(57)【要約】【課題】ブラスト洗浄、バリ取り、塗膜剥離等に使用されるものであり、優れた洗浄効果を有するとともに被洗浄物の表面を疵付けることなく、かつ繰り返し使用頻度が高く寿命の長い樹脂複合研掃材を提供することを目的とする。【解決手段】熱可塑性樹脂中に内部組織がマルテンサイト相を有している一次平均粒子径１０〜５００μｍのアトマイズ鉄粉を１０〜６０体積％分散させた樹脂複合研掃材にあり、被研掃物表面を疵付けることなく、更には上記研掃材を被洗浄物の表面へ投射しても粉砕が起こり難く、優れた洗浄効果を有し、かつ繰り返し使用頻度が高いため寿命が長い樹脂複合研掃材になる効果がある。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂中に内部組織がマルテンサイト相を有している一次平均粒子径１０〜５００μｍのアトマイズ鉄粉を１０〜６０体積％分散させたことを特徴とする樹脂複合研掃材。
【請求項２】
熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、そしてポリカーボネート樹脂から選ばれた少なくとも一種である請求項１記載の樹脂複合研掃材。
【請求項３】
アトマイズ鉄粉が合金鉄である請求項１記載の樹脂複合研掃材。
【請求項４】
樹脂複合研掃材の粒径が０．１〜３ｍｍである請求項記載１〜３の何れかに記載の樹脂複合研掃材。
【請求項５】
樹脂複合研掃材が押出成形により作製したペレットを粉砕して分級し、粒径が０．１〜３ｍｍである請求項記載１〜３の何れかに記載の樹脂複合研掃材。
【請求項６】
樹脂複合研掃材が押出成形後に水中で冷却しながら切断し、粒径が０．３〜３ｍｍである請求項記載１〜３の何れかに記載の樹脂複合研掃材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂複合研掃材に係り、詳しくは機械、電気、光学部品等の洗浄やバリ取り、金属部品や樹脂部品等の強固な塗膜剥離に使用されるものであり、優れた洗浄効果を有するとともに被洗浄物の表面を疵付けることなく、かつ繰り返し使用頻度が高く寿命が長い樹脂複合研掃材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブラスト洗浄用樹脂系研掃材には、特許文献１にも記載されているようにメラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、ケトン樹脂、エポキシ樹脂、グアナミン樹脂の１種もしくは２種以上の熱硬化性樹脂にアルミナ、シリカ、カーボンブラック等の無機充填材を所定量配合したものが知られている。このブラスト洗浄とは、被洗浄物に研掃材を衝突させて被洗浄物表面の錆、汚れ、皮膜、そして付着物等を除去するもので、洗浄効果は研掃材の衝突力、硬さおよび形状に影響される。一般には研掃材の衝突力が大きく、硬さが高く、また鋭角多角的な形状の方が研掃効果が優れていると言われている。しかしながら、衝突力が大きすぎたり、硬さが高すぎたり、また形状も鋭角が強すぎると被洗浄物表面を疵付け、研掃材自身が粉砕して製品歩留りが悪くなり、その結果製品寿命が低下するという問題があった。
【０００３】
研掃材の衝突エネルギーは、１／２×（研掃材の質量）×（研掃材の速度）２で表されるので、衝突エネルギーを増加するためには研掃材の速度および大きさが一定の場合、質量すなわち密度を大きくすることによって可能となる。例えば、密度の大きい材質である鉄粉を含む樹脂複合研掃材は、衝突エネルギーが大きい。
【０００４】
また、特許文献２には、シリカ粉末、アルミナ粉末、マイカ粉末、ガラス繊維等の無機質充填材あるいは木粉、プラスチック粉等の有機質充填材をエポキシ樹脂に配合した研掃材が記載されている。更には、ポリアミド樹脂やポリカーボネート樹脂のような比較的軟質な樹脂を用い、この樹脂に金属粉を配合した研掃材が特許文献３に提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２７７１２８号公報
【特許文献２】
特開平１０−１５４７号公報
【特許文献３】
特開２００２−１６６２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂は、常温粉砕が可能であっても、一般に固いために被洗浄物の表面を傷付け、研掃時に粉砕しやすくなって微粉化しやすく、これによりこれらの微粉はもはや洗浄能力がなく、また研掃材の流動性を低下させることになった。このように、樹脂の微紛が多く発生するほど研掃材歩留が低下し、製品寿命が短くなる大きな問題があった。
【０００７】
また、樹脂系研掃材の大きさは、粒径として０．１〜１ｍｍが適当であると言われており、これらの粒度を得るために、一般的に押出成形で作製した樹脂ペレットを粉砕機にて粉砕加工していた。他の粉砕として液体窒素等を用いた冷凍粉砕があるが、この方法ではコストの上昇をもたらす問題があった。
【０００８】
また、ポリアミド樹脂やポリカーボネート樹脂のような比較的軟質な樹脂に金属紛を混合した研掃材の場合には、樹脂自体による研掃効果は期待できなく、金属粉自体は被洗浄物表面を疵付ける恐れがあり、更には樹脂の常温粉砕も不可能であった。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ブラスト洗浄、バリ取り、塗膜剥離等に使用されるものであり、優れた洗浄効果を有するとともに被洗浄物の表面を疵付けることなく、かつ繰り返し使用頻度が高く寿命の長い樹脂複合研掃材を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
即ち、本願は請求項１の発明では、熱可塑性樹脂中に内部組織がマルテンサイト相を有している一次平均粒子径１０〜５００μｍのアトマイズ鉄粉を１０〜６０体積％分散させた樹脂複合研掃材にあり、ここで用いる熱可塑性樹脂は軟質であって被研掃物表面を疵付けることなく、更には上記研掃材を被洗浄物の表面へ投射しても粉砕が起こり難く、使用時間も長くなる効果がある。しかも、熱可塑性樹脂中に密度が大きくかつ硬質なアトマイズ鉄粉を分散させることによって、研掃効果を高めた樹脂複合研掃材になる。
【００１１】
本願請求項２の発明は、熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、そしてポリカーボネート樹脂から選ばれた少なくとも一種である樹脂複合研掃材にある。
【００１２】
本願請求項３の発明は、アトマイズ鉄粉が合金鉄である樹脂複合研掃材にある。
【００１３】
本願請求項４の発明は、樹脂複合研掃材の粒径が０．１〜３ｍｍである樹脂複合研掃材にある。
【００１４】
本願請求項５の発明は、樹脂複合研掃材が押出成形により作製したペレットを粉砕して分級し、粒径が０．１〜３ｍｍである樹脂複合研掃材にある。
【００１５】
本願請求項６の発明は、樹脂複合研掃材が押出成形後に水中で冷却しながら切断し、粒径が０．３〜３ｍｍの樹脂複合研掃材を得る樹脂複合研掃材にある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の樹脂複合研掃材に使用する熱可塑性樹脂は、軟質であって常温粉砕が可能となり、また被研掃物表面を疵付けることがなく、被洗浄物の表面へ投射しても粉砕が起こり難いものであり、具体的にはポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、そしてポリカーボネート樹脂から選ばれた少なくとも一種であり、より好ましくはポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂がよい。
【００１７】
上記熱可塑性樹脂に配合するアトマイズ鉄粉は、内部組織がマルテンサイト相を有している一次平均粒子径１０〜５００μｍのものであり、１０μｍ未満では研掃性能が低くなり、一方５００μｍを越えると分散状態が悪くなる。
【００１８】
一般に、アトマイズ鉄粉は、溶融鉄の流れに高圧の水ジェットを噴霧して得た鉄粉を還元性雰囲気中で焼純して軟質化を行うことによって作製され、多くは粉末冶金分野に供されている。
【００１９】
本発明で使用するアトマイズ鉄粉は、合金鉄を溶解した後、細孔から落下させ、この流れに対して高圧の水ジェットを噴射して得た鉄粉を使用する。この鉄粉は合金鉄が急冷されて内部組織がマルテンサイト相という極めて硬質な組織を有しているために、研掃能力に優れ、また噴射後の硬質な鉄粉を使用するために、後工程、即ち乾燥し分級を経て還元炉で焼鈍される軟質化工程が不必要であり、より一層安価な材料確保が可能となる。
【００２０】
本発明で使用するアトマイズ鉄粉の化学成分の一例を示す。合金鉄粉には、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，そしてＣｏ等の合金元素が含まれており、これらの元素は鉄粉の焼入れを促進し硬さを高くする働きがある。
【００２１】
【表１】
2004261892.tif 000002
【００２２】
上記熱可塑性樹脂中にアトマイズ鉄粉を１０〜６０体積％分散させ、押出成形によりアトマイズ鉄粉を分散した樹脂の複合ペレットを作製した後、該ペレットを粉砕して分級し、粒径が０．１〜１．３ｍｍの粒子を作製する方法、押出成形後に水中で冷却しながら切断する、水中カットペレタイジング法により粒径が０．３〜３ｍｍの粒子を作製する方法によって可能である。
【００２３】
また、この粒径を維持する他の方法として、押出成形で作製した複合ペレットを粉砕機にて粉砕加工することもできる。粉砕は常温粉砕と液体窒素等を用いた冷凍粉砕があるが、本発明で使用する熱可塑性樹脂は軟質であるため、本来常温粉砕が難しいが、熱可塑性樹脂に高強度な無機質充填材を分散させることによって硬度を高くすることで常温粉砕が可能になり、コストの上昇を押さえることができる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。
【００２５】
実施例１〜３、比較例１〜３
表２に各実施例と各比較例について研掃材の配合、粒径および比重を示す。ここで使用するポリプロピレン樹脂としてチッソ社製Ｋ７７３０Ｒを、マルテンサイト相を有するアトマイズ鉄粉として神戸製鋼所社製アトマイズ鉄粉４１００  ＰＯ−４３４（表１のアトマイズ鉄粉Ｉ）および４１００Ｈ  ＰＯ−４３３（表１のアトマイズ鉄粉ＩＩ）で粒度が＃２００のものを、還元鉄粉として同和鉄粉工業社製ＮＣ−２００（粒度＃２００）のものを用いた。アルミナとしては南興セラミックス社製の粒度が＃２００のものを用いた。アトマイズ鉄粉の硬さは表２に示すように、実施例は比較例に比べて極めて高いことが判る。
【００２６】
実施例では、アトマイズ鉄粉の配合量を２０体積％とし、粒径を押出成形により作製したペレットを粉砕して０．３〜１ｍｍに分級したもの（実施例１と実施例２）、また押出成形後水中カットペレタイジング法により０．８ｍｍ（粒径のばらつきは少ない）にしたもの（実施例３）の２種類を作製した。
【００２７】
比較例では還元鉄粉配合量が２０および３０体積％の２種類（比較例１と比較例２）と、研掃材の中では最も研掃性能が高いもののひとつであるアルミナとこれに比重を実施例と同一にするために還元鉄粉を合せて充填したもの（比較例３）を作製した。この材料は、押出成形により作製したペレットを粉砕し分級して作製し、粒径は０．３〜１ｍｍである。
【００２８】
また、全ての材料には鉄粉とポリプロピレン樹脂の接着促進のため、酸変性ポリプロピレン樹脂（三洋化成社製ユーメックス１０１０）および帯電防止剤（花王社製エレストマスター３２０）を添加した。表２の研掃材を用いて実施した評価結果を表３に示す。
【００２９】
【表２】
2004261892.tif 000003
【００３０】
評価結果では、ゴム用金型に対する研掃能力とＳＵＳ３０４ステンレス試験片に対する算術平均粗さＲａを測定した。
【００３１】
ゴム用金型に対する研掃能力の測定では、金型洗浄用ブラスト設備を用いてゴム用金型（４６０ｍｍ×２８０ｍｍ）の洗浄を実施した。ブラスト条件は吸引式エアブラストで投射圧力０．４ＭＰａ、投射距離１０ｃｍで、投射時間は２分とした。その結果、研掃能力として錆び、汚れは取れるがゴム滓が若干残っているものを「△」、錆び、汚れは取れるが強固なゴム滓が若干残っているものを「○」、そして錆び、汚れおよび強固なゴム滓がほとんど取れるものを「◎」にした。
【００３２】
ステンレス試験片に対する表面粗さである算術平均粗さＲａの測定では、試験片としてステンレス試験片をペーパー仕上げにより予め算術平均粗さＲａを０．２μｍに仕上げたものを用い、ブラスト条件は吸引式エアブラストで投射圧力０．４ＭＰａ、投射距離１０ｃｍで、投射時間は１分とした。ブラスト後の算術平均粗さＲａは、試験後のステンレス試験片を表面粗さ測定器サーフテスト５００（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ社製）で測定した。
【００３３】
【表３】
2004261892.tif 000004
【００３４】
その結果、研掃能力では、実施例１〜３において全て良好な洗浄状態が得られた。ここで強固なゴム滓とは、長時間使用して発生した腐食孔に食い込んだゴムのことをいうが、本実施例の研掃材は、この強固なゴム滓をほとんど取ることができた。
【００３５】
還元鉄を充填した比較例１は実施例に比べて研掃能力が悪く、比較例１より還元鉄粉配合量を増やした比較例２は比較例１と実施例の中間の研掃能力を示した。また、アルミナを充填した比較例３は、研掃能力が実施例１〜３と同様に優れているが、表面粗さＲａが大きくなり試験片の表面を大きく粗らした。
【００３６】
上述したようにアルミナを充填した比較例３は、表面粗さが著しく大きくなったが、その他の比較例１〜２および実施例１〜３では表面粗さが試験前とほぼ同等かそれ以下であった。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本願の各請求項記載の発明によれば、熱可塑性樹脂中に内部組織がマルテンサイト相を有する一次平均粒子径１０〜５００μｍのアトマイズ鉄粉を１０〜６０体積％分散させた樹脂複合研掃材にあり、被研掃物表面を疵付けることなく、更には上記研掃材を被洗浄物の表面へ投射しても粉砕が起こり難く、優れた洗浄効果を有し、かつ繰り返し使用頻度が高いため寿命が長い樹脂複合研掃材になる効果がある。