(57)【要約】【課題】研磨持続性を長時間維持することができる研磨材を得ることを目的とする。【解決手段】水１２を含有することにより所望の弾力性および粘着性を有するゼラチンにて成る核体１１と、核体１１に含有させる水１２と、核体１１の表面に粘着性により粘着された複数の砥粒１４と、核体１１に含有させ、核体１１からの水分蒸発を防止する蒸発防止材１３とを備えた研磨材２０において、核体１１と複数の砥粒１４との表面に油膜１５を形成するものである。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を含有することにより所望の弾力性および粘着性を有するゼラチンにて成る核体と、上記核体に含有させる水と、上記核体の表面に上記粘着性により粘着された複数の砥粒と、上記核体に含有させ、上記核体からの水分蒸発を防止する蒸発防止材とを備えた研磨材において、上記核体と上記複数の砥粒との表面に油膜を形成することを特徴とする研磨材。
【請求項２】
核体は、当該核体内に複数の砥粒を取り込んで形成され、上記核体内に取り込まれた複数の砥粒の表面に油膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨材。
【請求項３】
油膜の材料として、流動性パラフィンを用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨材。
【請求項４】
蒸発防止材が、水溶性オイルにてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の研磨材。
【請求項５】
核体と油膜との重量比率が、２００対３ないし１にて成り、核体と水との重量比率が、１０対２ないし５にて成ることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の研磨材。
【請求項６】
砥粒として、ダイヤモンド、炭化珪素、アルミナのいずれかまたは全てを用いることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の研磨材。
【請求項７】
所望の粒径にてなる請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の研磨材を、上記研磨材の核体に水を保持した状態で、かつ、上記核体および上記砥粒の表面が油膜にて覆われた状態にて被研磨材に噴射して衝突させ、上記被研磨材の表面を研磨することを特徴とする研磨材を用いた研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、研磨能力の持続性に優れた研磨材および研磨材を用いた研磨方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の研磨材の構成を示す断面図である。図において、１は水を含有することにより所望の弾力性および粘着性を有するゼラチンにて成る核体、２および３は核体１に含有された水および蒸発防止材で、蒸発防止材３とは水２の蒸発を防止する特性を有するものである。４は核体１の表面にその粘着性により粘着された複数の砥粒である。これらにより研磨材１０が構成される。
【０００３】
上記のように構成された従来の研磨材は、研磨時において、核体に水分を保持し、その水分は蒸発防止材にて蒸発することを防止されている。このため、蒸発防止材を含有しない場合と比較すると数段に研磨能力の持続性を確保することができた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２０７１６０号公報（段落００２５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の研磨材は、水分の蒸発を防止する蒸発防止材を研磨材に含有させることにより、研磨能力の持続性を確保しているが、これによっても、研磨能力の持続性は１時間程度であり、それ以後再度使用する場合は水分を適当量補給しなければならないという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、研磨能力の持続性を更に向上することができる研磨材および研磨材を用いた研磨方法に関するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る請求項１の研磨材は、水を含有することにより所望の弾力性および粘着性を有するゼラチンにて成る核体と、核体に含有させる水と、核体の表面に粘着性により粘着された複数の砥粒と、核体に含有させ、核体からの水分蒸発を防止する蒸発防止材とを備えた研磨材において、核体と複数の砥粒との表面に油膜を形成するものである。
【０００８】
また、この発明に係る請求項２の研磨材は、請求項１において、核体は、当該核体内に複数の砥粒を取り込んで形成され、核体内に取り込まれた複数の砥粒の表面に油膜が形成されているものである。
【０００９】
また、この発明に係る請求項３の研磨材は、請求項１または請求項２において、油膜の材料として、流動性パラフィンを用いるものである。
【００１０】
また、この発明に係る請求項４の研磨材は、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、蒸発防止材が、水溶性オイルにてなるものである。
【００１１】
また、この発明に係る請求項５の研磨材は、請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、核体と油膜との重量比率が、２００対３ないし１にて成り、核体と水との重量比率が、１０対２ないし５にて成るものである。
【００１２】
また、この発明に係る請求項６の研磨材は、請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、砥粒として、ダイヤモンド、炭化珪素、アルミナのいずれかまたは全てを用いるものである。
【００１３】
また、この発明に係る請求項７の研磨材を用いた研磨方法は、所望の粒径にてなる請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の研磨材を、研磨材の核体に水を保持した状態で、かつ、核体および砥粒の表面が油膜にて覆われた状態にて被研磨材に噴射して衝突させ、被研磨材の表面を研磨するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態について説明する。図１（ａ）はこの発明の実施の形態１の研磨材の構成を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示した研磨材の断面を示す断面図、図２は被研磨材に図１に示した研磨材を噴出して衝突させるための噴出装置の構成を示す図である。図１において、１１は水を含有することにより所望の弾力性および粘着性を有するゼラチンにて成る核体である。
【００１５】
１２および１３は核体１１に含有された水および蒸発防止材で、蒸発防止材１３は水１２の蒸発を防止する特性を有するものである。１４は核体１１の表面にその粘着性により粘着された複数の砥粒、１５は核体１１と複数の砥粒１４との表面に形成された油膜である。これらにより研磨材２０が構成される。
【００１６】
さらに、それぞれについて具体例を述べる。核体１１としてのゼラチンは、水１２を含有することにより所望の弾力性および粘着性を有する。このゼラチンはその特性として、親水性を有することは一般的によく知られている。よって、上記に示したように水を含有することは可能であり、上記のような弾力性および粘着性の特性を有するものと成る。
【００１７】
また、蒸発防止材１３は、この核体１１としてのゼラチンに含有できるものであるから、もちろんのことその特性として親水性を有することは言うまでもない。そして、核体１１に油を塗布すると、油は親油性を有するものであるため、核体１１に含有されることはなく、核体１１の表面を覆う油膜１５と成る。
【００１８】
またこの核体１１のゼラチンは、径として、０．１ｍｍから２ｍｍのものが用いられる。次に、砥粒１４としては、ダイヤモンド、炭化珪素、アルミナのいずれかまたは全てを用いるものが考えられる。この砥粒１４に油を塗布した場合は、その表面に油膜１５が形成されることとなる。この砥粒１４の粒度としては、３０００メッシュ〜１００００メッシュのものが用いられる。
【００１９】
次に、蒸発防止材１３としては、核体１１の水１２を保持し水分蒸発を防止するもので、核体１１に含有することができる例えば水溶性オイルにてなる。例としては、エチレングリコールまたは、ソルビトール等の利用が考えられる。
【００２０】
次に、油膜１５としては、動物性油、鉱物性油、植物性油などの利用が考えられる。その中でも、ラードや牛脂と言われるものは、使用時に固まりやすく（溶融点が高いことが原因であると考えられる）、においがきつく不向きであった。また、ごま油、サラダ油、パーム油などは、においがきつく不向きであった。作業性、におい、コストの関係から、適した油としては、例えば、ウインター（豚由来の油）、ニートオイル（牛由来の油）、スクワラン、流動性パラフィン、オリーブオイルなどがある。
【００２１】
次に、上記示した材料にて研磨材を製造する際のそれぞれの配合割合であるが、例えば核体１１の分量を１０００ｇとすると、核体１１に含有される水１２の分量は、２００ｇ〜５００ｇとする。また、砥粒１４の分量は、ダイヤモンドが１００ｃｔ±１０ｃｔ、炭化珪素が５０ｇ±１０ｇ、アルミナが５０ｇ±１０ｇとする。また、蒸発防止材１３の分量を水１２とほぼ同量に設定する。このとき、油膜１５の油量は、１０ｇ±５ｇとする。油膜１５の量は上記した上限値より多すぎると、研磨材２０が研磨装置（噴出装置）内に付着してしまう。また、上記した下限値より少なすぎると、研磨材２０の表面全体を覆えなくなり、水分蒸発防止の効果を得ることができない。
【００２２】
この時の水１２の量は、少なすぎると、核体１１の粘着性および弾力性が所望より小さくなり、被研磨材の表面を鏡面に仕上げることができなくなり、多すぎると、被研磨材の表面に余分な水分が残り、被研磨材の表面が酸化してしまうということにより設定された値である。さらに、蒸発防止材１３として水溶性オイルを用いるため、この水溶性オイルが核体１１内に水分を保持し、この水分が被研磨材の表面に付着するのを防止することができる。よって、被研磨材の表面の酸化は確実に防止される。
【００２３】
また油膜１５の量は、核体１１および砥粒１４の全体を覆うような量となるように設定されたものである。油膜１５が核体１１および砥粒１４の全体を覆うようにしているため、核体１１から水分が蒸発するのをより一層防止している。また、水分が被研磨材の表面に付着するのをより一層防止している。よって、被研磨材の表面の酸化はさらに確実に防止される。
【００２４】
また、砥粒１４の量は、核体１１の表面をほぼ覆うような量となるように設定されたものであり、砥粒１４の形状や使用物質により適宜設定する必要がある。
【００２５】
また、蒸発防止材１３の量は、エチレングリコール、または、ソルビトールを用いた場合の量について述べたが、他の物質を使用する場合の配合量は、その物質の分子量や特性などにて変化するものであり適宜設定する必要がある。
【００２６】
次に、研磨材の製造方法であるが、まず、核体１１に水１２および蒸発防止材１３の混合液を霧吹きなどにて吹きかけ含有させる。次に、水１２を含有することにより所望の粘着性を有する核体１１の表面に、よく混合された砥粒１４を付着させる。次に、油を霧吹きなどにて吹きかけ核体１１および砥粒１４の表面を覆うように油膜１５を形成すると、図１に示したような研磨材２０を形成することができる。
【００２７】
図２において、５は羽根車で、２枚の円板が板状の複数枚の羽根を挟持してなり、その羽根は回転方向に前傾して設けられている。６は羽根車５の周囲の一部に巻掛けられたベルト、７は羽根車５に設けられた投入口で、この投入口７から研磨材２０が羽根車５の内部に供給される。８はベルト６を羽根車５と連動させるためのプーリ、９は羽根車５から研磨材２０を被研磨材に噴射するための噴射ノズルである。
【００２８】
上記のように構成された噴射装置を用いた研磨方法について述べる。まず、プーリ８を介したベルト６を回転させることにより、羽根車５を回転させる。次に、投入口７から羽根５の内部に研磨材２０を投入する。次に、羽根による風圧と遠心力とにより、研磨材２０は徐々に羽根車５の外周に片寄る。
【００２９】
さらに、羽根車５はベルト６上を転動しているため、ベルト６が羽根車５の周面から離れる点を始点とした接線方向、即ちノズル９から研磨材２０は被研磨材に噴射され、衝突して研磨する。そして、研磨した後の研磨材２０は回収され再び、投入口７から投入され上記研磨動作を繰り返し行う。
【００３０】
このような方法にて、所望の粒径にて形成された研磨材を用いて被研磨材を研磨する場合、被研磨材と研磨材との衝突により摩擦熱が発生するため、研磨材および被研磨材が加熱される。このように研磨材が加熱されると、核体に含有している水が蒸発する。
【００３１】
研磨中においてはこのような現象が発生するため、この研磨方法を連続して行おうとすると、研磨材の核体に水のみが含有されている場合であれば、研磨材の加熱により水が蒸発してしまい、核体の弾力性および粘着性がすぐに低下していき、被研磨材の表面がナシ地になり、所望の研磨状態を得ることができなかった。
【００３２】
また、研磨材の核体に水および蒸発防止材１３が含有されている場合であっても、研磨材の加熱により水分は徐々に蒸発している。よって、この場合であっても１時間程度の使用には被研磨材の表面を所望の鏡面仕上にできるものの、１時間以上に成ると、上記場合と同様に被研磨材の表面がナシ地になり、所望の研磨状態を得ることができない。
【００３３】
しかし、本願発明のように、研磨材２０の核体１１に、水１２とこの水１２の蒸発を防止する蒸発防止材１３とを含有し、さらに、核体１１および砥流１４の表面を油膜１５にて覆うように形成すると、研磨材２０の加熱による水１２の蒸発はより一層抑制され、３時間から４時間の長時間に渡り研磨材２０を連続使用して研磨を行っても、核体１１には所望量の水１２が含有された状態が保たれる。
【００３４】
そして、核体１１に必要な所望の弾力性および粘着性が低下せず、被研磨材の表面を鏡面にて研磨し続けることができる。又、核体１１および砥粒１４の表面に油膜１５が形成されているため、この油膜１５が、核体１１内の水分の被研磨材表面への付着をより一層防止するため、被研磨材の酸化（腐食）をより一層防止することができる。
【００３５】
また、このことは研磨材を保管管理する時にも同様のことがいえる、すなわち、研磨材を利用せず保管しているときに、水および蒸発防止材を含有している場合には、その水が保管状態にて徐々に蒸発してしまい上記示した状態と同様の状態となり、研磨に利用することができなくなる。しかし、本願発明のように核体１１に蒸発防止材３を含有し、核体１１および砥粒１４の表面を油膜１５にて覆っている場合、研磨材２０の水１２が保管状態にて蒸発することはほとんどなくなる。
【００３６】
実際に、上記示した実施の形態１の研磨材との比較実験を図３に示すような研磨材に対してそれぞれ行った。核体、砥粒および水は全ての研磨材において同様のものとした。それぞれの違いは、従来例１としては、水のみを含有させた研磨材とし、従来例２としては、水および蒸発防止材（エチレングリコール）を含有させた研磨材とした。
【００３７】
また、比較例１としては、水のみを含有させた研磨材に油膜（流動性パラフィン）を形成したもの、各実施例としては、水および蒸発防止材を含有させた核体と砥粒との表面に油膜を形成したものである。そして、実施例１は流動性パラフィン、実施例２はウインター、実施例３はニートオイル、実施例４はスクワラン、実施例５はオリーブオイルを用いたものである。
【００３８】
比較実験を行った結果、被研磨材や、研磨材の噴出速度により差が出るものの、従来例１は研磨開始直後から被研磨材の表面がナシ地（図において×にて示す）となり、所望の研磨を行うことができない。また、比較例１は、研磨開始直後から被研磨材の表面がナシ地になる。これは、核体内において、水を保持しておく蒸発防止材が含まれていないため、いくら表面を油膜で覆ったとしても、核体内おいて水分を保持しておく能力が十分でないために生じるものと考えられる。また、従来例２は１時間程度では、被研磨材の表面は鏡面仕上となり、所望の研磨（図において◎にて示す）を行うことができるものの、２時間以上になると、被研磨材の表面はナシ地となった。
【００３９】
これに対し、各実施例は２時間、３時間が経過しても被研磨材の表面は鏡面仕上を確保することができる。これらのことからも分かるように、研磨において水および蒸発防止材を含む研磨材を使用した場合の所望な研磨（鏡面仕上げ）が可能な研磨時間と、本願発明の研磨材２０による同様の研磨時間とを比較すると、本願発明の方が２倍〜３倍の研磨時間、所望の研磨状態を持続することができた。
【００４０】
また、各実施例において、研磨の持続性については同様の効果を得ることができる。しかし作業性においては、油として流動性パラフィンを用いたものが優れていた（図において◎にて示す）。これは、流動性パラフィンが化粧品などに一般的に使用されている油であり、さらっとした感触を有する油であるためであると考えられる。他の油については、若干のべたつきがあり作業性としては流動パラフィンよりは劣っている（図において○にて示す）。
【００４１】
尚、上記示した被研磨材としては、金属が主となる材質のものを使用した。例えばハイス鋼、ダイス鋼、ステンレス鋼、超硬合金、鉄材、アルミ材、銅材など様々なものが可能であり、同様の効果を得ることができた。ただし、上記示した以外の材質のものであっても、研磨ができるものであれば同様に利用可能となることはいうまでもない。
【００４２】
また、本願発明では核体１１をゼラチンにて構成しているため、研磨材２０が被研磨材に衝突したり、または他の原因によりつぶれるような状態になったとしても、ゼラチンの特性により再び結合する。よって、研磨材２０の量が目減りすることは防止され、研磨効率の低下を防止することができる。
【００４３】
上記のように構成されたこの発明の実施の形態１の研磨材によれば、被研磨材の表面を鏡面に仕上げることができ、かつ、研磨の持続性に大変優れており、作業効率を向上させることができる。
【００４４】
尚、実際の研磨においては被研磨材の材質に応じて研磨材の吹き付け速度を適宜調整する。例えば、被研磨材の表面が柔らかい材質や脆い材質である場合には研磨材の吹き付け速度を下げて、また、逆の場合には速度を上げて調整を行い、被研磨材の表面を鏡面に仕上げる。すなわち、研磨材の吹き付け速度を調整することによって研磨材の運動エネルギーを調整し、研磨材の被研磨材の表面に対する摩擦力、すなわち研磨力を調整することが可能である。
【００４５】
また、上記実施の形態では、研磨材を羽根車から斜め下に吹き付ける例を示したが、これに限られることはなく、研磨材を羽根車から斜め上に吹き付けることも可能である。すなわち、羽根車の回転を適宜設定することで、被研磨材自体を動かすことなく被研磨材表面に対して様々な角度からの研磨を行うことができる。
【００４６】
また、核体１に含有させるものとして、水と、この水の蒸発を防ぐ蒸発防止材とを示したが、さらに、防腐剤等の物質が添加されることは十分に考えられる。
【００４７】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２の研磨材の構成を示す断面図、図５は図４に示した研磨材の核体表面に砥粒を粘着させる前段階状態を示す断面図である。各図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。１４ａは核体１１内に取り込まれた複数の砥粒で、これら砥粒１４ａの表面にも油膜１５が形成されているものである。
【００４８】
この発明の実施の形態２の研磨材２１の製造方法は、まず、ある程度の油と砥粒１４とをよく混合しておき、あらかじめ砥粒１４の表面に油膜１５を形成しておく。次に、核体１１にこの表面に油膜１５を形成した砥粒１４の一部を練りこんでおく。そして、所望の径と成る核体１１を形成する（図５）。次に、水１２および蒸発防止材１３の混合液を、霧吹きなどにて吹きかけ核体１１に含有させる。
【００４９】
次に、水１２により粘着性を有した核体１１の表面に先ほどあらかじめ表面に油膜１５を形成した砥粒１４を付着させる。次に、残りの油を霧吹きなどにて吹きかけて核体１１の表面を覆うように油膜１５を形成すると、図４に示すような研磨材２１を形成することができる。
【００５０】
上記のように構成された実施の形態２の研磨材は砥粒１４および１４ａの表面にあらかじめ油膜１５が形成されているため、核体１１がつぶれて再び結合する際に、核体１１内の砥粒１４ａもその表面を油膜１５にて覆われているため、再結合した核体１１および砥粒１４または１４ａの表面が油膜１５で覆われることと成る。よって、上記実施の形態１の場合より、研磨効率をより一層向上することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、水を含有することにより所望の弾力性および粘着性を有するゼラチンにて成る核体と、核体に含有させる水と、核体の表面に粘着性により粘着された複数の砥粒と、核体に含有させ、核体からの水分蒸発を防止する蒸発防止材とを備えた研磨材において、核体と複数の砥粒との表面に油膜を形成するので、核体内の水分の蒸発を核体および砥粒の表面を覆う油膜により、防止することができる研磨材を提供することが可能となる。
【００５２】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、核体は、当該核体内に複数の砥粒を取り込んで形成され、核体内に取り込まれた複数の砥粒の表面に油膜が形成されているので、核体内の水分の蒸発を核体および砥粒の表面を覆う油膜により、より一層防止することができる研磨材を提供することが可能となる。
【００５３】
また、この発明の請求項３によれば、請求項１または請求項２において、油膜の材料として、流動性パラフィンを用いるので、作業性に優れた研磨材を提供することが可能となる。
【００５４】
また、この発明の請求項４によれば、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、蒸発防止材が、水溶性オイルにてなるので、水分の保持に優れ、かつ、被研磨材の表面への水分の付着を防止することができる研磨材を提供することが可能となる。
【００５５】
また、この発明の請求項５によれば、請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、核体と油膜との重量比率が、２００対３ないし１にて成り、核体と水との重量比率が、１０対２ないし５にて成るので、所望の研磨状態を得ることができる研磨材を提供することが可能となる。
【００５６】
また、この発明の請求項６によれば、請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、砥粒として、ダイヤモンド、炭化珪素、アルミナのいずれかまたは全てを用いるので、被研磨材を確実に研磨することができる研磨材を提供することが可能となる。
【００５７】
また、この発明の請求項７によれば、所望の粒径にてなる請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の研磨材を、研磨材の核体に水を保持した状態で、かつ、核体および砥粒の表面が油膜にて覆われた状態にて被研磨材に噴射して衝突させ、被研磨材の表面を研磨するので、被研磨材の研磨表面を長時間に渡り鏡面に仕上ることができる研磨方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の研磨材の構成を示す図である。
【図２】図１に示した研磨材を用いる噴出装置の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１の研磨材と従来例、比較例との研磨実験の結果を示した図である。
【図４】この発明の実施の形態２の研磨材の構成を示す図である。
【図５】図４に示した研磨材の前段階の状態を示す断面図である。
【図６】従来の研磨材の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１　核体、１２　水、１３　蒸発防止材、１４，１４ａ　砥粒、
２０，２１　研磨材。
【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】
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【図６】
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