【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物の表面に硬いものをぶつけて表面の仕上げをする脂肪族ポリアミド粒子を含む研磨材を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、砥粒含有メタ系芳香族ポリアミド柱状細片が互いに固着されてなり、該柱状細片の形状が特定の構造を有することを特徴とするアラミド研磨材料が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、特定のポリシアノアリール系樹脂と粒状あるいは粉状ポリアミド樹脂の混合物からなることを特徴とする表面清浄用研掃・研磨材が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
繊維からなるメッシュとメッシュ間に細孔を残す結合剤とを含んでいることを特徴とする研磨材が開示されている。そこでは、繊維がセルロース、ポリアミド、アラミドなどからなり、樹脂がフェノール樹脂であることを特徴としている（例えば、特許文献３参照）。
高精度の研磨材として、被研磨面にスクラッチをつけることがなく、表面うねりが少ないような研磨布が、特定の繊度のポリアミド極細繊維から構成されることがに開示されている（例えば、特許文献４参照）。
使用時の耐久性、研磨性能が良好な、線材として芳香族ポリアミドで構成されたシート状研磨材が開示されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２３９４４３号公報
【特許文献２】
特開平７−２７８５２８号公報
【特許文献３】
特開２００２−１６５１号公報
【特許文献４】
特開２００２−２７３６５０号公報
【特許文献５】
特開２０００−３３５７５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
環境・衛生問題から、エアーブラスト後の研削材には、塗料屑が多く含まれ、また研磨屑には各種異物が混入しており、その処理が問題となっている。そのため、粉塵発生の少ない研磨材が望まれている。また、たとえば磁気記録媒体においては、高容量化、高精度化に伴い、磁気ディスク表面の微小な突起でも、磁気ヘッドとの接触により、情報の読み書きの際にエラーの原因となることがある。記録ディスクと磁気ヘッドとの密着するというトラブルをさけるため、高精度に研磨する技術、研磨材ほか、精密部品の高精度な仕上げのための研磨材が望まれている。
本発明は、研磨キメが細かく、被研磨表面にスクラッチをつけることなく、研磨面状態が良好であって、研磨屑、汚染物質などの受容性が大きく、耐久性のある研磨材を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一は、下記（１）〜（２）の特性を有する脂肪族ポリアミド粒子を含有することを特徴とする研磨材を提供することである。
（１）数平均粒子径５〜３０μｍ。
（２）ＢＥＴ比表面積５０００ｍ２／ｋｇ以上。
【０００６】
本発明の第二は、エアーブラスト法に用いることを特徴とする研磨材を提供することである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、ブラスト加工の際、磨耗性が強く、表面に微細な凹凸があり、特定範囲の粒子径とＢＥＴ比表面積とを有する、多孔質なポリアミド粒子が、研磨粉、汚染物質の受容性が優れ、研磨面にスクラッチが生ずることがく、且つ研磨くずの発生が少ない、耐久性のある研磨材として有用であることを見出した。
【０００８】
本発明の研磨材は、下記（１）〜（２）の特性を有する脂肪族ポリアミド粒子を含有することを特徴とする研磨材である。
（１）数平均粒子径５〜３０μｍ。
（２）ＢＥＴ比表面積５０００ｍ２／ｋｇ以上。
【０００９】
本発明の研磨材は、脂肪族ポリアミド粒子を好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは９０重量％以上、より好ましくは９５重量％以上、特に好ましくは９８重量％以上含まれていることが好ましく、特に本発明の研磨材は脂肪族ポリアミド粒子からなることが好ましい。
【００１０】
本発明に用いる脂肪族ポリアミド粒子は、多孔質粒子で、球状であることが好ましく、例えば脂肪族ポリアミド粒子は、９０重量％以上が球状粒子であり、さらに好ましくは９８重量％以上が球状粒子であることが好ましい。脂肪族ポリアミド粒子の球状粒子含有率が上記範囲より少ない場合、脂肪族ポリアミド粒子の製造時に流動性が劣るなど好ましくないことがある。
脂肪族ポリアミド粒子が、多孔質粒子であることは、水分や油分などの汚染物質の受容性に優れ、形状が保持され、研磨効果の持続性に優れる。
【００１１】
脂肪族ポリアミド粒子は、脂肪族ポリアミドから得られるものであれば特に制限されることがなく、一例として、ポリアミド６、ポリアミド６６又はポリアミド８〜１２の単独重合体およびそれらの共重合体から製造することができ、特にポリアミド６、ポリアミド１１又はポリアミド１２の単独重合体およびそれらの共重合体から製造することが好ましい。
【００１２】
脂肪族ポリアミド粒子の数平均粒子径は、５〜３０μｍであり、好ましくは６〜２０μｍである。脂肪族ポリアミド粒子の数平均粒子径が上記範囲よりより小さい場合、研磨材として粒子が細かすぎ、研磨面に付着する場合があるため好ましくなく、また脂肪族ポリアミド粒子の数平均粒子径が上記範囲より大きい場合、研磨後の研磨面の表面つやがなくなる場合があり好ましくない。
【００１３】
脂肪族ポリアミド粒子の粒子径分布指数（ＰＤＩ）は、好ましくは１〜１．４、さらに好ましくは、１〜１．３、特に好ましくは、１．０〜１．１の範囲が好ましい。脂肪族ポリアミド粒子の粒子径分布指数（ＰＤＩ）が上記範囲より大きい場合、粒子径分布が広くなり、研磨面にスクラッチが生ずることがあるから好ましくない。脂肪族ポリアミド粒子の粒子径分布指数（ＰＤＩ）は、数式（６）に従い算出することができる。
【００１４】
脂肪族ポリアミド粒子のＢＥＴ比表面積は、５０００ｍ２／ｋｇ以上、好ましくは６０００ｍ２／ｋｇ以上である。脂肪族ポリアミド粒子のＢＥＴ比表面積が、上記範囲より小さい場合、汚染物質や研磨屑などの吸着能力が劣ることがあり好ましくない。
【００１５】
脂肪族ポリアミド粒子の多孔度指数（ＲＩ）は、好ましくは５以上、さらに好ましくは５〜１００、特に好ましくは５〜７０が好ましい。脂肪族ポリアミド粒子の多孔度指数が、上記範囲より小さい場合、多孔質の程度が小さく汚染物質の吸収が劣る場合があり好ましくなく、上記範囲より大きい場合、形状が不安定でシート、布又はディスク状の加工する場合、加工性が劣るために好ましくない。ここで多孔度指数（ＲＩ）とは、同じ直径の平滑な球状粒子の比表面積に対し、多孔質球状粒子の比表面積の比で表示したものと定義し、数式（１）で表すことができる。
【００１６】
【数１】
ここで、ＲＩ：多孔度指数、
Ｓ：多孔粒子の比表面積［ｍ２／ｋｇ］、
Ｓ０：同一粒子径の円滑な球状粒子の比表面積［ｍ２／ｋｇ］とする。
Ｓ０は、数式（２）に従い算出することができる。
【数２】
ここで、Ｓ０：円滑な球の比表面積［ｍ２／ｋｇ］、
ｄｏｂｓ：観測される数平均球状粒子径［ｍ］、
ρ：ポリアミドの密度［ｋｇ／ｍ３］とする。
ポリアミド６及びポリアミド６６の密度は、結晶相で１２３０ｋｇ／ｍ３、非晶相で１１００ｋｇ／ｍ３として、ポリアミドの密度（ρ）を算出できる。
【００１７】
ポリアミドの結晶化度は、ＤＳＣ測定法により求めることができる。
脂肪族ポリアミド粒子の結晶化度は、４０％以上が好ましく、さらに４５％以上が好ましく、特に５０％以上が好ましい。結晶化度が上記範囲より小さい場合、研磨材に用いた際、多孔質粒子が熱的に形状的に不安定になるから好ましくない。
【００１８】
ポリアミドの結晶化度は、 Ｒ．Ｖｉｅｗｅｇら、ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｅ ＩＶ ｐｏｌｙａｍｉｄｅ、２１８頁、Ｃａｒｌ Ｈａｎｇｅｒ Ｖｅｒｌａｇ、１９６６年の記載を引用し、数式（３）より算出され、ポリアミド６及びポリアミド６６の結晶相の融解熱は、各々４５ｃａｌ／ｇとする。
【数３】
ここで、χ：結晶化度（％）、
ΔＨｏｂｓ：脂肪族ポリアミド粒子の融解熱（ｃａｌ／ｇ）、
ΔＨｍ：ポリアミドの結晶相の融解熱（ｃａｌ／ｇ）とする。
【００１９】
脂肪族ポリアミド粒子は、ポリアミド溶液と、ポリアミドの非溶媒及び適度の水を混合し、一時的に透明な均一溶液を作成し、その後ポリマーを析出することにより得ることができる。
【００２０】
ポリアミド溶液は、ポリアミド０．１〜３０重量％と溶媒９９．８〜７０重量％の合計１００重量％、さらに好ましくはポリアミドが０．２〜２５重量％と溶媒９９．８〜７５重量％の合計１００重量％である。
【００２１】
ポリアミドの溶媒としては、芳香族アルコールおよび蟻酸等を挙げることができる。ポリアミド溶液に用いられる芳香族アルコールとしては、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、クロロフェノール、フェノールなど及びそれらの混合物を用いることができる。
【００２２】
ポリアミドの非溶媒は、芳香族アルコール及び水が部分的に相容するもの（少量溶解するもの）を用いることができ、一例として脂肪族アルコール、脂肪族ケトンなど及びこれらの混合溶液などを用いることができる。また、ポリアミドの非溶媒は、水と相容することが重要であり、一例としてメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトンなどの炭素数１〜４の脂肪族アルコール、炭素数１〜５の脂肪族ケトンなど及びこれらの混合溶液などを用いることができる。
【００２３】
ポリアミド粒子を製造するにあたり、非溶媒と水とは、非溶媒９８〜１０重量％及び水２〜９０重量％が好ましい。
ポリアミド粒子の製造は、ポリアミド溶液、非溶媒及び水の添加順序は、ポリアミド溶液、非溶媒及び水を混合し、一時的に溶液が透明で均一に保たれれば良く、特に添加順序などに制限がなく、どの順序、方法でも良い。
ポリアミド粒子の製造は、▲１▼ポリアミド溶液に、非溶媒を添加し、次に水を加える、▲２▼非溶媒と水とを混合し、ポリアミド溶液を加える、▲３▼ポリアミド溶液に水を添加し、非溶媒を加えるなどの方法で製造することができる。
ポリアミド粒子の製造は、ポリアミド溶液、非溶媒及び水とを混合し、一時的に溶液が透明で均一な溶液を形成させて、時間的な経過を経て、例えば０．１秒〜１２０分程度の時間経過後、ポリマー粒子を析出させる方法により製造することができる。均一な溶液を形成する時間は、たとえば、である。一時的にも、均一な溶液を形成することが重要である。
ポリアミド粒子の製造において、一時的に溶液が透明で均一な溶液を、早く形成させるために、溶液に適当な撹拌を加えてもよい。
【００２４】
ポリアミド粒子の製造において、ポリアミド溶液、非溶媒及び水とを混合し、一時的に透明で均一な溶液からポリマー粒子を析出させる温度は、５〜７０℃が好ましい。
【００２５】
ポリアミド粒子の製造において、析出したポリアミド粒子は、溶液からデカンテーション、遠心分離、濾過などの通常の方法で溶液から分離することができ、例えば、ポリアミド粒子の析出した溶液に、さらにメタノールを加え、デカンテイションや遠心分離などの方法で、ポリアミド粒子を分離することができる。また、析出したポリアミド粒子はさらに数回メタノールやアセトンなどで洗浄し、デカンテイションや遠心分離などの方法で分離してもよく、さらに熱風乾燥、真空乾燥にしてもよい。
【００２６】
研磨材は、ポリアミド粒子の他に、フェノール樹脂、ポリウレタンなどの熱硬化性樹脂や、ニトリルゴムなどの架橋ゴムなどをバインダーとして添加することができる。
【００２７】
また砥粒として、ポリアミド粒子のほかに、金剛砂、溶融アルミナ、ジルコニア、ダイアモンド、窒化ホウ素粉、四弗化エチレンなどを、場合によっては一部添加してもよい。
【００２８】
本発明は、均一な粒子径のポリアミド多孔質粒子を含む研磨材である。従来に見られぬ、ブラスト加工の際、磨耗性が強く、耐久性に優れるだけでなく、研磨屑、汚染物質の受容性が優れ、耐久性があり、研磨面にスクラッチが生ずることがないような研磨材を供給できる。
【００２９】
本発明の研磨材は、成型品のプラスチックのバリとり用、金属の研掃仕上げなどに用いることが出来る。プラスチックとしては、エポキシなどの熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを挙げることが出来る。
【００３０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。粒子形状、比表面積などの測定は次のようにして行った。
【００３１】
（数平均粒子径の測定、粒度分布指数の算出）
ポリアミド粒子の粒子形状と大きさは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察する。球形粒子の粒径は、ＳＥＭ写真より測定し、球形と異なる粒子の粒径は、投影面積から相当円の直径を測定する。
数平均粒子径（Ｄｎ）及び体積平均粒子径（Ｄｖ）は、１００個の粒子径より数式（４）及び数式（５）に従い、算出する。粒度分布指数（ＰＤＩ）は、数式（６）に従い算出する。
【００３２】
【数４】
ここで、Ｘｉ：粒子個々の粒子径、ｎ：測定数１００、
Ｄｎ：数平均粒子径、Ｄｖ：体積平均粒子径、ＰＤＩ：粒度分布指数とする。
【００３３】
（比表面積の測定）
ポリアミド粒子の比表面積は、窒素吸着によるＢＥＴ法３点測定で行う。
【００３４】
（融解熱の測定）
ポリアミドの融解熱は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定する。ＤＳＣの測定は、窒素中で、昇温速度５℃／分の条件で、室温から昇温を行い、温度範囲１２０〜２３０℃の吸熱ピークの面積を算出する。
【００３５】
（嵩密度の測定）
温度２５℃で、試料５ｇをメスシリンダーに精秤し、その容積から嵩密度を算出する。
【００３６】
（実施例１）
（多孔質ポリアミド球状粒子の製造）
ポリアミド６（分子量１３，０００）１０ｇとｍ−クレゾール２００ｇからなるナイロン溶液を作製した。ナイロン溶液１００ｇ、メタノール５０００ｇ及び水１００ｇとをマグネチックスターラーで撹拌混合して１分撹拌後、溶液は均一になった。撹拌２分後にポリマーが析出してきた。混合溶液を２４時間静置して、ポリマーの析出を終了させた。得られた析出ポリマーは、メタノール、アセトンで洗浄し、その後遠心分離によりポリマーを単離した。
得られた析出ポリマー粒子の評価を行い、数平均粒子径は、７．８１μｍであり、体積平均粒子径は８．４４μｍであり、比較的均一な球形粒子であった。粒子径分布指数（ＰＤＩ）は１．０８と算出した。得られた粒子の比表面積は、１０８００ｍ２／ｋｇであり、多孔度指数（ＲＩ）は、１６．６と算出した。得られた粒子の融解熱は、２６．１ｃａｌ／ｇであり、結晶化度は５８％と算出した。ポリマー粒子のかさ密度は、０．２５ｇ／ｃｍ３であった。
【００３７】
（研磨材の評価）
ポリマー粒子は、エポキシ樹脂の射出成形試作品をＩＣチップに見立てて被検体とし、その成形品のバリ取りで研磨材の評価を行った。研磨処理は、ポリマー粒子を用い、ブラスト法を用いて、圧縮空気０．２５ｋｇ／ｃｍ２で連続研磨を行った。その結果、成形品バリは取れていた。エポキシ成形品の表面の汚れや油脂分は、完全に除去されていた。エポキシ成形品の表面には研磨材の帯電付着は全く見られなかった。スクラッチは見られなかった。
【００３８】
（比較例１）
（マイクロペレットの製造）
実施例１で使用したポリアミド６ペレットを用い、二軸押出機によりマイクロペレットを製造した。二軸押出機の操作条件は、温度が２４０℃、ノズル径が１ミリ、ドラフトが２０で引きとり、その後ペレタイズした。得られたマイクロペレットは、直径０．２ｍｍ、長さ０．６ｍｍであった。ペレットの有効粒子径は回転半径から５００μｍとなった。ペレットの比表面積は１５０ｍ２／ｋｇ、融解熱は、１０．８ｃａｌ／ｇであり、結晶化度は２４％と算出した。
【００３９】
（研磨材の評価）
マイクロペレットを用い、研削条件として、圧縮空気３ｋｇ／ｃｍ２を用いた他は実施例１と同様にして、研磨処理をおこなった。その結果、油脂分は除去できなかった。バリは１００時間の連続研磨作業後には除去できなかった。被検体である被検体に研磨屑が付着してしまった。スクラッチは見られた。
【００４０】
（比較例２）
ナイロン６粒子として、数平均粒子径１０．４μｍ、粒子径分布指数２．７、比表面積２２００ｍ２／ｋｇ、結晶化度５０％の長球状粒子を用いたほかは、実施例１と同様にして研磨処理をおこなった。その結果、油脂分は完全に除去できなかった。バリは５０時間の連続研磨作業後には除去できず、被検体に研磨材が付着してしまった。
【００４１】
（比較例３）
ナイロン６粒子として、数平均粒子径３μｍ、粒子径分布指数３．５、比表面積３０．５ｍ２／ｋｇ、結晶化度３２％の不定形粒子を用いたほかは実施例１と同様にした。その結果、被検体に研磨材が付着してしまい、１時間で研磨不可能になってしまった。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、微細な粒子径を有し、特定の比表面積を有し、多孔質ポリアミド球状粒子を用いた研磨材を供給することができる。
本発明の研磨材は、ブラスト加工の際、磨耗性が強く、多孔質であるために、汚染物質の受容性が優れ、研磨屑が少なく、また研磨面にスクラッチが生ずることがないような研磨材を供給できる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
An object of the present invention is to provide an abrasive containing aliphatic polyamide particles for finishing a surface by hitting a hard object on the surface of a structure.
[0002]
[Prior art]
For example, there has been disclosed an aramid polishing material in which abrasive-containing meta-aromatic polyamide columnar strips are fixed to each other, and the shape of the columnar strips has a specific structure (for example, Patent Document 1). 1).
Further, there has been disclosed a polishing / polishing material for cleaning a surface, comprising a mixture of a specific polycyanoaryl resin and a granular or powdery polyamide resin (for example, see Patent Document 2).
An abrasive material comprising a mesh made of fibers and a binder leaving pores between the meshes is disclosed. Here, the fiber is made of cellulose, polyamide, aramid, or the like, and the resin is a phenol resin (for example, see Patent Document 3).
It is disclosed that, as a high-precision abrasive, a polishing cloth which does not scratch the surface to be polished and has a small surface waviness is made of a polyamide ultrafine fiber having a specific fineness (for example, Patent Reference 4).
A sheet-like abrasive made of an aromatic polyamide as a wire having excellent durability and polishing performance in use has been disclosed (for example, see Patent Document 5).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-239443 [Patent Document 2]
JP-A-7-278528 [Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-1651 [Patent Document 4]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-273650 [Patent Document 5]
JP 2000-33575 A
[Problems to be solved by the invention]
Due to environmental and sanitary problems, the abrasive after air blasting contains a large amount of paint dust, and the polishing dust contains various foreign substances, which poses a problem in treatment. Therefore, an abrasive which generates less dust is desired. Further, for example, in a magnetic recording medium, with the increase in capacity and accuracy, even a minute protrusion on the surface of a magnetic disk may cause an error in reading or writing information due to contact with a magnetic head. In order to avoid the trouble that the recording disk and the magnetic head come into close contact with each other, there is a demand for a technique for polishing with high precision, a polishing material, and a polishing material for highly accurate finishing of precision parts.
The present invention provides a durable polishing material which has a fine polishing texture, does not scratch the surface to be polished, has a good polished surface condition, has a high acceptability of polishing debris and contaminants, and has a high durability.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A first object of the present invention is to provide an abrasive characterized by containing aliphatic polyamide particles having the following characteristics (1) and (2).
(1) Number average particle size 5 to 30 μm.
(2) BET specific surface area 5000 m 2 / kg or more.
[0006]
A second aspect of the present invention is to provide an abrasive which is used for an air blast method.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention is characterized in that, during blasting, porous polyamide particles having high abrasion, having fine irregularities on the surface, having a specific range of particle diameter and BET specific surface area, are capable of receiving abrasive powder and contaminants. And excellent scratch resistance on the polished surface, less generation of polishing debris, and useful as a durable abrasive.
[0008]
The abrasive of the present invention is an abrasive containing aliphatic polyamide particles having the following characteristics (1) and (2).
(1) Number average particle size 5 to 30 μm.
(2) BET specific surface area 5000 m 2 / kg or more.
[0009]
The abrasive of the present invention preferably contains aliphatic polyamide particles in an amount of preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, and particularly preferably 98% by weight or more. In particular, the abrasive of the present invention preferably comprises aliphatic polyamide particles.
[0010]
The aliphatic polyamide particles used in the present invention are porous particles and preferably spherical. For example, 90% by weight or more of the aliphatic polyamide particles are spherical particles, and more preferably 98% by weight or more are spherical particles. Preferably, there is. If the content of the spherical particles of the aliphatic polyamide particles is less than the above range, it may be unfavorable because the fluidity is poor during the production of the aliphatic polyamide particles.
When the aliphatic polyamide particles are porous particles, the particles are excellent in accepting contaminants such as moisture and oil, the shape is maintained, and the polishing effect is excellent in durability.
[0011]
Aliphatic polyamide particles are not particularly limited as long as they are obtained from an aliphatic polyamide, and as an example, are produced from homopolymers of polyamide 6, polyamide 66 or polyamides 8 to 12 and copolymers thereof. In particular, it is preferable to manufacture from a homopolymer of polyamide 6, polyamide 11, or polyamide 12 and a copolymer thereof.
[0012]
The number average particle diameter of the aliphatic polyamide particles is 5 to 30 μm, preferably 6 to 20 μm. If the number average particle diameter of the aliphatic polyamide particles is smaller than the above range, the particles are too fine as a polishing agent, which is not preferable because they may adhere to the polishing surface, and the number average particle diameter of the aliphatic polyamide particles is in the above range. If it is larger, the surface of the polished surface after polishing may be undesirably lost.
[0013]
The particle diameter distribution index (PDI) of the aliphatic polyamide particles is preferably in the range of 1 to 1.4, more preferably 1 to 1.3, and particularly preferably 1.0 to 1.1. If the particle diameter distribution index (PDI) of the aliphatic polyamide particles is larger than the above range, the particle diameter distribution is widened and scratches may occur on the polished surface, which is not preferable. The particle size distribution index (PDI) of the aliphatic polyamide particles can be calculated according to the formula (6).
[0014]
The BET specific surface area of the aliphatic polyamide particles is at least 5,000 m 2 / kg, preferably at least 6,000 m 2 / kg. If the BET specific surface area of the aliphatic polyamide particles is smaller than the above range, the ability to adsorb contaminants and polishing debris may deteriorate, which is not preferable.
[0015]
The porosity index (RI) of the aliphatic polyamide particles is preferably 5 or more, more preferably 5 to 100, and particularly preferably 5 to 70. When the porosity index of the aliphatic polyamide particles is smaller than the above range, the degree of porosity is small and the absorption of contaminants may be inferior, which is not preferable. In the case of processing in a shape, it is not preferable because the processability is inferior. Here, the porosity index (RI) is defined as a ratio of the specific surface area of the porous spherical particles to the specific surface area of the smooth spherical particles having the same diameter, and can be represented by the following equation (1). .
[0016]
(Equation 1)
Where RI: porosity index,
S: specific surface area of the porous particles [m 2 / kg],
S 0 : Specific surface area [m 2 / kg] of smooth spherical particles having the same particle diameter.
S 0 can be calculated according to equation (2).
(Equation 2)
Here, S 0 : specific surface area of a smooth sphere [m 2 / kg],
d obs : observed number average spherical particle diameter [m],
ρ: Density of polyamide [kg / m 3 ].
The density of polyamide 6 and polyamide 66, 1230kg / m 3 in the crystalline phase, as 1100 kg / m 3 in an amorphous phase can be calculated the density of the polyamide ([rho).
[0017]
The crystallinity of the polyamide can be determined by a DSC measurement method.
The crystallinity of the aliphatic polyamide particles is preferably at least 40%, more preferably at least 45%, particularly preferably at least 50%. If the crystallinity is smaller than the above range, it is not preferable because when used as an abrasive, the porous particles become thermally unstable in shape.
[0018]
The crystallinity of the polyamide is described in R.S. Reference is made to the description of Viewweg et al., Kunststoff IV polyamide, page 218, Carl Hanger Verlag, 1966, and is calculated from the equation (3).
[Equation 3]
Here, Δ: crystallinity (%),
ΔH obs : heat of fusion (cal / g) of aliphatic polyamide particles,
ΔH m : heat of fusion (cal / g) of the crystal phase of polyamide.
[0019]
Aliphatic polyamide particles can be obtained by mixing a polyamide solution, a non-solvent of polyamide, and a suitable amount of water to temporarily form a transparent and homogeneous solution, and then depositing a polymer.
[0020]
The polyamide solution is preferably a total of 100% by weight of 0.1 to 30% by weight of polyamide and 99.8 to 70% by weight of solvent, and more preferably a total of 0.2 to 25% by weight of polyamide and 99.8 to 75% by weight of solvent. 100% by weight.
[0021]
Examples of polyamide solvents include aromatic alcohols and formic acid. As the aromatic alcohol used for the polyamide solution, o-cresol, m-cresol, p-cresol, chlorophenol, phenol, and the like, and a mixture thereof can be used.
[0022]
As the non-solvent of the polyamide, those in which the aromatic alcohol and water are partially compatible (a small amount can be dissolved) can be used. For example, aliphatic alcohols, aliphatic ketones, and the like and a mixed solution thereof are used. Can be. It is important that the non-solvent of the polyamide is compatible with water. For example, aliphatic alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, acetone, and methyl ethyl ketone, and 1 to 5 carbon atoms. Aliphatic ketones and the like and a mixed solution thereof can be used.
[0023]
In producing the polyamide particles, the nonsolvent and water are preferably 98 to 10% by weight of the nonsolvent and 2 to 90% by weight of water.
In the production of polyamide particles, the order of addition of the polyamide solution, the non-solvent and the water may be such that the polyamide solution, the non-solvent and the water are mixed, and the solution is temporarily kept transparent and uniform. There is no order and any method is acceptable.
The polyamide particles are produced by (1) adding a non-solvent to the polyamide solution and then adding water, (2) mixing the non-solvent and water and adding the polyamide solution, and (3) adding water to the polyamide solution. It can be produced by a method such as adding a non-solvent.
In the production of polyamide particles, a polyamide solution, a non-solvent and water are mixed together to temporarily form a transparent and uniform solution, and after a lapse of time, for example, about 0.1 seconds to 120 minutes. After a lapse of time, it can be produced by a method of precipitating polymer particles. The time to form a homogeneous solution is, for example, It is important to form a homogeneous solution, even temporarily.
In the production of the polyamide particles, appropriate stirring may be added to the solution in order to temporarily form a clear and homogeneous solution temporarily.
[0024]
In the production of polyamide particles, the temperature at which a polyamide solution, a non-solvent and water are mixed to temporarily precipitate polymer particles from a transparent and uniform solution is preferably from 5 to 70 ° C.
[0025]
In the production of polyamide particles, the precipitated polyamide particles can be separated from the solution by a normal method such as decantation, centrifugation, or filtration from the solution.For example, to the solution in which the polyamide particles are precipitated, further add methanol, The polyamide particles can be separated by a method such as decantation or centrifugation. The precipitated polyamide particles may be further washed several times with methanol, acetone, or the like, separated by a method such as decantation or centrifugation, or further dried with hot air or vacuum.
[0026]
As the abrasive, a thermosetting resin such as phenol resin or polyurethane, a crosslinked rubber such as nitrile rubber, or the like can be added as a binder in addition to the polyamide particles.
[0027]
In addition, as abrasive grains, in addition to polyamide particles, gold sand, fused alumina, zirconia, diamond, boron nitride powder, ethylene tetrafluoride, and the like may be partially added in some cases.
[0028]
The present invention is an abrasive containing porous polyamide particles having a uniform particle diameter. In the blasting process, which is not seen in the past, it not only has strong abrasion and excellent durability, but also has excellent receptivity to polishing debris and contaminants, is durable, and does not cause scratches on the polished surface Abrasive material can be supplied.
[0029]
The abrasive of the present invention can be used for deburring plastics of molded products, for polishing and finishing metals, and the like. Examples of the plastic include a thermosetting resin such as epoxy and a thermoplastic resin.
[0030]
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. The measurement of the particle shape, the specific surface area and the like was performed as follows.
[0031]
(Measurement of number average particle size, calculation of particle size distribution index)
The particle shape and size of the polyamide particles are observed using a scanning electron microscope (SEM). The particle size of the spherical particles is measured from an SEM photograph, and the particle size of the particles different from the spherical shape is measured from the projected area to the diameter of the equivalent circle.
The number average particle diameter (Dn) and the volume average particle diameter (Dv) are calculated from the particle diameters of 100 particles according to equations (4) and (5). The particle size distribution index (PDI) is calculated according to equation (6).
[0032]
(Equation 4)
Here, Xi: particle diameter of each particle, n: measurement number 100,
Dn: number average particle diameter, Dv: volume average particle diameter, PDI: particle size distribution index.
[0033]
(Measurement of specific surface area)
The specific surface area of the polyamide particles is measured by a three-point BET method using nitrogen adsorption.
[0034]
(Measurement of heat of fusion)
The heat of fusion of the polyamide is measured with a differential scanning calorimeter (DSC). In the DSC measurement, the temperature is raised from room temperature in nitrogen at a rate of 5 ° C./min, and the area of the endothermic peak in a temperature range of 120 to 230 ° C. is calculated.
[0035]
(Measurement of bulk density)
At a temperature of 25 ° C., 5 g of a sample is precisely weighed in a measuring cylinder, and the bulk density is calculated from the volume.
[0036]
(Example 1)
(Production of porous polyamide spherical particles)
A nylon solution composed of 10 g of polyamide 6 (molecular weight 13,000) and 200 g of m-cresol was prepared. 100 g of the nylon solution, 5000 g of methanol, and 100 g of water were stirred and mixed with a magnetic stirrer, and after stirring for 1 minute, the solution became uniform. After 2 minutes of stirring, a polymer was precipitated. The mixed solution was allowed to stand for 24 hours to complete the precipitation of the polymer. The obtained precipitated polymer was washed with methanol and acetone, and then the polymer was isolated by centrifugation.
The obtained precipitated polymer particles were evaluated, and the number average particle diameter was 7.81 μm, the volume average particle diameter was 8.44 μm, and the particles were relatively uniform spherical particles. The particle size distribution index (PDI) was calculated to be 1.08. The specific surface area of the obtained particles was 10,800 m 2 / kg, and the porosity index (RI) was calculated to be 16.6. The heat of fusion of the obtained particles was 26.1 cal / g, and the crystallinity was calculated to be 58%. The bulk density of the polymer particles was 0.25 g / cm 3 .
[0037]
(Evaluation of abrasives)
For the polymer particles, an epoxy resin injection molding prototype was regarded as an IC chip and used as a subject, and the abrasive was evaluated by deburring the molded product. In the polishing treatment, polymer particles were continuously polished using a blast method with compressed air at 0.25 kg / cm 2 . As a result, molded product burrs were removed. Dirt and oils and fats on the surface of the epoxy molded product were completely removed. No electrification of the abrasive was observed on the surface of the epoxy molded product. No scratches were seen.
[0038]
(Comparative Example 1)
(Production of micro pellets)
Using the polyamide 6 pellets used in Example 1, micropellets were produced by a twin-screw extruder. The operating conditions of the twin-screw extruder were as follows: a temperature of 240 ° C., a nozzle diameter of 1 mm, and a draft of 20. Thereafter, pelletizing was performed. The obtained micropellet had a diameter of 0.2 mm and a length of 0.6 mm. The effective particle diameter of the pellet was 500 μm from the turning radius. The specific surface area of the pellet was 150 m 2 / kg, the heat of fusion was 10.8 cal / g, and the crystallinity was calculated to be 24%.
[0039]
(Evaluation of abrasives)
Polishing was performed in the same manner as in Example 1 except that micro-pellets were used and compressed air of 3 kg / cm 2 was used as grinding conditions. As a result, fats and oils could not be removed. Burrs could not be removed after 100 hours of continuous polishing. Polishing debris has adhered to the subject which is the subject. Scratch was seen.
[0040]
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 1 was carried out, except that the nylon 6 particles used were long spherical particles having a number average particle diameter of 10.4 μm, a particle diameter distribution index of 2.7, a specific surface area of 2200 m 2 / kg, and a crystallinity of 50%. Polishing was performed. As a result, the fat and oil could not be completely removed. The burrs could not be removed after 50 hours of continuous polishing, and the abrasive adhered to the test object.
[0041]
(Comparative Example 3)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that irregular-shaped particles having a number average particle diameter of 3 μm, a particle diameter distribution index of 3.5, a specific surface area of 30.5 m 2 / kg, and a crystallinity of 32% were used as nylon 6 particles. As a result, the abrasive adhered to the subject, and the polishing became impossible in one hour.
[0042]
【The invention's effect】
The present invention can supply an abrasive having a fine particle diameter, a specific specific surface area, and using porous polyamide spherical particles.
The abrasive of the present invention has a high abrasion and is porous during blasting, so that it is excellent in receptivity to contaminants, has little abrasive debris, and has a polishing surface that does not cause scratches. Material can be supplied.
