(57)【要約】【課題】被研磨物が凹凸を有する場合であっても安定したブラスト処理が可能であり、これにより所望の表面粗さを効率よく実現することのできるブラスト用研磨材を提供する。【解決手段】ブラスト処理に使用される研磨材１０である。中空状の弾性体粒子１の外表面に、硬質微粒子２が付着してなる。好適には、硬質微粒子２は、接着層３を介して弾性体粒子１の外表面に付着している。また、弾性体粒子１の内部４に液体が充填されていることも好ましい。硬質微粒子２は、好適には、モース硬度４以上で、粒径１００μｍ以下にて形成することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラスト処理に使用される研磨材において、中空状の弾性体粒子の外表面に、硬質微粒子が付着してなることを特徴とするブラスト用研磨材。
【請求項２】
前記硬質微粒子が、接着層を介して前記弾性体粒子の外表面に付着している請求項１記載のブラスト用研磨材。
【請求項３】
前記弾性体粒子の内部に液体が充填されている請求項１または２記載のブラスト用研磨材。
【請求項４】
前記硬質微粒子がモース硬度４以上である請求項１〜３のうちいずれか一項記載のブラスト用研磨材。
【請求項５】
前記硬質微粒子の粒径が１００μｍ以下である請求項１〜４のうちいずれか一項記載のブラスト用研磨材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブラスト用研磨材（以下、単に「研磨材」とも称する）に関し、詳しくは、自動車、電気機器、薬品、化学等の各種製造業における各種表面研磨、特には、各種製品のバリ取りや鏡面研磨等の平滑面を形成するための表面処理に使用されるブラスト用研磨材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、表面研磨を行う際には、バフがけなどによる平面研磨の手法が一般的に用いられている。しかし、凹凸のある立体構造物を被研磨物として研磨する場合には、このような平面研磨の手法を用いたのでは、その表面全体を研磨処理することは困難であり、十分に均一な研磨を行うことはできなかった。
【０００３】
ブラスト処理を用いて研磨処理を行うことも可能であるが、通常、ブラスト処理により実現される表面粗さは投射する研磨材の１０分の１〜１００分の１程度であるので、目的の研磨粗さが小さい場合、例えば、表面粗さ１μｍを目的とする場合には、非常に粒径の小さい研磨材が必要となる。粒径が小さくなれば研磨能が低下するので、この場合、微粉状の研磨材が多量必要となるとともに、安定した噴射を行う必要が生ずる。
【０００４】
これに対し、図３（イ）および（ロ）に夫々示すような、微粒子研削材１２をゴム状弾性体１１の内部に分散させた研磨材や、表面に付着させた研磨材等が報告されている（例えば、特許文献１〜特許文献４等を参照）。これらの研磨材は、ブラスト時に被研磨物表面に衝突して、変形しながら研磨を行う効果を有する。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５８−２３７７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】
特開昭５９−２５８６６号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】
特開平５−１１７６３５号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献４】
特開平１１−９０８３３号公報（特許請求の範囲等）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の研磨材のうち、前者については、弾性体粒子表面が微粒子により完全に覆われているものではなかったため、研磨効率が十分ではなかった。また、後者については、研磨材内部（コア）が詰まった構造であるので、コア質量のために、薄板を被研磨物とするブラストの際には衝突エネルギーにより被研磨物を変形させる可能性があった。さらに、両者ともに、ブラストにより生ずる熱エネルギーを蓄積しやすいために長時間ブラストを行うことができず、また、ブラスト時における変形が不十分で、衝突により塑性変形を生じてしまい、形状が復元しない場合があるという問題があった。特に、ブラスト装置内における搬送時に塑性変形を生ずると、安定したブラストの噴射ができなくなっていた。即ち、安定した効率的な研磨処理と所望の表面粗さとを十分両立させることのできる研磨材はこれまで存在しなかった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、被研磨物が凹凸を有する場合であっても、上記従来技術におけるような問題を生ずることなく、安定したブラスト処理が可能であり、これにより所望の表面粗さを効率よく実現することのできるブラスト用研磨材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のブラスト用研磨材は、ブラスト処理に使用される研磨材において、中空状の弾性体粒子の外表面に、硬質微粒子が付着してなることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においては、前記硬質微粒子を、接着層を介して前記弾性体粒子の外表面に付着させることができる。また、前記弾性体粒子の内部には、液体が充填されていることが好ましい。さらに、前記硬質微粒子は、好適にはモース硬度４以上であり、また、前記硬質微粒子の粒径は、１００μｍ以下とすることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１（イ）に、本発明のブラスト用研磨材１０の概略断面図を示す。図示するように、本発明のブラスト用研磨材１０は、中空状の弾性体粒子１の外表面に、硬質微粒子２が付着してなる。
【００１１】
本発明によれば、弾性体粒子１の外表面に付着した硬質微粒子２の作用により、凹凸を有する物体の表面であっても、効率よくかつ均一に研磨を行うことが可能となる。また、弾性体粒子１のコア部分が中空状に形成されているので、従来の研磨材のように塑性変形を生ずることなく十分な弾性変形を得ることができ、これにより被研磨物に与える衝撃力を極めて緩慢にすることができるので、表面が波状になるおそれがない。さらに、中空部の寸法を適宜変更することにより、いかなる板厚や材質の被研磨物であっても、変形させることなく効率良くブラスト処理を行うことが可能となる。さらにまた、ブラストによる熱エネルギーを蓄積しにくいため、長時間のブラスト処理にも好適に使用可能である。
【００１２】
弾性体粒子１の材質としては、特に制限されるものではなく、各種ゴム材料や熱可塑性エラストマー等のゴム状弾性体を適宜使用することができる。ゴム材料としては、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴムなどを挙げることができる。また、熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）系、ポリカーボネート（ＰＣ）系、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）系、ポリプロピレン（ＰＰ）系、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系、オレフィン（ＴＰＯ）系等が挙げられる。これら各種材料は単独で用いてもよく、また、２種以上を適宜混合して用いてもよい。２種以上を用いる場合には、２種以上をブレンドしたもの、または共重合させたものを用いてもよく、２種以上のモノマーを用いてもよい。また、研磨材の全てが同一種類のゴム状弾性体を用いたものでなくてもよい。
【００１３】
研磨材１０の本体部分となる弾性体粒子１をゴム状弾性体にて形成したことにより、研磨材１０は被研磨物２０の表面に衝突すると同時にその運動エネルギーにより弾性変形する（図１（ロ）参照）。そのため、研磨材１０の衝撃力が緩和されると同時に研磨材１０が被研磨物２０から受ける反発作用も抑制されて、結果として研磨材１０は被研磨物２０の表面上を擦過することになる（図２参照）。この際、研磨材１０は被研磨物２０の表面に接触しながら、進行方向に転がり、ねじり回転または滑りなどの複合的な動きをすることにより、被研磨物２０の表面の凹凸を削り取る作用を生ずる。従って、研磨材１０が潰れた状態で被研磨物２０に接触することによって、より研磨面を大きくしながら回転、滑り等を生ずることで、より効率的に表面研磨を行うことが可能となるのである。
【００１４】
かかる中空状の弾性体粒子１を作製する方法としては、特に制限されるものではないが、例えば、チューブ状の弾性体をカットして円柱形状の中空粒子を作るなどの手法を用いることもできる。また、市販品として、ＪＳＲ社製の中空粒子や積水化学工業（株）製の中空粒子等を使用することも可能である。例えば、ＪＳＲ社製の中空粒子（商品名  ＳＸ８６６（Ａ）、ＳＸ８６６（Ｂ）等）は変性可能な高架橋ポリマーからなるため、目的に合わせ適宜変性させることで本発明に適用可能である。なお、本発明における中空状の弾性体粒子１には、内部が完全に空洞のものだけでなく、全体がメッシュ状に形成されて内部に中空部分を有し、内部圧の変動が全くないものも含まれる。
【００１５】
硬質微粒子２の材質としては、特に制限されるものではないが、例えば、熱硬化性樹脂やダイヤモンド、シリコンカーバイト等を用いることができる。中でも熱硬化性樹脂としては、例えば、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、フェノール系樹脂、ケトン系樹脂、エポキシ系樹脂、グアナミン系樹脂などが挙げられる。
【００１６】
また、硬質微粒子２としては、モース硬度４以上のものを用いることが好ましい。高硬度の硬質微粒子２を弾性体粒子１の表面上に付着させることにより、投射材としての研磨材を多量に使用することなく所望の研磨能を得ることができ、粉塵公害の問題も引き起こさないため、効率良い処理が可能となる。
【００１７】
さらに、硬質微粒子２としては、粒径１００μｍ以下のものを用いることが好ましく、これにより、表面粗さＲａが１μｍ程度の平滑な表面を確実に実現することができる。例えば、塗装品のリサイクルの場合などには、被塗装物の表面塗装のみを剥離して母材表面を荒らさないようにすることが要求されるが、本発明の研磨材を用いたブラスト処理によれば、塗装剥離時に母材表面が荒れてしまった場合でも、表面粗さＲａを１μｍ以下とする調整を後から容易に行うことができ、様々な塗装品のリサイクルを行うことが可能となる。
【００１８】
弾性体粒子１の外表面に硬質微粒子２を付着させる手段としては、特に制限されるものではないが、例えば、図示するように、弾性体粒子１の外表面上に接着層３を設け、この接着層３を介して硬質微粒子２を付着させる方法を用いることができる。この接着層３については、弾性体粒子１と硬質微粒子２との双方に接着可能であって、ブラスト処理の衝撃時においても剥離を生じない程度の接着強度を有するものであれば、材質や厚み等については特に制限されるものではない。
【００１９】
また、本発明の他の実施形態においては、弾性体粒子１の内部の中空部４に、液体が充填されていることも好ましい（図示せず）。中空部４に液体を充填することにより、被研磨物２０への衝突時に研磨材１０がより平坦な形状に潰れて、研磨材１０の被研磨物２０に対する接触領域が増大することになり、表面研磨の効率をより向上することが可能となる。また、より塑性変形が生じにくいという利点もある。
【００２０】
本発明の研磨材１０自体の粒径としては、特に制限されるものではないが、下限が１０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上であり、上限が５０００μｍ以下、好ましくは３０００μｍ以下、より好ましくは１０００μｍ以下、特に好ましくは８５０μｍ以下である。
【００２１】
本発明の研磨材１０は、ブラスト処理における通常の投射材と同様にして用いることができ、直圧式やサイフォン式、タンブラー式、バレル式、遠心式、吸引式などの各種ブラスト装置を用いて、被研磨物表面に対し投射することにより、上記所望の研磨効果を得ることができるものである。実際の処理に際しては、被研磨物２０の材質や目的とする表面粗さに応じて、研磨材１０の材質や粒子径、投射時間等を適宜変更することにより、所望の表面を得ることができる。対象となる被研磨物２０としては、具体的には、例えば、アルミニウム等の金属製品や樹脂製品等を好適に挙げることができ、これら被研磨物のブラストにおける塗装剥離の際に発生する表面の荒れを、表面粗さＲａが１μｍ以下程度となるよう改質することができる点に特徴がある。
【００２２】
図４に、本発明に係るブラスト処理の一例の圧縮空気を用いたエアー式ブラスト処理の概要を示す模式的説明図を示す。図中の符号３０は、投射材としての研磨材１０を収納する加圧タンク３１を備え、この加圧タンク３１内の研磨材１０を圧縮空気とともに圧送する投射材供給手段であり、図示するように、この投射材供給手段３０により圧送された研磨材１０は、噴射ノズル３２を介して被研磨物２０に対し噴射される。
【００２３】
ブラスト処理の条件としては、例えば、加圧タンク３１から圧縮空気流とともに圧送された投射材１０を、内径がφ２〜φ１０ｍｍの噴射ノズル３２を用いて、被研磨物２０の表面に、噴射圧０．１〜０．７ＭＰａ、投射距離３０〜７００ｍｍで吹き付ける。この際の投射材量、噴射ノズル径、噴射圧、投射距離等は、剥離すべき塗装の厚みや処理する部分の表面状態等により適宜決定することができる。なお、ブラスト処理に用いた投射材は、サイクロン等の従来の後処理設備を用いて剥離物質と分離回収し、再使用することができる。
【００２４】
また、図５に、ブラスト処理の他の例の遠心ロータを用いた遠心式ブラスト処理の概要を示す。この場合には、図示するように、側面にスリット３３Ｓを有し、外周部に径方向に突出する複数の羽根部３３Ｗを有する羽根車付ロータ３３を用いて、研磨材１０を被研磨物２０の表面に投射する。遠心式ブラスト処理を行う場合においても、ロータ３３の径や回転数等のブラスト処理条件は上記と同様に適宜選択することができるが、ロータ３３の回転速度としては、３０ｍ／ｓ〜１５０ｍ／ｓ程度とすることが実用的であり、好ましい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のブラスト用研磨材によれば、被研磨物が凹凸を有する場合であっても安定したブラスト処理が可能であり、これにより所望の表面粗さを効率よく実現することのできるブラスト用研磨材を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）および（ロ）は、本発明の一例のブラスト用研磨材を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の一例のブラスト用研磨材の被研磨物に対する接触状態を示す模式的説明図である。
【図３】（イ）および（ロ）は、従来のブラスト用研磨材を示す模式的断面である。
【図４】エアー式ブラスト処理の概要を示す模式的説明図である。
【図５】遠心式ブラスト処理の概要を示す模式的説明図である。
【符号の説明】
１  弾性体粒子
２  硬質微粒子
３  接着層
４  中空部
１０  ブラスト用研磨材
１１  ゴム状弾性体
１２  微粒子研削材
２０  被研磨物
３０  投射材供給手段
３１  加圧タンク
３２  噴射ノズル
３３  羽根車付ロータ
３３Ｓ  スリット
３３Ｗ  羽根部
【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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