(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存の溶射体である被覆体の凹凸を有する被覆体表面に酸素を含む気体と共に溶射体被覆材料を吹き付け溶射し、溶射体被覆材料を被覆体表面において溶融することで被覆体表面に溶着し被覆体表面を覆うことにより該凹凸を平滑化する方法であって、
該溶射体被覆材料は、耐火性粒子と、金属粒子と、耐火性粒子の軟化点よりも低い５００℃〜９００℃の軟化点を有する軟化性粒子と、を含むものである、方法。
【請求項２】
耐火性粒子の軟化点ｔｈ（単位℃）から軟化性粒子の軟化点ｔｓ（単位℃）を差し引いた値（ｔｈ−ｔｓ）が、５００℃〜１０００℃である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
軟化性粒子が、酸化ケイ素を含有するケイ酸塩ガラスにより形成されるものである、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
軟化性粒子が、球状を略なしているものである、請求項１乃至３のいずれか１に記載の方法。
【請求項５】
軟化性粒子の粒子径が０．１２ｍｍ〜１．３０ｍｍである、請求項１乃至４のいずれか１に記載の方法。
【請求項６】
溶射体被覆材料中の軟化性粒子の重量割合が、３重量％〜２０重量％である、請求項１乃至５のいずれか１に記載の方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１に記載の方法に用いられる前記溶射体被覆材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶射体の表面の平滑化方法に関し、より詳細には、既存の溶射体（溶射によって新しく形成されたものか、以前から使用されてきたものかを問わない。）である被覆体の凹凸を有する被覆体表面に酸素を含む気体と共に溶射体被覆材料を吹き付け、溶射体被覆材料が被覆体表面において溶融することで被覆体表面に溶着し被覆体表面を覆うことにより該凹凸を平滑化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶射は、耐火性粒子と金属粒子等を含む溶射材料を酸素ガスと共に高温の補修体（例えば、コークス炉等の炉壁）に噴射し、金属粒子等が酸化される際に生じる熱により耐火性粒子の少なくとも一部を溶融させ、該溶解した耐火性粒子を該補修体の表面に付着及び固化させ該表面を覆う技術として種々の技術分野において使用されてきた（例えば、特許文献１参照）。
溶射は、上述のように補修体表面の温度を下げることなく行うことができるので、操業中に炉内温度を下げることが困難なコークス炉等の炉壁補修にとりわけ多用されてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１は、「可燃性粉体と耐火性粉体との混合粉体を支燃性のキャリヤーガスによって着火溶融した耐火層を形成する溶射法」（発明の詳細な説明中の段落番号０００１）に関するものであり、具体的には、「可燃性粉体を含む粉体を支燃性のキャリヤーガスを用いて被覆体に溶射するに当たって、ノズル先端部における逆火或いは粉体供給器内での可燃性粉体の着火を確実に防止できる手段の提供」（要約中の目的）のためになされたものであり、「可燃性粉体と耐火性粉体との混合粉体を支燃性のキャリヤーガスを用いて導管内を搬送し、吐出ノズルより施工面或いは型枠に噴射して着火・溶融した耐火層を形成する耐火物溶射のための粉体供給方法において、吐出ノズルの前位置に供給混合粉体を収納するための粉体供給器を設け、同供給器内を不活性ガスによって密封し保圧する。この粉体供給器内の密封・保圧に使用する不活性ガスは、キャリヤーガスとして使用する支燃性ガスの１／４容積比以下とし、さらに、この供給器へのキャリヤーガスの流通開始から一定期間を１／２容積比以下とすることによって、逆火或いは粉体供給器内での可燃性粉体の着火を確実に防止できる。」（要約中の構成）というものである。
【０００４】
このような溶射は、大まかには、溶射材料を収容するタンクを気体によって加圧して溶射材料を気体と共にタンク外へ搬送し溶射する加圧型（例えば、前述の特許文献１等参照）と、溶射材料を収容するタンクからエジェクター等のような減圧装置によって溶射材料をタンク外へ吸い出し溶射する吸引型（例えば、本出願人が出願した未公開特許出願、特願２００６−５９８７４及び特願２００６−１０７３３８等）と、が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１０９４６１号公報（例えば、要約、発明の詳細な説明中の段落番号０００１〜０００２等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような加圧型と吸引型とを問わず、補修体の表面に固化し形成された被覆体（溶射体）の表面には、凹凸が存在する。これは上述したように、溶射においては、金属粒子等が酸化される際に生じる熱により耐火性粒子の一部は溶融しているものの、多くの耐火性粒子は溶融していない状態で存在しているため、未溶融の耐火性粒子固体と、溶融した耐火性粒子により生じる液体と、の混合物を補修体表面に吹き付け固化させることから生じるものと考えられている（即ち、耐火性粒子固体は被覆体（溶射体）中に塊（凸部分を形成しうる）として残留しやすく、溶融した耐火性粒子により生じる液体は流下しやすい。）。
【０００７】
このような被覆体（溶射体）の表面の凹凸を防止するには、全ての耐火性粒子が溶融して液状となるよう極めて高温の状態にて補修体の表面に吹き付け固化させることも考えられるが、このような高温状態の耐火性粒子の融解液を補修体の表面に吹き付けることは、（１）補修体の表面をも融解等させ該表面を傷める問題を生じ得るし、（２）このような高温を得るためには酸化熱を生じる金属粒子等（引火しやすい）の配合を増す必要があり、引火による逆火の危険性増大という重大な問題を生じうる。
以上の（１）及び（２）等に鑑み、従来から被覆体（溶射体）の表面には凹凸が存することを容認せざるを得なかった。
なお、このような被覆体（溶射体）の表面に凹凸が存することは、種々の不具合の原因となり得る。例えば、該表面が平滑な場合に比して、該表面への異物の付着や堆積等が促進されることがあった。一例を挙げれば、コークス炉を補修体として溶射する場合には、コークス炉の表面を形成する被覆体（溶射体）の表面に凹凸が存すれば、コークス炉近傍に浮遊している異物たる炭素粉（カーボン粉）が凹凸によって該表面に付着しやすくなり、このように付着した炭素粉（カーボン粉）は、それを除去する作業を要すると共に、コークス炉にて生産されたコークスをコークス炉から押し出す際の抵抗を増加（押し出すコークスと炭素粉（カーボン粉）とが当接するため抵抗が増加する。）させる問題を生じ得る。
【０００８】
そこで、本発明においては、溶射固化し形成された溶射体（被覆体）の表面（被覆体表面）に存する凹凸を平滑化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、溶射固化し形成された溶射体（被覆体）の表面（被覆体表面）の凹凸が前述の通り不可避であることを前提とし、生じた凹凸を平滑化する手段を鋭意研究したところ、軟化しやすい物質を含む材料を凹凸が存する表面に溶射することで該凹凸を平滑化することができることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、凹凸を有する被覆体（溶射体）の凹凸を有する表面に、軟化しやすい物質を含む溶射体被覆材料を溶射することで該凹凸を減少させ平滑化するものである。
【００１０】
本発明の溶射体の表面の平滑化方法（以下、「本方法」という。）は、既存の溶射体である被覆体の凹凸を有する被覆体表面に酸素を含む気体と共に溶射体被覆材料を吹き付け、溶射体被覆材料が被覆体表面において溶融することで被覆体表面に溶着し被覆体表面を覆うことにより該凹凸を平滑化する方法であって、該溶射体被覆材料は、耐火性粒子と、金属粒子と、耐火性粒子の軟化点よりも低い軟化点を有する軟化性粒子と、を含むものである、方法である。
【００１１】
本方法には、次の（１）〜（５）のような態様が含まれる。
（１）軟化性粒子の軟化点が、５００℃〜９００℃である、上記方法。
（２）軟化性粒子が、酸化ケイ素を含有するケイ酸塩ガラスにより形成されるものである、上記方法。
（３）軟化性粒子が、球状を略なしているものである、上記方法。
（４）軟化性粒子の粒子径が０．１２ｍｍ〜１．３０ｍｍである、上記方法。
（５）溶射体被覆材料中の軟化性粒子の重量割合が、３重量％〜２０重量％である、上記方法。
【００１２】
また、本発明は、本方法に用いられる溶射体被覆材料（以下、「本材料」という。）を提供する。即ち、本材料は、上記方法に用いられる前記溶射体被覆材料である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上述したように本方法は、既存の溶射体である被覆体の凹凸を有する被覆体表面に酸素を含む気体と共に溶射体被覆材料を吹き付け、溶射体被覆材料が被覆体表面において溶融することで被覆体表面に溶着し被覆体表面を覆うことにより該凹凸を平滑化する方法であって、該溶射体被覆材料は、耐火性粒子と、金属粒子と、耐火性粒子の軟化点よりも低い軟化点を有する軟化性粒子と、を含むものである、方法である。
本方法においては、既存の溶射体である被覆体の表面（被覆体表面）が有する凹凸を平滑化する方法であり、軟化しやすい物質を含む溶射体被覆材料を酸素含有気体（酸素を含む気体）と共に被覆体表面に吹き付ける。溶射体被覆材料は、耐火性粒子と、金属粒子と、耐火性粒子の軟化点よりも低い軟化点を有する軟化性粒子と、を含んでいるので、酸素含有気体と一緒に被覆体表面に吹き付けられると、溶射体被覆材料に含まれる金属粒子が、酸素含有気体に含まれる酸素によって酸化され酸化熱を生じる（被覆体表面は、通常、稼働中のコークス炉の表面のように高温であるので、酸素含有気体に伴われた該金属粒子が被覆体表面に接触すると容易に燃焼等する。）。該酸化熱によって軟化性粒子（耐火性粒子の軟化点よりも低い軟化点を有するので、耐火性粒子よりも低温にて容易に軟化する。）が軟化することで、溶射体被覆材料が被覆体表面において溶融し溶着して被覆体表面を覆うことによって該凹凸（被覆体表面が有する凹凸）を平滑化するものである。
なお、耐火性粒子や軟化性粒子の軟化点は、ＪＩＳ−Ｒ２６１７に従って測定した際の軟化点（温度：℃）をいう。
そして、溶射体被覆材料中の耐火性粒子としては、その化学組成が、通常、酸化ケイ素が主成分（例えば、９０重量％以上）であることが多い。
また、溶射体被覆材料中の金属粒子としては、その化学組成が、通常、金属シリコンを主成分（例えば、９０重量％以上）とするものが多い。このように金属シリコンを主成分とするものであれば、それが酸化された後に生じる酸化ケイ素は、耐火性粒子の主成分であるので、溶射体被覆材料が被覆体表面に溶融溶着して形成されるコート層の内部において金属粒子の酸化により生じる酸化ケイ素と耐火性粒子とがうまく融合しコート層を強固にすることができる。
【００１４】
軟化性粒子の軟化点（温度ｔｓ：単位℃）は、耐火性粒子の軟化点（温度ｔｈ：単位℃）よりも低ければよいが、あまり高いと溶射体被覆材料に含まれる金属粒子の酸化熱によって軟化性粒子がうまく軟化せず被覆体表面が有する凹凸をうまく平滑化できず、逆にあまり低いと溶射体被覆材料が被覆体表面に溶融溶着して形成されるコート層の耐熱性が低下するので、これらを両立する範囲とすることが好ましく、通常、好ましくは５００℃以上であり、より好ましくは６００℃以上であり、逆に、好ましくは９００℃以下であり、より好ましくは８００℃以下である（従って、好ましくは５００℃〜９００℃であり、より好ましくは６００℃〜８００℃である。）。
また、耐火性粒子の軟化点ｔｈ（単位℃）から軟化性粒子の軟化点ｔｓ（単位℃）を差し引いた値（ｔｈ−ｔｓ）は、あまり低いと溶融過剰となり、吹き付け圧力等にによって表面に波状の凹凸を生じ、あまり高いと吹き付け時にリバウンドロス（吹き付けた溶射体被覆材料が、被覆体表面に衝突し跳ね返ることで被覆体表面に溶着せずに脱落してしまうことをいう。以下、同じ。）が増加することによって効果が減少するので、これらを両立する範囲とすることが好ましく、通常、好ましくは５００℃以上であり、より好ましくは７００℃以上であり、逆に、好ましくは１０００℃以下であり、より好ましくは８００℃以下である。
【００１５】
耐火性粒子の軟化点よりも低い軟化点を有する軟化性粒子は、酸化ケイ素を含有するケイ酸塩ガラスにより形成されるようにしてもよい。既存の溶射体（被覆体）の被覆体表面は、通常、酸化ケイ素を主成分として形成されていることが多いことに加え、本方法に係る溶射体被覆材料が含有する耐火性粒子も酸化ケイ素を主成分として形成されていることが多い。このため軟化性粒子が酸化ケイ素を含有するケイ酸塩ガラスにより形成されるようにすれば、酸化ケイ素（被覆体表面や耐火性粒子の主成分であることが多い。）とケイ酸塩ガラスとの親和性により、溶射体被覆材料が被覆体表面に溶融溶着して形成されるコート層と既存の溶射体（被覆体）の被覆体表面とがうまく接合する（コート層と被覆体表面との肌別れ防止）と共に、溶射体被覆材料が被覆体表面に溶融溶着して形成されるコート層の内部において軟化性粒子から生じるケイ酸塩ガラスと耐火性粒子とがうまく融合する（コート層自身が強固になる。）。
なお、軟化性粒子を形成する「酸化ケイ素を含有するケイ酸塩ガラス」中の酸化ケイ素の含有率は、あまり低いと上記したような効果（コート層と被覆体表面との肌別れ防止、コート層自身の強固性等）がうまく奏されず、逆にあまり高いと吹き付けられた軟化性粒子がリバウンドロスするので、これらを両立する範囲とすることが好ましく、通常、好ましくは５０重量％以上であり、より好ましくは５５重量％以上であり、最も好ましくは６０重量％以上であり、好ましくは８０重量％以下である。
【００１６】
軟化性粒子が、球状を略なしているものであってもよい。
軟化性粒子は小さな粒子であり、これら粒子個々の形状は特に限定されないが、球状を略なしているものであってもよい。こうすることで被覆体表面に溶射体被覆材料を吹き付けて形成されたコート層によって新しく形成されたコート面がうまく平滑になり、被覆体表面が有している凹凸をうまく平滑化することができる。
なお、ここに「球状」とは、光学顕微鏡にて軟化性粒子を観察し、観察された粒子の重心位置（観察された粒子の形状をした非常に薄くいずれの部分も均一な厚みを有し、いずれの部分も同じ密度の材質により形成された薄板の重心位置をいう。）を通過する最大寸法Ｄｍａｘと、重心位置を通過する最小寸法Ｄｍｉｎと、を測定する。そして、各粒子それぞれについてアスペクト比Ｒ＝最大寸法Ｄｍａｘ／最小寸法Ｄｍｉｎを算出する。このアスペクト比Ｒを、無作為に選んだ１００個の粒子に関して算出し、１００個の粒子についてアスペクト比Ｒの算術平均値Ｒａ（＝アスペクト比Ｒの合計値／１００個）を算出する。この算術平均値Ｒａが１．０〜２．０である場合にここでは軟化性粒子が「球状」であるという。
【００１７】
軟化性粒子の粒子径が０．１２ｍｍ〜１．３０ｍｍであってもよい。
軟化性粒子の粒子径は、溶射体被覆材料中において耐火性粒子と金属粒子とうまく混合される程度のものであれば特に制限はないが、あまり大きいと偏積（偏在）し、均一に混合されず、あまり小さいと吹き付け時に反応を低下させる原因となるので、これらを両立する範囲とすることが好ましく、通常、好ましくは０．１２ｍｍ以上であり、より好ましくは０．２０ｍｍ以上であり、逆に、好ましくは１．３０ｍｍ以下であり、より好ましくは１．１０ｍｍ以下である（即ち、好ましくは０．１２ｍｍ以上１．３０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．２０ｍｍ以上１．１０ｍｍ以下である。）。
ここに軟化性粒子の粒子径は、光学顕微鏡にて軟化性粒子を観察し、任意のある一方向に平行な方向の各粒子の最大寸法Ｄｅを測定し、最大寸法Ｄｅを無作為に選んだ１００個の粒子に関して測定し、１００個の粒子についての最大寸法Ｄｅの算術平均値Ｄｅａ（＝最大寸法Ｄｅ１００個の合計値／１００個）をいう。
【００１８】
溶射体被覆材料（重量Ｗｔ）中の軟化性粒子（重量Ｗｓ）の重量割合（Ｗｓ／Ｗｔ）は、軟化性粒子が被覆体表面を覆うことによって被覆体表面が有する凹凸を所望程度に平滑化できればいかなるものであってもよく何ら制限されるものではないが、重量割合（Ｗｓ／Ｗｔ）があまり小さいと溶射体被覆材料が被覆体表面に溶融溶着して形成されるコート層がうまく形成されないので被覆体表面が有する凹凸をうまく平滑化できず、逆に重量割合（Ｗｓ／Ｗｔ）があまり大きいと溶射体被覆材料が被覆体表面に溶融溶着して形成されるコート層の耐熱性が低下するので、これらを両立する範囲とすることが好ましく、重量割合（Ｗｓ／Ｗｔ）を重量パーセント（１００×Ｗｓ／Ｗｔ）として示せば、通常、好ましくは３重量％以上であり、より好ましくは５重量％以上であり、逆に、好ましくは２０重量％以下であり、より好ましくは１５重量％以下である（従って、好ましくは３重量％〜２０重量％であり、より好ましくは５重量％〜１５重量％である。）。
また、溶射体被覆材料（重量Ｗｔ）中の耐火性粒子（重量Ｗｈ）の重量割合（Ｗｈ／Ｗｔ）は、あまり小さいと吹き付け時に過剰溶融気味になり、吹き付け圧力等によって表面に波状の凹凸を生じ、あまり大きいと吹き付け時にリバウンドロスが増加することによって効果が減少するので、これらを両立する範囲とすることが好ましく、重量割合（Ｗｈ／Ｗｔ）を重量％として表せば（１００×（Ｗｈ／Ｗｔ））、通常、好ましくは４０重量％以上であり、より好ましくは６０重量％以上であり、逆に、好ましくは８０重量％以下であり、より好ましくは７０重量％以下である（従って、好ましくは４０重量％〜８０重量％であり、より好ましくは６０重量％〜７０重量％である。）。
そして、溶射体被覆材料（重量Ｗｔ）中の金属粒子（重量Ｗｍ）の重量割合（Ｗｍ／Ｗｔ）は、あまり小さいと吹き付け時に溶融不足となり、あまり大きいと吹き付け時に反応が激しくなり危険であるので、これらを両立する範囲とすることが好ましく、重量割合（Ｗｍ／Ｗｔ）を重量％として表せば（１００×（Ｗｍ／Ｗｔ））、通常、好ましくは５重量％以上であり、より好ましくは１０重量％以上であり、逆に、好ましくは３０重量％以下であり、より好ましくは２０重量％以下である（従って、好ましくは５重量％〜３０重量％であり、より好ましくは１０重量％〜２０重量％である。）。
なお、溶射体被覆材料は、被覆体表面を覆うことで被覆体表面が有する凹凸を所望程度に平滑化できれば、耐火性粒子、金属粒子及び軟化性粒子以外のものを含んでもよく、一例を挙げれば、陶器等に塗布される釉薬のようなものを含んでもよい（しかしながら、耐火性粒子の重量Ｗｈ、金属粒子の重量Ｗｍ及び軟化性粒子の重量Ｗｓの合計Ｗ（＝Ｗｈ＋Ｗｍ＋Ｗｓ）が溶射体被覆材料の重量Ｗｔに対してなす割合（Ｗ／Ｗｔ）は、通常、好ましくは０．５以上であり、より好ましくは０．８以上である（上限は１である。））。
【００１９】
上記した本方法に用いる溶射体被覆材料（本材料）は、耐火性粒子と、金属粒子と、耐火性粒子の軟化点よりも低い軟化点を有する軟化性粒子と、を含んでおり、具体的には、本材料は、既存の溶射体である被覆体の表面に酸素を含む気体と共に吹き付け、該表面において溶融することで該表面に溶着し該表面を覆うための溶射体被覆材料であって、耐火性粒子と、金属粒子と、耐火性粒子の軟化点よりも低い軟化点を有する軟化性粒子と、を含むものである、溶射体被覆材料である。
かかる本材料は、本方法に関し（１）〜（５）の如く上述したのと同様に、次の（ａ）〜（ｅ）のような態様が含まれる。
（ａ）軟化性粒子の軟化点が、５００℃〜９００℃である、上記本材料。
（ｂ）軟化性粒子が、酸化ケイ素を含有するケイ酸塩ガラスにより形成されるものである、上記本材料。
（ｃ）軟化性粒子が、球状を略なしているものである、上記本材料。
（ｄ）軟化性粒子の粒子径が０．１２ｍｍ〜１．３０ｍｍである、上記本材料。
（ｅ）溶射体被覆材料中の軟化性粒子の重量割合が、３重量％〜２０重量％である、上記本材料。
なお、（ａ）〜（ｅ）についての説明は、既に説明した本方法の（１）〜（５）と重複するのでここでは省略する。
かかる本材料は、このような耐火性粒子と金属粒子と軟化性粒子とを予め混合した組成物として製造や販売されてもよいが、溶射体被覆材料（本材料）を構成する耐火性粒子及び金属粒子の混合物は、従来から用いられてきた溶射材料と同様のものであるので、耐火性粒子及び金属粒子の混合物である従来から販売等されている溶射材料に軟化性粒子を添加することで本方法の溶射体被覆材料（本材料）を製造するようにしてもよい。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明を具体的に説明するために、実施例を挙げる。しかしながら、これら実施例によって、本発明は何ら制限されるものではない。
【００２１】
（原料の準備）
本発明の溶射体被覆材料（本材料）を調製するための原料として、以下の耐火性粒子、金属粒子及び軟化性粒子を予め準備した。
・耐火性粒子：珪石レンガ（旧ＪＩＳ規格に準ずるＳ１クラスで耐火度ＳＫ３２以上でＳｉＯ２含有率が９５重量％以上のものを使用した。）を粉砕し、いずれの実験にも用いた。ここで用いた耐火性粒子の軟化点は１５００℃（軟化点の測定方法は後で詳述する。）であった。
・金属粒子：市販の金属ケイ素粉（Ｓｉ含有量９８重量％、平均粒子径２００μｍ）をいずれの実験にも用いた。
・軟化性粒子：市販のガラス粒子（ＳｉＯ２含有量７０重量％以上、軟化点４２０〜１６５０℃、粒子径約０．１〜３．０ｍｍ程度）の球形及び非球形（破砕品）を準備し、各実験に用いた。なお、軟化点、粒子径、形状（球形、非球形）の測定や決定については後で詳述する。軟化性粒子としては、後述の図５中の実験番号１３４、１３５及び１３６には非球形（破砕粒）の軟化性粒子（以下、「非球形粒子」という。）を用い、これら実験番号１３４、１３５及び１３６と実験番号２０１（比較例：軟化性粒子を用いていない。）とを除き、それ以外の実験番号では球形（球形粒）の軟化性粒子（以下、「球形粒子」という。）を、それぞれ用いた。球形粒子としては、粒子径と軟化点（軟化温度）とが異なるものを複数用い、具体的には、これら粒子径と軟化点との組み合わせを（粒子径、軟化点（軟化温度））として示せば、図３の実験番号１１１では（０．３５ｍｍ、４２０℃）、図３の実験番号１１２では（０．２８ｍｍ、６４０℃）、図３の実験番号１１３では（０．４０ｍｍ、７７０℃）、図３の実験番号１１４では（０．３２ｍｍ、８５０℃）、図３の実験番号１１５では（２．２０ｍｍ、９８０℃）、図３の実験番号１１６では（２．６８ｍｍ、１０５０℃）、図３の実験番号１１７では（２．７３ｍｍ、１１５０℃）、図３の実験番号２１１では（３．０４ｍｍ、１６５０℃）、図４の実験番号１２１〜１２５では（０．４０ｍｍ、７７０℃）、図５の実験番号１３１では（０．１８ｍｍ、７７０℃）、図５の実験番号１３２では（０．４０ｍｍ、７７０℃）、図５の実験番号１３３では（１．２５ｍｍ、７７０℃）のものをそれぞれ準備した。一方、非球形粒子としては、粒子径と軟化点との組み合わせを（粒子径、軟化点（軟化温度））として示せば、図５の実験番号１３４では（１．７０ｍｍ、７７０℃）、図５の実験番号１３５では（２．２０ｍｍ、７７０℃）、図５の実験番号１３６では（２．５０ｍｍ、７７０℃）のものをそれぞれ準備した。なお、前述したよう、図４の実験番号２０１では軟化性粒子を用いていない（添加量：０重量％）。
【００２２】
（軟化点の測定）
軟化性粒子と耐火性粒子（以下、「軟化性粒子等」という。）との軟化点（軟化温度）測定は、ＪＩＳ−Ｒ２６１７に基づき押し棒式熱膨張測定装置を用い、昇温に伴い膨張する試験片の長さが最大になったときの温度を軟化点とした。
軟化性粒子等を用い形成した試験片を押し棒式熱膨張測定装置の電気炉内に装入し、該電気炉に通電し、該電気炉を室温から毎分約２〜３℃の速度で昇温した。この昇温により該電気炉内に配置された試験片も昇温（加熱）され、それに伴って試験片は膨張した。このときの温度（℃）を横軸にとり、試験片の膨張を試験片の寸法の伸び（ｍｍ）として縦軸にとった２軸直交座標系のグラフを図１に示した。
図１に示すように、試験片の温度（℃）上昇に伴い、最初は熱膨張によって試験片は伸びる（寸法増加、図１中の領域Ａ）が、ある程度よりも温度が高くなると、試験片が軟化することにより試験片が収縮する（寸法減少、図１中の領域Ｂ）。この試験片の伸びが最大Ｅｍになるとき（寸法増加（図１中の領域Ａ）から収縮（図１中の領域Ｂ）に転じるとき）の温度Ｔｍを軟化点とした。
【００２３】
（軟化性粒子の粒子径測定）
軟化性粒子を光学顕微鏡により図２（ａ）のように観察（倍率：約２００倍）し、観察された各粒子Ｃの任意方向（例えば、図２（ａ）中の矢印Ｅ方向）に関する最大寸法Ｄｅ（図２（ａ）中に幾つかＤｅを例示する。）を測定する。最大寸法Ｄｅを無作為に選んだ１００個の粒子Ｃに関して測定し、これら１００個の粒子Ｃについて最大寸法Ｄｅの算術平均Ｄｅａ（＝最大寸法Ｄｅの合計値／１００個）を算出する。この算術平均Ｄｅａを軟化性粒子の粒子径とした。
【００２４】
（軟化性粒子の粒子形状観察）
軟化性粒子を光学顕微鏡により図２（ａ）のように観察（倍率：約２００倍）し、観察された各粒子Ｃの重心位置Ｇ（観察された各粒子Ｃの形状をした非常に薄くいずれの部分も均一な厚みを有し、いずれの部分も同じ密度の材質により形成された薄板の重心位置をいう。）を通過する最大寸法Ｄｍａｘと、重心位置Ｇを通過する最小寸法Ｄｍｉｎと、を測定する。そして、各粒子Ｃそれぞれについてアスペクト比Ｒ＝最大寸法Ｄｍａｘ／最小寸法Ｄｍｉｎを算出する。このアスペクト比Ｒを、無作為に選んだ１００個の粒子Ｃに関して算出し、１００個の粒子Ｃについてアスペクト比Ｒの算術平均Ｒａ（＝アスペクト比Ｒの合計値／１００個）を算出する。この算術平均Ｒａが１．０〜２．０である場合にはここでは軟化性粒子を「球形」（球形粒子）とし、算術平均Ｒａが２．０を超える場合にはここでは軟化性粒子を「非球形」（非球形粒子）とした。
上述した球形粒子のアスペクト比Ｒの算術平均値Ｒａは、１．１８であり、１．０〜２．０の範囲内であった。また、非球形粒子のアスペクト比Ｒの算術平均値Ｒａは、３．２２であり、２．０を超えていた。
【００２５】
（溶射体被覆材料の調合）
図３、図４及び図５にそれぞれ示すような条件で実験するために用いる溶射体被覆材料として、以下のものを調合した。なお、いずれの実験番号においても、溶射体被覆材料３ｋｇを調合し、実験に供した。
【００２６】
図３中、実験番号１１１では、（０．３５ｍｍ、４２０℃）（粒子径と軟化点との組み合わせを示す。以下、同様。）の球形粒子を１０重量部と、耐火性粒子７３重量部と、金属粒子１７重量部と、をよく混合した。実験番号１１２では実験番号１１１にて用いた（０．３５ｍｍ、４２０℃）の球形粒子の換わりに（０．２８ｍｍ、６４０℃）の球形粒子を用いて同様に溶射体被覆材料を調合し、以下同様に、実験番号１１１にて用いた球形粒子の換わりに、実験番号１１３では（０．４０ｍｍ、７７０℃）の球形粒子を用い、実験番号１１４では（０．３２ｍｍ、８５０℃）の球形粒子を用い、実験番号１１５では（２．２０ｍｍ、９８０℃）の球形粒子を用い、実験番号１１６では（２．６８ｍｍ、１０５０℃）の球形粒子を用い、実験番号１１７では（２．７３ｍｍ、１１５０℃）の球形粒子を用い、そして実験番号２１１では（３．０４ｍｍ、１６５０℃）の球形粒子を用い、それぞれ溶射体被覆材料を調合した。
【００２７】
図４では、実験番号２０１を除く実験番号１２１〜１２５のいずれの実験も、（０．４０ｍｍ、７７０℃）の球形粒子を用い、球形粒子（軟化性粒子）と耐火性粒子と金属粒子との配合比率を変えて実験番号１１１と同様に溶射体被覆材料を調合した。具体的には、溶射体被覆材料を調合するのに用いた各実験における球形粒子（軟化性粒子）の配合重量部ｗ１と耐火性粒子の配合重量部ｗ２と金属粒子の配合重量部ｗ３とを〈ｗ１、ｗ２、ｗ３〉にて表すと、実験番号１２１では〈３、８０、１７〉とし、実験番号１２２では〈１０、７３、１７〉とし、実験番号１２３では〈１５、６８、１７〉とし、実験番号１２４では〈２０、６３、１７〉とし、実験番号１２５では〈２５、５８、１７〉とし、実験番号２０１では〈０、８３、１７〉とし（軟化性粒子の添加なし。即ち、従来の溶射材料と同様のもの）、溶射体被覆材料を調合した。
【００２８】
図５中、実験番号１３１では（０．１８ｍｍ、７７０℃）の球形粒子を用い、実験番号１３２では（０．４０ｍｍ、７７０℃）の球形粒子を用い、実験番号１３３では（１．２５ｍｍ、７７０℃）の球形粒子を用い、それぞれ実験番号１１３と同様に溶射体被覆材料を調合した。そして、図５中、実験番号１３４では（１．７０ｍｍ、７７０℃）の非球形粒子を用い、実験番号１３５では（２．２０ｍｍ、７７０℃）の非球形粒子を用い、実験番号１３６では（２．５０ｍｍ、７７０℃）の非球形粒子を用い、それぞれ実験番号１１３と同様に溶射体被覆材料を調合した。なお、図５の実験番号１３１〜１３６のいずれも、溶射体被覆材料を調合するのに軟化性粒子は１０重量部と耐火性粒子は７３重量部と金属粒子は１７重量部とを配合した。
【００２９】
（既存の溶射体（被覆体）の形成）
溶射体（被覆体）の形成を図６を参照して説明する。まず、図６に示すよう、並型煉瓦３１（旧ＪＩＳ規格Ｓ１クラス）を試験炉（図示せず）中に設置し、既存の溶射材３３を約４０ｍｍの厚みに溶射（吹き付け）し、既存の溶射体３５（被覆体）を形成した。形成した溶射体３５（被覆体）の表面３７（溶射により形成された面）には、深さ３ｍｍ程度の凹凸（不図示）が全面に確認された。
【００３０】
（溶射体被覆材料による被覆実験）
上記のようにして形成した被覆体３５の表面３７（溶射により形成され、数多く凹凸が存する面）に、図３〜図５に示した各実験番号に係る溶射体被覆材料３９を従来の溶射装置３８（一部図示）により約５ｍｍの厚みに溶射（吹き付け）し被覆体表面３７を覆った。この被覆体表面３７に溶射体被覆材料３９を溶射（吹き付け）して形成された層をコート層３４といい、これによって新しく形成された面をコート面３６という。
【００３１】
（コート面の凹凸目視検査）
コート面３６に凹凸が存するかどうか目視により検査した。各実験番号について目視検査結果を、図３〜図５中の「表面状態」に記載した。
図４中の実験番号２０１は、前述したように軟化性粒子の添加がなく（比較例）、従来の溶射材料と同様のものを溶射体被覆材料としてコート層３４を形成したので、実験番号２０１のコート面３６は、上述の被覆体表面３７に存していたような凹凸と同様の凹凸がコート面３６全面に多数目視にて観察された。
【００３２】
図３中の実験番号１１１のコート面３６には、被覆体表面３７に存していたような凹凸や実験番号２０１のコート面３６に存していた凹凸とは異なる波形の凹凸が確認された（表面状態：「ダレによる波形凹凸」）。この波形の凹凸は、実験番号１１１のコート層３４にダレ（コート層３４が流動しやすく、溶射中に重力によって下方に垂れ下がることでかたくずれする現象）が生じることで形成された。
図３中の実験番号１１２〜１１４のコート面３６は、上述の被覆体表面に存していたような凹凸がコート面３６に目視にて全く認められず、ダレも生じなかった（表面状態：「凹凸無  平滑」）。
図３中の実験番号１１５〜１１７のコート面３６は、上述の被覆体表面に存していたような凹凸が目視にて多少認めらたことを示しており（被覆体表面３７に存していたような凹凸や実験番号２０１のコート面３６に存していた凹凸に比して、数が少なく、そして凹凸の深さも浅い。）、この凹凸の数や深さは、軟化性粒子の軟化点が高くなるにつれて（９８０℃→１０５０℃→１１５０℃）、増加した。
図３中の実験番号２１１は、軟化性粒子の軟化点が１６５０℃と耐火性粒子の軟化点（１５００℃）よりも高く（実験番号２０１と同じく比較例である。なお、実験番号２０１及び２１１を除き実施例である。）、被覆体表面３７に存していたような凹凸や実験番号２０１のコート面３６に存していた凹凸と同様の凹凸を有していた。
【００３３】
図４中の実験番号１２１〜１２４のコート面３６は、上述の被覆体表面に存していたような凹凸がコート面３６に目視にて全く認められず、ダレも生じなかった（表面状態：「凹凸無  平滑」）。
図４中の実験番号１２５のコート面３６は、被覆体表面３７に存していたような凹凸や実験番号２０１のコート面３６に存していた凹凸とは異なる波形の凹凸が確認された（表面状態：「ダレによる波形凹凸等有」）。この波形の凹凸は、実験番号１２５のコート層３４にダレが生じることや、吹き付けによる圧力によってクレーター状の大きなへこみを生じることで形成された。
【００３４】
図５中の実験番号１３１〜１３３のコート面３６は、上述の被覆体表面に存していたような凹凸がコート面３６に目視にて全く認められず、ダレも生じなかった（表面状態：「凹凸無  平滑」）。
図５中の実験番号１３４〜１３６のコート面３６は、上述の被覆体表面に存していたような凹凸が目視にて多少認めらたことを示しており（被覆体表面３７に存していたような凹凸や実験番号２０１のコート面３６に存していた凹凸に比して、数が少なく、そして凹凸の深さも浅い。）、この凹凸の数や深さは、軟化性粒子の粒子径が大きくなるにつれて増加した（１．７０ｍｍ→２．２０ｍｍ→２．５０ｍｍ）。
【００３５】
（異物（カーボン粉）付着試験）
図７に示す工程によって、異物たる炭素粉（カーボン）がコート面３６にどの程度強固に付着するかを評価した。
図６に示したように、コート層３４によってコート面３６が形成されたコート物４１を、図７（ａ）に示すようにコート面３６が６０ｍｍ×６０ｍｍの略正方形となり、かつ厚み（コート面３６に対して垂直方向の寸法）が４０ｍｍとなるよう略直方体に切削し、付着試験片４３を形成した（図７中、付着試験片の作成）。
次いで、図７（ｂ）に示すよう、付着試験片４３のコート面３６が水平な上面になるよう付着試験片４３を配置し、両端が開放された中空のセラミック（高耐熱性材料）製の管材５１（チューブ）の一端（下端）をコート面３６に当接させた（該一端とコート面３６とは略液密的に当接する。）。そして、図７（ｂ）に示すよう、管材５１の他端（上端）から管材５１の内部にコールタール５３を注入した（図７中、コールタールの注入）。
さらに、内部にコールタール５３が注入された管材５１がコート面３６に載置された付着試験片４３は、図７（ｃ）に示すよう有底無蓋の容器６１（中空の直円筒形状をしている。）の底面に、コート面３６が略水平を保つよう配置された。続いて、容器６１の内部にコークス粉６３が充填され、焼成用試験物６５が形成された。
その後、焼成用試験物６５は、図７（ｃ）に示すよう電気炉６７の内部に配置され、１０００℃にて３時間保たれた（焼成）。
図７（ｃ）のようにして焼成された焼成用試験物６５は電気炉６７から取り出された後、管材５１及び付着試験片４３が一体として焼成用試験物６５から取り出された。
【００３６】
取り出された管材５１及び付着試験片４３は、図７（ｄ）に示すようコート面３６が略鉛直になるよう試験台６９の上面に載置された。これによって管材５１が付着試験片４３から自然に脱落した場合（即ち、管材５１に人為的に力を加えることなく、管材５１やその内部に存するコールタール５３由来の物質に働く重力により、管材５１が付着試験片４３から脱落した場合）には、図３〜図５における「付着カーボンせん断」の欄に「付着無」と記載した。焼成用試験物６５から取り出された管材５１及び付着試験片４３が試験台６９の上面に載置されても、管材５１が付着試験片４３から自然に脱落しなかった場合（即ち、管材５１が付着試験片４３に着いたままの場合）には、図３〜図５における「付着カーボンせん断」の欄に「付着有」と記載し、さらに後述する接着強度試験を行った。接着強度試験は、図７（ｄ）に示すよう、付着試験片４３に着いている管材５１の前記一端（コート面３６に当接している端）近傍に鉛直下向きの力Ｆを加え、力Ｆを次第に増加させていったときに管材５１が付着試験片４３（コート面３６）から脱落したときの力Ｆ（単位ＫＮ：キロニュートン＝１０３Ｎ）を測定した。測定した力Ｆ（単位ＫＮ）に基づき、せん断接着強度（単位ＭＰａ）を算出した。なお、せん断接着強度Ｑ（単位ＭＰａ）は、管材５１に注入されたコールタール５３とコート面３６との接触面積Ｓ（単位ｃｍ２）（ここでは換言すれば、コート面３６に当接した管材５１の前記一端側における管材５１の内部断面積）によって、該測定した力Ｆ（単位ＫＮ）を除すことで計算した（Ｑ＝１０×Ｆ／Ｓ）。図３〜図５における「付着カーボンせん断」の欄に「付着有」と記載したものについては、このせん断接着強度（単位ＭＰａ）も該欄中に記載した。以上説明したように、異物たる炭素粉（カーボン）がコート面３６にどの程度の強固さで付着していたかは、図３〜図５における「付着カーボンせん断」の欄が「付着無」のものが最も弱かったことを示し、該欄が「付着有」のもの同士では該欄に記載されたせん断接着強度（単位ＭＰａ）が小さいほど弱かったことを示している。
【００３７】
以上説明したように、図３〜図５中、実験番号１１１〜１１７、実験番号１２１〜１２５、実験番号１３１〜１３６のそれぞれに係る実験は、既存の溶射体３５である被覆体の凹凸を有する被覆体表面３７に酸素を含む気体（ここではほぼ純粋な酸素ガス）と共に溶射体被覆材料３９を吹き付け、溶射体被覆材料３９が被覆体表面３７において溶融することで被覆体表面３７に溶着し被覆体表面３７を覆うことにより該凹凸を平滑化する方法であって、該溶射体被覆材料３９は、耐火性粒子と、金属粒子と、耐火性粒子の軟化点（１５００℃）よりも低い軟化点（ここでは４２０℃〜１１５０℃）を有する軟化性粒子と、を含むものである、方法である（なお、実験番号１１１〜１１７、実験番号１２１〜１２５、実験番号１３１〜１３６においては、いずれも溶射体被覆材料３９は、耐火性粒子と金属粒子と軟化性粒子とからなり、これら耐火性粒子、金属粒子及び軟化性粒子以外の成分は含んでいない。）。
ここでは図３〜図５中、実験番号１１２〜１１４、実験番号１２１〜１２５、実験番号１３１〜１３６においては、軟化性粒子の軟化点が、５００℃〜９００℃である。例えば、図３中、実験番号１１２〜１１４は、軟化性粒子の軟化点が５００℃〜９００℃の範囲外である実験番号１１１、１１５〜１１７に比し、被覆体表面３７に存していたような凹凸がコート面３６に全く認められず、ダレも生じなかったことに加え、異物たる炭素粉（カーボン）のコート面３６への付着もない（付着無）。
【００３８】
そして、図３〜図５中、実験番号１１１〜１１７、実験番号１２１〜１２５、実験番号１３１〜１３６のそれぞれに係る実験は、軟化性粒子が、酸化ケイ素を７０重量％以上含有するケイ酸塩ガラスにより形成されるものである。
図３〜図５中、実験番号１１１〜１１７、実験番号１２１〜１２５、実験番号１３１〜１３３の実験においては、軟化性粒子のアスペクト比Ｒの算術平均値Ｒａは上述した通り１．０〜２．０の範囲内であり、軟化性粒子が球状を略なしていた。例えば、図５中、実験番号１３１〜１３３では算術平均値Ｒａは１．０〜２．０の範囲内であり軟化性粒子が球状であったが、図５中、実験番号１３４〜１３６では算術平均値Ｒａは前述の如く２．０を超えるものであり軟化性粒子が非球状であったが、実験番号１３１〜１３３は実験番号１３４〜１３６と比べるとコート面３６の状態もよく、異物たる炭素粉（カーボン）のコート面３６への付着もない（付着無）。
加えて、図３〜図５中、実験番号１１１〜１１４、実験番号１２１〜１２５、実験番号１３１〜１３３は、軟化性粒子の粒子径が０．１２ｍｍ〜１．３０ｍｍであり、この範囲外の粒径を有する実験番号１１５〜１１７、実験番号１３４〜１３６のものに比し、コート面３６の状態もよく、異物たる炭素粉（カーボン）のコート面３６への付着も少ないことが明らかになった。
また、図３〜図５中、実験番号１１１〜１１７、実験番号１２１〜１２４、実験番号１３１〜１３６の実験においては、溶射体被覆材料中の軟化性粒子の重量割合（図３〜図５中、軟化性粒子の添加量（重量％））が、３重量％〜２０重量％である。例えば、図４中、実験番号１２１〜１２４は、実験番号１２５（軟化性粒子の添加量：２５重量％）に比し、コート面３６の状態もよく、異物たる炭素粉（カーボン）のコート面３６への付着もない（付着無）。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】押し棒式熱膨張測定装置を用いて軟化点を決定する方法を示すグラフである。
【図２】軟化性粒子を光学顕微鏡によって観察したところを示す模式図である。
【図３】実験条件を示す図である。
【図４】実験条件を示す図である。
【図５】実験条件を示す図である。
【図６】被覆体の表面に、図３〜図５に示した実験番号の溶射体被覆材料を溶射（吹き付け）する実験操作を示す模式図である。
【図７】異物たる炭素粉（カーボン）がコート面にどの程度強固に付着するかを評価する実験操作を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
３１        並型煉瓦
３３        溶射材
３４        コート層
３５        溶射体（被覆体）
３６        コート面
３７        表面
３８        溶射装置
３９        溶射体被覆材料
４１        コート物
４３        付着試験片
５１        管材
５３        コールタール
６１        容器
６３        コークス粉
６５        焼成用試験物
６７        電気炉
６９        試験台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005005463.tif 000006
【図６】
0005005463.tif 000007
【図７】
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