JP2753270B2 - 研摩粒子および研摩材 - Google Patents
研摩粒子および研摩材Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミナを主材とする表面処理を施した研
摩粒子およびそれから製造される、とくに基材の上を被
覆した状態で使用される研摩材に関する。
摩粒子およびそれから製造される、とくに基材の上を被
覆した状態で使用される研摩材に関する。
研摩紙の形態をした研摩材は既知である。そこでは単
一の研摩粒子に大きな空間があり、すべれの研摩粒子の
破砕による鋭い角が同一の面に存在し、基材面と平行に
並んでいる。その製造法は、基材に合成樹脂または接着
剤の層を形成し、その上に静電加工により重力に逆って
多数の研摩粒子を付着させ、真直に立てた状態で接着剤
層に固定する（西ドイツ公開特許公報DE-OS2125942）。
一の研摩粒子に大きな空間があり、すべれの研摩粒子の
破砕による鋭い角が同一の面に存在し、基材面と平行に
並んでいる。その製造法は、基材に合成樹脂または接着
剤の層を形成し、その上に静電加工により重力に逆って
多数の研摩粒子を付着させ、真直に立てた状態で接着剤
層に固定する（西ドイツ公開特許公報DE-OS2125942）。
このような製造方法では、電場におけえる裸の研摩粒
子の飛散および定着が悪いという欠点がある。たとえば
上記DE-OS2125942には、静電荷が弱すぎることが原因と
なって基材から粒子が落下するのを防止するため、粒子
を固着できる高粘性物質から成る薄いフィルムを接着剤
に埋設することが提案されている。
子の飛散および定着が悪いという欠点がある。たとえば
上記DE-OS2125942には、静電荷が弱すぎることが原因と
なって基材から粒子が落下するのを防止するため、粒子
を固着できる高粘性物質から成る薄いフィルムを接着剤
に埋設することが提案されている。
もうひとつの欠点は、静電被覆加工方法では電場の電
圧をより高くしなければならないが、そのために望まし
くない放電が発生したり、加工領域の空気の相対湿度を
より高く保つことが不可欠となる。
圧をより高くしなければならないが、そのために望まし
くない放電が発生したり、加工領域の空気の相対湿度を
より高く保つことが不可欠となる。
しかし、これらの手段を講じても、研摩粒子による基
材の被覆が、たいていは不規則で貫通口の発生率が高
く、さらに研摩材製品中の粒子が分散度にバラツクがあ
って、生産効率が低下するのを防ぐことができない。
材の被覆が、たいていは不規則で貫通口の発生率が高
く、さらに研摩材製品中の粒子が分散度にバラツクがあ
って、生産効率が低下するのを防ぐことができない。
さらに別の欠点は、基材に対する研摩粒子の固着力が
不十分であるために、このような研摩材の研摩性が低下
することである。
不十分であるために、このような研摩材の研摩性が低下
することである。
本発明の課題は、このようなけ欠点のない研摩粒子を
提供することにある。
提供することにある。
この課題は、本発明により吸湿性および（または）親
水性微粒子で表面処理を施した研摩粒子によって達成さ
れる。前記微粒子は、研摩粒子に対して0.001〜5.0重量
％、好ましくは0.1〜0.5重量％の割合で用いる。
水性微粒子で表面処理を施した研摩粒子によって達成さ
れる。前記微粒子は、研摩粒子に対して0.001〜5.0重量
％、好ましくは0.1〜0.5重量％の割合で用いる。
研摩粒子が要求される性質をもつかどうかを確かめる
のには、粒子を展開して並べた状態で研摩粒子の比抵抗
を測定するのが妥当であることがわかった。比抵抗は、
3.5×1010Ω・cm以下、とくに0.05×1010〜2.5×1010Ω
・cmであることが好ましい。
のには、粒子を展開して並べた状態で研摩粒子の比抵抗
を測定するのが妥当であることがわかった。比抵抗は、
3.5×1010Ω・cm以下、とくに0.05×1010〜2.5×1010Ω
・cmであることが好ましい。
本発明においては、酸化アルミニウムを主体とする研
摩粒子は、FEPA規格に基づく微小ないし巨大領域、とく
に巨大領域のものが好適である。酸化アルミニウムを主
材とする研摩粒子として、貴コランダム、準貴コランダ
ム、ノルマンコランダム、高温処理青色コランダム、ジ
ルコンコランダム、焼結コランダム、または相当する単
相もしくは多相の人造コランダムなどのコランダムが用
いられる。また、貴コランダム、青色コランダム、ジル
コンコランダム、焼結コランダムなどの種々のコランダ
ムを混合して用いることができる。
摩粒子は、FEPA規格に基づく微小ないし巨大領域、とく
に巨大領域のものが好適である。酸化アルミニウムを主
材とする研摩粒子として、貴コランダム、準貴コランダ
ム、ノルマンコランダム、高温処理青色コランダム、ジ
ルコンコランダム、焼結コランダム、または相当する単
相もしくは多相の人造コランダムなどのコランダムが用
いられる。また、貴コランダム、青色コランダム、ジル
コンコランダム、焼結コランダムなどの種々のコランダ
ムを混合して用いることができる。
これらの研摩粒子は、本発明の目的を達成するため、
吸湿性および（または）親水性微粒子で被覆する。
吸湿性および（または）親水性微粒子で被覆する。
吸湿性微粒子としては、元素の周期律表における第１
族、第II族、第III族の金属、または第１列、第２列の
遷移金属の、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、硝酸塩、リ
ン酸塩、フッ化物または塩化物、とりわけ炭酸ナトリウ
ム、炭酸水素ナトリウム、塩化マグネシウム、硝酸カル
シウム、塩化鉄をそれぞれ単独または混合して使用す
る。
族、第II族、第III族の金属、または第１列、第２列の
遷移金属の、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、硝酸塩、リ
ン酸塩、フッ化物または塩化物、とりわけ炭酸ナトリウ
ム、炭酸水素ナトリウム、塩化マグネシウム、硝酸カル
シウム、塩化鉄をそれぞれ単独または混合して使用す
る。
親水性微粒子としては、二酸化ケイ素、酸化アルミニ
ウムまたは二酸化チタンなどの金属酸化物の微粒子を、
それぞれ単独で、または混合して使用することができ
る。金属酸化物の微粒子は、一次粒子の粒子径がd50値
で１〜500nm、好ましくは10〜50nmであって、比表面積
が５〜500m2/g、とくに50〜380m2/gのものが好ましい。
ウムまたは二酸化チタンなどの金属酸化物の微粒子を、
それぞれ単独で、または混合して使用することができ
る。金属酸化物の微粒子は、一次粒子の粒子径がd50値
で１〜500nm、好ましくは10〜50nmであって、比表面積
が５〜500m2/g、とくに50〜380m2/gのものが好ましい。
吸湿性微粒子と親水性微粒子とを混合使用する場合、
その比は、それぞれが前述した重量範囲にある限り、任
意に変えることができる。
その比は、それぞれが前述した重量範囲にある限り、任
意に変えることができる。
被覆により、研摩粒子を種々の目的に適合させること
ができる。
ができる。
吸湿性および（または）親水性微粒子で被覆した酸化
アルミニウムを主材とする研摩粒子は、電場において粘
着媒体性をもつ基材に対して均一に被覆加工するのにす
ぐれており、分散性が改良される。
アルミニウムを主材とする研摩粒子は、電場において粘
着媒体性をもつ基材に対して均一に被覆加工するのにす
ぐれており、分散性が改良される。
この方法によって、酸化アルミニウムの他にコランダ
ムを任意に混合して用いることができる。すなわち、元
来は分散性が種々異なるために電場での単独成分の使用
ができなかったものが、本発明の処理によって均一な分
散性を示している。使用可能となった。
ムを任意に混合して用いることができる。すなわち、元
来は分散性が種々異なるために電場での単独成分の使用
ができなかったものが、本発明の処理によって均一な分
散性を示している。使用可能となった。
本発明において必要な電場の電圧は、20,000〜100,00
0V/mである。被覆処理は、環境の相対湿度を30〜90％に
して行なう。
0V/mである。被覆処理は、環境の相対湿度を30〜90％に
して行なう。
可能な限り微粒化した親水性微粒子で処理された研摩
粒子を用いることによって、フレキシブルな基材に対し
て、あるいは合成樹脂バインダーを用いた研摩材におい
て、研摩粒子にすぐれた固着性または粘着性が付与され
る。したがって、このような研摩材は、研摩帯および研
摩板（砥石）に好適であって、すぐれた研摩性が得られ
る。
粒子を用いることによって、フレキシブルな基材に対し
て、あるいは合成樹脂バインダーを用いた研摩材におい
て、研摩粒子にすぐれた固着性または粘着性が付与され
る。したがって、このような研摩材は、研摩帯および研
摩板（砥石）に好適であって、すぐれた研摩性が得られ
る。
基材としては既知の材料、たとえば紙、合成樹脂、麻
縄（綱）または繊維強化織物などを用いる。粘着媒体
は、通常基材の片面に塗布する。
縄（綱）または繊維強化織物などを用いる。粘着媒体
は、通常基材の片面に塗布する。
粘着媒体としては、ふつうのニカワ、接着剤、たとえ
ば木材用接着剤、ベークライト、フェノール樹脂、アル
デヒド樹脂、尿素樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリエステル樹脂またはポリウレタン樹脂など
が挙げられる。
ば木材用接着剤、ベークライト、フェノール樹脂、アル
デヒド樹脂、尿素樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリエステル樹脂またはポリウレタン樹脂など
が挙げられる。
本発明において、研摩粒子は基材に付着させる前に、
吸湿性および（または）親水性微粒子で処理する。その
ためには、吸湿性微粒子は溶解させ、溶解しない親水性
物質は担体に懸濁させ、この溶液または懸濁液に研摩粒
子またはその混合物を浸漬し、乾燥たとえば蒸発または
噴霧乾燥を行なって、溶媒または担体を除去する。各単
一の成分について、本発明の方法に従って研摩粒子と微
粒子とを用いて処理された研摩粒子を得、それについて
評価しなければならない。
吸湿性および（または）親水性微粒子で処理する。その
ためには、吸湿性微粒子は溶解させ、溶解しない親水性
物質は担体に懸濁させ、この溶液または懸濁液に研摩粒
子またはその混合物を浸漬し、乾燥たとえば蒸発または
噴霧乾燥を行なって、溶媒または担体を除去する。各単
一の成分について、本発明の方法に従って研摩粒子と微
粒子とを用いて処理された研摩粒子を得、それについて
評価しなければならない。
高分散性の親水性微粒子の他の処理方法として、研摩
粒子を混合機（揺動混合機、回転混合機、浮遊混合機）
を入れて、たとえば前述した材料のグループから選ばれ
た物質または混合物と乾燥混合する方法がある。
粒子を混合機（揺動混合機、回転混合機、浮遊混合機）
を入れて、たとえば前述した材料のグループから選ばれ
た物質または混合物と乾燥混合する方法がある。
研摩粒子の重量を親水性微粒子に対応して選択するこ
とにより、本発明による重量比が保たれる。
とにより、本発明による重量比が保たれる。
処理をした研摩粒子は、既知の被覆加工装置を用い
て、従来と同様に加工する。
て、従来と同様に加工する。
比較試験の結果、本発明により製造された研摩材につ
いて、分散性のみならず研摩性が明らかに改善されたこ
とがわかった。
いて、分散性のみならず研摩性が明らかに改善されたこ
とがわかった。
実施例１ FEPA規格による粒度が36と60の、製造元の異なる高温
処理ノルマルコランダム「Dural HT」を使用した。それ
ぞれ試料を二分し、その半分を0.2重量％の高分散性のA
l2O3（d50＝20nm,BET＝100±15m2/g）とともに水中に入
れ、200℃で乾燥して研摩粒子を調製した。その分散性
を、実験室用装置を用いて一定条件下に測定した。分散
性の定量は、電場において基材から重力に逆って粘着テ
ープに向って飛散し、そこに付着した研摩粒子の重量％
を測定することによって行なった。表面導電率（比抵抗
として表わす）は、円筒状の粒子展開装置（直径30mm、
粒子重量2g）を用いて、一定条件下に測定した。
処理ノルマルコランダム「Dural HT」を使用した。それ
ぞれ試料を二分し、その半分を0.2重量％の高分散性のA
l2O3（d50＝20nm,BET＝100±15m2/g）とともに水中に入
れ、200℃で乾燥して研摩粒子を調製した。その分散性
を、実験室用装置を用いて一定条件下に測定した。分散
性の定量は、電場において基材から重力に逆って粘着テ
ープに向って飛散し、そこに付着した研摩粒子の重量％
を測定することによって行なった。表面導電率（比抵抗
として表わす）は、円筒状の粒子展開装置（直径30mm、
粒子重量2g）を用いて、一定条件下に測定した。
測定機器：手回し発電機、5,000V 測定範囲:1×106〜４×109Ω 測定結果を第Ｉ表に示した。
実施例２ 研摩粒子として準貴コランダムを用い、0.2重量％のA
l2O3と乾燥混合した以外は、実施例１と同様に実施し
た。
l2O3と乾燥混合した以外は、実施例１と同様に実施し
た。
その結果を第II表に示す。
実施例３ 「Dural HT」粒度60を用い、これを吸湿性物質（0.5
重量％）の水溶液に入れ、200℃で蒸発乾燥して調製し
た。ここでは分散性の測定は行なわず、それぞれに比抵
抗だけを測定した。その結果を第III表に示す 吸湿性物質の配合量を0.5重量％より少なくしても、
本発明で必要とする比抵抗を達成することができること
がわかった。これを証明するため、「Dural HT」粒度36
を0.01重量％の炭酸水素ナトリウムで処理した結果を、
下に示す。
重量％）の水溶液に入れ、200℃で蒸発乾燥して調製し
た。ここでは分散性の測定は行なわず、それぞれに比抵
抗だけを測定した。その結果を第III表に示す 吸湿性物質の配合量を0.5重量％より少なくしても、
本発明で必要とする比抵抗を達成することができること
がわかった。これを証明するため、「Dural HT」粒度36
を0.01重量％の炭酸水素ナトリウムで処理した結果を、
下に示す。
実施例４ 高温処理青色コランダム「Dural HT」粒度36を二つに
分け、その半分を、本発明に従って0.2重量％のAl2O
3（一次粒子d50＝20nm,BET＝100±15m2/g）とともに、
浮遊混合機を用いて乾燥混合した。この試料を一定条件
下でフレキシブル研摩帯に付着させ、工作用研摩帯研摩
機を用いて幅3mmの薄鋼板片（工業材料:DIN 17222 No.1
0605）を対象とする研摩試験を行なった。研摩性の測定
は、研摩処理可能な薄鋼板の長さおよび研摩量について
行なった。その結果を第IV表に示す。
分け、その半分を、本発明に従って0.2重量％のAl2O
3（一次粒子d50＝20nm,BET＝100±15m2/g）とともに、
浮遊混合機を用いて乾燥混合した。この試料を一定条件
下でフレキシブル研摩帯に付着させ、工作用研摩帯研摩
機を用いて幅3mmの薄鋼板片（工業材料:DIN 17222 No.1
0605）を対象とする研摩試験を行なった。研摩性の測定
は、研摩処理可能な薄鋼板の長さおよび研摩量について
行なった。その結果を第IV表に示す。
実施例５ 高温処理青色コランダム「Dural HT」粒度24を二つに
分け、その半分を、本発明に従って0.2重量％のAl2O
3（一次粒子d50＝20nm,BET＝100±15m2/g）とともに浮
遊混合機を用いて乾燥混合した。
分け、その半分を、本発明に従って0.2重量％のAl2O
3（一次粒子d50＝20nm,BET＝100±15m2/g）とともに浮
遊混合機を用いて乾燥混合した。
この試料を用いて、一定条件下に次のように切断用円
盤を製作した。
盤を製作した。
円盤の組成： 19重量％ フェノール樹脂 68重量％ 研摩粒子 13重量％ 充填材 粒状の材料に流動性のフェノール樹脂を加えて均一な
半ペースト状とし、二つ割りの金型中で、200kg/cm2の
圧力を加えて成形した。円盤の外側のバリを取除いて、
常法に従って190℃の炉で処理した。
半ペースト状とし、二つ割りの金型中で、200kg/cm2の
圧力を加えて成形した。円盤の外側のバリを取除いて、
常法に従って190℃の炉で処理した。
研摩性については、市販の円盤研摩装置を用いて、断
面50×20mmの18/8クロムニッケル鋼板の研摩を行なって
確めた。各円盤につき10回の切断試験を行なって、その
研摩性を示すものとして全体の摩減量を測定した。ここ
では、円盤の直径減少量としてあらわす。結果を第Ｖ表
に示す。
面50×20mmの18/8クロムニッケル鋼板の研摩を行なって
確めた。各円盤につき10回の切断試験を行なって、その
研摩性を示すものとして全体の摩減量を測定した。ここ
では、円盤の直径減少量としてあらわす。結果を第Ｖ表
に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アレス ツァーラートニツェック ドイツ連邦共和国 アルプブルック ゾ ンハルデ 33 (72)発明者 ライナー ディートリッヒ スイス国 バーゼル ティーアシュタイ ナーライン 65 (56)参考文献 特開 昭54−51089（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−11184（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−32369（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−242972（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C09K 3/14 B24D 3/00
Claims (7)
- 【請求項１】酸化アルミニウムを主材とする研摩粒子に
おいて、研摩粒子に対して0.001〜5.0重量％の吸湿性お
よび（または）親水性の微粒子でこれを被覆処理し、こ
こで、前記吸湿性微粒子は周期律表の第１族、第II族、
第III族の金属、および第１列、第２列の遷移金属の、
炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、フッ
化物および塩化物から選ばれ、そして前記親水性微粒子
は二酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよび二酸化チタン
から選ばれることを特徴とする研摩粒子。 - 【請求項２】前記吸湿性および（または）親水性微粒子
を、研摩材に対して0.1〜0.5重量％の量で適用した請求
項１の研摩粒子。 - 【請求項３】処理された研摩粒子の表面電導率が、粒子
を並べた状態における比抵抗であらわして、3.5×1010
Ω・cm以下である請求項１または２の研摩粒子。 - 【請求項４】吸湿性微粒子として、炭酸ナトリウム、炭
酸水素ナトリウム、塩化マグネシウム、硝酸カルシウム
または塩化鉄を用いる請求項１または２の研摩粒子。 - 【請求項５】親水性微粒子として、一次粒子の粒子径が
d50で１〜500nmであって、BET法による比表面積が５〜5
00m2/gの金属酸化物を用いる請求項１、２または３の研
摩粒子。 - 【請求項６】親水性微粒子として、一次粒子の粒子径が
d50で10〜50nmであって、BET法による表面積が50〜380m
2/gの金属酸化物を用いる請求項５の研摩粒子。 - 【請求項７】粘着性をもつ基材に、請求項１による吸湿
性または親水性微粒子で被覆した研摩粒子を、20,000〜
100,000V/mの電場内で、相対湿度30〜90％の下で被覆加
工してなる研摩材。
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