(57)【要約】【課題】狭隘部、嵌合部等の複雑な形状の金属部品について、表面粗度を高くすることなく表面の酸化皮膜を除去可能であるとともに、短期間で補給、入れ替える必要がない程度の耐久性を持った投射材を提供すること。【解決手段】本発明に係る金属部品研磨用投射材１０は、弾性を有する高分子粒子１２を複数個と、高分子粒子１２それぞれの表面を被覆するとともに高分子粒子１２を複数個内包するように被覆する複数個の研磨砥粒１１と、高分子粒子１２と研磨砥粒１１との間、および隣接する研磨砥粒１１、１１同士の間を接着する液状樹脂の硬化物１３とを含み、外形が略球状である。【選択図】  図１
2009113179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有する高分子粒子を複数個と、
この高分子粒子それぞれの表面を被覆するとともに前記高分子粒子を複数個内包するように被覆する複数個の研磨砥粒と、
前記高分子粒子と研磨砥粒との間、および隣接する研磨砥粒同士の間を接着する液状樹脂の硬化物とを含み、
外形が略球状であることを特徴とする金属部品研磨用投射材。
【請求項２】
前記液状樹脂は、熱硬化性樹脂、またはこの熱硬化性樹脂の有機溶剤での希釈物であることを特徴とする請求項１記載の金属部品研磨用投射材。
【請求項３】
前記有機溶剤は、アセトン、ジメチルエーテル、メチルエチルケトン、キシレン、石油からなる群より選択される少なくとも１種の有機溶剤であることを特徴とする請求項２記載の金属部品研磨用投射材。
【請求項４】
前記液状樹脂は、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル共重合体、またはこれらの純水での希釈物であることを特徴とする請求項１記載の金属部品研磨用投射材。
【請求項５】
前記研磨砥粒は、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２からなる群より選択される少なくとも１種の無機物で形成された粒子であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の金属部品研磨用投射材。
【請求項６】
前記高分子粒子は、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン酢酸ビニル共重合体、弾性エポキシ樹脂および熱可塑性エラストマーからなる群より選択される少なくとも１種の高分子材料で形成された粒子であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の金属部品研磨用投射材。
【請求項７】
弾性を有する高分子粒子と研磨砥粒とを混合して前記高分子粒子の表面に前記研磨砥粒が付着した研磨砥粒付着高分子粒子を得る工程と、
この研磨砥粒付着高分子粒子と液状樹脂とを混合して第１の混合物を得る工程と、
この第１の混合物と前記研磨砥粒とを混合して第２の混合物を得る工程と、
この第２の混合物から造粒する工程と、
得られた造粒物を乾燥する工程とを有することを特徴とする金属部品研磨用投射材の製造方法。
【請求項８】
液状樹脂に研磨砥粒を分散させる工程と、
液状樹脂に研磨砥粒を分散させて得られた分散体と弾性を有する高分子粒子とを混合して第３の混合物を得る工程と、
この第３の混合物と前記研磨砥粒とを混合して第４の混合物を得る工程と、
この第４の混合物から造粒する工程と、
得られた造粒物を乾燥する工程とを有することを特徴とする金属部品研磨用投射材の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の金属部品研磨用投射材を、金属部品に投射することを特徴とする金属部品の研磨方法。
【請求項１０】
前記金属部品は、蒸気タービンの動静翼、タービンロータまたは蒸気通路部部品であることを特徴とする請求項９記載の金属部品の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部品、特に、蒸気タービン部品の表面研磨に用いる投射材、その製造方法、および金属部品の研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子力発電所等で用いられる蒸気タービン部品、特に動静翼、タービンロータ、蒸気通路部部品（バルブ、蒸気管、クロスオーバー管、タービン入口部、タービン出口部またはノズルボックス等）等の金属部品において、金属部品の表面粗度が大きくなるとタービン性能が悪化することから、金属部品の表面状態の改善が行われてきた。
【０００３】
しかし、前述の各タービン部品は形状が複雑であるため、圧縮空気や電気を用いた回転工具による研磨作業は非常に困難であり、多くのエネルギーと時間を費やす必要があった。
【０００４】
また、既設の蒸気タービンにおいては、図３に示すような断面構造を有するセラミックス系の投射材を用いたエアーブラストによって、表面洗浄、酸化皮膜除去を行っているが、このエアーブラスト作業では、表面粗度の回復、向上効果は得られず、逆にセラミックス系の投射材が部品表面を荒らしてしまう場合があった。
【０００５】
さらに、セラミックス系の投射材や砂等は脆いため、金属表面に投射すると、投射材自体に亀裂が入って割れてしまい、早期に投射材が小粒子化してしまう。このため、短期間で投射材を補給、入れ替えることが必要であった。
【０００６】
これに対し、特許文献１（特開２００６−３５３６４号公報）が公開されている。特許文献１に開示された金属部品研磨用投射材は、研磨砥粒と弾性を有する高分子粒子と弾性を有する接着剤とから構成され、前記弾性を有する接着剤で前記研磨砥粒同士を接着してなる中に、２個以上の前記弾性を有する高分子粒子を内包するように構成して、粒子状に形成したものである。
【０００７】
特許文献１に開示された金属部品研磨用投射材によれば、精密な部品の研磨や微小な大きさの狭隘部について、研削液を必要とせずに、金属部品の表面状態を悪化させることなく研磨することができる等の効果が得られる。
【特許文献１】特開２００６−３５３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された金属部品研磨用投射材は、接着剤の接着力が十分でなく、使用後に研磨砥粒と弾性を有する高分子粒子とが分離しやすいため、短期間で補給、入れ替えを必要とすることがあるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、狭隘部、嵌合部等の複雑な形状の金属部品について、表面粗度を高くすることなく表面の酸化皮膜を除去可能であるとともに、短期間で補給、入れ替える必要がない程度の耐久性を持った投射材その製造方法および金属部品の研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る金属部品研磨用投射材は、上記問題点を解決するものであり、弾性を有する高分子粒子を複数個と、この高分子粒子それぞれの表面を被覆するとともに前記高分子粒子を複数個内包するように被覆する複数個の研磨砥粒と、前記高分子粒子と研磨砥粒との間、および隣接する研磨砥粒同士の間を接着する液状樹脂の硬化物とを含み、外形が略球状であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る金属部品研磨用投射材は、上記問題点を解決するものであり、弾性を有する高分子粒子と研磨砥粒とを混合して前記高分子粒子の表面に前記研磨砥粒が付着した研磨砥粒付着高分子粒子を得る工程と、この研磨砥粒付着高分子粒子と液状樹脂とを混合して第１の混合物を得る工程と、この第１の混合物と前記研磨砥粒とを混合して第２の混合物を得る工程と、この第２の混合物から造粒する工程と、得られた造粒物を乾燥する工程とを行って製造されることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明に係る金属部品研磨用投射材は、上記問題点を解決するものであり、液状樹脂に研磨砥粒を分散させる工程と、得られた分散体と弾性を有する高分子粒子とを混合して第３の混合物を得る工程と、この第３の混合物と前記研磨砥粒とを混合して第４の混合物を得る工程と、この第４の混合物から造粒する工程と、得られた造粒物を乾燥する工程とを行って製造されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る金属部品研磨用投射材の製造方法は、上記問題点を解決するものであり、弾性を有する高分子粒子と研磨砥粒とを混合して前記高分子粒子の表面に前記研磨砥粒が付着した研磨砥粒付着高分子粒子を得る工程と、この研磨砥粒付着高分子粒子と液状樹脂とを混合して第１の混合物を得る工程と、この第１の混合物と前記研磨砥粒とを混合して第２の混合物を得る工程と、この第２の混合物から造粒する工程と、得られた造粒物を乾燥する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明に係る金属部品研磨用投射材の製造方法は、上記問題点を解決するものであり、液状樹脂に研磨砥粒を分散させる工程と、得られた分散体と弾性を有する高分子粒子とを混合して第３の混合物を得る工程と、この第３の混合物と前記研磨砥粒とを混合して第４の混合物を得る工程と、この第４の混合物から造粒する工程と、得られた造粒物を乾燥する工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る金属部品の研磨方法は、上記問題点を解決するものであり、上記金属部品研磨用投射材を、金属部品に投射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る金属部品研磨用投射材、その製造方法および金属部品の研磨方法によれば、投射材が柔軟性に富むため、投射対象物の表面粗度を高くすることなく投射対象物表面の酸化皮膜を除去することができるとともに、投射材の耐久性が高く、投射しても屑が発生しにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［金属部品研磨用投射材］
本発明に係る金属部品研磨用投射材の構造につき図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る金属部品研磨用投射材の模式的な断面図である。
【００１８】
金属部品研磨用投射材１０は、弾性を有する高分子粒子１２を複数個と、高分子粒子１２それぞれの表面を被覆するとともに高分子粒子１２を複数個内包するように被覆する複数個の研磨砥粒１１と、高分子粒子１２と研磨砥粒１１との間、および隣接する研磨砥粒１１、１１同士の間を接着する液状樹脂の硬化物１３とを含む。金属部品研磨用投射材１０は、外形が略球状になっている。
【００１９】
弾性を有する高分子粒子１２は、２５℃で弾性を有する高分子化合物からなる粒子であり、たとえば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン酢酸ビニル共重合体、弾性エポキシ樹脂および熱可塑性エラストマーからなる群より選択される少なくとも１種の高分子材料で形成された粒子である。弾性を有する高分子粒子として用いられるエチレン酢酸ビニル共重合体は、弾性を有する固体状物質である。
【００２０】
高分子粒子１２が上記材質であると、塩素、窒素を含まず、研磨砥粒１１の再利用のために金属部品研磨用投射材１０を焼却しても塩素ガスやシアン化合物を発生させないため、環境に対する負荷を低減しつつ、金属部品研磨用投射材１０中の研磨砥粒１１の再利用が可能になり、好ましい。
【００２１】
高分子粒子１２は、平均粒径（Ｄ５０）が、通常３０μｍ〜５００μｍ、好ましくは４０μｍ〜３００μｍである。高分子粒子１２の平均粒径がこの範囲内にあると、金属部品研磨用投射材１０の弾性が高いため好ましい。
【００２２】
研磨砥粒１１は、通常、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２からなる群より選択される少なくとも１種の無機物で形成された粒子である。
【００２３】
研磨砥粒１１が上記材質であると、液状樹脂との接着性が高く、入手も容易であるため好ましい。
【００２４】
研磨砥粒１１は、平均粒径（Ｄ５０）が、通常５μｍ〜５０μｍ、好ましくは１０μｍ〜３０μｍである。研磨砥粒１１の平均粒径がこの範囲内にあると、金属部品研磨用投射材１０の研磨性が高くなるため好ましい。
【００２５】
高分子粒子１２の平均粒径と研磨砥粒１１の平均粒径との比率は、高分子粒子１２の平均粒径（μｍ）：研磨砥粒１１の平均粒径（μｍ）の比率が、通常１：０．０１〜１：０．５、好ましくは１：０．０５〜１：０．３である。
【００２６】
高分子粒子１２と研磨砥粒１１との平均粒径の比率が上記範囲内にあると、高分子粒子１２それぞれの表面に研磨砥粒１１が緻密に被覆され、金属部品研磨用投射材１０が高い研磨性と高い弾性とを兼ね備えるため好ましい。
【００２７】
液状樹脂の硬化物１３は、液状樹脂が硬化したものである。ここで、液状樹脂とは、２５℃で液状である樹脂を意味する。
【００２８】
液状樹脂としては、たとえば、熱硬化性樹脂、またはこの熱硬化性樹脂の有機溶剤での希釈物；ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル共重合体、またはこれらの純水での希釈物が用いられる。液状樹脂として用いられるエチレン酢酸ビニル共重合体は、低分子量で、水に分散した液状物質である。
【００２９】
熱硬化性樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂およびこれらの樹脂を相互に用いて変性した樹脂が用いられる。
【００３０】
液状樹脂は、有機溶剤や純水を用いて希釈し、粘度を低くしたものであると、金属部品研磨用投射材１０の製造の際に、液状樹脂が、高分子粒子１２と研磨砥粒１１との間や隣接する研磨砥粒１１、１１間に浸透して、高分子粒子１２と研磨砥粒１１との間や隣接する研磨砥粒１１、１１間の空間を液状樹脂の硬化物で埋め、接着力が高くなるため好ましい。
【００３１】
純水は、水道水よりもイオンを多く含まない、一般的に用いられる純水であればよい。純水のイオン伝導度は、通常６μＳ／ｃｍ以下である。
【００３２】
希釈に用いた有機溶剤や純水は、加熱乾燥等の乾燥により、除去される。
【００３３】
有機溶剤は熱硬化性樹脂を溶解または希釈可能なものが用いられる。有機溶剤としては、たとえば、アセトン、ジメチルエーテル、メチルエチルケトン、キシレン、石油からなる群より選択される少なくとも１種の有機溶剤が用いられる。
【００３４】
液状樹脂として熱硬化性樹脂を用いると接着力が強固であるため好ましい。また、液状樹脂としてポリビニルアルコールまたはエチレン酢酸ビニル共重合体を用いると、液状樹脂の希釈を有機溶剤でなく純水で行え、環境への負荷が小さいため好ましい。
【００３５】
金属部品研磨用投射材１０中には、弾性を有する高分子粒子１２が複数個含まれる。高分子粒子１２それぞれの表面は複数個の研磨砥粒１１で被覆される。また、複数個の高分子粒子１２は複数個の研磨砥粒１１内に内包される。高分子粒子１２と研磨砥粒１１との間は、液状樹脂の硬化物１３で接着される。
【００３６】
高分子粒子１２の表面への研磨砥粒１１の液状樹脂の硬化物１３での接着は、たとえば、図１に示すように、高分子粒子１２の表面に形成された液状樹脂の硬化物１３からなる被覆層（以下、「液状樹脂の硬化物１３からなる被覆層」を「樹脂被覆層１３」という。）と、研磨砥粒１１の表面に形成された樹脂被覆層１３とを接着した態様で行われる。
【００３７】
金属部品研磨用投射材１０は、隣接する研磨砥粒１１、１１同士が液状樹脂の硬化物１３で接着される。なお、研磨砥粒１１は、全ての隣接する研磨砥粒１１、１１同士が液状樹脂の硬化物１３で接着される必要はない。
【００３８】
隣接する研磨砥粒１１、１１同士の液状樹脂の硬化物１３での接着は、たとえば、図１に示すように、研磨砥粒１１それぞれの表面に形成された樹脂被覆層１３を、隣接する研磨砥粒１１、１１同士で接着した態様で行われる。
【００３９】
高分子粒子１２は、金属部品研磨用投射材１０の１個につき、複数個、すなわち２個以上含まれる。金属部品研磨用投射材１０に高分子粒子１２が複数個含まれると、高分子粒子１２の弾性に基づき金属部品研磨用投射材１０全体に柔軟性が付与されて研磨砥粒１１の剥離が抑制されるため好ましい。
【００４０】
なお、金属部品研磨用投射材１０の１個につき、高分子粒子１２が１個含まれる場合は、たとえば、図２に示すような従来公知の金属部品研磨用投射材２０が得られる。図２は、従来の金属部品研磨用投射材２０の模式的な断面図である。
【００４１】
従来の金属部品研磨用投射材２０は、弾性を有する高分子粒子１２の表面が、液状樹脂の硬化物１３で互いに接着された研磨砥粒１１で被覆されてなるとともに、全体が球状に形成されたものである。
【００４２】
従来の金属部品研磨用投射材２０は、研磨砥粒１１が高分子粒子１２の表面を薄く被覆する単純な構造であるため、金属部品研磨用投射材２０の粒径は、高分子粒子１２の粒径と、高分子粒子１２の表面を被覆する研磨砥粒１１の粒径とで略一義的に定まり、金属部品研磨用投射材２０で作製可能な粒径の自由度が小さいという問題がある。
【００４３】
これに対し、本発明に係わる金属部品研磨用投射材１０は、高分子粒子１２が複数個含まれるため、高分子粒子１２の含有個数や高分子粒子１２、１２間に介在させる研磨砥粒１１の量を調整することにより、作製可能な金属部品研磨用投射材１０の粒径を自由に設定することができるというメリットがある。
【００４４】
金属部品研磨用投射材１０は、粒径が、通常、０．１ｍｍ〜１０ｍｍである。金属部品研磨用投射材１０の粒径が０．１ｍｍ未満であると、高速度での投射が難しくなりやすい。また、金属部品研磨用投射材１０の粒径が１０ｍｍを超えると、投射材粒子を投射するために大規模な装置が必要となり作業性が低下しやすい。
【００４５】
金属部品研磨用投射材１０は、高分子粒子１２の１００重量部に対して、研磨砥粒１１が、通常２００重量部〜６００重量部、好ましくは３００重量部〜５００重量部含まれる。
【００４６】
高分子粒子１２と研磨砥粒１１との含有比率が上記範囲内にあると、金属部品研磨用投射材１０が高い研磨性と高い弾性とを兼ね備えるため好ましい。
【００４７】
金属部品研磨用投射材１０によれば、投射材中の高分子粒子が弾性変形可能で投射材が柔軟性に富むため、投射対象物の表面粗度を高くすることなく投射対象物表面の酸化皮膜を除去することができるとともに、耐久性が高く、投射しても屑が発生しにくい。
【００４８】
金属部品研磨用投射材１０は、たとえば、下記の方法により製造される。
【００４９】
［金属部品研磨用投射材の製造方法］
次に、金属部品研磨用投射材の製造方法について説明する。本発明に係る金属部品研磨用投射材の製造方法は、第１の製造方法と第２の製造方法とがある。
【００５０】
第１の製造方法は、弾性を有する高分子粒子と研磨砥粒とを混合して前記高分子粒子の表面に前記研磨砥粒が付着した研磨砥粒付着高分子粒子を得る工程と、この研磨砥粒付着高分子粒子と液状樹脂とを混合して第１の混合物を得る工程と、この第１の混合物と前記研磨砥粒とを混合して第２の混合物を得る工程と、この第２の混合物を造粒する工程と、得られた造粒物を乾燥する工程とを有することを特徴とする。
【００５１】
また、第２の製造方法は、液状樹脂に研磨砥粒を分散させる工程と、得られた分散体と弾性を有する高分子粒子とを混合して第３の混合物を得る工程と、この第３の混合物と前記研磨砥粒とを混合して第４の混合物を得る工程と、この第４の混合物を造粒する工程と、得られた造粒物を乾燥する工程とを有することを特徴とする。
【００５２】
以下、第１の製造方法と第２の製造方法とを分けて説明する。
【００５３】
［第１の製造方法］
（研磨砥粒付着高分子粒子を得る工程）
第１の製造方法は、はじめに、弾性を有する高分子粒子と研磨砥粒とを混合して高分子粒子の表面に研磨砥粒が付着した研磨砥粒付着高分子粒子を得る工程を行う。
【００５４】
高分子粒子と研磨砥粒との混合は、乾式混合で行う。
【００５５】
高分子粒子と研磨砥粒との混合比率は、高分子粒子１００重量部に対して、研磨砥粒が、通常２０重量部〜１００重量部、好ましくは４０重量部〜８０重量部である。
【００５６】
本工程は、次工程での液状樹脂との混合の前に予め高分子粒子の表面を研磨砥粒で覆っておくため、次工程で液状樹脂と混合したときに高分子粒子の表面への研磨砥粒の付着を緻密にすることができる。ここで、高分子粒子の表面への研磨砥粒の付着が緻密であるとは、高分子粒子の表面積に対する研磨砥粒の付着した面積が大きいことを意味する。
【００５７】
（第１の混合物を得る工程）
次に、研磨砥粒付着高分子粒子と液状樹脂とを混合して第１の混合物を得る工程を行う。
【００５８】
研磨砥粒付着高分子粒子と液状樹脂との混合の際には、必要により、液状樹脂の硬化剤を添加してもよい。
【００５９】
研磨砥粒付着高分子粒子と液状樹脂との混合比率は、研磨砥粒付着高分子粒子中の高分子粒子１００重量部に対して、液状樹脂が、通常１０重量部〜５０重量部、好ましくは２０重量部〜４０重量部である。
【００６０】
本工程で得られる第１の混合物は、高分子粒子、研磨砥粒、液状樹脂、および必要により添加される硬化剤を含む。第１の混合物は、通常、高分子粒子および研磨砥粒の表面に液状樹脂が付着し、高分子粒子の表面に研磨砥粒が液状樹脂で付着するとともに隣接する研磨砥粒同士が液状樹脂で付着したものになる。
【００６１】
なお、本工程では、液状樹脂を硬化させず、液状または半硬化の状態にしておく。このため、本工程は、第１の混合物を作製した後、速やかに次の工程に移行することが好ましい。
【００６２】
（第２の混合物を得る工程）
次に、第１の混合物と研磨砥粒とを混合して第２の混合物を得る工程を行う。
【００６３】
第１の混合物と研磨砥粒との混合の際には、必要により、液状樹脂の硬化剤を添加してもよい。
【００６４】
第１の混合物と研磨砥粒との混合比率は、第１の混合物中の高分子粒子１００重量部に対して、研磨砥粒が、通常１８０重量部〜５００重量部、好ましくは２６０重量部〜４２０重量部である。
【００６５】
本工程で得られる第２の混合物は、高分子粒子、研磨砥粒、液状樹脂、および必要により添加される硬化剤を含む。
【００６６】
本工程では、第１の混合物に研磨砥粒を追加混合するため、第２の混合物は、第１の混合物よりも研磨砥粒の付着量が多くなるとともに、粘度が次工程の造粒に適した高さになる。
【００６７】
（第２の混合物から造粒する工程）
次に、第２の混合物から造粒する工程を行う。
【００６８】
第２の混合物から造粒する方法としては、たとえば、混合造粒機を用いた方法が挙げられる。
【００６９】
（造粒物を乾燥する工程）
次に、得られた造粒物を乾燥する工程を行う。
【００７０】
造粒物を乾燥する方法としては、たとえば、熱風乾燥機を用いた加熱乾燥が挙げられる。加熱乾燥の温度は、通常、１００℃〜１３０℃である。
【００７１】
本工程で造粒物を乾燥することにより、造粒物中の液状樹脂が硬化して液状樹脂の硬化物となり、高分子粒子の表面に研磨砥粒が液状樹脂の硬化物で強固に接着するとともに隣接する研磨砥粒同士が液状樹脂の硬化物で強固に接着する。
【００７２】
第１の製造方法によれば、液状樹脂との混合の前に、研磨砥粒付着高分子粒子を得る工程で予め高分子粒子の表面を研磨砥粒で覆っておくため、この次の工程で液状樹脂と混合したときに高分子粒子の表面への研磨砥粒の付着を緻密にすることができる。
【００７３】
このため、第１の製造方法で得られる金属部品研磨用投射材は、高分子粒子の表面への研磨砥粒の接着強度が高くなるため、研磨性および耐久性が高く、投射しても屑が発生しにくい。
【００７４】
また、第１の製造方法で得られる金属部品研磨用投射材は、投射材中の高分子粒子が弾性変形可能で投射材が柔軟性に富むため、投射対象物の表面粗度を高くすることなく投射対象物表面の酸化皮膜を除去することができるとともに、耐久性が高く、投射しても屑が発生しにくい。
【００７５】
［第２の製造方法］
（液状樹脂に研磨砥粒を分散させる工程）
第２の製造方法は、はじめに、液状樹脂に研磨砥粒を分散させる工程を行う。
【００７６】
液状樹脂への研磨砥粒の分散は、液状樹脂と研磨砥粒とを湿式混合することにより行う。
【００７７】
液状樹脂と研磨砥粒との混合比率は、液状樹脂１００重量部に対して、研磨砥粒が、通常１５０重量部〜３００重量部、好ましくは２００重量部〜２５０重量部である。
【００７８】
（第３の混合物を得る工程）
次に、得られた分散体と弾性を有する高分子粒子とを混合して第３の混合物を得る工程を行う。
【００７９】
本工程で得られる第３の混合物は、高分子粒子、研磨砥粒、および液状樹脂を含む。
【００８０】
本工程で得られる第３の混合物は、前工程で作製した、液状樹脂に研磨砥粒が分散した分散体と、高分子粒子とを混合したものであるため、高分子粒子の表面が研磨砥粒と液状樹脂とで緻密に覆われたものになる。
【００８１】
なお、本工程では、液状樹脂を硬化させず、液状または半硬化の状態にしておく。このため、本工程は、第３の混合物を作製した後、速やかに次の工程に移行することが好ましい。
【００８２】
（第４の混合物を得る工程）
次に、第３の混合物と研磨砥粒とを混合して第４の混合物を得る工程を行う。
【００８３】
第３の混合物と研磨砥粒との混合の際には、必要により、液状樹脂の硬化剤を添加してもよい。
【００８４】
第３の混合物と研磨砥粒との混合比率は、第３の混合物中の高分子粒子１００重量部に対して、研磨砥粒が、通常５０重量部〜３００重量部、好ましくは１００重量部〜２５０重量部である。
【００８５】
本工程で得られる第４の混合物は、高分子粒子、研磨砥粒、液状樹脂、および必要により添加される硬化剤を含む。
【００８６】
本工程では、第３の混合物に研磨砥粒を追加混合するため、第４の混合物は、第３の混合物よりも研磨砥粒の付着量が多くなるとともに、粘度が次工程の造粒に適した高さになる。
【００８７】
（第４の混合物から造粒する工程）
次に、第４の混合物から造粒する工程を行う。
【００８８】
第４の混合物から造粒する方法としては、たとえば、混合造粒機を用いた方法が挙げられる。
【００８９】
（造粒物を乾燥する工程）
次に、得られた造粒物を乾燥する工程を行う。
【００９０】
造粒物を乾燥する方法としては、たとえば、熱風乾燥機を用いた加熱乾燥が挙げられる。加熱乾燥の温度は、通常、１００℃〜１３０℃である。
【００９１】
本工程で造粒物を乾燥することにより、造粒物中の液状樹脂が硬化して液状樹脂の硬化物となり、高分子粒子の表面に研磨砥粒が液状樹脂の硬化物で強固に接着するとともに隣接する研磨砥粒同士が液状樹脂の硬化物で強固に接着する。
【００９２】
第２の製造方法によれば、第３の混合物を得る工程で、液状樹脂に研磨砥粒が分散した分散体と、高分子粒子とを混合するため、高分子粒子の表面が研磨砥粒と液状樹脂とで緻密に覆われたものになる。
【００９３】
このため、第２の製造方法で得られる金属部品研磨用投射材は、高分子粒子の表面への研磨砥粒の接着強度が高くなるため、研磨性および耐久性が高く、投射しても屑が発生しにくい。
【００９４】
また、第２の製造方法で得られる金属部品研磨用投射材は、投射材中の高分子粒子が弾性変形可能で投射材が柔軟性に富むため、投射対象物の表面粗度を高くすることなく投射対象物表面の酸化皮膜を除去することができるとともに、耐久性が高く、投射しても屑が発生しにくい。
【００９５】
［金属部品の研磨方法］
次に、金属部品の研磨方法について説明する。本発明に係る金属部品の研磨方法は、本発明に係る金属部品研磨用投射材を、金属部品に投射することを特徴とする。
【００９６】
投射材の投射対象の金属部品としては、特に限定されないが、たとえば、蒸気タービンの動静翼、タービンロータまたは蒸気通路部部品が挙げられる。
【００９７】
蒸気通路部部品としては、たとえば、バルブ、蒸気管、クロスオーバー管、タービン入口部、タービン出口部またはノズルボックスが挙げられる。
【００９８】
金属部品の表面は、通常、経年劣化により、酸化皮膜が形成されたり、錆や汚れ等が付着したりして、表面粗度が高くなり、酸化皮膜や汚れ等の除去が必要になる場合がある。
【００９９】
特に、蒸気タービンの動静翼等の金属部品の表面は、操業により、高温高圧の蒸気に曝されて酸化皮膜が形成されたり、錆や汚れ等のスケールが付着したりして表面粗度が高くなりやすい。蒸気タービンの動静翼等の金属部品の表面粗度の上昇は、タービン性能を低下させるため、金属部品表面の酸化皮膜やスケールの除去が必要になる。
【０１００】
しかし、蒸気タービンの動静翼等の金属部品の表面は形状が複雑であり回転工具による研磨は困難である。このため、従来は、図３に示すような、セラミックス製研磨砥粒１１と液状樹脂の硬化物１３とからなる投射材３０を用いたエアーブラストで、表面洗浄や、酸化皮膜の除去を行ってきた。
【０１０１】
しかし、従来の投射材３０は、硬く、脆いため、上記の蒸気タービンの動静翼等の金属部品の表面の粗度を高くしたり、割れて金属部品の表面に屑が付着したりする等の問題があった。
【０１０２】
これに対し、本発明に係わる金属部品研磨用投射材１０は、高分子粒子を含んで柔軟性に富み、かつ耐久性が高い。このため、投射しても、金属部品の表面の粗度を高くしたり、割れて金属部品の表面に屑が付着したりすることが起こりにくい。
【０１０３】
金属部品研磨用投射材１０は、上記の蒸気タービンの動静翼等の金属部品以外にも使用することができるが、研磨性、および柔軟性に基づき耐久性が高いため、上記の蒸気タービンの動静翼等の金属部品用の投射材として好適である。
【０１０４】
投射材を金属部品に投射する方法としては、公知の方法が用いられる。投射材を金属部品の表面に投射すると、金属部品表面が研磨され、金属部品表面の酸化皮膜やスケールが除去される。
【０１０５】
金属部品研磨用投射材１０を用いた金属部品の研磨方法によれば、投射材中の高分子粒子が弾性変形可能で投射材が柔軟性に富むため、投射対象物の表面粗度を高くすることなく投射対象物表面の酸化皮膜を除去することができるとともに、耐久性が高く、投射材を投射しても屑が発生しにくい。
【実施例】
【０１０６】
［実施例１］
はじめに、平均粒径（Ｄ５０）４０μｍの熱可塑性エラストマー粒子（旭化成株式会社製、商品名ＶＨ９５０）１００重量部と、平均粒径１０μｍの研磨用ＳｉＣ粒子（４０）重量部とを、混合造粒機（奈良機械製作所株式会社製、機種名ＮＭＧ）を用い、主軸回転数２００ｒｐｍで混合し、熱可塑性エラストマー粒子の表面に研磨用ＳｉＣ粒子が付着した粒状物を得た。
【０１０７】
次に、この粒状物に、液状のエチレン酢酸ビニル共重合体（住化フレックス株式会社製、商品名４００ＨＱ）２０重量部を加え、混合して、熱可塑性エラストマー粒子、研磨用ＳｉＣ粒子および液状のエチレン酢酸ビニル共重合体を含む混合物（以下、「混合物Ａ」という。）を得た。
【０１０８】
さらに、この混合物（混合物Ａ）に、上記研磨用ＳｉＣ粒子３００重量部を加え、混合して、熱可塑性エラストマー粒子、研磨用ＳｉＣ粒子および液状のエチレン酢酸ビニル共重合体を含む混合物（以下、「混合物Ｂ」という。）を得た。
【０１０９】
この混合物（混合物Ｂ）を、上記混合造粒機を用いて造粒した。
【０１１０】
得られた造粒物を、１１０℃で２時間乾燥させ、図１に示すような断面構造を有する金属部品研磨用投射材を得た。
【０１１１】
得られた金属部品研磨用投射材は、粒径が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内のものの収率が９０％であった。
【０１１２】
金属部品研磨用投射材を用い、以下のようにして研磨性の評価を行った。
【０１１３】
自作した投射装置を用い、金属部品研磨用投射材を投射条件（０．５ｌ／ｓｅｃ）で縦２００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ５ｍｍの金属試験片（材質：ステンレス鋼）に１０分間投射して金属試験片の表面のショット研磨を行った。
【０１１４】
ショット研磨後の金属部品研磨用投射材は、流動性が高く、回収が容易であった。
【０１１５】
図４に投射前の金属部品研磨用投射材の粒度分布を示し、図５に投射後の金属部品研磨用投射材の粒度分布を示す。
【０１１６】
表面粗さ測定機（触針式）を用い、金属試験片の表面粗さＲｙを測定した。表面粗さＲｙの測定は、ショット研磨の時間を変えた金属試験片それぞれについて行った。
【０１１７】
図６にショット研磨の時間と金属試験片の表面粗さＲｙとの関係を示す。
【０１１８】
［比較例１］
はじめに、平均粒径５００μｍの軟質スチレン粒子（日立化成株式会社製）１００重量部と、平均粒径１０μｍの研磨用ＳｉＣ粒子４０重量部とを、混合造粒機（奈良機械製作所株式会社製、機種名ＮＭＧ）を用いて混合した。
【０１１９】
次に、この混合物に、液状のエチレン酢酸ビニル共重合体（住化フレックス株式会社製、商品名４００ＨＱ）１５０重量部を加えた。
【０１２０】
この混合物（混合物Ｃ）を、上記混合造粒機を用いて２００ｒｐｍで回転撹拌し、造粒した。
【０１２１】
得られた造粒物を、１１０℃で２時間乾燥させ、図２に示すような断面構造を有する金属部品研磨用投射材を得た。
【０１２２】
得られた金属部品研磨用投射材は、粒径が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内のものの収率が９４％であった。
【０１２３】
金属部品研磨用投射材を用い、実施例１と同様にして研磨性の評価を行った。ショット研磨後の金属部品研磨用投射材は、流動性が低く、回収が困難であった。
【０１２４】
金属部品研磨用投射材を用い、実施例１と同様にして金属試験片の表面粗さＲｙを測定した。図６にショット研磨の時間と金属試験片の表面粗さＲｙとの関係を示す。
【０１２５】
図４および図５より、実施例１の金属部品研磨用投射材は、投射前後で粒度分布がほとんど変わらず、耐久性に優れることが分かった。
【０１２６】
図６より、実施例１の金属部品研磨用投射材と比較例１の金属部品研磨用投射材とは、研磨能力が同等であることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明に係る金属部品研磨用投射材を模式的に示す断面図。
【図２】従来の第１の金属部品研磨用投射材を模式的に示す断面図。
【図３】従来の第２の金属部品研磨用投射材を模式的に示す断面図。
【図４】実施例１で得られた金属部品研磨用投射材の耐久性試験前の粒度分布を示すグラフ。
【図５】実施例１で得られた金属部品研磨用投射材の耐久性試験後の粒度分布を示すグラフ。
【図６】実施例１および比較例１で得られた金属部品研磨用投射材による研磨時間と金属試験片の表面粗さとの関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【０１２８】
１０  金属部品研磨用投射材
１１  研磨砥粒
１２  高分子粒子
１３  液状樹脂の硬化物
２０、３０  従来の金属部品研磨用投射材
【図１】
2009113179.tif 000003
【図２】
2009113179.tif 000004
【図３】
2009113179.tif 000005
【図４】
2009113179.tif 000006
【図５】
2009113179.tif 000007
【図６】
2009113179.tif 000008