(57)【要約】【課題】  一種類の研磨剤で中目から超微粒子の数種類の研磨を短時間に達成可能とし、水洗い後の洗剤を使用した脱脂洗浄、塗装面のキズ取りと光沢復元作業を実施可能とする【解決手段】  研磨粒子、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤及び洗浄分散剤の３成分を含む水及び水溶性有機溶媒分散混合物からなり、研磨微粒子は希土類酸化物、希土類弗化物の一種又は二種以上の混合物からなる硬質研磨微粒子とアルミニウム酸化物、ケイ素酸化物の一種又は二種以上の混合物を含む光沢向上研磨微粒子の混合微粒子であり、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤は架橋シリコーンポリマーの一種又は二種以上の混合物であり、洗浄分散剤は、分散溶媒、乳化剤及び増粘剤の混合物である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨微粒子、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤及び洗浄分散剤の３成分を含む水及び水溶性有機溶媒分散混合物からなり、研磨微粒子は希土類酸化物、希土類弗化物の一種又は二種以上の混合物からなる硬質研磨微粒子とアルミニウム酸化物、ケイ素酸化物の一種又は二種以上の混合物を含む光沢向上研磨微粒子の混合微粒子であり、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤は架橋シリコーンポリマーの一種又は二種以上の混合物であり、洗浄分散剤は分散溶媒、乳化剤及び増粘剤の混合物であることを特徴とする自動車塗装膜用研磨剤。
【請求項２】
硬質研磨微粒子が酸化セリウムであり、光沢向上研磨微粒子がアルミナである請求項１記載の自動車塗装膜用研磨剤。
【請求項３】
硬質研磨微粒子の粒子径が１〜５μmであり、光沢向上研磨微粒子の粒子径が１μm以下である請求項１又は２記載の自動車塗装膜用研磨剤。
【請求項４】
架橋シリコーンポリマーは、アルコキシシラン、アルキルシクロペンタンシロキサン及びアルキルポリシロキサンの一種又は二種以上の混合物である請求項１記載の自動車塗装膜用研磨剤。
【請求項５】
洗浄分散剤は、炭化水素系分散溶媒、アニオン又はノニオン性界面活性剤系乳化剤及びセルロース系又は水溶性合成高分子系増粘剤の混合物である請求項１記載の自動車塗装膜用研磨剤。
【請求項６】
研磨微粒子、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤及び洗浄分散剤の３成分を含む水及び水溶性有機溶媒分散混合物からなり、研磨微粒子が粒子径１〜５μmの酸化セリウムと粒子径１μm以下のアルミニウム酸化物の混合物を含む、硬質研磨用と光沢向上研磨用の混合研磨微粒子であり、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤が架橋シリコーンポリマーであるアルコキシシラン、デカメチルシクロペンタンシロキサン及びメチルポリシロキサンの混合物であり、洗浄分散剤は、炭化水素系分散溶媒がシクロヘキサンと無臭パラフィンの混合物であり、乳化剤がアニオン又はノニオン性界面活性剤であり、増粘剤がセルロース系又は水溶性合成高分子系の混合物であることを特徴とする自動車塗装膜用研磨剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板あるいはプラスチック等の下地に施された合成樹脂塗装膜、ガラス、ゴム成型物などが表面に混在するものの表面用研磨剤であって、特に、一種類の研磨剤で中目から超微粒子の数種類の研磨を短時間に達成可能な自動車塗装膜用研磨剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装面の研磨剤によるキズ取り及び表面光沢の復元、仕上げ処理は、最も熟練と経験を必要とする工程であり、この研磨仕上げ面の良し悪しによって、表面コート仕上げ面の耐久性や光沢を左右する重要な工程である。従来、再塗装後の処理方法としては、まず、研磨剤粒子径を中目、細目、微粒子、最終仕上げ用超微粒子と４段階の研磨剤を用意して、たとえば、シングル回転ポリッシャーで中目、細目をウールバフで、微粒子、超微粒子による最終仕上げをウレタンバフで、都合４回に亘り研磨を重ねていた。
【０００３】
最近になって、塗装面の研磨とつや出しを一挙に行うための研磨つや出し剤が種々開発されている。たとえば、自動車用塗装面の劣化塗膜の小傷修復つや出し剤としては特許文献１あるいは特許文献２にみられる。また、研磨剤入りのアンダーコート組成物として特許文献３や特許文献４にその記載がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平8-134407号公報(請求項１、[0010]〜[0014])
【特許文献２】特開平10-36771号公報(請求項１、[0006]〜[0008])
【特許文献３】特開平11-50006号公報(請求項２、７)
【特許文献４】特表平8-510973号公報(請求項１、８)
【０００５】
たとえば、特許文献１の組成は、（１）造膜性合成樹脂水分散液で、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、変性アルキッド樹脂、アクリルシリコーン共重合樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂エマルジョンなど（２）造膜性樹脂可溶の水溶性溶剤で、沸点は１００以上の２,２,４ トリメチルペンタンジオール、プロピレングリコールメチルエーテルなど（３）オルガノポリシロキサン油としてジメチルシリコーンオイル及び／又は有機変性シリコーンオイルなどの混合物である。これらの混合液剤によって、劣化した塗膜の修復、小傷部分の修復と光沢性に優れた耐久性の被膜を形成することができるとしている。
【０００６】
また、特許文献２の組成は、（１）湿気硬化性オルガノポリシロキサン（２）皮膜形成調製剤として有機錫化合物（３）キャリアとして沸点１００〜２５０℃の揮発性ジメチルポリシロキサン油（４）オルガノポリシロキサン油などの混合物である。そして、これらの混合液剤によって、特許文献１と同様に劣化した塗膜の修復、小傷部分の修復と光沢性に優れた耐久性の被膜を形成することができるとしている。
【０００７】
特許文献３、４は研磨剤含有のもので、前者は、光触媒性親水性皮膜が形成される基材表面のアンダーコート層用組成物であって、無機酸化粒子からなる研磨剤と、シリコーン及び溶媒の混合物が、また、研磨剤を含む洗浄剤が記載されている。後者は、自動洗車装置用の保護乳濁液であって、たとえば、研磨剤を含有する液状乳濁液中にワックス、シリコーン、乳化剤、濃稠剤を含有する組成物である。
【０００８】
しかし、これらの特許文献にみられる研磨つや出し剤の組成はいずれも総花的であって、特定された各成分の作用効果を適格に把握していないために、十分満足のいく成分組成のものが得られていないのが現状である。また、自動車外装面をみると、ボデー本体は鋼板の合成樹脂塗装仕上げ面であり、窓にはガラス面があり、これらのまわりには、シールゴムが施され、合成樹脂性の雨よけやバンパーなど種々な材料が露出している。したがって、これらの材料に接触してもその表面を汚染することのない仕上げ剤が望まれているが、未だにマスキングテープを用いなければ安心して表面処理をすることができない状態である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、再塗装後の処理においては、一種類の研磨剤で中目から超微粒子の数種類の研磨を短時間に達成可能とし、また、塗装面の光沢復元処理においては、水洗い後の洗剤を使用した脱脂洗浄、複数種類の研磨剤を使用する塗装面のキズ取りと光沢復元作業を一種類の研磨剤で実施可能な自動車塗装膜用研磨剤の材料選択と成分組成比率について明らかにすることを解決課題とした。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る自動車塗装膜用研磨剤は、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤及び洗浄分散剤の３成分を含む水及び水溶性有機溶媒分散混合物からなり、研磨微粒子は希土類酸化物、希土類弗化物の一種又は二種以上の混合物からなる硬質研磨微粒子とアルミニウム酸化物、ケイ素酸化物の一種又は二種以上の混合物を含む光沢向上研磨微粒子の混合微粒子であり、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤は架橋シリコーンポリマーの一種又は二種以上の混合物であり、洗浄分散剤は、分散溶媒、乳化剤及び増粘剤の混合物であることを特徴とする。
【００１１】
ここで、研磨剤は、硬質研磨微粒子が希土類酸化物の酸化セリウムであり、希土類弗化物の一種又は二種以上の混合物からなる硬質研磨微粒子であり、光沢向上研磨微粒子がアルミナ又はシリカあるいは、シリカアルミナである。特に、酸化セリウムでその粒子径が１〜５μmが好ましく、更に好ましくは、光学レンズの研磨に使用する粒子径2.6〜3.1μmが大部分を占めるものである。また、光沢向上研磨微粒子であるシリカアルミナ系でも、特にアルミナが良好で、その粒子径が、１μm以下であり、いわゆる、コロイダルアルミナと称される超微粒子のものである。この２種類の混合によって、良好な研磨とつや出しが同時にできる。優れた研磨剤としては、上記の酸化セリウム、希土類弗化物としても弗化セリウムが使用できる。
【００１２】
また、その他の希土類化合物としては、セリウム属金属のほかイットリウム属金属化合物のうち、酸化物や弗化物は高硬度の微細粒子が得られ、本発明の研磨剤として好適である。これら研磨剤の添加範囲は10〜30％、好ましくは15〜25％の範囲である。これまで、塗膜の研磨艶出し剤中の研磨剤添加はせいぜい５％程度の範囲であったから、本発明の研磨剤添加量は、常識を越えるほど、はるかに大量である。硬質研磨粒子と光沢向上研磨微粒子との混合割合は、用途に応じて変更するが、通常、前者の方を多くして、５：１〜１：１の範囲で使用するとよい。
【００１３】
保護膜形成剤としての架橋シリコーンポリマーは、アルコキシシラン、アルキルシクロペンタンシロキサン及びアルキルポリシロキサンの一種又は二種以上の混合物である。特に、アルコキシシランのメトキシシランやエトキシシランは、無機硬化皮膜形成剤として優れた硬化を発揮するが、添加量は１〜５％程度で十分であり、最高20％が限度である。多すぎると皮膜が剥がれる現象が起きる場合がある。アルキルシクロペンタンシロキサンの例えば、デカメチルシクロペンタンシロキサンは、温度特性がよいため加熱しても製品乳化物を安定させ、かつ研磨粒子を安定に担持させる。添加量はこれも１〜５％である。アルキルポリシロキサンのメチルポリシロキサンやエチルポリシロキサンなどは、膜の透過度や潤滑性を高め、研磨粒子の研磨能力を損なうことがない。添加量は１〜５％程度である。したがって、保護膜形成剤としての全添加範囲は２〜20％、好ましくは５〜15％の範囲である。
【００１４】
洗浄分散剤は、炭化水素系分散溶媒、アニオン又はノニオン性界面活性剤系乳化剤及びセルロース系又は水溶性合成高分子系増粘剤の混合物である。特に、洗浄分散剤の好ましい混合系は、分散溶媒がシクロヘキサンと無臭パラフィンの混合物であり、シクロヘキサンは水とともに成分組成としては最も多く30〜70％、好ましくは40〜60％の範囲で添加できる。乳化剤は、アニオン又はノニオン性界面活性剤であり、５〜20％の範囲で添加する。増粘剤においては、セルロース系のメチルセルロース、エチルセルロースあるいはヒドロキシメチルセルロース、又は水溶性合成高分子系であるポリビニルアルコールの混合物である。添加量は２〜10％、好ましくは５％前後である。シクロヘキサンは酸、アルカリに対して安定しており、無色透明で、光化学反応性が低く、無臭パラフィンも酸、アルカリに対して安定で優れた浄化能力を持つので好ましい。
【００１５】
以上のように、添加成分の特性を考慮して、本発明の最も好ましい自動車塗装膜用研磨剤の成分組成が決定された。すなわち、研磨微粒子、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤及び洗浄分散剤の３成分を含む水及び水溶性有機溶媒分散混合物からなり、研磨微粒子が、粒子径が１〜５μmの酸化セリウムと、粒子径が１μm以下のアルミニウム酸化物の混合物を含む、硬質研磨と光沢向上研磨用の混合研磨微粒子であり、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤が架橋シリコーンポリマーであるアルコキシシラン、デカメチルシクロペンタンシロキサン及びメチルポリシロキサンの混合物であり、洗浄分散剤の好ましい混合系は、分散溶媒がシクロヘキサンと無臭パラフィンの混合物であり、乳化剤がアニオン又はノニオン性界面活性剤であり、増粘剤においては、セルロース系のメチルセルロース、エチルセルロースあるいはヒドロキシメチルセルロース、又は水溶性合成高分子系であるポリビニルアルコールの混合物からなることを特徴とする自動車塗装膜用研磨剤である。
【００１６】
上記の成分組成は、更に、目的によって、上記の添加量の範囲内で成分組成比率を変更することで対応できる。研磨を主体とするときは研磨剤を多く、表面光沢をつけるときは研磨剤の粒径を細かく、表面コートの膜厚を大にするときは、シリコーンポリマー量を増やすなど、従来からの常識的な処方を採用できるが、その範囲は厳格で、これまで述べてきた成分組成の範囲を逸脱すると、目的とする効果が得られない。特に、従来のこの種製品と大きく異なるところは、研磨剤の組成比が高いことと、上記２種類の研磨剤の存在が必須要件である。
【００１７】
再度、本発明の研磨材料について言及するが、一般に艶消し剤として慣用される無機あるいは有機の微粉体、例えば、タルク、パーライト、シリカ、硅藻土、炭酸カルシウム、ゼオライト、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、弗化カルシウム、ベントナイト、モンモリロナイト、シラスバルーン、マイカ、雲母、硅酸カルシウム、硅酸ジルコニウム、ダイヤモンド、ガラス、セラミック、ポリオレフィンパウダー、セルロースパウダー、四弗化エチレン樹脂パウダー、四弗化エチレン六弗化プロピレン共重合樹脂パウダー、弗化ビニリデン樹脂パウダー、高級脂肪酸ビスアマイド、高級脂肪酸金属石ケン、アミノ酸系パウダー、不溶性シリコン樹脂パウダー、アクリル樹脂パウダー、エポキシ樹脂パウダー、その他ナイロン等合成樹脂パウダー、これらに類似する天然又は合成の無機又は有機のパウダーなど、多くのものがこれまで提案されているが、従来は、単なる研磨剤の羅列にすぎない。また、特に本発明で研磨剤として用いている酸化セリウムもこのように例示はされているが、実際に酸化セリウムを用いた具体的処方や、性能については明らかにされていないのである。
【発明の効果】
【００１８】
以上のような成分組成と成分比を特定することにより、一種類の研磨剤で中目から超微粒子の数種類の研磨を短時間に達成可能とし、また、塗装面の光沢復元処理においては、水洗い後の洗剤を使用した脱脂洗浄、複数種類の研磨剤を使用する塗装面のキズ取りと光沢復元作業を効率よく実施することができるようになった。図１は、自動車塗装面の研磨仕上げに対する本発明と従来の研磨仕上げ工程対比図であり、図２は、自動車再塗装面の研磨仕上げに対する本発明と従来の研磨仕上げ工程対比図である。ここで、本発明研磨剤と、従来の研磨剤との工程比較を左右に対比して図１と図２に示すが、作用効果の差が極めて明瞭である。その結果、以下に列挙する数々の作用効果が得られることになる。
【００１９】
１  荒削り、中削り、仕上げ磨きが当たり前の塗装後の処理工程、あるいは劣化塗膜の処理工程のいずれにおいても、これら３工程が、１工程ワンショットで仕上げが可能で、バフの使用量が格段に減少して、経済的である。
２  従来のこの種３工程の仕事は、荒削りから中削り、仕上げ削りに移行するタイミングが難しく熟練や勘に頼る職人仕事であったが、本発明のものは、それらを余り必要とせず、荒削りから自動的に艶が出て作業が終了する。
３  一種類の研磨剤に集約しているので、材料費が節約になり製品が安価になるうえ、使用量も格段に少なくなり、仕上げ作業コストが大幅に節約できる。
４  塗装面の部分仕上げをした場合、仕上げ面との境目が紫外線劣化によって、数ヶ月も経てば目立つようになるが、本発明の研磨剤で仕上げると、艶の持久性が高く、長期に亘って光沢を維持する。
５  板金、塗装又はその他の理由により、ボディストライプまたカッティングシートの看板などは、従来の仕上げ剤では表面に油分を含んでいるためボディから強力な洗剤などで油分を除去しなければ固着しなかったのであるが、本発明の研磨剤で仕上げると、確実な張り付けが可能である。再度、板金塗装が必要となった場合であっても、問題なく処理できる性能を有する。
６  従来の仕上げ剤は、作業終了後に水による洗車をすると仕上げ剤が流れ落ちて研磨キズが現れるので、しばらく放置しておく必要があったが、本発明の研磨剤は艶が出た瞬間に撥水状態となり、洗車に対してなんら神経を使う必要がなく、作業に疲れを感じさせないものとなっている。
７  研磨仕上げ作業のあとは、使用した研磨剤がボディの仕上げ面から粉末状態で空気中に飛散することなく床面に落下堆積するので、箒や掃除機で簡単に捕集することができ、作業環境の汚染を起こさせない利点がある。
【００２０】
以上を要約すると、消耗材料代コスト削減、工具の消耗やバフの種類や消耗費の削減、作業時間短縮による労務費コストや作業員の疲労削減等総てのランニングコストの削減に繋がるうえ、汚染物質を出さない自然環境にやさしい自動車塗装膜用研磨剤となっているのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の自動車塗装膜用研磨剤の具体的処方と性能につき実施例によって、詳細に説明する。ここで提案する自動車塗装膜用研磨剤は、一液であって、その組成は大別して、研磨微粒子、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤及び洗浄分散剤の３成分を含む水及び水溶性有機溶媒分散混合物である。ここで、研磨微粒子は硬質研磨微粒子と光沢向上研磨微粒子の混合微粒子であり、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤は架橋シリコーンポリマーの一種又は二種以上の混合物であり、洗浄分散剤は、分散溶媒、乳化剤及び増粘剤の混合物であることは既に述べた。本発明で使用するこれら成分組成を表１に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１から、本発明の自動車塗装膜用研磨剤の一液中の組成、すなわち、シリコーンポリマー系の保護被膜形成剤及び洗浄分散剤の３成分組成物分類と各分類に属する材料及び化学物質が明瞭に判別できる。表２に、これら３成分組成物の組成割合の範囲を示した。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
以下、用途別の具体的成分組成比を実施例によって更に詳細に説明する。
【００２６】
実施例１〜５
表３は実施例ごとの組成比を示したものである。これら材料の調製方法は、次のとおりである。まず、表１に示す、洗浄分散剤、保護被膜形成剤及び研磨剤の成分ごとに組成物分類(Ａ〜Ｈ)に属する個々の材料(１〜11)を処方箋に従って、高速ミキサー中で混合撹拌して、洗浄分散剤乳化液、保護皮膜形成剤溶液及び完全混合研磨剤粉体に調製する。次に、約２４時間放置し、自然冷却したのち、これら、３組成物をヘンケルミキサー中で温度が上がらないよう低速回転で約６時間混合撹拌して、均一粘稠なペースト状製品に仕上げるのである。
【００２７】
【表３】
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【００２８】
比較例１、２
表３の実施例はいずれも本発明の成分組成比共に、好適な範囲のものであるが、成分欠如あるいは、組成比外のものについても、比較例として挙げた。比較例１は保護被膜形成剤のうちアルコキシシランとメチルポリシロキサンを抜いた組成物であり、比較例２は研磨剤のうち酸化セリウムを抜いた組成物である。これら実施例及び比較例の性能対比結果は、表４に示す。保護被膜形成剤の条件に欠ける比較例１は従来に比べ研磨力は上がるし、作業時間は短縮になるが、光沢や深み造膜力が極めて低下し、本発明の目的が達成できない。また、酸化セリウムのない研磨剤は、光沢、造膜力、被膜の耐久性は向上するが、研磨力に欠ける。したがって、別に事前処理のための研磨剤が２、３種類必要となり、一液処理ができなくなって、好ましくない。
【００２９】
【表４】
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【００３０】
表４の性能比較から明らかなように、いずれも、一液型でありながら優れた性能を発揮している。組成比や性能から明らかなように、僅かずつ効果の相違がみられ、研磨剤の多い実施例４、５は淡色塗装膜研磨用に適しており、研磨剤が少なく洗浄剤や乳化剤、保護被膜形成剤の多い実施例３の組成物はどちらかといえば濃色塗装膜研磨用に適している。しかし、本発明の研磨剤は、本文中に詳述し、その組成範囲外の比較例をみても、実施例に述べた範囲内であれば、期待される性能を保つことができることが明白である。
【００３１】
これらの実施例は、従来、図１や図２の左側のフローチャートにみられるように、粒子の大きさを変化させた数種類の研磨剤で仕上げるのが通常であったのが、成分組成さえ工夫しかつ研磨剤の粒子の大きさを固定し、全体に対する研磨粒子の密度を通常の２、３倍までも濃度を上げることで、作業の簡素化と熟練不要による人件費の大幅削減に加えて、仕上がりの向上が実現したのである。このように、本発明は研磨することの基本的な考え方を従来と全く変えるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の自動車塗装膜用研磨剤は、はじめに述べたように、鋼板自動車塗装膜用研磨剤あるいはプラスチック等の下地に施された合成樹脂塗装膜、ガラス、ゴム成型物などが表面に混在するものの表面用研磨剤であるから、自動車に限らず、個々の材料から成るその他の製品、たとえば、洗濯機、エアコン、テレビ等の電化製品全般や建造物における塗装面に対しても同様に研磨艶出し剤として広範囲に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】自動車塗装面の研磨仕上げに対する本発明と従来の研磨仕上げ工程対比図である。
【図２】自動車再塗装面の研磨仕上げに対する本発明と従来の研磨仕上げ工程対比図である。
【図１】
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【図２】
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