JP2001225272A

JP2001225272A - 投射材

Info

Publication number: JP2001225272A
Application number: JP2000036219A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Ishihara; 晋一郎石原; Masafumi Ikeda; 政史池田
Original assignee: Kohjin Holdings Co Ltd; Kohjin Co
Current assignee: Kohjin Holdings Co Ltd; Kohjin Co
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2000-02-15
Publication date: 2001-08-21

Abstract

(57)【要約】【目的】研磨能力に優れ、乾式ブラストクリーニング
時の静電気の発生が少なく、湿式ブラストスクリーニン
グ時に使用しても粒子の水面浮上による性能のばらつ
き、流出ロスの少ない、分散性に優れたブラストクリー
ニング用投射材を提供する。【構成】再生セルロース粒子に、金属酸化物、無機
塩、セラミック、ガラスあるいはカーボンランダム等の
セルロースより比重が大きい無機微粒子を担持させた、
球状あるいは長球状、粒子径０．０３〜５．０ｍｍの複
合再生セルロース粒子を投射材として使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ブラストクリーニ
ングに使用される投射材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、金属鋳造品や樹脂成型品のバ
リ取りや表面研掃を目的に、湿式法あるいは乾式法によ
る、ブラストクリーニングが広く行われている。かかる
ブラストクリーニングには投射材が使用されるが、使用
される投射材は、アルミナ粒子やガラスビーズ等の硬質
投射材及び合成樹脂粒子やクルミ殻粉等の軟質投射材に
大別することができ、被研磨物の材質や表面硬度、さら
にバリの強度や厚み等を考慮して適宜選択されている。

【０００３】硬質投射材は、被研磨物に大きな衝撃を与
えることができるため、特に強固なバリの除去に多用さ
れているが、例えば樹脂成型品等に使用した場合、被研
磨物の表面を必要以上に変形させたり傷めるという欠点
を有している。

【０００４】一方、軟質投射材としては、ポリアミド系
樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリフェノール系樹脂、ポ
リエステル系樹脂等の合成樹脂の粉砕粒子、球状粒子あ
るいはカットワイヤーがあり、被研磨物へのダメージが
小さいために薄バリの除去に使用されている。しかし、
その衝撃力の弱さからバリ除去の能力は満足できるもの
ではない。さらに、湿式ブラストクリーニングの際に水
中に発生する微細な気泡が粒子に付着し水面に浮上する
ため、スラリーが安定せず、バリ取りの性能低下及びバ
ラツキの直接的な原因となるという大きな問題もあっ
た。

【０００５】かかる欠点を克服するため、硬質投射材及
び軟質投射材の両者の特長を有する複合素材が提案され
ている。例えば、特開昭５９−６９２６５号公報にはガ
ラスビーズにポリアセタールやポリカーボネイト樹脂を
付着させた投射材が、特開平３−１６６０６０号公報に
は不飽和ポリエステル球状粒子の表面及び内部にガラス
ビーズを担持させた投射材が、特開昭５９−１０６９２
６号公報にはナイロンペレットに粒径５０〜１００μｍ
のアルミナ、セラミック、ガラスあるいはカーボンラン
ダム等の微粒子物質を含有させた投射材が、また特開平
５−１６９３７０号公報にはジオール成分及びエステル
成分を規定したポリエステルとアルミナ粉末からなる複
合投射材がそれぞれ記載されている。これらはいずれも
合成樹脂系投射材の長所である柔軟性を維持しつつ、欠
点であった低比重による研磨力不足を改善するものであ
る。これにより被研磨物を過度に傷つけることなく、効
果的なバリ取りや表面清掃を兼ね備える。しかしなが
ら、使用されている合成樹脂の比重がもともと１．０〜
１．４と低く、比重を上げようとすると無機物の担持量
が過大となり研磨材自体の耐久性が極端に低下してい
た。また、一般に合成樹脂と無機物の親和性はそれほど
高くないため、ブラストクリーニング時に衝突した衝撃
で担持していた複合物が脱落し、被研磨物やブラスト機
内を汚す原因となっていた。また、湿式ブラストクリー
ニングに使用した場合、合成樹脂だけの投射材と比較し
比重が高くなる分スラリーの安定性は高まるが、合成樹
脂は親水性にも乏しいため、十分な性能とは言い難い。

【０００６】さらに、合成樹脂系の投射材は、乾式ブラ
ストクリーニングに用いた場合、粒子同士の摩擦による
静電気の発生により投射材が被研磨物の表面や配管等の
内壁に付着するばかりでなく、特にＩＣやＬＳＩ等のモ
ールドパッケージやダイカスト等の精密電子部品の成型
加工品のバリ取りにおいて、被研磨物への電気的な悪影
響を及ぼすという欠点もあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
とするところは、研磨能力に優れ、乾式ブラストクリー
ニング時の静電気の発生が小さく、湿式ブラストスクリ
ーニング時に使用しても水面へ気泡と共に浮上すること
なく分散安定性に優れたブラストクリーニング用投射材
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、再生セルロ
ース粒子に、金属、金属酸化物、無機塩、セラミック、
ガラス、カーボンブラック等のセルロースより比重の大
きい無機微粒子を担持させた、球状あるいは長球状の複
合再生セルロース投射材によって達成される。

【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明に用いられる複合再生セルロース粒子（以下、単に
複合粒子という。）は球状あるいは長球状の形状のもの
である。本発明でいう球状あるいは長球状とは、粒子の
投射図あるいは平面図が円形、楕円形、長くのびた円
形、ピーナツ形あるいは卵形のごとき形状のもので、角
張っていたり不定形である粒子とは異なっているものを
いう。複合粒子は、平均粒子径が０．０３ｍｍ〜５．０
ｍｍのものが好ましく、望ましくは０．１ｍｍ〜２．０
ｍｍの範囲のものが好適である。粒子径が０．０３ｍｍ
未満であると、加工に対する投射時の衝撃力が弱くな
り、バリ取りや表面クリーニング能力が不足する。また
５．０ｍｍを越えるものは粒子の質量が過大となり、研
磨機内で粒子を循環させるために必要なエネルギーが大
きくなると共に、細部への投射が悪くなるため好ましく
ない。複合粒子はそのままでも使用できるが、用途に応
じて適宜篩い分けをすることが望ましい。篩い分けの基
準は用途により異なるため一概にはいえないが、平均粒
子径の±２０％の範囲内に全重量の７０％以上が存在す
る程度が好ましい。篩い分けの方法は、乾式、湿式いず
れでも良いが、分級精度の観点から湿式、例えば特開平
１−２４２１８０号公報に記載の方法等、が望ましい。

【００１０】複合粒子は再生セルロース粒子に無機微粒
子を担持させたものであり、用いられる無機微粒子とし
てはセルロースより比重が大きいもの、その比重が１．
７以上、であれば任意であるが、鉄粉、アルミ粉等の金
属、アルミナ、酸化チタン、酸化セリウム等の金属酸化
物、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、硫酸バリウム
等の無機塩、あるいはセラミック、ガラス、カーボンブ
ラック等が好ましい。中でも、強力なバリ取りを目的と
する場合は、ガラスビーズやアルミナ粉末等が複合化に
より剛性と柔軟性を兼ね備えるため、更に好ましい。無
機微粒子は、その粒子径が複合粒子の平均粒子径の１／
１０以下のものであり、これより粒子径が大きいと、生
成した複合粒子間における無機微粒子の担持量のばらつ
きが大きくなると共に、複合粒子の形状が均一になりに
くく好ましくない。無機微粒子の担持量は、通常、再生
セルロース１００重量部に対して５〜３００重量部の間
で採用される。担持量が５重量部未満であると複合粒子
の研磨能力や湿式ブラストクリーニング時の水スラリー
での浮遊・流出等の防止効果が少なく、一方、３００重
量部を越えると、複合粒子内部で連続相を形成するセル
ロースの強度が低下すると共に、担持された無機微粒子
が脱落しやすくなり好ましくない。無機微粒子の担持状
態に制限はなく、セルロース粒子の内部にマイクロカプ
セル化された状態でも表面に露出した状態でも構わな
い。

【００１１】本発明の複合粒子種々の方法で製造でき、
いずれの方法により製造したものでも使用できる。例え
ば、常法により作製したビスコースに無機微粒子を混合
し無機酸等の凝固浴で凝固することにより容易に製造さ
れる。無機微粒子の担持量はビスコースとの混合比によ
ってあらかじめ調整される。複合粒子の平均粒子径は、
ノズルの径（無機微粒子の最大径より大きく調整されて
いる）及びドープの吐出速度によって調整することによ
り、平均粒子径０．０３〜５ｍｍの球状あるいは長球状
の複合粒子を得ることができる。また、公知の方法、例
えば特開昭６３−９２６０３号公報に記載の方法等によ
っても製造できる。無機微粒子が酸やアルカリに溶解あ
るいは反応する場合は、天然セルロースをＮＭＭＯ（Ｎ
−メチルモルホリンＮ−オキサイド）に溶解し、無機
微粒子を添加攪拌後、ノズルから水等の凝固浴に滴下凝
固することによって製造することができる。複合粒子に
用いられるセルロースの原料は特に限定されないが、天
然セルロースである針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、ある
いはコットンリンターパルプ等の精製パルプや再生セル
ロースを例示することができる。得られた無機微粒子担
持再生セルロース投射材は、セルロースが親水性が高く
無機微粒子と親和性が良いために強固に無機微粒子を担
持している。これをブラストクリーニングに使用した場
合、複合合成樹脂系投射材粒子で見られるような担持微
粒子の脱落はほとんど無い。

【００１２】複合粒子は、静電気発生をさらに抑制する
ための帯電防止剤、また水分散性を更に向上させるため
の分散剤、等を、本発明の効果を損なわない程度に担持
させることができる。

【００１３】複合粒子を湿式ブラストスクリーニング投
射材として使用する場合、適宜水中に分散させてスラリ
ーとして用いる。分散方法は任意であるが、通常の攪拌
で十分であり、容易に攪拌されず浮遊し沈降しないとい
った問題点はない。一方、乾式ブラストスクリーニング
に使用する場合は、投射材の水分率を無機微粒子の担持
量によっても異なるが２〜２０％、好ましくは５〜１２
％程度に乾燥して用いることが望ましい。２％より低い
とクリーニング時の静電気発生量が多くなり、一方、２
０％を越えると配管内壁等への付着が多くなるため好ま
しくない。

【００１４】

【実施例】以下実施例を挙げて、本発明を詳細に説明す
る。実施例１常法にて調整したビスコース（セルロース濃度９．０
％）１．０部と酸化チタン０．０３重量部（粒径１μ
ｍ）を室温下で混合した。この混合物にポリアクリル酸
ソーダ水溶液（分子量４万、高分子濃度１２％）２．０
部を加え、室温下５０ｒｐｍで１０分間攪拌し、酸化チ
タンを含有したビスコースの液滴分散液を得た。これを
攪拌しながら８０℃３０分間加熱し、酸化チタンを含有
したビスコース液滴を凝固せしめた。生じた凝固粒子を
多量の水で水洗した後、常温の５％塩酸溶液中で中和し
た。次いで多量の水で水洗した後、湿式で２００〜４０
０μｍに篩い分けを行い、８０℃で８時間乾燥すること
により、酸化チタンを担持した複合再生セルロース粒子
を得た。得られた粒子は、酸化チタン担持量２５重量
％、平均粒径２５０μｍの球状粒子で、比重は２．２で
あった。次にこれを容積比３０％水スラリーとした後、
液体ホーニング機にて、ＩＣリードフレームのパッケー
ジの合成樹脂のバリ取りに供した。バリ取り試験は、ス
ラリー圧５９０ｋＰａ、ノズル噴射量１０Ｌ／ｍｉｎの
条件で実施した。結果を表１に示す。表中の評価は、投
射後の成型品外観を目視判定した時のバリの程度を、×
×：非常に多い、×：多い、△：少ない、○：ほとんど
なし、○○：なし、で表示した。（以下、同様）

【００１５】実施例２実施例１において、酸化チタンを酸化セリウム（粒径
０．３μｍ）に変えた以外は実施例１と同様に実施する
ことにより、酸化セリウムを担持した複合再生セルロー
ス粒子を得た。得られた粒子は、酸化セリウム担持量２
３％、平均粒子径２５０μｍの球状粒子で、比重は２．
７であった。次にこの粒子を用い、実施例１と同様の方
法でバリ取り試験を実施した。結果を表１に示す。

【００１６】実施例３実施例１において、酸化チタンをガラスビーズ（粒径２
０μｍ）に変えた以外は実施例１と同様に実施すること
により、ガラスビーズを担持した複合再生セルロース粒
子を得た。得られた粒子は、ガラスビーズ担持量２５
％、平均粒子径２６０μｍのほぼ球状粒子で、比重は
１．７であった。次にこの粒子を用い、実施例１と同様
の方法でバリ取り試験を実施した。結果を表１に示す。

【００１７】実施例４ニーダー機に溶解パルプ１部、５０重量％ＮＭＭＯ水溶
液２０部、アルミナ粉末（粒径１０μｍ）０．２５部を
加え、約２７ｋＰａに減圧下、９０℃に加熱し、水分を
除去しながら３時間加熱攪拌し、アルミナ含有セルロー
スドープを得た。このドープ８０℃に保ち、径１５０μ
ｍのノズルより常温の水に不連続に吐出し、アルミナ含
有セルロースドープを凝固せしめた。次いでこれを多量
の７０℃の温水で水洗し、８０℃８時間乾燥することに
より、アルミナを担持した複合再生セルロース粒子を得
た。得られた粒子は、アルミナ担持量２０％、平均粒子
径２８０μｍのほぼ球状粒子で、比重は１．７であっ
た。次にこの粒子を用い、実施例１と同様の方法でバリ
取り試験を実施した。結果を表１に示す。

【００１８】比較例１実施例１において、酸化チタンを用いなかった以外は実
施例１と同様に実施することにより、再生セルロース粒
子を得た。得られた粒子は、平均粒子径２５０μｍの球
状粒子で、比重は１．４であった。次にこの粒子を用
い、実施例１と同様の方法でバリ取り試験を実施した。
結果を表１に示す。

【００１９】比較例２平均粒子径１９０μｍ、比重１．１５の不飽和ポリエス
テル樹脂からなる真球状の粒子を投射材として用い、実
施例１と同様の方法でバリ取り試験を実施した。結果を
表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】実施例５実施例３で得られたガラスビーズを担持した複合再生セ
ルロース粒子（水分率５．４％）を投射材として用い、
乾式ブラストによるフェノール樹脂でモールドパッケー
ジされた電子機器部品のバリ取りに供した。バリ取り試
験は、被研磨物３５０個を傾斜させた回転容器の中へ装
着し、回転させながら容器の開部より空気圧力４９０ｋ
Ｐａ、投射距離１５０ｃｍ、６ｍｉｎ間投射し実施し
た。比較として、平均粒径２０μｍのガラスビーズを３
０％担持した球状の不飽和ポリエステル粒子（平均粒子
径２５０μｍ、比重１．３）を投射材として用いて、同
様にバリ取り試験を実施した。その結果、本発明の複合
粒子を用いた場合はバリが完全に除去されていると共
に、静電気によると考えられる粒子の付着はほとんど見
られず投射材の回収も容易であったが、不飽和ポリエス
テル粒子を用いた場合はバリが残存しており、またパー
ケージ表面粒子の付着がかなりみられた。

【００２２】

【発明の効果】以上説明してきた通り、本発明の投射材
である複合粒子は、比重が１．６〜５．０程度と従来の
複合合成樹脂系投射材に比べて２０〜２００％重い。こ
のため、粒子質量増加に伴う衝撃力の増加により研磨能
力に優れ、バリ取り性能が格段に向上する。さらに、ブ
ラストクリーニングによる投射材の破壊片や担持複合材
の脱落がほとんど無い。また、乾式ブラストクリーニン
グ時には適当な水分を保有しているため静電気の発生が
少なく配管内壁等への付着が低減され、一方、湿式ブラ
ストクリーニングに使用した場合、水に対する分散性が
良いため、粒子の水面浮上による性能のばらつきや流出
ロスも低減される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】再生セルロース粒子にセルロースより比
重の大きい無機微粒子を担持させた、球状及び／又は長
球状の複合再生セルロース粒子からなるブラストクリー
ニング用投射材。
【請求項２】無機微粒子が、金属、金属酸化物、無機
塩、セラミック、ガラスあるいはカーボンランダムから
選ばれた１種以上である、請求項１記載のブラストクリ
ーニング用投射材。