媒体。

互、水溶性で、硬さがモース硬度で３．５以下の比較的軟質の粒子状研磨剤を主 成分とし、硬さがモース硬度で７以上の比較的硬質の粒子状研磨剤を少量配合し たブラスト媒体で鋼材表面を機械的にブラスト処理することからなる、鋼材表面 から被膜を除去する方法。

且、前記比較的軟質の研磨剤がトロナまたは重炭酸ナトリウムである、請求積載 の方法。

互、前記ブラスト媒体が８０〜９５重量％のトロナおよび５〜２０重量％の酸化 アルミニウムからなる、請求項７記載の方法。

且、前記被膜がミルスケール、錆および塗膜よりなる群から選ばれたものである 、請求項５記載の方法。

川、前記ブラスト媒体を、圧縮空気のキャリアー流体により前記鋼材表面に吹フ ロントページの続き （８１）指定１１　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ 、ＴＤ。

ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ。

ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、 ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎ。

、　ＮＺ、　ＰＬ、　ＰＴ、　ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、　ＳＥ、　ＳＫ。

Ａ

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．水溶性で、硬さがモース硬度で３．５以下の比較的軟質の粒子状研磨剤を主 成分とし、硬さがモース硬度で７以上の比較的硬質の粒子状研磨剤を少量配合し た、鋼材から被膜を除去するためのブラスト媒体。
2. ２．前記比較的軟質の研磨剤がトロナである、請求項１記載のブラスト媒体。
3. ３．前記比較的硬質の研磨剤が酸化アルミニウムである、請求項２記載のブラス ト媒体。
4. ４．８０〜９５重量％のトロナおよび５〜２０重量％の酸化アルミニウムからな る、請求項３記載のブラスト媒楳体。
5. ５．前記比較的軟質の研磨剤が無毒である、請求項１記載のブラスト媒体。
6. ６．前記比較的軟質および比較的硬質の研磨剤が、いずれも硅素質物質を含まな い、請求項１記載のブラスト媒体。
7. ７．水溶性で、硬さがモース硬度で３．５以下の比較的軟質の粒子状研磨剤に、 硬さがモース硬度で７以上の比較的硬質の粒子状研磨剤を少量配合した混合物と 、これらの粒子状研磨剤を鋼材表面に吹き付ける流体キャリアーとからなる、鋼 材表面から被膜を除去するためのブラスト媒体。
8. ８．前記比較的軟質の研磨剤がトロナである、請求項７記載のブラスト媒体。
9. ９．前記比較的硬質の研磨剤が酸化アルミニウムである、請求項８記載のブラス ト媒体。
10. １０．前記混合物が８０〜９５重量％のトロナおよび５〜２０重量％の酸化アル ミニウムからなる、請求項９記載のブラスト媒体。
11. １１．前記比較的軟質の研磨剤が無毒である、請求項７記載のブラスト媒体。
12. １２．前記流体キャリアーが空気である、請求項７記載のブラスト媒体。
13. １３．水溶性で、硬さがモース硬度で３．５以下の出較的軟質の粒子状研磨剤を 主成分とし、硬さがモース硬度で７以上の比較的硬質の粒子状研磨剤を少量配合 したブラスト媒体で鋼材表面を機械的にブラスト処理することからなる、鋼材表 面から被膜を除去する方法。
14. １４．前記比較的軟質の研磨剤がトロナである、請求項１３記載の方法。
15. １５．前記比較的硬質の研磨剤が酸化アルミニウムである、請求項１４記載の方 法。
16. １６．前記ブラスト媒体が８０〜９５重量％のトロナおよび５〜２０重量％の酸 化アルミニウムからなる、請求項１５記載の方法。
17. １７．前記比較的軟質の研磨剤が無毒である、請求項１３記載の方法。
18. １８．前記比較的軟質および比較的硬質の研磨剤が、いずれも硅素質物質を含ま ない、請求項１３記載の方法。
19. １９．前記被膜がミルスケール、錆および塗膜よりなる群から選ばれたものであ る、請求項１３記載の方法。
20. ２０．前足ブラスト媒体を、圧縮空気のキャリアー流体により前記鋼材表面に吹 き付ける、請求項１３記載の方法。