JP2004243423A - Blasting method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a blasting method having no fear of environmental contamination and effectively using shells. <P>SOLUTION: In the case of grinding, polishing and cleaning, shell granular powder with a particle diameter from 5 μm to 3.5 mm is used as a blasting material, in the case of etching, shell granular powder with a particle diameter from 5 μm to 5 mm is used as a blasting material, or in the case of grinding, polishing and cleaning, a material partially containing shell granular powder with a particle diameter ranging from 5 μm to 3.5 mm is used as a blasting material, and in the case of etching, a material partially containing shell granular powder with a particle diameter ranging from 5 μm to 5 mm is used as a blasting material. In the above cases, the blasting material is injected toward an object to be treated under a pressure of 490 KPa or lower to perform blasting. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的に、ブラスト処理方法に関する。より詳細には、本発明は、貝殻粉粒を用いたブラスト処理方法に関する。本発明のブラスト処理方法は、対象物の表面清掃を主として行う研掃、及び対象物の表面研削を主として行うエッチングを含むものである。なお、本発明において、研掃には、対象物の表面仕上げを主として行う研磨も含まれる。また、本発明のブラスト処理方法の対象物には、金属、木、ガラス、コンクリート、プラスチックのような合成樹脂材料、セラミック、窯業製品などの、一般的にブラスト処理の対象となり得るあらゆるものが含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
建築物や産業用装置等の外面を被覆した塗料、コーティング、スケール、錆、汚れ等を除去するブラスト処理が知られている。このようなブラスト処理は、大別して、鋼構造物等における防錆処理を主目的として塗装の下地処理として行われるハードブラスト系処理と、塗料、コーティング、スケール、錆、汚れ等の除去及び研磨等を行うソフトブラスト系処理とに分けられる。ハードブラスト系処理では、ブラスト材を比較的高い空気圧でノズルから噴射させて対象物の処理が行われる。ハードブラスト系処理に属するものとして、例えば、鋼球を用いるショットブラスト工法、砂を用いるサンドブラスト工法等があげられる。ソフトブラスト系処理では、ブラスト材を比較的低い空気圧で噴射させて対象物の処理が行われる。ソフトブラスト系処理に属するものとして、例えば、ドライアイスを用いるドライアイス工法、重曹を用いる重曹ブラスト工法等があげられる。
【０００３】
従来、ブラスト処理に用いられるブラスト材としては、水などの特殊なものを除いて、砂、鋼球、ドライアイス、炭酸水素ナトリウム粒、とうもろこしの乾燥粉末、粉末椰子殻繊維などのような、粒状・粉状を問わず少なくとも多少の硬度を有する物体が使用されてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のハードブラスト系処理は、研掃作用が優れているものの、研掃しようとする対象物が破損するおそれがあるという欠点を有している。すなわち、ガラスや木質材表面の汚れ並びにペイント等による悪戯書等をハードブラスト系処理で除去しようとすると、対象物が破損するおそれがある。一方、ソフトブラスト系処理は、精密なブラストを行うことができるものの、ブラスト材が比較的高価であるという欠点を有している。また、ブラスト材として鋼球や砂を用いた場合には、周囲環境に悪影響を及ぼすおそれがある。また、ブラスト材としてドライアイスを用いた場合には、作業環境の安全性に問題を生じさせるとともに、二酸化炭素削減による地球温暖化防止の動きに逆行する。
【０００５】
一方、帆立貝や牡蠣等の貝は、食用に供される部分を取り出した後、貝殻は廃棄されるが、貝殻の廃棄が公害を引き起こしており、貝殻を如何にして処分するかは重要な課題である。
【０００６】
したがって、本発明は、環境汚染のおそれがなく、従来は産業廃棄物として処分されていた貝殻の有効利用を可能にするブラスト方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に記載のブラスト処理方法は、研掃の場合には粒径が５μｍ〜３．５ｍｍ、エッチングの場合には粒径が５μｍ〜５ｍｍである貝殻粉粒をブラスト材として、或いは、研掃の場合には粒径が５μｍ〜３．５ｍｍ、エッチングの場合には粒径が５μｍ〜５ｍｍである貝殻粉粒を少なくとも一部含むものをブラスト材として、４９０ＫＰａ又はそれ以下の圧力で処理しようとする対象物に向かって噴射させることによりブラスト処理を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項２に記載のブラスト処理方法は、前記請求項１の方法において、前記噴射が、前記ブラスト材を水又は空気に混合して行われ、或いは、前記ブラスト材に加速エネルギーを付与することによって行われることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施の形態について研掃を例として詳細に説明する。本発明のブラスト処理方法は、研掃材として貝殻粉粒を用いることを特徴とする。ここで、貝殻粉粒とは、貝殻を所定の粒度に粉砕したものをいう。貝殻の元になる貝は、帆立貝のような二枚貝、牡蠣のような巻き貝などの全ての貝を含む。貝殻粉粒の粒径は、約５μｍから約３．５ｍｍまでの範囲にあるのが好ましく、約３０μｍから約２．０ｍｍまでの範囲にあるのがより好ましい。
【００１０】
貝殻を粉砕する方法としては、ハンマークラッシャーによる方法、高速粉砕機による方法、ロール粉砕機による方法などがあげられるが、いずれの方法を使用して粉砕してもよく、或いは、これら以外の方法を使用して粉砕してもよい。
【００１１】
本発明のブラスト処理方法は、ウェット方式でもドライ方式でも使用することができる。ここで、ウェット方式とは、防塵や研掃材の比重を上げる等の目的のため水を利用して研掃材を噴射させる方式である。図１は、ウェット方式によるブラスト処理方法を概略的に示した図である。すなわち、図１（ａ）は、水に研掃材を混合してノズルから噴射させる状態を示した図であり、図１（ｂ）は、研掃材用ノズルの先端付近に水噴射用ノズルを配置し、研掃材を圧搾空気で研掃材用ノズルから噴射させる際に水噴射用ノズルから噴射した水を混合させる状態を示した図である。
【００１２】
図２は、ドライ方式によるブラスト処理方法を概略的に示した図である。すなわち、ドライ方式では、ブラスト処理しようとする対象物とノズル先端との間に飛散防止カバーを配置し、集塵機（図示せず）を使用して飛散防止カバーの開口から研掃材や粉塵を回収する。
【００１３】
本発明のブラスト処理方法では、貝殻粉粒に、約１０重量％〜約６０重量％の補助材を混入したものを研掃材として使用してもよい。補助材には、例えば、炭酸水素ナトリウム粒が含まれる。補助材を用いるのは、対象物に適合した材料を使用して研掃効果を一層向上させるためである（例えば、対象物がコンクリートの場合には、微細な亀裂を容易に発見できるように、補助材を用いた方が良いことがある）。
【００１４】
本発明のブラスト処理方法では、所定の粒径の貝殻粉粒を所定の圧力で処理しようとする対象物に向かって噴射させることにより、対象物の表面を研掃する。ブラスト処理時に研掃材に加える圧力は好ましくは、約４９０ＫＰａ又はそれ以下であり、ブラスト処理の用途に応じて適当な圧力が用いられる。また、噴射は、研掃材（貝殻粉粒又は貝殻粉粒に補助材を混合したもの）を水又は空気に混合して行ってもよく、研掃材（貝殻粉粒又は貝殻粉粒に補助材を混合したもの）自体に加速エネルギーを付与することによって行ってもよい。
【００１５】
エッチングの場合には、貝殻粉粒の粒径が研掃の場合と異なる。すなわち、エッチング材としての貝殻粉粒の粒径は、約５μｍから約５ｍｍまでの範囲にあるのが好ましく、約３０μｍから約１２００μｍまでの範囲にあるのがより好ましい。なお、ブラスト処理時にエッチング材に加える圧力は好ましくは、研掃の場合と同様に、約４９０ＫＰａ又はそれ以下であり、処理の用途に応じて適当な圧力が用いられる。
【００１６】
次に、本発明のブラスト処理方法の効果を実証するために行った試験について説明する。貝殻粉粒のみを用いた場合の他、貝殻粉粒に所定量の補助材（粒径８２０μｍ以下の石炭灰、粒径８２０μｍ以下の炭酸水素ナトリウム粒）を混合した場合についても試験を行った。試験時の圧力は、各種設定後に比較データ採取のため、３４３ＫＰａとした。また、ブラスト処理しようとする対象物としては、表面にペイントを塗布したブロック、表面にペイントを塗布した木、錆びた鉄棒、及びアルミニウム缶を使用した。
【００１７】
（試験１）
試験１では、貝殻粉粒のみを使用した。ブラスト処理の結果、「ペイントを塗布したブロック」では、表面に塗布したペイントは完全に取り除かれた。作業時間及び作業速度は申し分なく、表面は、試験前より滑らかになっており、細部の凹凸形状も確保されていた。「表面にペイントを塗布した木」でも、表面に塗布したペイントは完全に取り除かれた。作業時間及び作業速度は申し分なく、表面は、滑らかになっていた。「錆びた鉄棒」では、錆は完全に取り除かれ、肌理の細かい表面が得られたが、作業時間及び貝殻粉粒の供給量は、他のケースと比較して、１．７倍程度要した。「アルミニウム缶」では、缶表面に印刷されたプリントが完全に取り除かれた。１０ｍｍ×１１０ｍｍの領域の研掃に要した時間は２０秒であった。
【００１８】
（試験２）
試験２では、貝殻粉粒５０重量％に補助材として石炭灰５０重量％を混合したものを使用した。ブラスト処理の結果、「ペイントを塗布したブロック」では、表面に塗布したペイントは完全に取り除かれ、作業時間及び作業速度は、試験１の場合と比較して１０％〜２５％程度向上した。「表面にペイントを塗布した木」でも、表面に塗布したペイントは完全に取り除かれ、作業時間及び作業速度は、試験１の場合と比較して１０％〜２５％程度向上したが、表面の仕上がり状態が、試験１の場合と比較して若干粗くなったように見受けられた。「錆びた鉄棒」では、錆は完全に取り除かれた。「アルミニウム缶」では、缶表面に印刷されたプリントが完全に取り除かれた。
【００１９】
（試験３）
試験３では、貝殻粉粒６０重量％に補助材として石炭灰２０重量％、炭酸水素ナトリウム粒２０重量％を混合したものを使用した。ブラスト処理の結果、「ペイントを塗布したブロック」では、表面に塗布したペイントは完全に取り除かれ、作業時間及び作業速度は、試験１の場合と比較して３０％〜６０％程度向上した。「表面にペイントを塗布した木」でも、表面に塗布したペイントは完全に取り除かれ、作業時間及び作業速度は、試験１の場合と比較して６０％程度向上したが、表面の仕上がり状態が、試験１の場合と比較して粗くなったように見受けられた。「錆びた鉄棒」では、錆の除去に顕著な効果が見受けられた。「アルミニウム缶」では、缶表面に印刷されたプリントが完全に取り除かれた。
【００２０】
上述のように、砂、鋼球、ドライアイス等の従来のブラスト材を使用した処理と比較して、作業時間及び作業速度を含めたブラスト効果に遜色のないことが判明した。
【００２１】
また、ガラスを対象物として、貝殻粉粒（粒径５μｍ〜３０μｍ）でエッチング処理（噴射圧力２９４ＫＰａ〜４９０ＫＰａ）を行ったが、深さ１０μｍ〜５０μｍの曇りガラス状の加工をガラス表面に施すことができ、エッチング処理にも有効であることが判明した。
【００２２】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の方法においてブラスト材として用いられる貝殻粉粒は、周囲の環境を汚染するおそれが少ない。また、産業廃棄物である貝殻を使用するため、公害源が取り除かれるとともに、資源の有効利用にも寄与する。また、本発明の方法は、美術工芸等の分野で用いられるエッチング処理においても微細な加工を施すことができる。さらに、本発明の方法は、従来のブラスト材を使用した方法と比較しても、遜色がないブラスト効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウェット方式によるブラスト処理方法を概略的に示した図である。
【図２】ドライ方式によるブラスト処理方法を概略的に示した図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention generally relates to a blasting method. More specifically, the present invention relates to a blast treatment method using shell powder. The blast treatment method of the present invention includes blasting mainly for cleaning the surface of an object and etching mainly for grinding the surface of the object. In the present invention, the polishing includes polishing mainly for finishing a surface of an object. The objects of the blasting method of the present invention include metals, wood, glass, concrete, synthetic resin materials such as plastics, ceramics, ceramic products, and the like, which can be generally subjected to blasting. It is.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A blast treatment for removing paint, coating, scale, rust, dirt, and the like covering the outer surface of a building, an industrial device, or the like is known. Such blast treatment is roughly classified into hard blast treatment, which is performed as a base treatment for coating mainly for the purpose of rust prevention treatment on steel structures, and removal and polishing of paint, coating, scale, rust, dirt, etc. And soft blast processing. In the hard blast processing, the target is processed by ejecting a blast material from a nozzle at a relatively high air pressure. Examples of those belonging to the hard blast treatment include a shot blast method using steel balls and a sand blast method using sand. In the soft blast processing, the processing of an object is performed by injecting a blast material at a relatively low air pressure. Examples of those belonging to the soft blast treatment include a dry ice method using dry ice, a baking soda blast method using baking soda, and the like.
[0003]
Conventionally, blasting materials used for blasting, except for special materials such as water, are granular, such as sand, steel balls, dry ice, sodium bicarbonate granules, corn dry powder, powdered coconut shell fiber, etc. -Objects having at least some hardness, whether powdery or not, have been used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional hard blast treatment has a defect that, although excellent in the blasting action, the object to be polished may be damaged. That is, there is a possibility that the target object may be damaged if dirt on the surface of the glass or the wooden material and mischief books or the like due to paint or the like are removed by the hard blast processing. On the other hand, the soft blasting treatment can perform precise blasting, but has a disadvantage that the blasting material is relatively expensive. Further, when steel balls or sand is used as the blast material, there is a possibility that the surrounding environment is adversely affected. In addition, when dry ice is used as a blast material, it poses a problem in the safety of the working environment and goes against the action of preventing global warming by reducing carbon dioxide.
[0005]
On the other hand, shells such as scallops and oysters are discarded after taking out the portion to be used for food, but the disposal of shells causes pollution, and how to dispose of shells is an important issue. It is.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a blasting method that does not cause environmental pollution and enables effective use of shells that have been conventionally disposed of as industrial waste.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The blast treatment method according to claim 1 of the present application uses a shell powder having a particle size of 5 μm to 3.5 mm in the case of blasting and a particle size of 5 μm to 5 mm in the case of etching as a blast material, or A blast material containing at least a portion of shell powder having a particle size of 5 μm to 3.5 mm in the case of blasting and a particle size of 5 μm to 5 mm in the case of etching is treated at a pressure of 490 KPa or less. The blast process is performed by injecting the blast toward the target object.
[0008]
The blast treatment method according to claim 2 of the present application is the method according to claim 1, wherein the injection is performed by mixing the blast material with water or air, or applying acceleration energy to the blast material. Is performed.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail by taking polishing as an example. The blasting method of the present invention is characterized in that shell powder is used as the abrasive. Here, the shell powder refers to particles obtained by crushing a shell to a predetermined particle size. The shellfish from which the shells are derived includes all clams such as bivalves such as scallops and snails such as oysters. The particle size of the shell powder preferably ranges from about 5 μm to about 3.5 mm, more preferably from about 30 μm to about 2.0 mm.
[0010]
Examples of the method for crushing shells include a method using a hammer crusher, a method using a high-speed crusher, a method using a roll crusher, and the like, and any method may be used for crushing. It may be used and crushed.
[0011]
The blast treatment method of the present invention can be used in either a wet method or a dry method. Here, the wet method is a method in which the abrasive is sprayed using water for the purpose of, for example, preventing dust and increasing the specific gravity of the abrasive. FIG. 1 is a view schematically showing a blast processing method by a wet method. That is, FIG. 1A is a diagram showing a state in which the abrasive is mixed with water and injected from the nozzle, and FIG. 1B is a view showing a water injection nozzle near the tip of the abrasive material nozzle. FIG. 4 is a view showing a state in which water sprayed from a water injection nozzle is mixed when the cleaning material is injected from the cleaning material nozzle with compressed air by disposing.
[0012]
FIG. 2 is a diagram schematically showing a blast processing method by a dry method. That is, in the dry method, a scattering prevention cover is placed between the object to be blasted and the nozzle tip, and a dust collector (not shown) is used to collect the cleaning material and dust from the opening of the scattering prevention cover. I do.
[0013]
In the blasting method of the present invention, a mixture obtained by mixing about 10% by weight to about 60% by weight of an auxiliary material into shell powder particles may be used as a polishing material. The auxiliary material includes, for example, sodium bicarbonate particles. The auxiliary material is used to further improve the cleaning effect by using a material suitable for the object (for example, when the object is concrete, a fine crack is easily detected. It may be better to use auxiliary materials).
[0014]
In the blasting method of the present invention, the surface of an object is polished by spraying shell powder particles having a predetermined particle size toward an object to be processed at a predetermined pressure. The pressure applied to the abrasive during blasting is preferably about 490 KPa or less, with an appropriate pressure depending on the application of the blasting. In addition, the spraying may be performed by mixing the abrasive material (shell powder or shell powder with auxiliary material) in water or air, and the abrasive material (shell powder or shell powder is supplemented). It may be performed by applying acceleration energy to itself (mixed material).
[0015]
In the case of etching, the particle size of the shell powder is different from that in the case of polishing. That is, the particle size of the shell powder as the etching material is preferably in the range of about 5 μm to about 5 mm, and more preferably in the range of about 30 μm to about 1200 μm. The pressure applied to the etching material during the blasting process is preferably about 490 KPa or less as in the case of the blasting, and an appropriate pressure is used depending on the use of the process.
[0016]
Next, tests performed to demonstrate the effects of the blast treatment method of the present invention will be described. In addition to the case where only the shell powder particles were used, a test was also performed on a case where a predetermined amount of an auxiliary material (coal ash having a particle size of 820 μm or less, sodium hydrogen carbonate particles having a particle size of 820 μm or less) was mixed with the shell powder particles. The pressure during the test was set to 343 KPa to collect comparative data after various settings. In addition, as an object to be blasted, a block coated with paint on the surface, a tree coated with paint on the surface, a rusted iron bar, and an aluminum can were used.
[0017]
(Test 1)
In Test 1, only shell powder particles were used. As a result of the blasting treatment, the paint applied to the surface was completely removed from the “painted block”. The working time and working speed were satisfactory, the surface was smoother than before the test, and the fine irregularities were secured. The paint on the surface was completely removed from the "wood with paint on the surface". The working time and working speed were satisfactory and the surface was smooth. With the "rusted iron bar", rust was completely removed and a fine-textured surface was obtained, but the work time and the supply amount of shell powder granules required about 1.7 times as compared with other cases. . With the “aluminum can”, the print printed on the can surface was completely removed. The time required for polishing the area of 10 mm × 110 mm was 20 seconds.
[0018]
(Test 2)
In Test 2, a mixture obtained by mixing 50% by weight of shell ash with 50% by weight of coal ash as an auxiliary material was used. As a result of the blasting treatment, the paint applied to the surface was completely removed from the “block coated with paint”, and the working time and working speed were improved by about 10% to 25% as compared with the case of Test 1. The paint on the surface was completely removed from the "wood with paint on the surface", and the work time and work speed were improved by about 10% to 25% compared to the case of Test 1, but the finish of the surface was The condition appeared to be slightly coarser than in test 1. In the "rusted iron bar", the rust was completely removed. With the “aluminum can”, the print printed on the can surface was completely removed.
[0019]
(Test 3)
In Test 3, a mixture of 60% by weight of shell powder particles and 20% by weight of coal ash and 20% by weight of sodium hydrogencarbonate particles as auxiliary materials was used. As a result of the blasting treatment, the paint applied to the surface was completely removed from the “block coated with paint”, and the working time and working speed were improved by about 30% to 60% as compared with the case of Test 1. The paint on the surface was completely removed from the "wood with paint on the surface", and the work time and work speed were improved by about 60% compared to the case of Test 1, but the finished state of the surface was It appeared to be coarser than in test 1. "Rusted iron bars" had a remarkable effect on rust removal. With the “aluminum can”, the print printed on the can surface was completely removed.
[0020]
As described above, it has been found that the blast effect including the working time and the working speed is not inferior to the treatment using the conventional blast material such as sand, steel ball, dry ice and the like.
[0021]
In addition, although glass was used as an object, an etching treatment (injection pressure: 294 KPa to 490 KPa) was performed with shell powder particles (particle diameter: 5 μm to 30 μm), but a cloudy glass-like processing with a depth of 10 μm to 50 μm was performed on the glass surface. Was found to be effective for the etching treatment.
[0022]
The present invention is not limited to the above embodiments of the invention, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, which are also included in the scope of the invention. Needless to say, it is.
[0023]
【The invention's effect】
The shell powder used as a blast material in the method of the present invention has a low risk of contaminating the surrounding environment. In addition, the use of shells, which are industrial waste, eliminates pollution sources and contributes to effective use of resources. In addition, the method of the present invention can perform fine processing even in an etching process used in the field of arts and crafts. Further, the method of the present invention can provide a blast effect comparable to that of a method using a conventional blast material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view schematically showing a blast processing method by a wet method.
FIG. 2 is a view schematically showing a blast processing method by a dry method.

Claims (2)

研掃の場合には粒径が５μｍ〜３．５ｍｍ、エッチングの場合には粒径が５μｍ〜５ｍｍである貝殻粉粒をブラスト材として、或いは、研掃の場合には粒径が５μｍ〜３．５ｍｍ、エッチングの場合には粒径が５μｍ〜５ｍｍである貝殻粉粒を少なくとも一部含むものをブラスト材として、４９０ＫＰａ又はそれ以下の圧力で、処理しようとする対象物に向かって噴射させることによりブラスト処理を行うことを特徴とするブラスト処理方法。Shell powder having a particle size of 5 μm to 3.5 mm in the case of blasting and 5 μm to 5 mm in the case of etching is used as a blast material, or particle size of 5 μm to 3 in the case of polishing. 0.5 mm, in the case of etching, blasting a material containing at least a part of shell powder having a particle size of 5 μm to 5 mm toward a target to be treated at a pressure of 490 KPa or less. A blast processing method characterized by performing blast processing by: 前記噴射が、前記ブラスト材を水又は空気に混合して行われ、或いは、前記ブラスト材に加速エネルギーを付与することによって行われることを特徴とする請求項１に記載のブラスト処理方法。The blasting method according to claim 1, wherein the blasting is performed by mixing the blasting material with water or air, or by applying acceleration energy to the blasting material.

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