JP2006289592A - シート状塗布研磨材 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車補修作業において、軟質の塗膜やパテ等を研磨する際には研磨屑の排出性に優れ、足付け作業においては均一に細かく研磨目を付けることができるシート状塗布研磨材を提供すること。
【解決手段】研磨面上に、貫通多孔構造を有する有効研磨面２１および無孔構造を有する有効研磨面２２という２種類の有効研磨面を有し、周辺部の有効研磨面が研磨材の縁まで達しており、基材と基材の表面に配置された砥粒と、砥粒を基材の表面に固着するバインダとを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は研磨材に関し、特に、自動車補修作業に適したシート状塗布研磨材に関する。

自動車補修作業においては、車体表面付近にある軟質の塗膜やパテ等、及びその下層にある硬質の樹脂や鋼板等の両方が研磨される。

軟質の塗膜やパテ等を研磨する際には研磨屑が多量に発生するため、研磨屑の排出性を良くして目詰まりし難くする必要がある。そのため、吸塵用の貫通孔を有するシート状塗布研磨材が従来から知られている。例えば、特許文献１や特許文献２には研磨面に複数の貫通孔を有するシート状塗布研磨材が記載されている。

しかしながら、この貫通孔は研磨面の全体にわたって均一に配置されていて、必ず被研磨面に当る。そのため、貫通孔のエッジが被研磨面に当って傷や不均一なパターンが生じる可能性が高い。

他方、硬質の樹脂や鋼板等を研磨する際には、パテや塗料の密着性を良くするために（一般に「足付け作業」と呼ばれる。）、均一に細かく研磨目を付けることが要求される。つまり、硬質の樹脂や鋼板等を研磨した後の表面には傷や不均一なパターンは存在しないことが望ましい。そうすると、研磨面の全体に貫通孔を有するシート状塗布研磨材では、足付け作業に十分な仕上がりを得ることが困難である。

特許文献３には多数の貫通孔が環帯状に偏在した塗布研磨材ディスクが記載されている。貫通孔が偏在する環帯域はディスク半径の１／３〜１／４の幅をもっている。しかしながら、この貫通多孔構造は吸引効率を向上させるためにさらに最適化する余地がある。また、貫通孔が形成されていない無孔構造の領域は、上記貫通多孔構造の環帯域によって中心部と外周部に分離されており、このような無孔構造の領域で足付け作業を行うことは困難である。
特開２００３−７１７３１ 英国特許第２０５７４８３号明細書 米国特許出願公開第２００３／３８５６号明細書

本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、自動車補修作業において、軟質の塗膜やパテ等を研磨する際には研磨屑の排出性に優れ、足付け作業においては均一に細かく研磨目を付けることができるシート状塗布研磨材を提供することにある。

本発明は、研磨面上に、貫通多孔構造を有する有効研磨面および無孔構造を有する有効研磨面という２種類の有効研磨面を有し、周辺部の有効研磨面が研磨材の縁まで達している、基材と基材の表面上に配置された砥粒と砥粒を基材の表面に固着するバインダーとを有するシート状塗布研磨材を提供する。

本発明のシート状塗布研磨材は研磨屑を効率的に排出する部分と切削のみを行なう部分の、言わば同一面内に２つの機能を有する。そのため、パテや塗装被膜のように、研磨屑が多量に発生する被研磨物を研磨する場合は、貫通多孔構造を有する部分を使用して効率的に研磨屑を排出させ、足付け作業を行う場合は、無孔構造を有する部分を使用して均一に細かく研磨目を付けることができる。

図１は貫通孔を有するシート状塗布研磨材の構造（一部）を示す断面図である。基材１１の表面上にバインダー１２が被覆され、砥粒１３はバインダー１２により基材１１に固着されている。研磨材には複数の貫通孔１４が設けられている。本発明のシート状塗布研磨材も貫通孔を有する部分はかかる構造を有している。

貫通孔の研磨面側の縁は面取りされていることが好ましい。貫通孔の研磨面側の縁が鋭利であったり突出していると、被研磨面を傷つける怖れがあるからである。

貫通孔は、好ましくは、シート状塗布研磨材を後加工して形成される。研磨材に貫通孔加工する際には、その研磨面から基材の裏面へ向かう方向に加工することが好ましい。そのことによって貫通孔の研磨面側の縁が面取りされるからである。また、貫通孔は基材を予め加工形成しておいてもよい。

シート状塗布研磨材に用いる基材は、シート状研磨材の基材として通常使用される材料であればよい。具体的には、ポリマーフィルム、織布、不織布、紙、含浸紙、ポリマー被覆紙等が使用できる。特に好ましい基材はポリマーおよびオイル含浸紙、ポリマー被覆紙、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステルフィルム、及びこれらの金属蒸着紙及びフィルムである。特に好ましい基材のその厚さは、一般に１０〜３００μｍ、好ましくは３０〜１５０μｍである。

基材の表面には、バインダーにより砥粒が固着される。バインダーとしては、接着強度が充分に確保でき、自動車補修用研磨材に通常用いられるものを使用する。例えば、ユリア樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂あるいはそれらの複合物等が挙げられる。

砥粒としては、自動車補修用研磨材に通常用いられるものを使用する。例えば、材質としては、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、その他金属酸化物、シリコンカーバイド、アルミナジルコニア、ダイヤモンド、窒化ホウ素、窒化ケイ素、その他金属窒化物などがある。酸化アルミニウムについてさらに言えば溶融アルミナ、セラミックアルミナ（ゾルゲルアルミナを含む）等が挙げられる。また、砥粒はポリメタクリル酸エステル、ポリスチレン、ポリオレフィン等からなるプラスチック製微粒子であっても良い。砥粒の寸法は、一般に平均粒径５２０〜０．４５μｍ程度である。すなわち、平均粒径５２０μｍ（ＪＩＳ＃３６）〜０．４５μｍ（＃２００００）、好ましくは平均粒径５μｍ（＃３０００）〜２６０μｍ（＃６０）である。

シート状塗布研磨材は、まず貫通孔を有しない基材を用いて研磨面が平坦な塗布研磨材を製造し、その後、基材の表面に複数の貫通孔を形成することにより製造できる。あるいは、基材の表面に複数の貫通孔を形成し、この基材にバインダー及び砥粒を被覆し、そして加熱してバインダーを硬化させることにより製造してもよい。

本発明のシート状塗布研磨材は、研磨面上に、貫通多孔構造を有する有効研磨面および無孔構造を有する有効研磨面という２種類の有効研磨面を有する。有効研磨面とは同質の研磨作用を奏するために有効な研磨面の領域をいう。つまり、有効研磨面は研磨面として使用するのに実用的な面積、形状および配置を有する研磨面の領域である。

図２は本発明のシート状塗布研磨材の一実施態様を示す正面図である。この研磨材ディスク２０は研磨面上に２つの有効研磨面を有している。研磨材ディスクは必ずしも円形である必要はなく、サンダーに装着して使用可能なものであれば、どのような形状でもよい。

研磨面の貫通多孔構造を有する領域は無孔構造の領域とは研磨作用が同質ではなく、各々異なる有効研磨面となる。両者の境界は貫通孔の端部をつなぐ最短距離の想像線によって定めることができる。

第１有効研磨面２１は貫通多孔構造を有し外周部に沿って位置している。第２有効研磨面２２は無孔構造を有し中心部に位置している。このように、有効研磨面を同心状に分割する場合、その数は２つまでにしておくことが好ましい。有効研磨面を３つ以上形成すると有効研磨面の実用性が低下するからである。

貫通孔は、１個あたりの貫通孔面積が０．５〜３５０ｍｍ^２である。貫通孔の面積がこの範囲内であれば、孔の形状は円形、楕円形、多角形、扇形、木葉形、弓形など、どのような形でも良い。１個あたりの貫通孔面積が０．５ｍｍ^２以下になると、塊状になった研磨屑が詰まり易くなり、研磨屑排出の効率が低下する。その結果、高い切削性能の向上が得られない。

１個あたりの貫通孔面積が３５０ｍｍ^２以上になると、特に吸引機能を持つサンダーに装着して使用した場合、孔１個あたりの吸引力が弱くなるために、効率良く研磨屑を排出することができない。その結果、高い切削性能の向上が得られない。ただし、ドーナツ形状をした研磨材の、中央部分にある大きな孔の面積は、この限りではない。１個あたりの貫通孔面積が１〜８０ｍｍ^２であると、さらに高い切削性能の向上が得られる。

隣接する貫通孔の端部間距離は１〜２０ｍｍである。隣接する貫通孔の端部間距離が１ｍｍ以下になると、孔間のシート強度が弱くなり破断を生じてしまう。また、シート内での応力差により、多孔部分に撓みを生じてしまい、研磨材の品質に悪影響を与えてしまう。その結果、高い切削性能の向上が得られない。隣接する貫通孔の端部間距離が２０ｍｍ以上になると、研磨材の研磨運動において孔が研磨屑に遭遇する頻度が低くなり、効率良く研磨屑を排出することができない。その結果、やはり高い切削性能の向上が得られない。

図３は上記研磨材ディスクの使用態様例を示す側面図である。研磨材ディスク３１は支持パッド３２を介してサンダー３３に装着され、研磨屑が多量に発生し段差などがある被研磨物３４に角度をつけて押し付けられる。この場合、研磨材ディスクの第１有効研磨面が使用されている。足付け作業においては第２有効研磨面を使用することが好ましい。

図４は本発明のシート状塗布研磨材の他の実施態様を示す正面図である。この研磨材ディスク４０は研磨面上に２つの有効研磨面を有している。第１有効研磨面４１は無孔構造を有し外周部に沿って位置している。第２有効研磨面４２は貫通多孔構造を有し中心部に位置している。図５は上記研磨材ディスクの使用態様例を示す側面図である。研磨材ディスク５１は支持パッド５２を介してサンダー５３に装着され、研磨屑が多量に発生する凸状の被研磨物に押し付けられる。この場合、研磨ディスクの第２有効研磨面が使用されている。足付け作業においては第１有効研磨面を使用することが好ましい。

例えば図３及び図５に示されているように、貫通多孔構造を有する有効研磨面を使用して研磨を行う場合、実際に被研磨物に接触する有効接触研磨面あたりの貫通孔の数は１０個以上である。そうすることによって、有効接触研磨面において研磨屑を効率的に排出することができ、その結果、効果的な切削性能の向上が得られる。

図６は本発明のシート状塗布研磨材の他の実施態様を示す正面図である。図６（ａ）の研磨材シートはそれぞれ研磨面上に２つの有効研磨面を有している。そして、各有効研磨面について、第１有効研磨面は貫通多孔構造を有し、第２有効研磨面は無孔構造を有するか；または第１有効研磨面は無孔構造を有し、第２有効研磨面は貫通多孔構造を有している。図６（ｂ）の各研磨材シートは、同一研磨面上の中央部分と両端部分に互いに異なる２種類の有効研磨面をそれぞれ有している。そして、各有効研磨面について、第１有効研磨面は貫通多孔構造を有し、第２有効研磨面は無孔構造を有するか；または第１有効研磨面は無孔構造を有し、第２有効研磨面は貫通多孔構造を有している。図６（ｃ）の研磨材シートは研磨面上に同心状に分割された２つの有効研磨面を有している。そして、各有効研磨面について、第１有効研磨面は貫通多孔構造を有し、第２有効研磨面は無孔構造を有するか；または第１有効研磨面は無孔構造を有し、第２有効研磨面は貫通多孔構造を有している。

図７は本発明のシート状塗布研磨材の他の実施態様を示す一部正面図である。この研磨材シートは貫通多孔構造を有する有効研磨面、および無孔構造を有する有効研磨面を有している。貫通多孔構造内に存在する貫通孔は、ここに示されているように、複数の群として存在していてもよい。

図８は上記研磨材シートの使用態様例を示す側面図である。研磨材シートは、ハンドパッド又はサンダーに装着して使用可能なものであれば、どのような形状でもよい。（ａ）の態様では、研磨材シート７１は支持パッド７２を介してハンドパッド７３に装着され、段差などがある被研磨物７４に角度をつけて押し付けられる。（ｂ）の態様では、研磨材シート８１は支持パッド８２を介してサンダー８３に装着され、凸状の被研磨物８４に押し付けられる。上述の実施態様と同様に、研磨屑が多量に発生する部分の研磨には貫通多孔構造を有する有効研磨面を使用し、足付け作業においては無孔構造を有する有効研磨面を使用することができる。

以下の実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

直径１２５ｍｍの住友スリーエム製「ワンタッチディスクユニ研磨材Ｐ１２０」に所定の貫通孔を開け、パテの研磨性能を評価した。パテには住友スリーエム製「ＰＮ５２００ハイソフトスーパー」、サンダーには住友スリーエム製「ＰＮ３９６５ダブルアクションサンダー」、サンダーに装着する支持パッドには住友スリーエム製「ＰＮ５５９５ワンタッチ穴あきディスクパッド」を使用した。

研磨評価にはＸＹテスターを使用し、３分間×３回パテを研磨した時の総研磨量で比較した（孔無しのワンタッチディスクユニの研磨量を１００％とした場合の割合で表示）。結果を表１に示す。

貫通孔を有するシート状塗布研磨材の構造を示す部分断面図である。 本発明のシート状塗布研磨材の一実施態様を示す正面図である。 図２の研磨材ディスクの使用態様例を示す側面図である。 本発明のシート状塗布研磨材の他の実施態様を示す正面図である。 図４の研磨材ディスクの使用態様例を示す側面図である。 本発明のシート状塗布研磨材の他の実施態様を示す正面図である。 本発明のシート状塗布研磨材の他の実施態様を示す一部正面図である。 本発明の研磨材シートの使用態様例を示す側面図である。

符号の説明

１１…基材、
１２…バインダー、
１３…砥粒、
１４…貫通穴、
２０、４０…研磨材ディスク、
２１、４１…第１有効研磨面、
２２、４２…第２有効研磨面。

Claims (6)

1. 研磨面上に、貫通多孔構造を有する有効研磨面および無孔構造を有する有効研磨面という２種類の有効研磨面を有し、周辺部の有効研磨面が研磨材の縁まで達しているシート状塗布研磨材。
2. 研磨面上に２つの有効研磨面を有し、第１有効研磨面は前記貫通多孔構造を有し、第２有効研磨面は無孔構造を有する、請求項１記載のシート状塗布研磨材。
3. 隣接する貫通孔の端部間距離が１〜２０ｍｍである請求項１または２記載のシート状塗布研磨材。
4. 貫通孔１個あたりの面積が０．５〜３５０ｍｍ^２である請求項１〜３のいずれか記載のシート状塗布研磨材。
5. 貫通多孔構造を有する有効研磨面の、接触研磨面あたりの貫通孔の数が少なくとも１０個以上である請求項１〜４のいずれか記載のシート状塗布研磨材。
6. 手動研磨ブロック、又はサンダーに装着して使用される請求項１〜５のいずれか記載のシート状塗布研磨材。
   

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