TWI558509B - Sandblasting and sandblasting methods - Google Patents

Description

噴砂材及噴砂方法

本發明係與使用於以金屬製品之防鏽防蝕為目的而實施塗裝等之除去及噴塗時之材料調製噴砂處理的噴砂材及噴砂方法相關。

在以壓縮空氣等噴射砂粒等之研削材來剝除塗裝皮膜之噴砂方法，通常，係實施利用乾燥狀態之研削材的乾式噴砂處理。乾式噴砂處理時，因為研削材衝擊被處理物而破碎，因而發生粉塵，或者，發生從被處理物表面被剝除之塗裝皮膜及基材之氧化物之鏽等粉塵。尤其是，在重新粉刷街道及河川上之橋樑等的劣化塗裝時等，粉塵對策需要龐大的費用。

所以，該乾式噴砂處理時，必須採取防止作業中之粉塵之發生及飛散的各種措施。乾式噴砂時，粉塵飛散於廣泛範圍而難以在開放空間實施噴砂作業，例如，專利文獻1即記載著一種噴砂裝置，也可配合需要，對研削材之噴射噴嘴部附加水等之噴霧機能來進行濕式噴砂。

此外，非專利文獻1，則記載著以水壓壓縮充填於貯存槽內之研削材，在粒子間只有水之狀態下，以擠牙膏式進行擠出，並使其承載於噴砂空氣之方式來進行濕粒噴砂。於該方式，濕潤之粒子衝擊加工物之瞬間，放出降落傘狀之水膜來抑制粉塵之發生。

[專利文獻1]日本特許第2880498號公報

[非專利文獻1] "濕粒噴砂"，[online]SNM AZIA股份有限公司，[2010年11同22日檢索]，網際網路<URL:http://snmasia.jp/blaster/blaster01.html>

如專利文獻1之記載所示，吹附乾燥研削材，從其周圍以水之噴霧膜來抑制粉塵之方式時，因為以防止研削材等飛散之水來進行粉塵捕集，為了減少粉塵的發生，需要較多之水噴霧量。此外，因為發生大量廢水，而發生處理後之水處理的問題。

此外，專利文獻1之噴砂裝置時，係由：貯存乾式之研削材的貯存槽；裝載著切取一定量之研削材之部分的本體裝置部分；貯存以進行水之噴霧為目的之水的貯存槽；以加壓送出水之水泵部分；以及軟管類及用以執行吹附之噴嘴部分；所構成，裝置全體的規模很大。此外，於該例，噴砂噴嘴部採用混入水之方法，然而，也有具有在研削材及空氣之混合搬送中混合水之部分的裝置。然而，該等裝置，相對於水及研削材之體積，需要龐大的空氣量，實際上，因為水滴及研削材只是雜亂地混入空氣中，研削材之粒無法每一粒都獲得充份的濕潤。而且，專利文獻1之噴砂裝置時，在實施現場施工等時，難以將大規模裝置全體設置工程用之作業場所上，而必須將裝置設置於處理對象物之附近的作業場所下方(地面等)來使用。所以，用以連結實施吹附之噴嘴與貯存槽的軟管長度較長，導致處理能力的降低，或者，必要之壓縮空氣供給源的空氣壓縮機需要更強力的大型裝置。

此外，非專利文獻1所記載之濕粒噴砂時，因為只是以水壓擠出來濕潤研削材，不可能進行水份量的管理，因為水份量不均一，實際上，會呈現過度噴射水份之傾向。尤其是，全新開始噴砂時，有必須先將乾燥研削材充填至貯存槽內並施加水壓，至水份到達研削材之粒子間為止，無行開始作業的問題。

所以，本發明之目的，係在提供一種噴砂材及噴砂方法，噴砂處理中所發生之除去塗裝皮膜、及研削材之粉塵較少，無需大規模之噴砂裝置，且無需噴砂處理後之水處理。

本發明之噴砂材，係含有相對於研削材為5～30質量%之水份，而為使全部研削材粒子均等濕潤之事先調製的噴砂材。本發明之噴砂材，與乾式噴砂相同，係充填於噴砂裝置之噴砂材貯存槽，而以壓縮空氣被朝被處理物噴射，利用噴砂材所保有之水份來捕集粉塵，而可防止粉塵之發生。此外，依據本發明之噴砂材，因為只含有防止粉塵飛散之必要量的水份，於噴砂處理中及處理後，不會發生過多的廢水。而且，本發明之噴砂材，因為可以在完成水份調製之狀態下以小包裝等來提供，無需傳統之用以貯存水的水槽。

此外，含有相對於研削材為5質量%以下之水份時，可能因為水份不足而無法充份防止粉塵的發生。另一方面，含有相對於研削材為超過30質量%之水份時，水份從研削材分離，而於噴砂處理中及處理後發生過剩的廢水。

並且，本發明之噴砂材，以含有界面活性劑為佳。本發明之噴砂材，因為含有水份，從噴砂材貯存槽被送出時，噴砂材彼此容易結塊而使流動性變差。所以，以使本發明之噴砂材含有界面活性劑來改善流動性，可以安定地進行送出。

此外，本發明之噴砂材，以含有保濕劑為佳。在以塗裝除去為目的時，研削材之粒子較小(粒子直徑0.1～0.15mm)者較具效果，此時，研削材可保有之水份量較多(最大為20質量%程度)，然而，塗裝除去時，以水份量15～30質量%為佳，同時應含有保濕劑。噴塗之材料調製等時，以粒子較大(粒子直徑0.6～0.85mm)者為佳，此時，研削材可保有之水份量較少(最大為15質量%程度)，然而，噴塗之材料調製時，以水份量5～20質量%為佳，同時應含有保濕劑。本發明之噴砂材，藉由含有保濕劑，可以增加研削材可保有之水份量，而可使研削材均等地保有水份。

此外，本發明之噴砂材，以含有防鏽劑為佳。本發明之噴砂材，藉由含有防鏽劑，可以延長噴砂處理後所實施之噴塗及塗裝的施工間隔。

(1)依據含有相對於研削材為5～30質量%之水份而使全部研削材粒子均等濕潤之事先調製的噴砂材，可以與乾式噴砂相同之方式對被處理物進行噴射，藉由噴砂材所保有之水份來捕集粉塵，而防止粉塵之發生。此外，因為噴砂處理中及處理後，不會發生過剩廢水，故無需處理後之研削材處理以外的水處理。並且，以小包裝等來提供，無需傳統之用以貯存水的水槽，進而可謀求噴砂裝置全體之小型化，而可將噴砂裝置全體設置於現場施工等之作業場所上。此外，用以連結執行吹附之噴嘴及噴砂材貯存槽的軟管只要最短的長度即可，可以減少處理能力的降低，並可運用小型的空氣壓縮機。

(2)以含有界面活性劑來改善流動性，而可從噴砂材貯存槽安定地送出噴砂材。

(3)以含有保濕劑來增加研削材可保有之水份量，而可使研削材均等地保有水份。

(4)以含有防鏽劑，可延長噴砂處理後所實施之噴塗及塗裝的施工間隔。例如，使用於噴塗之材料調製噴砂處理時，雖然JIS H8300有從噴砂處理至噴塗施工為止應在4小時以內實施的規定，然而，以含有防鏽劑，可以抑制在1～2日後實施噴塗施工時之噴塗皮膜之密貼力的降低，而提高作業性。

第1圖，係使用本發明之實施方式之噴砂材的噴砂裝置之概略構成圖。第1圖中，作為本發明之實施方式之噴砂裝置的噴砂裝置，係具備：用以貯存作為噴砂材之噴砂材1的噴砂材貯存槽2；用以對被處理物X實施噴砂材1之吹附的噴砂噴嘴3；以及用以連結噴砂材貯存槽2及噴砂噴嘴3之噴砂軟管4。此外，於該噴砂裝置，尚另外連結著用以供給壓縮空氣之空氣壓縮機5。

於噴砂材貯存槽2之下方，設有：用以執行噴砂材1之排出的排出部2a；及用以混合噴砂材1及壓縮空氣並傳送至噴砂軟管4的混合部2b。混合部2b及空氣壓縮機5，係由空氣軟管6a進行連結。此外，空氣壓縮機5及噴砂材貯存槽2之上部，係由空氣軟管6b進行連結。

本發明之實施方式的噴砂材貯存槽2，係以壓縮空氣進行加壓來送出噴砂材1之加壓型，然而，也可以為無加壓之開放型。此外，本實施方式之噴砂材1，相較於傳統之乾式研削材，通常，流動性較差，故排出部2a係由定量輸送台、螺旋輸送機、或旋轉閥輸送機等之各種定量排出裝置所構成，而以定量對混合部2b進行供給排出。

空氣壓縮機5，係使用電動式或引擎式等。空氣壓縮機5所發生之壓縮空氣中之油份及水份等，介由未圖示之排流除去裝置，由空氣軟管6a、6b供應給噴砂材貯存槽2及混合部2b。此外，雖然並未圖示，然而，具備以執行該噴砂裝置之起動及停止為目的之操作開關及閥類等。

該噴砂裝置所使用之噴砂材1，含有相對於研削材為5～30質量%之水份，係以全部研削材粒子均等濕潤之方式所事先調製者。研削材，可以使用噴砂處理用非金屬系研削材之全部種類，例如，氧化鋁、石榴石、矽砂、玻璃珠、碳化矽、及熔渣等。研削材及水份，係事先混合調製，例如，並分裝成1袋10～25kg之小包裝等。此外，水份以外，也可含有市販之防鏽劑、界面活性劑、或保濕劑等。

防鏽劑，例如，可以使用市販品之胺系防鏽劑等。界面活性劑，例如，可以使用市販品之萘亞磺酸甲醛系化合物、烷基苯磺酸鈉、聚氧乙烯烷基醚、及聚氧乙烯脂肪酸甲酯等。保濕劑，例如，可以使用市販品之聚丙烯酸鈉系等。

水份，係對應研削材之種類及粒度等，而調整於5～30質量%之範圍。例如，研削材為氧化鋁，粒子直徑為0.1～0.15mm之粒度時，準備水份量為5質量%之袋、10質量%之袋、…、30質量%之袋等，某程度之水份量不同之種類的包裝袋。並且，裝噴砂材1的包裝袋，利用不會因為蒸發等而導致水份量變化之保管袋。

此外，含有界面活性劑時，相對於噴砂材1所含有之水份，例如，含有0.1～5質量%之界面活性劑。氧化鋁粒子、直徑為0.1～0.15mm之研削材等時，因為從噴砂材貯存槽2傳送至排出部2a、及從排出部2a傳送至混合部2b時，噴砂材1彼此容易結塊，流動性較差，可以藉由含有界面活性劑來改善流動性。藉此，可以從噴砂材貯存槽2安定地送出噴砂材1。

此外，於噴砂材1，以含有保濕劑為佳。研削材之粒子直徑為0.1～0.15mm時，研削材可保有之水份量為20質量%程度，粒子直徑為0.6～0.85mm時，為15質量%程度，研削材無法保有超過上述之水份而分離。所以，含有保濕劑的話，可以增加研削材可保有之水份量，並可使研削材可均等地保有水份。

此外，研削材除了水份以外，尚包含有防鏽劑、界面活性劑、及保濕劑等時，防鏽劑、界面活性劑、保濕劑等、及水份之全體量，以相對於研削材為5～30質量%為佳。藉此，即使含有防鏽劑、界面活性劑、保濕劑等時，噴砂材全體中之研削材的比例不會改變，而可維持目標之噴砂性能。

在上述構成之噴砂裝置，將事先調製之必要分量的噴砂材1置入噴砂材貯存槽2。起動噴砂裝置的話，從空氣壓縮機5對噴砂材貯存槽2及混合部2b進行壓縮空氣之供給，並介由噴砂軟管4從噴砂噴嘴3進行噴射。噴砂材1，由排出部2a進行定量排出，而傳送至混合部2b。並且，噴砂材1，在混合部2b，一邊被壓縮空氣進行粉碎，一邊藉由該壓縮空氣之噴射來通過噴砂軟管4內部，再從噴砂噴嘴3之噴射口3a進行噴射。

噴砂材1，衝擊被處理物X之表面，並剝離塗裝皮膜、鏽、髒污等之附著物Y後，飛散並堆積於被處理物X之周邊。本實施方式之噴砂材1，因為研削材粒子之表面皆為水份之皮膜所覆蓋，從噴砂噴嘴3噴射並衝擊於被處理物X之表面時，研削材所保有之水份先被吹附於附著物Y之表面，其後，才會藉由研削材粒子而發生附著物Y的粉碎及剝離。所以，可以有效率地濕潤附著物Y粉碎及剝離時所發生之附著物的粉塵，而抑制粉塵之發生。

此外，本發明之實施方式的噴砂材1時，可以配合必要，任意選擇5～30質量%之不同水份量之噴砂材1的小包裝來使用，故可配合被處理物X之狀態來抑制粉塵之發生。此外，本實施方式之噴砂材1時，即使在噴射量不安定而變動時，不會只噴射水，相對於被噴射之噴砂材1，水份量為一定，故可抑制過度水份之飛散、及水份不足而發生過大的粉塵。

以上所示，依據本發明之實施方式之噴砂材1，可以與乾式噴砂相同的方式對被處理物X進行噴射，並以噴砂材1所保有之水份來捕集粉塵，進而防止粉塵的發生。此外，噴砂處理中及處理後，不會發生過剩廢水，不需要處理後之研削材處理以外的水處理。

此處，參照第2圖，針對本發明之實施方式之噴砂裝置及傳統噴砂裝置之差異進行說明。第2圖，係本發明之實施方式之噴砂裝置(該圖之(a))及傳統噴砂裝置(該圖之(b)的比較說明圖。

第2(a)圖所示，本發明之實施方式的噴砂裝置時，係將噴砂材貯存槽2設置於作業場所上，與設置於地上之空氣壓縮機5則以空氣軟管6進行連結，相對於此，如第2(b)圖所示，傳統之噴砂裝置時，係將由噴砂材貯存槽10、水槽11a、及水泵11b所構成之水供給裝置11及空氣壓縮機12設置於地上，從地上至作業場所上之噴砂噴嘴13為止，以噴砂軟管14及水軟管15進行連結。

如第2圖所示，本發明之實施方式之噴砂裝置時，相對於研削材，含有5～30質量%之水份，全部研削材粒子均等濕潤，而以小包裝袋1a等提供事先調製之噴砂材1，而無需傳統噴砂裝置所具備之水槽11a、水泵11b、及水軟管15等，可以謀求噴砂裝置全體之小型化，並可將該噴砂裝置全體設置於現場施工等之作業場所上。

所以，用以連結進行吹附之噴砂噴嘴3及噴砂材貯存槽2的噴砂軟管4只要最短的長度即可，可以減輕處理能力的降低，且可運用小型之空氣壓縮機5。另一方面，傳統之噴砂裝置時，因為由水槽11a及水泵11b供給水份，而較為大型，無法設置於作業場所上，而必須以從地上至作業場所上以較長的水軟管15來進行供給，噴砂軟管4當然也較長。

[實施例]

以使用上述實施方式之噴砂材1的噴砂裝置來進行噴砂試驗。試驗，如第3(a)圖所示，係以1邊為1m之正方形的鋼板7來實施。鋼板7，係厚3.2mm之黑皮鋼板(SS400)。該鋼板7，如第3(b)圖所示，係垂直地裝設於支持台(未圖示)，以噴砂噴嘴3朝鋼板7之中央之噴射角度為直角，且鋼板7與噴砂噴嘴3前端之距離為200mm之固定狀態下，使噴砂材1通過噴砂軟管4從噴砂噴嘴3之前端吹附於鋼板7。

該狀態，係使噴砂材1衝擊鋼板7表面來除去鋼板7表面之氧化皮膜(黑皮)的狀態，通常之乾式噴砂時，係會發生粉塵的狀態。此時，觀察投射各種噴砂材1時之粉塵的發生狀態、及附著於表面之水份的擴散形態，來確認噴砂材1之效果。此外，噴砂材1之量，相對於研削材1kg來設定各種水份量。此外，配合水份量，適時地添加作為界面活性劑之烷基苯磺酸鈉、及作為保濕劑之聚丙烯酸鈉。

進行該噴砂材1(研削材1kg+水份)之大約1分鐘的投射，觀察評估鋼板7表面之狀態觀察評估。評估之基準，係依據表1所示之評估基準表來實施。試驗結果，如表2～表6所示。

結果，可以得知，水份量為5%以下時，粉塵之發生較多，水份的粉塵抑制效果較少。此外，可以得知，水份量超過30%時，粉塵之發生減少，然而，噴砂處理後，水份從研削材分離而發生過剩水份之垂滴，除了研削材之處理以外，必須進行過剩水之處理。依據上述，相對於研削材，含有5～30%之水份，使全部研削材粒子均等濕潤之事先調製的噴砂材1時，確認可以抑制粉塵之發生，且無需處理後之過剩水的處理。

此外，為了確認防鏽劑之效果，以本實施例之噴砂方法及傳統之乾式噴砂方法，形成噴塗皮膜，測定噴塗皮膜之附著力，來確認防鏽劑之效果。試驗片，係以相同粒度之研削材對SS400之鋼板實施噴砂處理，本實施例之噴砂方法時，於噴砂處理後之2日後形成噴塗皮膜。傳統之乾式噴砂方法時，則於噴砂處理後之2小時(JIS H8300為4小時以內)後形成噴塗皮膜。測定皮膜之附著力，以JIS H8300(2005年)之附錄書A所記載之「A.2.2拉伸密貼強試驗(A法)」的方法來實施。試驗條件及試驗結果如表7所示。

結果，確認到，於噴塗之材料調製噴砂處理使用本實施例之噴砂材1時，不受從噴砂處理至噴塗施工為止在4小間以內實施的限制，於2日後實施噴塗施工時，未發生噴塗皮膜之密貼力降低的情形。

本發明之噴砂材及噴砂方法，對於以金屬製品之防鏽防蝕為目的所實施之劣化塗裝的除去及噴塗時，在防止材料調製作業中所發生之粉塵及飛散的噴砂處理上，十分有用。尤其是，在重新粉刷街道及河川上之橋樑等的劣化塗裝時等，粉塵對策需要龐大的費用，相對於此，因為本發明可以大幅減少粉塵本身的發生，在大幅縮減重新塗裝及噴塗施工之費用上，極為有利。

1．．．噴砂材

2．．．噴砂材貯存槽

3．．．噴砂噴嘴

4．．．噴砂軟管

5．．．空氣壓縮機

6、6a、6b．．．空氣軟管

第1圖係使用本發明之實施方式的噴砂材之噴砂裝置的概略構成圖。

第2圖係本發明之實施方式的噴砂裝置與傳統噴砂裝置的比較說明圖。

第3圖係噴砂試驗條件說明圖。

1．．．噴砂材

2．．．噴砂材貯存槽

2a．．．排出口

2b．．．混合部

3．．．噴砂噴嘴

3a．．．噴射口

4．．．噴砂軟管

5．．．空氣壓縮機

6a、6b．．．空氣軟管

X．．．被處理物

Y．．．附著物

Claims (6)

1. 一種噴砂材，其特徵為：事先針對作為研削材之氧化鋁、石榴石、矽砂、玻璃珠、碳化矽、或熔渣，使其含有5~30質量%之水份，而將其調製成全部研削材粒子濕潤。
2. 如申請專利範圍第1項所述之噴砂材，其中含有界面活性劑。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之噴砂材，其中含有保濕劑。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之噴砂材，其中含有防鏽劑。
5. 如申請專利範圍第3項所述之噴砂材，其中含有防鏽劑。
6. 一種噴砂方法，其特徵為：將事先針對作為研削材之氧化鋁、石榴石、矽砂、玻璃珠、碳化矽、或熔渣，使其含有5~30質量%之水份，而將其調製成全部研削材粒子濕潤之噴砂材，注入噴砂裝置之噴砂材貯存槽，藉由壓縮空氣對被處理物進行噴射。