スポンジ状ブラスト材、及びその製造方法並びに製造装置
【課題】飛散しにくいブラスト材を低コストで製造することができるとともに、ブラスト作業の工費を大幅に低減でき、かつ、産業廃棄物の再利用にも貢献することができるスポンジ状ブラスト材、及びその製造方法並びに製造装置を提供する。
【解決手段】瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物の少なくとも１つを溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体を、多孔質弾性体内に固着させて成ることを特徴とするスポンジ状ブラスト材。
【解決手段】瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物の少なくとも１つを溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体を、多孔質弾性体内に固着させて成ることを特徴とするスポンジ状ブラスト材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスポンジ状ブラスト材、及びその製造方法並びに製造装置に係り、特に塗装面の素地調整用ブラスト媒体として使用されるスポンジ状ブラスト材、及びその製造方法並びに製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装壁面を再塗装する際にその事前工事として、鋼壁面の塗膜を研削し、研削した塗装面を粗面化して素地調整するブラスト作業が行われる。例えば、原子力発電所設備の原子炉格納容器に設置されたサプレッションチェンバは、耐食性、除染性等に優れた複数の塗料を重ね塗りすることにより塗装されている。また、その再塗装工事は、運転開始後１０年前後を目安に実施されるが、その再塗装工事の事前工事として、内面の放射性物質を含む塗膜を研削し、塗装面を粗面化して素地調整する研削・除染作業が行われる。
【０００３】
この研削・除染作業は、サンドブラスト工法により行われており、高速エアで噴射したスチールグリット等のブラスト材を被加工物に衝突させ、その衝撃力で被加工物の表面を研削し粗面化する（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−１３０６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のブラスト材は、スチールグリッド、アルミナ、スターライト、ユリア樹脂等の高価な研削材を使用していたため、ブラスト作業の工費が嵩むという問題があった。また、ブラスト作業は、被加工物に衝突させたブラスト材が強力な力で跳ね返るため粉塵が飛散し易く、単に工費の問題だけでなく、ブラスト材の飛散防止対策も行う必要があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、飛散しにくいブラスト材を低コストで製造することができるとともに、ブラスト作業の工費を大幅に低減でき、かつ、産業廃棄物の再利用にも貢献することができるスポンジ状ブラスト材、及びその製造方法並びに製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のスポンジ状ブラスト材の発明は、前記目的を達成するために、瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物の少なくとも１つを溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体を、多孔質弾性体内に固着させて成ることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載のスポンジ状ブラスト材の発明によれば、従来使用していたスチールグリッド、アルミナ、スターライト、ユリア樹脂等の高価な研削材に代えて、瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物の少なくとも１つを溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体を使用する。
【０００８】
これにより、飛散しにくいブラスト材を低コストで製造できるので、ブラスト作業の工費を大幅に低減できるとともに、産業廃棄物の再利用にも貢献することができる。しかも、本発明のスポンジ状ブラスト材は、従来の高価な研削材と比較しても同様のブラスト効果を得ることができる。
【０００９】
請求項２に記載のスポンジ状ブラスト材の発明は、前記目的を達成するために、金属鉱石から金属を精錬する際に得られた金属酸化物の溶融スラグを破砕して製造された粒状体を、多孔質弾性体内に固着させて成ることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載のスポンジ状ブラスト材の発明によれば、上記請求項１の場合と同様に、飛散しにくいブラスト材を低コストで製造できるので、ブラスト作業の工費を大幅に低減できるとともに、産業廃棄物の再利用にも貢献することができる。しかも、本発明のスポンジ状ブラスト材は、従来の高価な研削材と比較しても同様のブラスト効果を得ることができる。
【００１１】
請求項３に記載のスポンジ状ブラスト材の製造装置の発明は、前記目的を達成するために、粒状体を発泡樹脂原料液中に均一に分散させる分散装置と、該分散液を発泡反応させて発泡成形ブロックを形成する発泡装置と、該発泡成形ブロックを所定サイズに破砕する破砕装置とを備えたスポンジ状ブラスト材の製造装置において、前記発泡装置は、前記分散液が投入される開閉可能な蓋板と発泡反応により成形された発泡成形ブロックを排出する底板とを有する筒状の容器と、前記容器内で発泡反応する分散液の温度分布を測定する複数の温度センサーと、前記分散液を冷却又は加熱する複数の冷温手段と、前記温度センサーの測定結果に基づいて前記分散液の温度分布がなくなるように前記冷温手段を制御する温度制御手段と、前記容器内を負圧にする負圧手段と、前記発泡反応の終了を検知する検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載のスポンジ状ブラスト材の製造装置の発明は、粒状体を発泡樹脂原料液中に均一に分散させた分散液を発泡反応させるための発泡装置を特徴とするものである。
【００１３】
すなわち、発泡装置は、分散液を容器内に投入して蓋板と底板を閉成した状態で発泡反応を行う。かかる発泡反応において、温度制御手段は、分散液の温度を測定するための複数の温度センサーに基づいて分散液の温度分布をなくすように冷温手段を制御する。これにより、発泡反応中における分散液全体の温度を均一化することができる。
【００１４】
また、発泡装置は、発泡反応中の容器内を負圧にするための負圧手段を備えているので、発泡反応によって発生し、発泡成形ブロックの成形に寄与しない余分なガスをスムーズに容器外に排気することができる。これにより、発泡反応中における容器内の内圧を一定の負圧に維持することができる。
【００１５】
更に、発泡装置には、発泡反応の終了を検知する検知手段を備えたので、発泡反応が未だ完結しないうち、すなわち、発泡により発泡成形ブロックの体積が膨張しきらない前に、発泡成形ブロックを容器から排出してしまうことを防止できる。これにより、常に一定の大きさの発泡成形ブロックを成形することができる。
【００１６】
このように、発泡反応中の分散液全体の温度を均一化し、容器内を一定の負圧に維持することから、分散液全体における発泡反応速度の均一化を図ることができるとともに、発泡反応を容器内で完結させることにより、常に一定の大きさの発泡成形ブロックを成形することができる。これにより、成形された発泡成形ブロック中の粒状体の密度や分布にバラツキが発生しないので、成形された発泡成形ブロックを破砕装置で所定サイズに破砕して得られるスポンジ状ブラスト材中に含有される粒状体の密度を一定にすることができる。
【００１７】
請求項４は請求項３において、前記発泡成形ブロックの側面を加圧して該発泡成形ブロックの側面を圧縮する圧縮用加圧手段と、前記発泡成形ブロックを前記蓋板側から前記底板側に加圧して前記ブロックを容器から押し出す押出用加圧手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項４によれば、容器の底板を開成して成形した発泡成形ブロックを容器から排出する際に、圧縮用加圧手段で、発泡成形ブロックの側面を加圧して該発泡成形ブロックの側面を圧縮するので、容器の内面と発泡成形ブロックとの間に隙間が形成される。この状態で押出用加圧手段により発泡成形ブロックを容器の蓋板側から底板側に加圧して押し出せば、発泡成形ブロックを破損することなくスムーズに容器から排出することができる。
【００１９】
請求項５に記載のスポンジ状ブラスト材の製造方法の発明は、前記目的を達成するために、請求項１又は請求項２の粒状体を発泡樹脂原料液中に均一に分散させた分散液を形成する分散処理工程と、前記分散処理した分散液を蓋板と底板が開閉可能な筒状の容器を備えた発泡装置内に投入して分散液全体を均一な発泡反応速度で発泡させるとともに前記粒状体が分散された発泡成形ブロックを一定の大きさで成形する発泡処理工程と、前記発泡成形ブロックを前記発泡装置の容器から排出する排出工程と、前記排出された発泡成形ブロックを所定サイズに破砕する破砕工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載のスポンジ状ブラスト材の製造方法の発明によれば、分散処理工程において請求項１又は請求項２の粒状体を発泡樹脂原料液中に均一に分散させる。次に、発泡処理工程において、分散処理した分散液を容器内で分散液全体を均一な発泡反応速度で発泡させるとともに粒状体が分散された発泡成形ブロックを一定の大きさで成形する。これにより、成形された発泡成形ブロック中の粒状体の密度や分布にバラツキが発生しないようにできる。そして、排出工程において成形された発泡成形ブロックを容器から排出し、破砕工程で所定サイズに破砕すれば、製造されたスポンジ状ブラスト材中に含有される粒状体の密度を一定にすることができる。
【００２１】
請求項６は請求項５において、前記発泡樹脂原料液は、発泡ウレタン樹脂を製造するためのポリイソシアネートとポリオールであることを特徴とする。
【００２２】
請求項６は、スポンジ状ブラスト材のスポンジ部分を構成するのに好ましい発泡樹脂の種類を示したものであり、発泡ウレタン樹脂が好ましい。
【００２３】
請求項７は請求項５又は６において、前記発泡処理工程には、前記分散液の発泡反応中に該分散液の発泡温度分布がなくなるように前記分散液の温度を制御する温度制御工程と、前記発泡反応中の容器内を負圧にする負圧工程と、前記発泡反応が終了したことを検知する検知工程と、を含むことを特徴とする。
【００２４】
請求項７は、分散液全体の発泡反応速度を均一化するための具体的な工程として温度制御工程と負圧工程を規定し、一定の大きさの発泡成形ブロックを成形するための具体的な工程として検知工程を規定したものである。
【００２５】
請求項８は請求項５〜７の何れか１において、前記排出工程には、前記発泡装置の容器内に形成された発泡成形ブロックの側面を加圧して該発泡成形ブロックの側面を圧縮する圧縮工程と、前記発泡成形ブロックを前記容器の蓋板側から前記底板側に加圧して前記ブロックを容器から押し出す押出工程と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
請求項８によれば、容器の底板を開成して成形した発泡成形ブロックを容器から排出する際に、圧縮工程において発泡成形ブロックの側面を加圧して該発泡成形ブロックの側面を圧縮し、容器の内面と発泡成形ブロックとの間に隙間が形成しておき、押出工程で発泡成形ブロックを容器の蓋板側から底板側に加圧して押し出すようにしたので、発泡成形ブロックを破損することなくスムーズに容器から排出することができる。
【００２７】
請求項９は請求項５において、前記発泡装置として、請求項３又は４に記載された発泡装置を用いることを特徴とする。
【００２８】
請求項９は、発泡工程と排出工程を実施するための発泡装置として、請求項３又は４に記載された発泡装置を用いるようにしたので、製造されたスポンジ状ブラスト材中に含有される粒状体の密度を一定にすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るスポンジ状ブラスト材、及びその製造方法並びに製造装置によれば、飛散しにくいブラスト材を低コストで製造できるので、ブラスト作業の工費を大幅に低減できるとともに、産業廃棄物の再利用にも貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付図面に従って本発明に係るスポンジ状ブラスト材、及びその製造方法並びに製造装置の好ましい実施の形態について詳説する。なお、スポンジ状ブラスト材の製造装置については、製造方法の各工程を説明する中で一緒に説明する。
【００３１】
図１に示すように、実施の形態のスポンジ状ブラスト材の製造方法は、主として分散処理工程１０と、発泡処理工程１２と、排出工程１４と、破砕処理工程１６とによって構成される。なお、本実施の形態では、スポンジ状ブラスト材のスポンジ部分を構成する発泡樹脂として発泡ウレタン樹脂の例で説明するが、発泡ウレタン樹脂に限定するものではない。
【００３２】
分散処理工程１０では、瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物の少なくとも１つを溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体、又は金属鉱石から金属を精錬する際に得られた金属酸化物の溶融スラグを破砕して製造された粒状体を、分散処理手段により発泡樹脂原料液中に均一に分散させた分散液を形成する。上記粒状体を総称して以下「スラグメディアＡ」と称する。なお、「スラグメディアＡ」には、銅精錬時のスラグを粒状化した銅カラミを含む。
【００３３】
分散処理手段１８としては、例えば、攪拌装置、高圧で液を衝突させるジェットミル分散装置、超音波分散装置、ホモミキサー等を使用することができるが、本実施の形態では、分散処理手段１８の一例として図２に示す攪拌装置２０の例で説明する。
【００３４】
図２に示す攪拌装置２０は、主として攪拌容器２２と回転軸２４の下端に固定された攪拌羽根２６とで構成され、回転軸２４は図示しないモータの回転軸に連結される。また、モータを例えば昇降装置に搭載することにより、攪拌羽根２６が攪拌容器２２内を上下動するように構成される。そして、攪拌装置２０によって分散液Ｂを形成するには、攪拌容器２２内において、発泡ウレタン樹脂の発泡樹脂原料液Ｃであるポリイソシアネートとポリオール、及びスラグメディアＡを攪拌羽根２６で攪拌して、スラグメディアＡを発泡樹脂原料液Ｃ中に均一に分散させる。この場合、発泡樹脂原料液Ｃの液深が深い場合には、攪拌羽根２６を上下動させながら攪拌することが好ましい。
【００３５】
攪拌時間は、発泡樹脂原料液Ｃ中にスラグメディアＡを均一に分散されるために長く設定することが好ましいが、攪拌時間を長く設定しすぎると、攪拌装置２０内で発泡反応が開始されてしまうため、均一分散と発泡開始時間との兼ね合いから適切に選択することが必要である。したがって、ポリオール中に予めスラグメディアＡを分散させておいたものを攪拌容器２２に供給し、これに分散剤であるポリイソシアネートを所定量添加しながら攪拌することも一案である。
【００３６】
スポンジ状ブラスト材を製造するためのポリイソシアネートとポリオールとの質量比率としては適宜選択することができる。
【００３７】
また、発泡樹脂原料液ＣとスラグメディアＡとの比率としては適宜選択することができるが、発泡樹脂原料液Ｃの１質量に対してスラグメディアＡを１〜２質量の範囲が好ましく、特に１．５質量の比率で混合することが好ましい。スラグメディアＡの比率を多くするほど硬いスポンジ状ブラスト材Ｄを製造することができるので、ブラスト作業の種類に応じて混合するスラグメディアＡの比率を変えることも可能である。
【００３８】
ポリオールの種類としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等を好適に使用できる。
【００３９】
分散処理工程１０で発泡樹脂原料液Ｃ中にスラグメディアＡを均一に分散した分散液Ｂは、次に発泡処理工程１２で発泡反応されて発泡成形ブロックＥとして成形された後、排出工程１４において発泡装置の容器から排出される。
【００４０】
図３には、発泡処理工程１２及び排出工程１４を実施するのに好適な発泡装置２８が示されている。
【００４１】
この発泡装置２８は、主として分散液Ｂの発泡反応を行う容器３０と、複数の冷温手段３４と、複数の冷温手段３４のうちセンサー兼用冷温棒６６に一体的に設けられた温度センサー３２と、発泡容器３０内を負圧にする負圧手段３６と、発泡反応の終了を検知する検知手段３８と、圧縮用加圧手段４０と、押出用加圧手段４２と、これらの手段を制御する制御部４４とによって構成される。
【００４２】
容器３０は、上下端が開放された筒状に形成され、容器３０の上面にはヒンジ４６に回動自在に支持された蓋板４８が設けられ、容器３０の下面にはヒンジ５０に回動自在に支持された底板５２が設けられる。蓋板４８と底板５２のそれぞれのヒンジ４６、５０にはモータ５４、５６の回転軸が連結され、モータ５４、５６は制御部４４によって開閉駆動される。蓋板４８の内側面と底板５２の内側面には、閉成時に容器３０を密封できるように図示しないパッキン部材が設けられる。容器３０の大きさとしては、高さが５００〜７００ｍｍの範囲、径が３００〜５００ｍｍの範囲が好ましく、筒状形状としては、円筒形状又は四角形状であることが好ましい。また、容器３０の上部には、容器３０の密閉度を上げるため、内蓋５８が着脱自在に嵌入される。
【００４３】
複数の冷温手段３４は、容器３０の円筒状側壁６０内部に円筒壁に沿って螺旋状に内蔵された第１の冷温水コイル６２と、底板５２の内部に内蔵された第２の冷温水コイル６４と、上述した内蓋５８の内面に吊設された複数本のセンサー兼用冷温棒６６とによって構成される。
【００４４】
第１及び第２の冷温水コイル６２、６４は、それぞれのポンプ６８、７０を介して図示しない冷温水製造装置に接続される。これにより、第１及び第２の冷温水コイル６２、６４と冷温水製造装置との間には、所定温度に調整された冷温水が循環される。
【００４５】
一方、図４に示すように、センサー兼用冷温棒６６の内部には、螺旋状の冷温水コイル７２が内蔵され、冷温水コイル７２はそれぞれのポンプ７３を介して図示しない冷温水製造装置に接続される。これにより、冷温水コイル７２と冷温水製造装置との間には、所定温度に調整された冷温水が循環される。また、センサー兼用冷温棒６６の外壁面の長尺方向には、複数の温度センサー３２が一定間隔をもって設けられ、発泡反応中の分散液Ｃの温度を測定する。この場合、冷温水コイル７２の温度を温度センサー３２で検出しないように、冷温水コイル７２と温度センサー３２とは、図示しない断熱部材により熱伝導が遮断されている。図４では、センサー兼用冷温棒６６の内部に螺旋状の１本の冷温水コイル７２を内蔵する例で示したが、複数の温度センサー３２に対応させて温度制御するためには、センサー兼用冷温棒６６の長尺方向に温度センサー３２の数だけ冷温水コイル７２を独立して設け、それぞれの冷温水コイル７２に流す冷温水の温度を個別に制御できる。
【００４６】
温度センサー３２によって測定された分散液の温度は制御部４４に出力される。図３では、１つの温度センサー３２と制御部４４とを二点鎖線の信号線によって接続しているが、センサー兼用冷温棒６６の全ての温度センサー３２の測定温度が制御部４４に出力される。
【００４７】
また、センサー兼用冷温棒６６は、図５に示すように、容器３０の中心部の位置と、中心部と容器壁面との間の十時方向の位置とに、合計５本配置される。これにより、発泡反応中の分散液Ｃの中心部における温度と、容器３０壁面に近い部分の温度、及び容器３０の縦方向の温度が制御部４４に入力される。制御部４４では、これらの温度センサー３２からの温度に基づいて分散液Ｃ全体の温度分布を演算し、温度分布にできるだけ差が生じないように容器側壁６０の第１の冷温水コイル６２、底板５２の第２の冷温水コイル６４、センサー兼用冷温棒６６の冷温水コイル７２に流す冷温水の温度を制御する。
【００４８】
なお、実施の形態では、５本のセンサー兼用冷温棒６６の例で示したが、この数や配置位置に限定するものではなく、要するに発泡反応中の分散液Ｃ全体の温度分布の有無、及び温度分布の大きさをモニタリングできる本数、及び位置に配置すればよい。
【００４９】
負圧手段３６は、図３に示すように、容器３０上部の側壁６０に貫通形成された吸引孔７４に吸引配管７６が接続されるとともに、吸引配管７６が開閉バルブ７８を介して図示しない真空ポンプに連結されて構成される。そして、開閉バルブ７８の開閉動作及び開度量の調整は制御部４４によって制御される。これにより、容器３０内で分散液Ｃが発泡反応する際に、容器３０内を一定の負圧に維持することができる。
【００５０】
検知手段３８は、内蓋５８の上に搭載され、内蓋５８に形成されたガラス窓８０から成形された発泡成形ブロックＥの上面までの距離を非接触で測定する。測定された距離Ｈは制御部４４に出力される。制御部４４では、単位時間ΔＴにおける距離Ｈが一定値以下となったときに、発泡反応が完結したと判断する。すなわち、図６に示すように、横軸に発泡反応開始からの経過時間ｔをとり、縦軸に発泡成形ブロックの高さＨをとったときに、曲線Ｌの傾きが略なくなり水平になった時の発泡成形ブロックＥの高さＨ０を検知し、発泡反応が完結したと判断する。検知手段としては、例えばレーザー式の測距離計を使用することができる。
【００５１】
このように、発泡装置２８に冷温手段３４、負圧手段３６、及び検知手段３８を設けて、発泡反応中の分散液Ｃ全体の温度を均一化するとともに、容器３０内を一定の負圧に維持することで分散液Ｃ全体における発泡反応速度の均一化を図ることができる。また、発泡反応を容器３０内で完結させることにより、常に一定の大きさの発泡成形ブロックＥを成形することができる。これにより、図７（Ａ）に示すように、成形された発泡成形ブロックＥ中のスラグメディアＡの密度や密度分布にバラツキが発生しないようにできる。したがって、成形された発泡成形ブロックＥを破砕処理工程１６で所定サイズに破砕して得られるスポンジ状ブラスト材Ｄ中に含有されるスラグメディアＡの密度を一定にすることができる。図７（Ａ）は、成形された発泡成形ブロックＥを縦方向にカットした断面図である。
【００５２】
図７（Ｂ）は、上述した冷温手段３４、負圧手段３６及び検知手段３８を有することなく、発泡成形ブロックＥを成形したものであり、この場合には発泡反応される分散液Ｃの中央部の温度が外側部の温度よりも高くなり、成形された発泡成形ブロックＥの外側部にスラグメディアＡが偏在してしまい、中央部の密度が外側部よりも小さくなる。したがって、このような発泡成形ブロックＥを次に説明する破砕処理工程１６で破砕すると、スラグメディアＡ密度の異なるスポンジ状ブラスト材Ｄが形成されることになり、好ましくなり。
【００５３】
次に、図３により、容器３０内で成形された発泡成形ブロックＥを簡単に排出するための圧縮用加圧手段４０と押出用加圧手段４２について説明する。
【００５４】
圧縮用加圧手段４０は、容器３０の側壁６０に貫通形成された複数の加圧孔８２にそれぞれ加圧用枝管８４が接続されるとともに、それぞれの加圧用枝管８４が１本の本管８６に合流して第１の加圧エアポンプ８８に接続されて構成される。第１の加圧エアポンプ８８のＯＮ−ＯＦＦ動作、及び加圧の大きさは制御部４４によって制御される。
【００５５】
押出用加圧手段４２は、容器３０上部の側壁６０に貫通形成されたエア供給孔９０にエア供給配管９２を介して第２の加圧エアポンプ９４が接続されて構成される。エア供給孔９０の形成位置は、容器３０内に生成される発泡成形ブロックＥの発泡反応が完結した時点での大きさ（図３の一点鎖線）と内蓋５８との間のヘッドスペース９６に加圧エアを供給できるように設計される。第２の加圧エアポンプ９４のＯＮ−ＯＦＦ動作、及びヘッドスペース９６を加圧する大きさは制御部４４によって制御される。
【００５６】
そして、容器３０内に成形された発泡成形ブロックＥを容器３０から排出するには、次のように行う。
【００５７】
まず、蓋板４８を開成して内蓋５８を持ち上げることにより、センサー兼用冷温棒６６を発泡樹脂原料液Ｅから取り除く。その後、蓋板４８を再び閉成する。次に、容器３０内に生成された発泡成形ブロックＥの側面を圧縮用加圧手段４０で圧縮する。これにより、発泡成形ブロックＥを容器３０内壁面から容易に剥離することができるとともに、発泡成形ブロックＥのブロック太さを若干量小径にすることができる。この状態で、発泡装置２８の底板５２を開成して、押出用加圧手段４２により容器３０内のヘッドスペース９６を加圧する。これにより、容器３０内の発泡成形ブロックＥは蓋板４８側から底板５２側に加圧されるので、容器３０の底板５２側から容易に排出される。
【００５８】
発泡処理工程１２によって成形され、排出工程１４で容器３０から排出された発泡成形ブロックＥは、次の破砕処理工程１６において所定の大きさに破砕され、スポンジ状ブラスト材となる。
【００５９】
図８は、破砕処理工程１６を実施するのに好適な破砕装置９８の説明図である。
【００６０】
この破砕装置９８は、上述した発泡装置２８の下方に配置される。破砕装置９８は、上面が開放された破砕容器１００内の略中央部に、水平方向に下側に湾曲したメッシュ刃（網刃）１０２が設けられ、メッシュ刃１０２には多数の開口１０４が形成される。また、メッシュ刃１０２の直ぐ上方にはロータリー刃１０６が配設され、ロータリー刃１０６の表面に形成された多数の突起刃１０８がメッシュ刃１０２に摺動可能に位置される。また、破砕容器１００の開放された上面には、ラッパ管状のホッパー１１０が設けられ、発泡装置２８の底板５２から排出された発泡成形ブロックＥは、ホッパー１１０内に落下して破砕容器１００内に導入される。破砕容器１００内に導入された発泡成形ブロックＥは、回転するロータリー刃１０６とメッシュ刃１０２とにより細かく破砕され、破砕物であるスポンジ状ブラスト材Ｄがメッシュ刃１０２の開口１０４から破砕容器１００の底部に落下する。
【００６１】
このように製造されたスポンジ状ブラスト材は、飛散しにくく且つ低コストで製造できるので、ブラスト作業時の粉塵の飛散を防止できるとともに、ブラスト工費を大幅に低減できる。また、産業廃棄物の再利用にも貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のスポンジ状ブラスト材の製造方向を説明する工程図
【図２】本発明のスポンジ状ブラスト材の製造装置における攪拌装置の概念図
【図３】本発明のスポンジ状ブラスト材の製造装置における発泡装置の概念図
【図４】発泡装置に設けられたセンサー兼用冷温棒の概念図
【図５】発泡装置の容器内に配設するセンサー兼用冷温棒の配置の一例を示した配置図
【図６】発泡装置の検知手段で発泡反応の完結時期を知るための説明図
【図７】本発明における発泡装置を使用した場合と使用しない場合の発泡成形ブロックの粒状体の密度状態の違いを説明する説明図
【図８】本発明のスポンジ状ブラスト材の製造装置における破砕装置の概念図
【符号の説明】
【００６３】
１０…分散処理工程、１２…発泡処理工程、１４…排出工程、１６…破砕処理工程、１８…分散処理手段、２０…攪拌装置、２２…攪拌容器、２４…回転軸、２６…攪拌羽根、２８…発泡装置、３０…容器、３２…温度センサー、３４…冷温手段、３６…負圧手段、３８…検知手段、４０…圧縮用加圧手段、４２…押出用加圧手段、４４…制御部、４６…ヒンジ、４８…蓋板、５０…ヒンジ、５２…底板、５４、５６…モータ、５８…内蓋、６０…容器の側壁、６２…第１の冷温水コイル、６４…第２の冷温水コイル、６６…センサー兼用冷温棒、６８、７０…ポンプ、７２…冷温水コイル、７３…ポンプ、７４…吸引孔、７６…吸引配管、７８…開閉バルブ、８０…ガラス窓、８２…加圧孔、８４…加圧用枝管、８６…本管、８８…第１の加圧用エアポンプ、９０…エア供給孔、９２…エア供給配管、９４…第２の加圧エアポンプ、９６…ヘッドスペース、９８…破砕装置、１００…破砕容器、１０２…メッシュ刃、１０４…孔、１０６…ロータリー刃、１０８…突起、Ａ…スラグメディア（粒状体）、Ｂ…分散液、Ｃ…発泡樹脂原料液、Ｄ…スポンジ状ブラスト材、Ｅ…発泡成形ブロック
【技術分野】
【０００１】
本発明はスポンジ状ブラスト材、及びその製造方法並びに製造装置に係り、特に塗装面の素地調整用ブラスト媒体として使用されるスポンジ状ブラスト材、及びその製造方法並びに製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装壁面を再塗装する際にその事前工事として、鋼壁面の塗膜を研削し、研削した塗装面を粗面化して素地調整するブラスト作業が行われる。例えば、原子力発電所設備の原子炉格納容器に設置されたサプレッションチェンバは、耐食性、除染性等に優れた複数の塗料を重ね塗りすることにより塗装されている。また、その再塗装工事は、運転開始後１０年前後を目安に実施されるが、その再塗装工事の事前工事として、内面の放射性物質を含む塗膜を研削し、塗装面を粗面化して素地調整する研削・除染作業が行われる。
【０００３】
この研削・除染作業は、サンドブラスト工法により行われており、高速エアで噴射したスチールグリット等のブラスト材を被加工物に衝突させ、その衝撃力で被加工物の表面を研削し粗面化する（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−１３０６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のブラスト材は、スチールグリッド、アルミナ、スターライト、ユリア樹脂等の高価な研削材を使用していたため、ブラスト作業の工費が嵩むという問題があった。また、ブラスト作業は、被加工物に衝突させたブラスト材が強力な力で跳ね返るため粉塵が飛散し易く、単に工費の問題だけでなく、ブラスト材の飛散防止対策も行う必要があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、飛散しにくいブラスト材を低コストで製造することができるとともに、ブラスト作業の工費を大幅に低減でき、かつ、産業廃棄物の再利用にも貢献することができるスポンジ状ブラスト材、及びその製造方法並びに製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のスポンジ状ブラスト材の発明は、前記目的を達成するために、瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物の少なくとも１つを溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体を、多孔質弾性体内に固着させて成ることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載のスポンジ状ブラスト材の発明によれば、従来使用していたスチールグリッド、アルミナ、スターライト、ユリア樹脂等の高価な研削材に代えて、瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物の少なくとも１つを溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体を使用する。
【０００８】
これにより、飛散しにくいブラスト材を低コストで製造できるので、ブラスト作業の工費を大幅に低減できるとともに、産業廃棄物の再利用にも貢献することができる。しかも、本発明のスポンジ状ブラスト材は、従来の高価な研削材と比較しても同様のブラスト効果を得ることができる。
【０００９】
請求項２に記載のスポンジ状ブラスト材の発明は、前記目的を達成するために、金属鉱石から金属を精錬する際に得られた金属酸化物の溶融スラグを破砕して製造された粒状体を、多孔質弾性体内に固着させて成ることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載のスポンジ状ブラスト材の発明によれば、上記請求項１の場合と同様に、飛散しにくいブラスト材を低コストで製造できるので、ブラスト作業の工費を大幅に低減できるとともに、産業廃棄物の再利用にも貢献することができる。しかも、本発明のスポンジ状ブラスト材は、従来の高価な研削材と比較しても同様のブラスト効果を得ることができる。
【００１１】
請求項３に記載のスポンジ状ブラスト材の製造装置の発明は、前記目的を達成するために、粒状体を発泡樹脂原料液中に均一に分散させる分散装置と、該分散液を発泡反応させて発泡成形ブロックを形成する発泡装置と、該発泡成形ブロックを所定サイズに破砕する破砕装置とを備えたスポンジ状ブラスト材の製造装置において、前記発泡装置は、前記分散液が投入される開閉可能な蓋板と発泡反応により成形された発泡成形ブロックを排出する底板とを有する筒状の容器と、前記容器内で発泡反応する分散液の温度分布を測定する複数の温度センサーと、前記分散液を冷却又は加熱する複数の冷温手段と、前記温度センサーの測定結果に基づいて前記分散液の温度分布がなくなるように前記冷温手段を制御する温度制御手段と、前記容器内を負圧にする負圧手段と、前記発泡反応の終了を検知する検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載のスポンジ状ブラスト材の製造装置の発明は、粒状体を発泡樹脂原料液中に均一に分散させた分散液を発泡反応させるための発泡装置を特徴とするものである。
【００１３】
すなわち、発泡装置は、分散液を容器内に投入して蓋板と底板を閉成した状態で発泡反応を行う。かかる発泡反応において、温度制御手段は、分散液の温度を測定するための複数の温度センサーに基づいて分散液の温度分布をなくすように冷温手段を制御する。これにより、発泡反応中における分散液全体の温度を均一化することができる。
【００１４】
また、発泡装置は、発泡反応中の容器内を負圧にするための負圧手段を備えているので、発泡反応によって発生し、発泡成形ブロックの成形に寄与しない余分なガスをスムーズに容器外に排気することができる。これにより、発泡反応中における容器内の内圧を一定の負圧に維持することができる。
【００１５】
更に、発泡装置には、発泡反応の終了を検知する検知手段を備えたので、発泡反応が未だ完結しないうち、すなわち、発泡により発泡成形ブロックの体積が膨張しきらない前に、発泡成形ブロックを容器から排出してしまうことを防止できる。これにより、常に一定の大きさの発泡成形ブロックを成形することができる。
【００１６】
このように、発泡反応中の分散液全体の温度を均一化し、容器内を一定の負圧に維持することから、分散液全体における発泡反応速度の均一化を図ることができるとともに、発泡反応を容器内で完結させることにより、常に一定の大きさの発泡成形ブロックを成形することができる。これにより、成形された発泡成形ブロック中の粒状体の密度や分布にバラツキが発生しないので、成形された発泡成形ブロックを破砕装置で所定サイズに破砕して得られるスポンジ状ブラスト材中に含有される粒状体の密度を一定にすることができる。
【００１７】
請求項４は請求項３において、前記発泡成形ブロックの側面を加圧して該発泡成形ブロックの側面を圧縮する圧縮用加圧手段と、前記発泡成形ブロックを前記蓋板側から前記底板側に加圧して前記ブロックを容器から押し出す押出用加圧手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項４によれば、容器の底板を開成して成形した発泡成形ブロックを容器から排出する際に、圧縮用加圧手段で、発泡成形ブロックの側面を加圧して該発泡成形ブロックの側面を圧縮するので、容器の内面と発泡成形ブロックとの間に隙間が形成される。この状態で押出用加圧手段により発泡成形ブロックを容器の蓋板側から底板側に加圧して押し出せば、発泡成形ブロックを破損することなくスムーズに容器から排出することができる。
【００１９】
請求項５に記載のスポンジ状ブラスト材の製造方法の発明は、前記目的を達成するために、請求項１又は請求項２の粒状体を発泡樹脂原料液中に均一に分散させた分散液を形成する分散処理工程と、前記分散処理した分散液を蓋板と底板が開閉可能な筒状の容器を備えた発泡装置内に投入して分散液全体を均一な発泡反応速度で発泡させるとともに前記粒状体が分散された発泡成形ブロックを一定の大きさで成形する発泡処理工程と、前記発泡成形ブロックを前記発泡装置の容器から排出する排出工程と、前記排出された発泡成形ブロックを所定サイズに破砕する破砕工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載のスポンジ状ブラスト材の製造方法の発明によれば、分散処理工程において請求項１又は請求項２の粒状体を発泡樹脂原料液中に均一に分散させる。次に、発泡処理工程において、分散処理した分散液を容器内で分散液全体を均一な発泡反応速度で発泡させるとともに粒状体が分散された発泡成形ブロックを一定の大きさで成形する。これにより、成形された発泡成形ブロック中の粒状体の密度や分布にバラツキが発生しないようにできる。そして、排出工程において成形された発泡成形ブロックを容器から排出し、破砕工程で所定サイズに破砕すれば、製造されたスポンジ状ブラスト材中に含有される粒状体の密度を一定にすることができる。
【００２１】
請求項６は請求項５において、前記発泡樹脂原料液は、発泡ウレタン樹脂を製造するためのポリイソシアネートとポリオールであることを特徴とする。
【００２２】
請求項６は、スポンジ状ブラスト材のスポンジ部分を構成するのに好ましい発泡樹脂の種類を示したものであり、発泡ウレタン樹脂が好ましい。
【００２３】
請求項７は請求項５又は６において、前記発泡処理工程には、前記分散液の発泡反応中に該分散液の発泡温度分布がなくなるように前記分散液の温度を制御する温度制御工程と、前記発泡反応中の容器内を負圧にする負圧工程と、前記発泡反応が終了したことを検知する検知工程と、を含むことを特徴とする。
【００２４】
請求項７は、分散液全体の発泡反応速度を均一化するための具体的な工程として温度制御工程と負圧工程を規定し、一定の大きさの発泡成形ブロックを成形するための具体的な工程として検知工程を規定したものである。
【００２５】
請求項８は請求項５〜７の何れか１において、前記排出工程には、前記発泡装置の容器内に形成された発泡成形ブロックの側面を加圧して該発泡成形ブロックの側面を圧縮する圧縮工程と、前記発泡成形ブロックを前記容器の蓋板側から前記底板側に加圧して前記ブロックを容器から押し出す押出工程と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
請求項８によれば、容器の底板を開成して成形した発泡成形ブロックを容器から排出する際に、圧縮工程において発泡成形ブロックの側面を加圧して該発泡成形ブロックの側面を圧縮し、容器の内面と発泡成形ブロックとの間に隙間が形成しておき、押出工程で発泡成形ブロックを容器の蓋板側から底板側に加圧して押し出すようにしたので、発泡成形ブロックを破損することなくスムーズに容器から排出することができる。
【００２７】
請求項９は請求項５において、前記発泡装置として、請求項３又は４に記載された発泡装置を用いることを特徴とする。
【００２８】
請求項９は、発泡工程と排出工程を実施するための発泡装置として、請求項３又は４に記載された発泡装置を用いるようにしたので、製造されたスポンジ状ブラスト材中に含有される粒状体の密度を一定にすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るスポンジ状ブラスト材、及びその製造方法並びに製造装置によれば、飛散しにくいブラスト材を低コストで製造できるので、ブラスト作業の工費を大幅に低減できるとともに、産業廃棄物の再利用にも貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付図面に従って本発明に係るスポンジ状ブラスト材、及びその製造方法並びに製造装置の好ましい実施の形態について詳説する。なお、スポンジ状ブラスト材の製造装置については、製造方法の各工程を説明する中で一緒に説明する。
【００３１】
図１に示すように、実施の形態のスポンジ状ブラスト材の製造方法は、主として分散処理工程１０と、発泡処理工程１２と、排出工程１４と、破砕処理工程１６とによって構成される。なお、本実施の形態では、スポンジ状ブラスト材のスポンジ部分を構成する発泡樹脂として発泡ウレタン樹脂の例で説明するが、発泡ウレタン樹脂に限定するものではない。
【００３２】
分散処理工程１０では、瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物の少なくとも１つを溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体、又は金属鉱石から金属を精錬する際に得られた金属酸化物の溶融スラグを破砕して製造された粒状体を、分散処理手段により発泡樹脂原料液中に均一に分散させた分散液を形成する。上記粒状体を総称して以下「スラグメディアＡ」と称する。なお、「スラグメディアＡ」には、銅精錬時のスラグを粒状化した銅カラミを含む。
【００３３】
分散処理手段１８としては、例えば、攪拌装置、高圧で液を衝突させるジェットミル分散装置、超音波分散装置、ホモミキサー等を使用することができるが、本実施の形態では、分散処理手段１８の一例として図２に示す攪拌装置２０の例で説明する。
【００３４】
図２に示す攪拌装置２０は、主として攪拌容器２２と回転軸２４の下端に固定された攪拌羽根２６とで構成され、回転軸２４は図示しないモータの回転軸に連結される。また、モータを例えば昇降装置に搭載することにより、攪拌羽根２６が攪拌容器２２内を上下動するように構成される。そして、攪拌装置２０によって分散液Ｂを形成するには、攪拌容器２２内において、発泡ウレタン樹脂の発泡樹脂原料液Ｃであるポリイソシアネートとポリオール、及びスラグメディアＡを攪拌羽根２６で攪拌して、スラグメディアＡを発泡樹脂原料液Ｃ中に均一に分散させる。この場合、発泡樹脂原料液Ｃの液深が深い場合には、攪拌羽根２６を上下動させながら攪拌することが好ましい。
【００３５】
攪拌時間は、発泡樹脂原料液Ｃ中にスラグメディアＡを均一に分散されるために長く設定することが好ましいが、攪拌時間を長く設定しすぎると、攪拌装置２０内で発泡反応が開始されてしまうため、均一分散と発泡開始時間との兼ね合いから適切に選択することが必要である。したがって、ポリオール中に予めスラグメディアＡを分散させておいたものを攪拌容器２２に供給し、これに分散剤であるポリイソシアネートを所定量添加しながら攪拌することも一案である。
【００３６】
スポンジ状ブラスト材を製造するためのポリイソシアネートとポリオールとの質量比率としては適宜選択することができる。
【００３７】
また、発泡樹脂原料液ＣとスラグメディアＡとの比率としては適宜選択することができるが、発泡樹脂原料液Ｃの１質量に対してスラグメディアＡを１〜２質量の範囲が好ましく、特に１．５質量の比率で混合することが好ましい。スラグメディアＡの比率を多くするほど硬いスポンジ状ブラスト材Ｄを製造することができるので、ブラスト作業の種類に応じて混合するスラグメディアＡの比率を変えることも可能である。
【００３８】
ポリオールの種類としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等を好適に使用できる。
【００３９】
分散処理工程１０で発泡樹脂原料液Ｃ中にスラグメディアＡを均一に分散した分散液Ｂは、次に発泡処理工程１２で発泡反応されて発泡成形ブロックＥとして成形された後、排出工程１４において発泡装置の容器から排出される。
【００４０】
図３には、発泡処理工程１２及び排出工程１４を実施するのに好適な発泡装置２８が示されている。
【００４１】
この発泡装置２８は、主として分散液Ｂの発泡反応を行う容器３０と、複数の冷温手段３４と、複数の冷温手段３４のうちセンサー兼用冷温棒６６に一体的に設けられた温度センサー３２と、発泡容器３０内を負圧にする負圧手段３６と、発泡反応の終了を検知する検知手段３８と、圧縮用加圧手段４０と、押出用加圧手段４２と、これらの手段を制御する制御部４４とによって構成される。
【００４２】
容器３０は、上下端が開放された筒状に形成され、容器３０の上面にはヒンジ４６に回動自在に支持された蓋板４８が設けられ、容器３０の下面にはヒンジ５０に回動自在に支持された底板５２が設けられる。蓋板４８と底板５２のそれぞれのヒンジ４６、５０にはモータ５４、５６の回転軸が連結され、モータ５４、５６は制御部４４によって開閉駆動される。蓋板４８の内側面と底板５２の内側面には、閉成時に容器３０を密封できるように図示しないパッキン部材が設けられる。容器３０の大きさとしては、高さが５００〜７００ｍｍの範囲、径が３００〜５００ｍｍの範囲が好ましく、筒状形状としては、円筒形状又は四角形状であることが好ましい。また、容器３０の上部には、容器３０の密閉度を上げるため、内蓋５８が着脱自在に嵌入される。
【００４３】
複数の冷温手段３４は、容器３０の円筒状側壁６０内部に円筒壁に沿って螺旋状に内蔵された第１の冷温水コイル６２と、底板５２の内部に内蔵された第２の冷温水コイル６４と、上述した内蓋５８の内面に吊設された複数本のセンサー兼用冷温棒６６とによって構成される。
【００４４】
第１及び第２の冷温水コイル６２、６４は、それぞれのポンプ６８、７０を介して図示しない冷温水製造装置に接続される。これにより、第１及び第２の冷温水コイル６２、６４と冷温水製造装置との間には、所定温度に調整された冷温水が循環される。
【００４５】
一方、図４に示すように、センサー兼用冷温棒６６の内部には、螺旋状の冷温水コイル７２が内蔵され、冷温水コイル７２はそれぞれのポンプ７３を介して図示しない冷温水製造装置に接続される。これにより、冷温水コイル７２と冷温水製造装置との間には、所定温度に調整された冷温水が循環される。また、センサー兼用冷温棒６６の外壁面の長尺方向には、複数の温度センサー３２が一定間隔をもって設けられ、発泡反応中の分散液Ｃの温度を測定する。この場合、冷温水コイル７２の温度を温度センサー３２で検出しないように、冷温水コイル７２と温度センサー３２とは、図示しない断熱部材により熱伝導が遮断されている。図４では、センサー兼用冷温棒６６の内部に螺旋状の１本の冷温水コイル７２を内蔵する例で示したが、複数の温度センサー３２に対応させて温度制御するためには、センサー兼用冷温棒６６の長尺方向に温度センサー３２の数だけ冷温水コイル７２を独立して設け、それぞれの冷温水コイル７２に流す冷温水の温度を個別に制御できる。
【００４６】
温度センサー３２によって測定された分散液の温度は制御部４４に出力される。図３では、１つの温度センサー３２と制御部４４とを二点鎖線の信号線によって接続しているが、センサー兼用冷温棒６６の全ての温度センサー３２の測定温度が制御部４４に出力される。
【００４７】
また、センサー兼用冷温棒６６は、図５に示すように、容器３０の中心部の位置と、中心部と容器壁面との間の十時方向の位置とに、合計５本配置される。これにより、発泡反応中の分散液Ｃの中心部における温度と、容器３０壁面に近い部分の温度、及び容器３０の縦方向の温度が制御部４４に入力される。制御部４４では、これらの温度センサー３２からの温度に基づいて分散液Ｃ全体の温度分布を演算し、温度分布にできるだけ差が生じないように容器側壁６０の第１の冷温水コイル６２、底板５２の第２の冷温水コイル６４、センサー兼用冷温棒６６の冷温水コイル７２に流す冷温水の温度を制御する。
【００４８】
なお、実施の形態では、５本のセンサー兼用冷温棒６６の例で示したが、この数や配置位置に限定するものではなく、要するに発泡反応中の分散液Ｃ全体の温度分布の有無、及び温度分布の大きさをモニタリングできる本数、及び位置に配置すればよい。
【００４９】
負圧手段３６は、図３に示すように、容器３０上部の側壁６０に貫通形成された吸引孔７４に吸引配管７６が接続されるとともに、吸引配管７６が開閉バルブ７８を介して図示しない真空ポンプに連結されて構成される。そして、開閉バルブ７８の開閉動作及び開度量の調整は制御部４４によって制御される。これにより、容器３０内で分散液Ｃが発泡反応する際に、容器３０内を一定の負圧に維持することができる。
【００５０】
検知手段３８は、内蓋５８の上に搭載され、内蓋５８に形成されたガラス窓８０から成形された発泡成形ブロックＥの上面までの距離を非接触で測定する。測定された距離Ｈは制御部４４に出力される。制御部４４では、単位時間ΔＴにおける距離Ｈが一定値以下となったときに、発泡反応が完結したと判断する。すなわち、図６に示すように、横軸に発泡反応開始からの経過時間ｔをとり、縦軸に発泡成形ブロックの高さＨをとったときに、曲線Ｌの傾きが略なくなり水平になった時の発泡成形ブロックＥの高さＨ０を検知し、発泡反応が完結したと判断する。検知手段としては、例えばレーザー式の測距離計を使用することができる。
【００５１】
このように、発泡装置２８に冷温手段３４、負圧手段３６、及び検知手段３８を設けて、発泡反応中の分散液Ｃ全体の温度を均一化するとともに、容器３０内を一定の負圧に維持することで分散液Ｃ全体における発泡反応速度の均一化を図ることができる。また、発泡反応を容器３０内で完結させることにより、常に一定の大きさの発泡成形ブロックＥを成形することができる。これにより、図７（Ａ）に示すように、成形された発泡成形ブロックＥ中のスラグメディアＡの密度や密度分布にバラツキが発生しないようにできる。したがって、成形された発泡成形ブロックＥを破砕処理工程１６で所定サイズに破砕して得られるスポンジ状ブラスト材Ｄ中に含有されるスラグメディアＡの密度を一定にすることができる。図７（Ａ）は、成形された発泡成形ブロックＥを縦方向にカットした断面図である。
【００５２】
図７（Ｂ）は、上述した冷温手段３４、負圧手段３６及び検知手段３８を有することなく、発泡成形ブロックＥを成形したものであり、この場合には発泡反応される分散液Ｃの中央部の温度が外側部の温度よりも高くなり、成形された発泡成形ブロックＥの外側部にスラグメディアＡが偏在してしまい、中央部の密度が外側部よりも小さくなる。したがって、このような発泡成形ブロックＥを次に説明する破砕処理工程１６で破砕すると、スラグメディアＡ密度の異なるスポンジ状ブラスト材Ｄが形成されることになり、好ましくなり。
【００５３】
次に、図３により、容器３０内で成形された発泡成形ブロックＥを簡単に排出するための圧縮用加圧手段４０と押出用加圧手段４２について説明する。
【００５４】
圧縮用加圧手段４０は、容器３０の側壁６０に貫通形成された複数の加圧孔８２にそれぞれ加圧用枝管８４が接続されるとともに、それぞれの加圧用枝管８４が１本の本管８６に合流して第１の加圧エアポンプ８８に接続されて構成される。第１の加圧エアポンプ８８のＯＮ−ＯＦＦ動作、及び加圧の大きさは制御部４４によって制御される。
【００５５】
押出用加圧手段４２は、容器３０上部の側壁６０に貫通形成されたエア供給孔９０にエア供給配管９２を介して第２の加圧エアポンプ９４が接続されて構成される。エア供給孔９０の形成位置は、容器３０内に生成される発泡成形ブロックＥの発泡反応が完結した時点での大きさ（図３の一点鎖線）と内蓋５８との間のヘッドスペース９６に加圧エアを供給できるように設計される。第２の加圧エアポンプ９４のＯＮ−ＯＦＦ動作、及びヘッドスペース９６を加圧する大きさは制御部４４によって制御される。
【００５６】
そして、容器３０内に成形された発泡成形ブロックＥを容器３０から排出するには、次のように行う。
【００５７】
まず、蓋板４８を開成して内蓋５８を持ち上げることにより、センサー兼用冷温棒６６を発泡樹脂原料液Ｅから取り除く。その後、蓋板４８を再び閉成する。次に、容器３０内に生成された発泡成形ブロックＥの側面を圧縮用加圧手段４０で圧縮する。これにより、発泡成形ブロックＥを容器３０内壁面から容易に剥離することができるとともに、発泡成形ブロックＥのブロック太さを若干量小径にすることができる。この状態で、発泡装置２８の底板５２を開成して、押出用加圧手段４２により容器３０内のヘッドスペース９６を加圧する。これにより、容器３０内の発泡成形ブロックＥは蓋板４８側から底板５２側に加圧されるので、容器３０の底板５２側から容易に排出される。
【００５８】
発泡処理工程１２によって成形され、排出工程１４で容器３０から排出された発泡成形ブロックＥは、次の破砕処理工程１６において所定の大きさに破砕され、スポンジ状ブラスト材となる。
【００５９】
図８は、破砕処理工程１６を実施するのに好適な破砕装置９８の説明図である。
【００６０】
この破砕装置９８は、上述した発泡装置２８の下方に配置される。破砕装置９８は、上面が開放された破砕容器１００内の略中央部に、水平方向に下側に湾曲したメッシュ刃（網刃）１０２が設けられ、メッシュ刃１０２には多数の開口１０４が形成される。また、メッシュ刃１０２の直ぐ上方にはロータリー刃１０６が配設され、ロータリー刃１０６の表面に形成された多数の突起刃１０８がメッシュ刃１０２に摺動可能に位置される。また、破砕容器１００の開放された上面には、ラッパ管状のホッパー１１０が設けられ、発泡装置２８の底板５２から排出された発泡成形ブロックＥは、ホッパー１１０内に落下して破砕容器１００内に導入される。破砕容器１００内に導入された発泡成形ブロックＥは、回転するロータリー刃１０６とメッシュ刃１０２とにより細かく破砕され、破砕物であるスポンジ状ブラスト材Ｄがメッシュ刃１０２の開口１０４から破砕容器１００の底部に落下する。
【００６１】
このように製造されたスポンジ状ブラスト材は、飛散しにくく且つ低コストで製造できるので、ブラスト作業時の粉塵の飛散を防止できるとともに、ブラスト工費を大幅に低減できる。また、産業廃棄物の再利用にも貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のスポンジ状ブラスト材の製造方向を説明する工程図
【図２】本発明のスポンジ状ブラスト材の製造装置における攪拌装置の概念図
【図３】本発明のスポンジ状ブラスト材の製造装置における発泡装置の概念図
【図４】発泡装置に設けられたセンサー兼用冷温棒の概念図
【図５】発泡装置の容器内に配設するセンサー兼用冷温棒の配置の一例を示した配置図
【図６】発泡装置の検知手段で発泡反応の完結時期を知るための説明図
【図７】本発明における発泡装置を使用した場合と使用しない場合の発泡成形ブロックの粒状体の密度状態の違いを説明する説明図
【図８】本発明のスポンジ状ブラスト材の製造装置における破砕装置の概念図
【符号の説明】
【００６３】
１０…分散処理工程、１２…発泡処理工程、１４…排出工程、１６…破砕処理工程、１８…分散処理手段、２０…攪拌装置、２２…攪拌容器、２４…回転軸、２６…攪拌羽根、２８…発泡装置、３０…容器、３２…温度センサー、３４…冷温手段、３６…負圧手段、３８…検知手段、４０…圧縮用加圧手段、４２…押出用加圧手段、４４…制御部、４６…ヒンジ、４８…蓋板、５０…ヒンジ、５２…底板、５４、５６…モータ、５８…内蓋、６０…容器の側壁、６２…第１の冷温水コイル、６４…第２の冷温水コイル、６６…センサー兼用冷温棒、６８、７０…ポンプ、７２…冷温水コイル、７３…ポンプ、７４…吸引孔、７６…吸引配管、７８…開閉バルブ、８０…ガラス窓、８２…加圧孔、８４…加圧用枝管、８６…本管、８８…第１の加圧用エアポンプ、９０…エア供給孔、９２…エア供給配管、９４…第２の加圧エアポンプ、９６…ヘッドスペース、９８…破砕装置、１００…破砕容器、１０２…メッシュ刃、１０４…孔、１０６…ロータリー刃、１０８…突起、Ａ…スラグメディア（粒状体）、Ｂ…分散液、Ｃ…発泡樹脂原料液、Ｄ…スポンジ状ブラスト材、Ｅ…発泡成形ブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物の少なくとも１つを溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体を、多孔質弾性体内に固着させて成ることを特徴とするスポンジ状ブラスト材。
【請求項２】
金属鉱石から金属を精錬する際に得られた金属酸化物の溶融スラグを破砕して製造された粒状体を、多孔質弾性体内に固着させて成ることを特徴とするスポンジ状ブラスト材。
【請求項３】
粒状体を発泡樹脂原料液中に均一に分散させる分散装置と、該分散液を発泡反応させて発泡成形ブロックを形成する発泡装置と、該発泡成形ブロックを所定サイズに破砕する破砕装置とを備えたスポンジ状ブラスト材の製造装置において、
前記発泡装置は、
前記分散液が投入される開閉可能な蓋板と発泡反応により成形された発泡成形ブロックを排出する底板とを有する筒状の容器と、
前記容器内で発泡反応する分散液の温度分布を測定する複数の温度センサーと、
前記分散液を冷却又は加熱する複数の冷温手段と、
前記温度センサーの測定結果に基づいて前記分散液の温度分布がなくなるように前記冷温手段を制御する温度制御手段と、
前記容器内を負圧にする負圧手段と、
前記発泡反応の終了を検知する検知手段と、を備えたことを特徴とするスポンジ状ブラスト材の製造装置。
【請求項４】
前記発泡成形ブロックの側面を加圧して該発泡成形ブロックの側面を圧縮する圧縮用加圧手段と、
前記発泡成形ブロックを前記蓋板側から前記底板側に加圧して前記ブロックを容器から押し出す押出用加圧手段と、を備えたことを特徴とする請求項３のスポンジ状ブラスト材の製造装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２の粒状体を発泡樹脂原料液中に均一に分散させた分散液を形成する分散処理工程と、
前記分散処理した分散液を蓋板と底板が開閉可能な筒状の容器を備えた発泡装置内に投入して分散液全体を均一な発泡反応速度で発泡させると共に前記粒状体が分散された発泡成形ブロックを一定の大きさで成形する発泡処理工程と、
前記発泡成形ブロックを前記発泡装置の容器から排出する排出工程と、
前記排出された発泡成形ブロックを所定サイズに破砕する破砕工程と、を備えたことを特徴とするスポンジ状ブラスト材の製造方法。
【請求項６】
前記発泡樹脂原料液は、発泡ウレタン樹脂を製造するためのポリイソシアネートとポリオールであることを特徴とする請求項５のスポンジ状ブラスト材の製造方法。
【請求項７】
前記発泡処理工程には、
前記分散液の発泡反応中に該分散液の発泡温度分布がなくなるように前記分散液の温度を制御する温度制御工程と、
前記発泡反応中の容器内を負圧にする負圧工程と、
前記発泡反応が終了したことを検知する検知工程と、を含むことを特徴とする請求項５又は６のスポンジ状ブラスト材の製造方法。
【請求項８】
前記排出工程には、
前記発泡装置の容器内に形成された発泡成形ブロックの側面を加圧して該発泡成形ブロックの側面を圧縮する圧縮工程と、
前記発泡成形ブロックを前記容器の蓋板側から前記底板側に加圧して前記ブロックを容器から押し出す押出工程と、を含むことを特徴とする請求項５〜７の何れか１のスポンジ状ブラスト材の製造方法。
【請求項９】
前記発泡装置として、請求項３又は４に記載された発泡装置を用いることを特徴とする請求項５のスポンジ状ブラスト材の製造方法。
【請求項１】
瓦礫、ゴム屑、ガラス屑、廃プラスチック、鉱物資源、煤塵、コンクリート屑、燃え殻、金属廃棄物の産業廃棄物の少なくとも１つを溶融した後のスラグを破砕して製造された粒状体を、多孔質弾性体内に固着させて成ることを特徴とするスポンジ状ブラスト材。
【請求項２】
金属鉱石から金属を精錬する際に得られた金属酸化物の溶融スラグを破砕して製造された粒状体を、多孔質弾性体内に固着させて成ることを特徴とするスポンジ状ブラスト材。
【請求項３】
粒状体を発泡樹脂原料液中に均一に分散させる分散装置と、該分散液を発泡反応させて発泡成形ブロックを形成する発泡装置と、該発泡成形ブロックを所定サイズに破砕する破砕装置とを備えたスポンジ状ブラスト材の製造装置において、
前記発泡装置は、
前記分散液が投入される開閉可能な蓋板と発泡反応により成形された発泡成形ブロックを排出する底板とを有する筒状の容器と、
前記容器内で発泡反応する分散液の温度分布を測定する複数の温度センサーと、
前記分散液を冷却又は加熱する複数の冷温手段と、
前記温度センサーの測定結果に基づいて前記分散液の温度分布がなくなるように前記冷温手段を制御する温度制御手段と、
前記容器内を負圧にする負圧手段と、
前記発泡反応の終了を検知する検知手段と、を備えたことを特徴とするスポンジ状ブラスト材の製造装置。
【請求項４】
前記発泡成形ブロックの側面を加圧して該発泡成形ブロックの側面を圧縮する圧縮用加圧手段と、
前記発泡成形ブロックを前記蓋板側から前記底板側に加圧して前記ブロックを容器から押し出す押出用加圧手段と、を備えたことを特徴とする請求項３のスポンジ状ブラスト材の製造装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２の粒状体を発泡樹脂原料液中に均一に分散させた分散液を形成する分散処理工程と、
前記分散処理した分散液を蓋板と底板が開閉可能な筒状の容器を備えた発泡装置内に投入して分散液全体を均一な発泡反応速度で発泡させると共に前記粒状体が分散された発泡成形ブロックを一定の大きさで成形する発泡処理工程と、
前記発泡成形ブロックを前記発泡装置の容器から排出する排出工程と、
前記排出された発泡成形ブロックを所定サイズに破砕する破砕工程と、を備えたことを特徴とするスポンジ状ブラスト材の製造方法。
【請求項６】
前記発泡樹脂原料液は、発泡ウレタン樹脂を製造するためのポリイソシアネートとポリオールであることを特徴とする請求項５のスポンジ状ブラスト材の製造方法。
【請求項７】
前記発泡処理工程には、
前記分散液の発泡反応中に該分散液の発泡温度分布がなくなるように前記分散液の温度を制御する温度制御工程と、
前記発泡反応中の容器内を負圧にする負圧工程と、
前記発泡反応が終了したことを検知する検知工程と、を含むことを特徴とする請求項５又は６のスポンジ状ブラスト材の製造方法。
【請求項８】
前記排出工程には、
前記発泡装置の容器内に形成された発泡成形ブロックの側面を加圧して該発泡成形ブロックの側面を圧縮する圧縮工程と、
前記発泡成形ブロックを前記容器の蓋板側から前記底板側に加圧して前記ブロックを容器から押し出す押出工程と、を含むことを特徴とする請求項５〜７の何れか１のスポンジ状ブラスト材の製造方法。
【請求項９】
前記発泡装置として、請求項３又は４に記載された発泡装置を用いることを特徴とする請求項５のスポンジ状ブラスト材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２８５５５９（Ｐ２００８−２８５５５９Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３０７６７（Ｐ２００７−１３０７６７）
【出願日】平成１９年５月１６日（２００７．５．１６）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【出願人】（５９４２０６２４４）株式会社エクシールコーポレーション (5)
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１６日（２００７．５．１６）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【出願人】（５９４２０６２４４）株式会社エクシールコーポレーション (5)
[ Back to top ]