(57)【要約】【課題】加工処理性能が良好であり、かつ、酸溶液に溶解する研掃材を提供する。【解決手段】マグネシアを含有するアブレイシブウォータージェット用研掃材であり、マグネシアの純度が８０％以上である前記アブレイシブウォータージェット用研掃材であり、酸溶液に溶解する前記アブレイシブウォータージェット用研掃材であり、粒度が６３〜７１０μｍである前記アブレイシブウォータージェット用研掃材であり、前記研掃材を用いるアブレイシブウォータージェットである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシアを含有することを特徴とするアブレイシブウォータージェット用研掃材。
【請求項２】
マグネシアの純度が８０％以上である請求項１に記載のアブレイシブウォータージェット用研掃材。
【請求項３】
酸溶液に溶解することを特徴とする請求項１または２に記載のアブレイシブウォータージェット用研掃材。
【請求項４】
粒度が６３〜７１０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアブレイシブウォータージェット用研掃材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の研掃材を用いることを特徴とするアブレイシブウォータージェット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、金属、セラミックス、プラスチック、木材などに使用される、アブレイシブウォータージェット用の研掃材に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物や基板などの切断、切削、穴開け等の加工処理方法として、研掃材を含む高圧水をノズルから噴射し、ターゲットに衝突させることで加工処理するアブレイシブウォータージェットが知られている（非特許文献１）。
【０００３】
アブレイシブウォータージェットで使用する研掃材としては、アルミナ、シリカ、シリコンカーバイド、ガーネット、グリット、鋳鉄グリット、鋳鋼グリットが知られている（特許文献１、特許文献２）。
しかしながら、これら研掃材を用いた場合には加工処理後に研掃材粉が発生し、そのため産業廃棄物が発生するといった課題があった。
【０００４】
ここで、研掃材とは、金属、セラミックス、プラスチック、木材など対象物の表面を削り取るために使用される硬さが大きな材料を指す。
従来、使用されている研掃材の硬さは、例えば旧モース硬さではアルミナで９、シリカで７、シリコンカーバイドで９．５、ガーネットで７、鋳鉄グリットで７である。
【０００５】
【非特許文献１】山口正道、切断技術の最近の動向  ウォータージェット加工技術の最近の動向、溶接学会誌、第７号、第６６巻、ｐｐ．５２９−５３３（１９９７．１０）
【特許文献１】特開２００７−８３３６６号公報
【特許文献２】特開平９−１０３９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、加工処理性能が良好であり、かつ、酸溶液に溶解する研掃材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は、（１）マグネシアを含有するアブレイシブウォータージェット用研掃材、（２）マグネシアの純度が８０％以上である（１）のアブレイシブウォータージェット用研掃材、（３）酸溶液に溶解する（１）または（２）のアブレイシブウォータージェット用研掃材、（４）粒度が６３〜７１０μｍである（１）〜（３）のいずれかのアブレイシブウォータージェット用研掃材、（５）（１）〜（４）のいずれかの研掃材を用いるアブレイシブウォータージェット、である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に依れば、加工処理性能が良好であり、かつ、酸溶液に溶解するアブレイシブウォーター用研掃材を提供できるため、加工処理後に発生する産業廃棄物を低減できる効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。
【００１０】
本発明は、マグネシアを用いたアブレイシブウォーターの研掃材に関する。
【００１１】
本発明で使用するマグネシアは、特に限定されるものではなく、溶融マグネシア、焼結マグネシア、天然マグネシア、および軽焼マグネシアなどのマグネシアが使用可能である。ここでいうマグネシアとは、海水法により海水から抽出された水酸化マグネシア（Ｍｇ（ＯＨ）２）、炭酸マグネシア（ＭｇＣＯ３）、天然ＭｇＯであるマグネサイト、または、天然炭酸マグシアをロータリーキルンなどで焼成して得られる焼結マグネシアクリンカー、その焼結マグネシアクリンカーを電気炉などで溶融して得られる電融マグネシアクリンカーを、所定のサイズに粉砕し、篩い分けしたものである。
アブレイシブウォータージェット用の研掃材として使用した際、硬度に優れ、かつ酸溶液に溶解する面で、マグネシアの純度は８０％以上が好ましく、９５％以上がより好ましい。不純物として、ＣａＯの含有率が２％以下、ＳｉＯ２の含有率が０．５％以下のマグネシアが硬度の面で好ましい。
粒子の形状は特に限定されないが、処理能力の面からも粒子表面にできるだけエッジを有することが好ましい。
マグネシアの粒度は、６３〜７１０μｍが好ましく、７５〜６００μｍがより好ましい。６３μｍより粒度が小さくなると、加工処理の能力が低下する傾向にある。また、７１０μｍより粒度が大きくなると、ノズルが閉そくし易くなったり、酸への溶解性が低下したりする傾向にある。
なお、本発明でいう粒度とは、日本工業規格（ＪＩＳ）のＪＩＳ  Ｒ  ６００２−１９９８「研削といし用研磨材の粒度の試験方法」に記載の篩い分け試験方法によって質量百分率を算出し、質量百分率が５０％となるときの篩い目開き寸法をさす。
【００１２】
本発明の研掃材は、アブレイシブウォータージェットに使用する場合、従来の研掃材と同様に使用することができる。
【００１３】
本発明のアブレイシブウォータージェット用研掃材は、酸溶液に溶解させることで加工処理後に発生する産業廃棄物を低減できることが特徴である。研掃材を酸溶液に溶解する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、槽型撹拌機、塔型撹拌機、横型撹拌機などを用いて撹拌・溶解することができる。さらに、研掃材を溶解した溶液は、ｐＨを調整の上、排水することが可能である。
【００１４】
本発明で使用する酸は、特に限定されるものではなく、例えば、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸や、酢酸、蟻酸、シュウ酸、クエン酸などの有機酸を使用することができ、これらのうち一種又は二種以上が使用可能である。
酸溶液の濃度は酸の種類により一義的に決めることはできないが、通常、０．１５〜６ｍｏｌ／ｌが好ましい。濃度が０．１５ｍｏｌ／ｌより低いと研掃材が溶解せず、６ｍｏｌ／ｌより高いと不経済となるため好ましくない。
【００１５】
酸溶液／研掃材の質量比は、０．８〜１０００が好ましく、１〜９８０が好ましい。酸溶液／研掃材比が０．８より小さいと研掃材が溶解せず、１０００より大きいと不経済となる。
【実施例】
【００１６】
以下、実施例に基づき本発明の詳細を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１７】
「実施例１」
振動ボールミルを用いて表１に示す粒度の研掃材を調製し、加工処理性能と酸溶解性について評価した。結果を表１に示す。
【００１８】
＜使用材料＞
研掃材a：海水マグネシア、宇部マテリアルズ社製、商品名「ＵＢＥ９８ＨＤ」、比重３．４、旧モース硬さ５．５、ＭｇＯ９９％、ＣａＯ１％
研掃材ｂ：研掃材aに炭酸カルシウム５％、珪砂１９％を混合し、ＭｇＯの純度を７５％としたもの。
炭酸カルシウム：上越鉱業社製、商品名「タンカル」、比重２．６、旧モース硬さ３、ＣａＯ５５．９％、Ｆｅ２Ｏ３ ０．２％、ＳｉＯ２ ０．１％、強熱減量 ４３．８％
珪砂：宇部サンド工業社製、商品名「珪砂」、比重２．６、旧モース硬さ７、ＳｉＯ２９４％、Ａｌ２Ｏ３ ３％、ＣａＯ ２％、Ｆｅ２Ｏ３ １％
研掃材ｃ：研掃材aに炭酸カルシウム３％、珪砂１６％を混合し、ＭｇＯの純度を８０％としたもの。
炭酸カルシウム：上越鉱業社製、商品名「タンカル」、比重２．６、旧モース硬さ３、ＣａＯ５５．９％、Ｆｅ２Ｏ３ ０．２％、ＳｉＯ２ ０．１％、強熱減量 ４３．８％
珪砂：宇部サンド工業社製、商品名「珪砂」、比重２．６、旧モース硬さ７、ＳｉＯ２９４％、Ａｌ２Ｏ３ ３％、ＣａＯ ２％、Ｆｅ２Ｏ３ １％
研掃材ｄ：研掃材aに炭酸カルシウム２％、珪砂２％を混合し、ＭｇＯの純度を９５％としたもの。
炭酸カルシウム：上越鉱業社製、商品名「タンカル」、比重２．６、旧モース硬さ３、ＣａＯ５５．９％、Ｆｅ２Ｏ３ ０．２％、ＳｉＯ２ ０．１％、強熱減量 ４３．８％
珪砂：宇部サンド工業社製、商品名「珪砂」、比重２．６、旧モース硬さ７、ＳｉＯ２９４％、Ａｌ２Ｏ３ ３％、ＣａＯ ２％、Ｆｅ２Ｏ３ １％
研掃材ｅ：ガーネット、宇部サンド工業社製、商品名「ガーネット」、比重４．０、旧モース硬さ７、ＳｉＯ２３６％、Ａｌ２Ｏ３ ２０％、Ｆｅ２Ｏ３ ３４％、ＭｇＯ ７％、ＣａＯ ３％
酸溶液Ａ：塩酸、和光純薬工業社製、商品名「６ｍｏｌ／ｌ塩酸」
水：蒸留水
【００１９】
＜測定方法＞
粒度：篩い目開き寸法が５３μｍ〜１０００μｍであるＪＩＳ  Ｚ８８０１に規定する試験用網ふるい１８種類を用意し、篩い目の小さな篩いから順に受け皿へ積み重ねる。試料を１段目の篩いに入れ、ロータップ試験機（衝動数１５６回／分、回転数２９０回／分）を用いて５分間振とうする。各々の篩いと受け皿上の試料重量をはかり、質量百分率を求める。求めた質量百分率から、５０％となるときの篩い目開き寸法を粒度とした。
加工処理性能試験：ウォータージェット加工機（フロージャパン社製、インテグレーテッド・フライング・ブリッジ、吐出圧力：２００ＭＰａ、研掃材供給量：１.０ｋｇ／分）を用いてＳＵＳ製の基板（厚さ２０ｍｍ、幅５０ｍｍ）を幅方向に切断して評価した。５分未満に切断した場合を良、５分以上１０分未満で切断できた場合をやや良、１０分を経過しても切断できなかった場合を不良とした。
酸溶解性試験：酸溶液を入れたビーカーに研掃材を投入し、マグネチックスターラーを用いて２０℃環境下で１２時間撹拌した。撹拌後、研掃材と酸の混合物を、アスピレーターを用いて吸引ろ過し、未溶解の研掃材の量から次式を用いて溶解率を算出した。
溶解率（％）＝（酸溶液に投入した研掃材の量（部）−酸溶液に未溶解の研掃材の量（部））／酸溶液に投入した研掃材の量（部）×１００
【００２０】
【表１】
2009172713.tif 000002
【００２１】
表１から、本発明のアブレイシブウォータージェット用研掃材（本研掃材）は、従来の研掃材と同等の加工処理性能を示し、かつ、酸溶液への溶解性に優れていることがわかる。さらに、マグネシアの粒度を調整することで良好な効果を発揮することが分かる。
【００２２】
「実施例２」
酸溶液（塩酸）の濃度を表２に示すように変化したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００２３】
【表２】
2009172713.tif 000003
【００２４】
表２から、本研掃材は、酸の濃度を調整することで良好な酸溶液への溶解性を示すことが分かる。
【００２５】
「実施例３」
酸溶液／研掃材比を表３に示すように変化したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表３に示す。
【００２６】
【表３】
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【００２７】
表３から、本研掃材は、酸溶液／研掃材比を調整することで良好な酸溶液への溶解性を示すことが分かる。
【００２８】
「実施例４」
酸溶液の種類を表４に示すように変化したこと以外は、実施例１と同様に行なった。結果を表４に示す。
【００２９】
＜使用材料＞
酸溶液Ｂ：硫酸、和光純薬工業社製、商品名「１ｍｏｌ／ｌ硫酸」
酸溶液Ｃ：硝酸、和光純薬工業社製、商品名「１ｍｏｌ／ｌ硝酸」
酸溶液Ｄ：酢酸、和光化学工業社製、商品名「１ｍｏｌ／ｌ酢酸」
【００３０】
【表４】
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【００３１】
表４から、本研掃材は酸の種類に関わらず、酸溶液への溶解性に優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に依れば、加工処理性能が良好であり、かつ、酸溶液に溶解するアブレイシブウォーター用研掃材を提供できるため、加工処理後に発生する産業廃棄物を低減できる効果を有し、金属、セラミックス、プラスチック、木材など広範な分野の対象物について使用することができる。