(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレン／無水マレイン酸共重合体及び／又はマレイン酸を含有した合成樹脂研磨粒子に、ピロール系重合体が含浸複合一体化されていること特徴とする研磨材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばパチンコ玉等の鋼球やスロットマシーンゲーム機等に用いるコイン、メダル等の表面研磨用として、あるいは半導体封止材料のバリ取り、板硝子製造工程での汚れ取り、軟質金属の表面処理、成形金型の研磨等のサンドブラスト用に好適な、また航空機タービン洗浄用サンドブラストにも用いられる研磨材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パチンコ玉は不特定多数の人の手に触れられるため、そのまま繰り返し使用すると、玉の表面に汚れがこびりつき、不衛生であるばかりか、パチンコ遊戯機におけるパチンコ玉の正常な流れを阻害する。
【０００３】
このためパチンコ遊戯機においては、パチンコ玉に研磨材を混在させて、使用したパチンコ玉を供給樋に回収するまでの間にパチンコ玉と研磨材とを摩擦させながら移送したり、研磨機械により、パチンコ玉表面の汚れを研磨除去する方法が採用されている。
【０００４】
従来の研磨材はナイロン樹脂粒子からなるため、パチンコ玉との摩擦によって静電気が発生してパチンコ玉等に帯電し、この結果、パチンコ玉が凝集してスムーズに流れなくなったり、正常な研磨ができなかったり、静電気の放電によってパチンコ遊戯機が誤動作したり故障したりする等の問題があった。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、研磨材中にカーボンを添加する方法、研磨材の表面を界面活性剤で処理する方法（実開昭５９−１９３４８５号公報）、研磨材中に帯電防止剤としての界面活性剤を添加する方法（実開昭６０−５３４５９号公報、特開平１−１８８２６２号公報）等が提案されている。
【０００６】
また、サンドブラストの場合、均一な品質の天然砂が得難いのに対して樹脂粒子は極めて均一あるが、静電気の発生により粒子の流れが悪くなったり、電子機器が静電気障害を受ける等の研磨不良が発生する問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来の技術において、研磨材粒子表面を界面活性剤で処理する方法は、界面活性剤でパチンコ玉等の研磨対象物を汚染したり、帯電防止性能が持続しないという問題があった。特にパチンコ玉にあっては、付着した界面活性剤に起因して更に汚れが付着し易くなり、かえってパチンコ玉が汚れたり、パチンコ遊戯機等を汚染する問題があった。また帯電防止性能を確保するために界面活性剤をスプレーして付着させたり、チタン酸カリウムウィスカーなどの導電性微粒子を混在させる必要があり、その作業の煩雑さに加えてこれら帯電防止剤、導電性微粒子が徐々にパチンコ遊戯機等に滞留したり堆積する問題があった。
【０００８】
研磨材樹脂中に帯電防止剤としての界面活性剤を添加混入する方法では、樹脂物性が変化して研磨性能に影響を及ぼす問題があった。また研磨材内から滲み出した界面活性剤がパチンコ玉等の研磨対象物の表面に移行して汚染したり、汚れ付着を助長したり、徐々に消失して帯電防止性能が長期間に亘って持続しないという上記と同様の問題もあった。
【０００９】
研磨材中に充分な帯電防止効果を発現し得る量のカーボンファーバーを添加したものでは、カーボンファーバーはそのままでは樹脂中に混入できないため、接着性改良のためにシランカプリング剤等で前処理する必要があり、極めて高価になるばかりでなく、樹脂粒子製造に際して切断し難い問題があった。これら導電性フィラーを添加したものでは樹脂物性が変化して極めて脆いものになり、使用に際して樹脂粒子の端部が崩壊し易く微粉が発生し、研磨性能に影響を及ぼすとともに寿命の短いものとなり易い問題があった。
【００１０】
本発明は上記の従来の問題を解決するためになされたもので、研磨材の研磨性能を劣化させることなく、長期に亘って帯電防止性能を発現し、しかもパチンコ玉や半導体等の研磨対象物、パチンコ遊戯機や研磨機械等を汚染する等の問題を生じることがない研磨材を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明は、ポリエチレン／無水マレイン酸共重合体及び／又はマレイン酸を含有した合成樹脂研磨粒子に、ピロール系重合体が含浸複合一体化されていること特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨材に用いられる合成樹脂研磨粒子の材質としては、従来からこの種の研磨材に用いられている６−ナイロン、６，６−ナイロン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリエステル、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、超高分子量ポリエチレン／ポリアミド混合ポリマーアロイ等が使用できる。
【００１３】
上記樹脂の内、ピロール系重合体が樹脂内部にまで重合一体化した複合体が形成され、耐摩耗性、耐久性、帯電防止性に優れた研磨材を得ることのできるナイロン系が好ましく、6−ナイロン、６−ナイロンと超高分子量ポリマーのポリマーアロイ等が好ましいものとして挙げられるが、中でも、６−ナイロンと超高分子量ポリエチレンとからなるポリマーアロイが好ましい。このポリマーアロイにおけるナイロンと超高分子量ポリエチレンの比率は９３／７〜３０／７０の範囲であり、この超高分子量ポリエチレンとしては、極限粘度６ｄｌ／ｇ以上のポリエチレンが好ましく、極限粘度１０〜３０ｄｌ／ｇのものが特に好ましい。尚、このポリマーアロイを製造するに際してポリエチレン／無水マレイン酸共重合体等の相溶化剤を併用することが好ましい。相溶化剤を使用することによりピロール系重合体による導電化が合成樹脂研磨粒子の内部にまで進行して好ましい。
ポリエステルは、高い軟化点を有する樹脂で研磨材としても有効であるが、ピロール系重合体で導電化する場合は、ピロール系重合体との接着性が悪いため、接着性向上の目的で親水性の高いマレイン酸またはポリマーアロイを製造する際に使用される相溶化剤を樹脂中に添加しておくことが好ましい。この添加量は３重量％程度で有効であり、この場合コロナ処理等による表面改質工程を採用する必要はない。
【００１４】
合成樹脂研磨粒子の形状としては、従来公知の研磨材の形状を任意に採用することができる。円柱状で直径と長さが等しいものが空気流での飛翔性、鋼球との混和性やスクリュー式による供給のし易さに優れている。例えばパチンコ玉の研磨では直径２〜３mm、長さ２〜３mmが好ましく、サンドブラスト用としては直径０．２〜１．０mm、長さ０．２〜１．０mmが用途に応じて使用される。合成樹脂研磨粒子は、押出機内で原料の合成樹脂を溶融して先端のノズルから押し出した線状樹脂を切断することにより得られるが、線状樹脂の切断に際して上下または左右両方向から均一に切断したものが端面部の強度が保持され研磨性能の上から好ましい。研磨効果は、研磨対象物の表面平滑性に基づく表面光沢等で評価できる。例えば脱脂や空気中の浮遊粒子（例えば煙草の煙りによるもの等）の付着に対する洗浄が不充分であったり、合成樹脂研磨粒子の崩壊に基づく微粒子が付着していると、表面が光沢が失われることから、光沢の良否で研磨の効果が確認できる。
【００１５】
合成樹脂研磨粒子に要求される特性としては、ある程度の弾力性、剛性、比重も挙げられるが、これらのうち比重もかなり重要な因子である。比重としては、１以上が好ましい。研磨材を長期間、リサイクル使用するに際して途中何回かの水による洗浄が繰り返されるが、その際、研磨材の比重が１よりも小さいと、研磨材が水に浮いて扱い難いが、比重１以上のものとすれば汚れ除去のための水洗工程において洗浄液中に沈降して取扱い易い。
【００１６】
また、合成樹脂研磨粒子は、リサイクル使用に際しての水洗後の乾燥工程を考慮すれば、この乾燥温度で熱軟化しないことが好ましい。熱軟化点は少なくとも１５０℃以上が好ましい。ポリエチレンのような低融点樹脂でパチンコ玉を研磨する場合には、スクリューコンベア中で６０〜７０℃にも発熱することがあり、その熱で軟化し、絡みついてスクリューを破損することとなるが、熱軟化点を考慮して合成樹脂研磨粒子の材質を選択すればこのような問題も生じない。
【００１７】
上記合成樹脂研磨粒子とピロール系重合体とを複合一体化するには、合成樹脂研磨粒子をピロール系モノマーと接触させ、電解酸化重合や活性エネルギー線照射によりピロール系モノマーを重合させて複合一体化する方法、酸化重合剤の存在下に合成樹脂研磨粒子とピロール系モノマーとを接触させ、酸化重合剤によってピロール系モノマーを重合させて複合一体化する方法が挙げられるが、後者の方法が好ましい。ピロール系モノマーとしては、例えばピロール、３−メチルピロール、Ｎ−メチルピロール、３，４−ジメチルピロール等が挙げられる。
【００１８】
上記酸化重合剤によってピロール系モノマーを重合させる方法では、合成樹脂研磨粒子を処理液中に分散させ、酸化重合剤の存在下にピロール系モノマーと接触させる方法が採用される。この際に用いる溶媒としては、合成樹脂研磨粒子を溶解しないものであれば良い。例えば、水、脂肪族アルコール、エーテル類、エステル類、脂肪族ケトン類、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、或いはアセトニトリル、ベンゾニトリル等の含窒素化合物、ジメチルホルムアミド等やこれらの混合物が用いられるが、水が好ましい。
【００１９】
酸化重合剤としては、過マンガン酸やその塩類（過マンガン酸カリウム等）、クロム酸類（三酸化クロム酸等）、硝酸塩類（硝酸銀等）、ハロゲン類（塩素、臭素、ヨウ素等）、過酸化物（過酸化水素、過酸化ベンゾイル等）、ペルオクソ酸やその塩類（ペルオクソ二硫酸、ペルオクソ二硫酸カリウム等）、酸素酸類や酸素酸塩類（次亜塩素酸、次亜塩素酸カリウム等）、遷移金属塩化物（塩化第二鉄等）、金属酸化物（酸化銀等）が挙げられる。より好ましい酸化重合剤としては塩化第二鉄、過塩素酸第二鉄、硝酸第二鉄、硫酸第二鉄、ｐ−トルエンスルホン酸第二鉄、トリフルオロメタンスルホン酸第二鉄、クロロベンゼンスルホン酸第二鉄、アントラキノンスルホン酸第二鉄等が挙げられる。
【００２０】
ピロール系モノマーの酸化重合に際して、必要によりドーパントを併用することができる。上記した酸化重合剤のうち、ハロゲン類、ペルオクソ酸やその塩類、遷移金属塩化物等は、ドーパントとしての作用も有するため、これらの酸化重合剤を用いた場合には、特にドーパントを併用する必要はないが、ドーパントを併用すると更に優れた導電性が付与される。
【００２１】
ドーパントとしては、一般に使用されるアクセプター性のドーパントなら全て使用できる。上記ハロゲン類、ペルオクソ酸やその塩類、遷移金属塩化物の他のアクセプター性のドーパントとしては、ルイス酸（五フッ化リン等）、プロトン酸（塩化水素、硫酸等）、遷移金属化合物（過塩素酸銀、フッ化ホウ素銀等）等が挙げられる。
【００２２】
合成樹脂研磨粒子を酸化重合剤の存在下にピロール系モノマーと接触させ、ピロール系モノマーの重合により形成されるピロール系重合体と合成樹脂研磨粒子を複合一体化するための処理方法としては、例えば▲１▼ピロール系モノマーと酸化重合剤及び必要によりドーパントを添加した処理液中に、モノマーの重合が実質的に開始する前に、合成樹脂研磨粒子を浸漬する、▲２▼合成樹脂研磨粒子を、酸化重合剤と必要によりドーパントを含有する処理液、ピロール系モノマーを含有する処理液に順次浸漬する、▲３▼合成樹脂研磨粒子を、酸化重合剤と必要によりドーパントを含有する処理液に浸漬して分散させ、この処理液中にピロール系モノマーを含有する処理液を添加混合する、等の方法が挙げられる。
【００２３】
上記▲１▼〜▲３▼の方法のいずれの場合も、ピロール系モノマーは、合成樹脂研磨粒子に対して０．１〜３重量％濃度となるように使用することが好ましく、また酸化重合剤、ドーパントは、ピロール系モノマー１モルに対して、それぞれ１〜２．５モル、０．０１〜０．１モルとなるように使用することが好ましい。
【００２４】
上記の如くして合成樹脂研磨粒子とピロール系重合体を複合一体化することができるが、合成樹脂研磨粒子とピロール系重合体とを複合一体化する処理に先立って、合成樹脂研磨粒子には染色処理を施しておくこともできる。合成樹脂研磨粒子の染色法としては、浴比５／１から10／１で、８０〜９０℃で、酸性染料、含金染料により染色できる。特に攪拌下にｐＨ４〜5.5 での酸性染料によるものが好ましい。染色処理を施した合成樹脂研磨粒子を、酸化重合剤の存在下にピロール系モノマーに接触させて上記の処理を行うと、少ないピロール系モノマーの使用でより高い導電性を付与することができる。
【００２５】
本発明の研磨材は、従来から用いられている帯電防止性を有さない他の研磨材と混合して用いても良いが、他の研磨材と混合使用する場合、本発明の研磨材の効果を充分に発現する上で、本発明の研磨材を１５重量％以上混合することが好ましい。また、研磨対象物に衝突した際に崩壊し難くするために、樹脂中に硝子繊維を５〜３０重量％程度混入しても良い。ガラス繊維を用いれば、熱軟化への抑制効果も付与することができる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
【００２７】
実施例１
超高分子量ポリエチレン（極限粘度１２dl/g）１８重量％と、ポリエチレン／無水マレイン酸共重合体系相溶化剤２重量％と、６−ナイロン８０重量％からなるポリマーアロイ粒子（直径３mm、長さ３mmの円柱形状）を、Kayanol Milling Green 5GW ０．４５％ｏｗｆ含む氷酢酸２．５ｇ／Ｌの溶液に浸漬し、攪拌しながら２０分間かけて４０〜９０℃に昇温し、９０℃にて３０分間保持して染色した。次いで、この粒子を充分水洗して０．２８％ｏｗｆのピロールモノマー、及びピロール：Ｆｅ3+＝１：２．３となる量の塩化第二鉄を含む処理液に浸漬し、攪拌しながら１５℃で２４０分間保持した。反応終了後、水洗して７０〜８０℃で乾燥し、研磨材とした。得られた研磨材の抵抗値（２端子法）は３×１０3 Ω／cmであった。
上記の研磨材を用いてパチンコ玉の研磨を１００個／秒で２時間（湿度４０％、室温２０℃）常法により行った。パチンコ玉の研磨効果を確認したところパチンコ玉の表面に光沢が戻り、研磨材の崩壊による微粉の発生もなかった。またスクリューコンベア内での帯電電位も０．５ＫＶ以下であった。その結果は表１に示す。
【００２８】
実施例２〜４、比較例１
上記実施例１で得た研磨材に、６−ナイロン粒子（直径３mm、長さ３mmの円柱形状）を、５０重量％混合（実施例２）、７０重量％混合（実施例３）、９０重量％混合（実施例４）したもの、及び６−ナイロン粒子のみ（比較例１）を用いて、上記実施例１と同様にしてパチンコ玉の研磨を行った。結果を表１に併せて示す。
【００２９】
【表１】
0003865143.tif 000002
【００３０】
比較例２
６−ナイロン粒子（直径３mm、長さ３mmの円柱形状）に、帯電防止剤としてのチタン酸カリウムウィスカーを５重量％混在させて、上記実施例１と同様にしてパチンコ玉の研磨を行った。研磨当初の３０分間位まではパチンコ玉への帯電は防止できたが、２時間継続したところパチンコ玉の帯電電位が５〜１０ＫＶと顕著になった。
【００３１】
実施例５
超高分子量ポリエチレン（極限粘度１２dl/g）２８重量％と、ポリエチレン／無水マレイン酸共重合体系相溶化剤２重量％と、６−ナイロン７０重量％からなるポリマーアロイ粒子（直径３mm、長さ３mmの円柱形状）を、Kayanol Milling Green 5GW ０．４５％ｏｗｆで実施例１と同様に染色し、充分に水洗して後、この粒子を０．２８％ｏｗｆのピロールモノマーを含む処理液で実施例１と同様に処理した。得られた研磨材の抵抗値は５×１０2 Ω／cmであった。
この研磨材を用いてパチンコ玉の研磨を実施例１と同様に行ったが、パチンコ玉の表面に光沢が有り、研磨材の崩壊による微粉の発生も無く、またスクリューコンベア内での帯電電位も０．５ＫＶ以下であった。
【００３２】
実施例６
ポリエチレンテレフタレート９９．５重量％、マレイン酸０．５重量％よりなる樹脂粒子（直径３mm、長さ３mmの円柱形状）を、０．２０％ｏｗｆのピロールモノマーを含む処理液で実施例１と同様に処理して研磨材とした。得られた研磨材の抵抗値は４×１０2 Ω／cmであった。この研磨材を用いて実施例１と同様にパチンコ玉を研磨したところ、若干端部が崩壊したものが見られたものの、パチンコ玉の表面に光沢が有り、スクリューコンベア内での帯電電位も０．５ＫＶ以下であった。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の研磨材は、合成樹脂研磨粒子にピロール系重合体が含浸複合一体化された構成を有することにより、優れた研磨効果と帯電防止効果とを有し、しかも研磨を繰り返し行っても帯電防止効果が劣化する虞はなく、長期間に亘っての繰り返し使用が可能である。また本発明の研磨材は、繰り返し使用してもピロール系重合体が剥がれ落ちる虞がなく、パチンコ玉等の研磨対象物を汚染することがない等の効果を有する。また合成樹脂研磨粒子が、ポリエチレン／無水マレイン酸共重合体及び／又はマレイン酸を含有していると、ピロール系重合体による導電化が合成樹脂研磨粒子の内部にまで進行するとともに、ピロール系重合体との接着性が悪い合成樹脂研磨粒子を用いた場合でも、ピロール系重合体との接着性を改善できる等効果を有する。