JP4100540B2 - 研磨剤及び研磨シート - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陶器、金属製品、木製品、皮革製品、骨製品などの硬質表面の研磨に好適に使用される研磨剤及び研磨シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の硬質表面用の研磨シートとしては、織布や不織布などの基材シートに砥粒を付着させたものが多用されており、砥粒は基材シートからの脱落を防止するためにバインダー用の樹脂を介して基材シートに接着されている。
【０００３】
上記研磨シートは、通常、砥粒の粒度が異なる複数種のシートをセットにして使用されている。すなわち、先ず、比較的粒度の大きい粗研磨用砥粒を使用した研磨シートを用い、強固な汚れや凹凸を除去して表面を平滑にし、次いで、仕上げ用として粒度の細かい仕上研磨用砥粒を使用した研磨シートを使用し、研磨面に艶を与えるように磨き上げている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の研磨シートでは、砥粒径によって研磨度が決まるため、粗研磨から仕上研磨まで数種類の研磨シートが必要となって煩わしいといった問題が生じていた。また、砥粒がバインダー用樹脂によって基材シート上に固定されているため、砥粒の自由運動が抑制されて研磨力が強められ、その結果、粗研磨時において研磨面に傷をつける懸念があるほか、仕上げ用の粒度の細かい砥粒を使用した研磨シートにおいても、研磨力が強すぎて研磨表面に研磨すじが入って全体的に曇った状態になりやすいという問題があった。さらにまた、樹脂で固定されているため、砥粒にも力が掛かり易く、研磨時に基材シートから砥粒が脱落して散乱する難点もあった。
【０００５】
さらに、バインダー用樹脂を使用することにより、基材シートの柔軟性が低下し、陶器表面のような曲面を研磨する場合、一部に力が集中してその部分だけが研磨され、全体に均一な艶を出すのに時間がかかるという問題も生じていた。
【０００６】
そこで、本発明においては、１種類で異なる研磨度の研磨を可能とし、硬質表面を短時間で簡単に研磨することが可能な研磨剤及び研磨シートを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る研磨剤は、崩壊性粒子と、温度２５℃で固形ないし半固形状であって、液状確認温度３５〜５０℃で液状化する油脂及び／又は高級アルコールとが配合されたことを特徴とするものである。
【０００８】
ここで液状確認温度とは、危険物確認試験の液状確認において、液状であるか否かを確認する温度を意味するものとする。液状の確認方法は、具体的には、内径３０ｍｍ、高さ１２０ｍｍの平底円筒型試験管の管底から５５ｍｍ及び８５ｍｍの高さにそれぞれ標線であるＡ線及びＢ線を付し、試験物品を試験管のＡ線まで注入する。
【０００９】
試験管をゴム栓で密栓した後、液状確認温度で１０分保持する。その後、試験管を水平に倒し、試験物品の先端が９０秒以内にＢ線に到達したものを液状と判断する。
【００１０】
上記研磨剤は、適当な基材シートに塗布して被研磨面を研磨する。研磨初期においては、比較的粒径の大きい崩壊性粒子により粗研磨がなされる。崩壊性粒子は、研磨とともに徐々に崩壊し、研磨時間とともに当初存在していた粒径の大きな粒子はほとんど微粒子に崩壊するため、研磨シートを変更することなくより細かい研磨を行うことができる。
【００１１】
本発明においては、崩壊性粒子のバインダーとして、樹脂ではなく、室温において固形で塑性変形可能な油脂及び／又は高級アルコール（以下、「油脂等」と略する）が使用されている。従って、砥粒の自由運動があまり抑制されず、過度の研磨を防止することができるとともに、基材シートの有する柔軟性を損なうことがなく、被研磨面が曲面であってもその全面に均一な力を加えることができ、硬質表面の研磨度を高めることができる。さらに、油脂や高級アルコールが有する優れた潤滑作用、光沢被膜形成作用等によって付加価値の高い研磨シートを得ることができる。
【００１２】
また、上記研磨剤中、崩壊性粒子のバインダーとして用いられる油脂等は、温度２５℃で固形ないし半固形状であって、液状確認温度３５〜５０℃の温度で液状化する特性を有する。
【００１３】
したがって、油脂等は、研磨初期においては固形ないし半固形状であって、崩壊性粒子との結合力が強く、比較的粒径の大きい崩壊性粒子が基材シートから脱落するのを効果的に防止する。
【００１４】
さらに、油脂等は、３５〜５０℃の温度で液状化することから、室温下で固形であっても、研磨時に発生する摩擦熱により次第に軟化する。油脂等は、軟化するにしたがって粘着力が高くなるため、崩壊性粒子の崩壊によって生じる微粒子を速やかに吸着し、微粒子が周囲に飛散するのを防止する。さらに、軟化あるいは液状化した油脂等は、生成微粒子のバインダーとして、研磨により基材シート上から微粒子が脱落するのを効果的に防止する。
【００１５】
油脂等の液状化する温度は３５℃以上であればよいが、特に夏場に研磨剤や研磨シートを保存する場合や、単に手に持った状態で油脂等が液状化するのを防止するためには、油脂等の液状化する温度は４０〜５０℃とするのが好ましい。
【００１６】
崩壊性粒子は、研磨による外力により徐々に崩壊して微粒子化するものを意味し、崩壊性粒子の材質としては研磨効果が得られるものであれば、特に制限なく使用することができる。
【００１７】
崩壊性粒子はいずれの方法によって製造してもよいが、例えば、多孔質構造を有する材料を適当な粒径に粉砕したもの、易破砕性を有する所望粒径の砥粒を使用することができる。
【００１８】
そのほかにも、適当なバインダーにより微粒子同士を結合させて塊状物を形成し、その後、適当な粒径に粉砕したものを用いる方法や、微粒子が無機物質の場合、加熱焼成することにより微粒子同士を一部焼結させ、一種の多孔質構造物を形成し、その後、適当な粒径に粉砕する方法、押出し造粒法、あるいは、水に微粒子及び必要に応じてバインダーを添加してスラリーを調製して噴霧乾燥することにより適当な粒径の多孔質構造物を得る方法等を採用することも可能である。
【００１９】
上記バインダーとしては、天然樹脂や合成樹脂等の有機バインダー、あるいは、コロイダルシリカ、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、ベントナイト、モンモリロナイト、カオリン、合成ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、水酸化アルミニウムゲル、アルミナゾル、炭酸マグナシウム、合成ヒドロタルサイト、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等の無機バインダーのいずれをも使用することが可能である。ただ、得られる崩壊性粒子の固さを保持し、良好な研磨性が得られるという点では無機バインダーを使用するのが好ましい。
【００２０】
崩壊性粒子の粒径は、用途に応じて適宜決定すればよいが、０．１〜２００μｍの範囲のものであれば問題なく使用することができる。
【００２１】
研磨剤による被研磨面の研磨度は、粗研磨については崩壊性粒子の粒径、仕上げ研磨については崩壊後の粒径に依存する。したがって、崩壊性粒子の粒径及び崩壊性粒子の崩壊後の粒径を適宜選択すれば、１種類の研磨剤又は研磨シートにより、粗研磨から仕上研磨まで行うことが可能となる。
【００２２】
仕上研磨まで行う場合、崩壊性粒子が崩壊した後の微粒子の粒径としては、粒径が０．０１〜５０μｍのものが好ましく、０．１〜２０μｍのものがより好ましい。この範囲の粒径のものは、仕上研磨に適しており、また、微粒子が基材シートから脱落するおそれが少ないという利点を有する。
【００２３】
研磨剤は、予め基材シートに塗布すれば、柔軟性を有し、取り扱いが容易な研磨シートを提供することができる。この場合、基材シートは柔軟性を有していれば、その種類は特に限定されず、織布、不織布、編布、植毛布、起毛布等の繊維シートや、合成樹脂シート、あるいは、多孔質合成樹脂シートなどを使用することができる。
【００２４】
ただ、起毛布などのように表面の起伏の大きい基材シートを使用すると、表面繊維がクッションとなって崩壊性粒子の研磨力が減殺されるおそれが生じる。逆に基材表面があまり平滑すぎると、崩壊性粒子がシート上を自由に移動して、やはり研磨力が減殺されることになる。
【００２５】
そこで、本発明においては、基材シート表面の一部又は全面に多数の微細な凹部が設けられた構成を採用可能とし、崩壊性粒子の自由運動の余地をある程度残すことによって過度の研磨を防止しつつ、崩壊性粒子による粗研磨を効率よく行うようにした。
【００２６】
この場合、凹部の大きさは、崩壊性粒子の初期平均粒径よりも小さく、崩壊後における微粒子の平均粒径よりも大きくするのが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、崩壊性粒子の多くは、凹部に嵌った状態でも基材表面から粒子の一部が露出した状態となるため、研磨力の低下を抑制することが可能となる。さらに、凹部の大きさを崩壊性粒子が崩壊して生成した微粒子よりも大きくすることで、崩壊性粒子の崩壊によって生じる多量の微粒子を凹部に保持することが可能となる。すなわち、余分な微粒子が存在する状態では逆に研磨能力が低下することになるが、上記構成においては、被研磨面上の余分な微粒子を除去することができ、効率のよい仕上研磨が可能となる。
【００２８】
基材シート上に多数の凹部を設ける方法としては、例えば、コロナ処理、サンドブラスト処理、エッチング処理等によって基材表面を粗面化する方法を採用することができる。また、基材シートとして、多孔質構造の合成樹脂シートを用いたり、熱可塑性樹脂繊維からなる不織布を加熱プレスして繊維間に形成される空隙を窪みとして利用したものを使用することもできる。
【００２９】
特に、基材シートとして、多孔質構造のシートを使用すれば、崩壊性粒子の崩壊によって生じる微粒子をシート内部に取り込むことが可能となり、効率のよい仕上研磨が可能であるとともに、被研磨面上の微粒子を容易に拭き取ることができる。
【００３０】
上記凹部は、基材シート表面の少なくとも一部に設けられていればよい。例えば、基材シートとして、中央部に多孔質構造のシートを用い、周縁部は起毛布とした複合材を使用し、中央部に研磨剤を塗布した研磨シートを用いれば、中央部で効率よく研磨を行い、崩壊性粒子が崩壊して生成した微粒子を起毛布部で完全に除去することが可能となり、被研磨面に微粒子を残すおそれがない。
【００３１】
また、凹部を設けたシートの裏面側に別種のシートを積層した積層構造の基材シートを用いることもできる。
【００３２】
本発明において使用される崩壊性粒子の材質としては、従来公知の砥粒を特に制限なく使用することができ、例えば、珪石、炭化珪素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、トリポリ、炭酸カルシウム、酸化セリウム、酸化クロム、ダイヤモンド、珪藻土、酸化鉄、軽石粉などを挙げることができる。また、砥粒の使用に際しては、目的に応じて単体又は複数種以上を混合して配合することができる。
【００３３】
また、被研磨面が傷つきやすい場合や、表面の汚れを除去するような軽度な研磨を行う場合には、崩壊性粒子として、第二リン酸カルシウム、第三リン酸カルシウム、不溶性メタリン酸ナトリウム、シリカ、水酸化アルミニウム、リン酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ピロリン酸カルシウム、ゼオライト、複合アルミノケイ酸塩、炭酸マグネシウム、ベンガラ、硫酸カルシウム等を使用すれば、よりソフトな研磨が可能となる。
【００３４】
崩壊性粒子を得る方法としては、前述のごとく、仕上げ研磨に適した粒径を有する一次粒子を用いて粗研磨に適した粒径を有する粒子にまで造粒する方法、あるいは、結晶面における易破砕性や構造的な脆弱性を有する物質を用い、これを粗研磨に適した粒径まで粉砕する方法等を採用することが可能である。後者の方法においては、崩壊性粒子が有する特性に基づいて粒子自身が崩壊し、仕上げ研磨に適した粒径の小さい粒子が得られる。
【００３５】
油脂や高級アルコールは、崩壊性粒子を基布シート表面に付着させるためのバインダーとしての作用のほかに、潤滑作用、光沢被膜形成作用などの付与を目的とするものであって、その例としては、油脂として、カルナバワックス、キャンデリラワックス等の植物性ワックスやミツロウ、セラックス、ラノリン等の動物性ワックス、セレシン、マイクロクリスタリンワックス等の鉱物性ワックス、パラフィンワックス等の石油系ワックス、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ヘベニン酸等の高級脂肪酸等を挙げることができる。また、高級アルコールとしては、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ラノリンアルコール、水添ラノリンアルコール等を挙げることができる。これら油脂や高級アルコールを使用するに際しては、目的に応じて単体又は複数種以上を混合して配合することができる。
【００３６】
混合油脂あるいは混合高級アルコールを使用する場合、混合物が液状確認温度３５〜５０℃で液状化するものであれば、原料としては、室温で液状のものと固形のものとを組合わせることも可能であり、これにより幅広い材料の選択が可能となる。
【００３７】
崩壊性粒子と油脂等とのなじみが悪い場合には粉体の分散性が低下して研磨性能が低下するとともに、研磨材が基布から脱落するおそれが生じる。そこで、本発明においては、研磨剤に、さらに界面活性剤を配合可能とした。使用する界面活性剤としては特に限定されないが、皮膚刺激性が低く、安全性の高いノニオン型界面活性剤を使用するのが好ましい。
【００３８】
研磨剤を調製するには、加熱溶融した油脂等に崩壊性粒子を加えて混合すればよい。また、研磨シートを作製する場合には、加熱した研磨剤を基材シートに直接塗布してもよいし、溶剤を用いて希釈したものを塗布してもよい。さらに、水を分散媒とし、適当な界面活性剤を配合してＯ／Ｗ型エマルジョンを調製して塗布するようにすれば、安全性及び良好な作業環境を維持できる点で好ましい。
【００３９】
このようにして研磨材が塗布された基材シートは、その後加熱して、水分あるいは溶剤を揮散させればよい。このとき、基材シートとして吸液性に優れたものを使用すれば、油脂は速やかに基布内部に吸収されるため、触れただけでは手に油脂等が付着しない表面がさらさらした状態の研磨シートを得ることができる。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、「％」の表示は「重量％」を意味するものである。
［崩壊性粒子の作製］
固形分として、シリカを９０重量部、無水ケイ酸（コロイダルシリカ）を10重量部含有する水スラリー（水の含有量は約60％）を、攪拌ミキサーで１００分攪拌混合した後、噴霧造粒機により崩壊性粒子を作製した。
［実施例及び比較例］
以下に示す配合量で、油脂を温度６５度で液状にし、ゆるやかに攪拌しながら崩壊性粒子を混合し、アルミチューブに注入後、自然冷却し、半固形状ゲルの研磨剤を調製した（実施例１及び２）。比較例１として、実施例１の崩壊性粒子のないものを用意した。
【００４１】

【００４２】
次に、実施例１及び２と同じ配合量で、油脂部を温度６５度で液状にし、ゆるやかに攪拌しながら崩壊性粒子を混合し、塗布機能付き容器に注入後、不織布（メッシュ５０マイクロ、厚さ２ｍｍ、５×１０ｃｍ）に厚さ０．１ｍｍで展延し、各々研磨シートを得、これをそれぞれ実施例３及び４とした。また、比較例２として、実施例３、４で使用したものと同じ不織布のみで効果を測定した。
【００４３】
［評価］
水洗用洗面器の硬質表面に３ｃｍ間隔で、縞状に流水を４８時間流し、黒ずみ（水垢）を作成し、洗面器を実施例及び比較例で作製した研磨剤及び研磨シートを使用して研磨を行い、水垢の除去程度を評価した。研磨剤の評価については、実施例３、４で使用した不織布に研磨剤を適量とり、研磨を行った。なお、評価基準は、以下の通りとした。
○：くろずみもとれ、光沢がでている。
△：くろずみがとれている。
×：くろずみもとれず、光沢もない。
【００４４】
［評価結果］
評価結果を以下に示す。

【００４５】
上述したように、各実施例で得られた研磨剤又は研磨シートは、いずれも研磨性に優れているのが判る。また、研磨後、洗面器表面に残った研磨剤量を調べたが（「残りかす」の項目）、各実施例ともに拭きあがり状態は良好であり、特に所定量を予め塗布した実施例３、４については、残った研磨剤はほとんどない状態であった。
【００４６】
また、実施例３及び４で得られた研磨シートは、通常の布製品と同等の良好な柔軟性を備えており、研磨中において研磨剤の脱落はまったく見られなかった。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、崩壊性粒子と、温度２５℃で固形ないし半固形状であって、３５〜５０℃の温度で液状化する油脂及び／又は高級アルコールとが配合された研磨剤を使用しているため、1種類の研磨剤で研磨度の異なる研磨が可能となり、さらに、崩壊性粒子及び崩壊性粒子が崩壊した後に生成する微粒子の基材からの脱落を効果的に防止することができる。
【００４８】
また、上記研磨剤を基材シートに塗布した研磨シートは、柔軟性を備え、取り扱いが容易であるとともに、崩壊性粒子の初期平均粒径よりも小さく、崩壊性粒子が崩壊した後に生成する微粒子の平均粒径よりも大きい多数の窪みを基材シート表面に設けることにより、研磨力の低下を抑制することが可能となり、さらに被研磨面上に微粒子を残すことなく、容易に拭き取ることが可能となる。

Claims (7)

1. 崩壊性粒子と、温度２５℃で固形ないし半固形状であって、液状確認温度３５〜５０℃で液状化する油脂及び／又は高級アルコールとが配合され、前記崩壊性粒子が、微粒子に無機バインダーを添加して噴霧乾燥することにより得られたものであり、前記崩壊性粒子を使用することにより粗研磨から仕上研磨まで行なうようにしたことを特徴とする研磨剤。
2. 前記崩壊性粒子の粒径が、０．１〜２００μｍであることを特徴とする請求項１記載の研磨剤。
3. さらに香料を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨剤。
4. 前記崩壊性粒子が珪石、炭化珪素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、シリカ、炭酸カルシウム、酸化セリウム、酸化クロム、ダイヤモンド、珪藻土、酸化鉄、軽石粉、炭化物、活性炭の１又は２以上の混合粒子からなる請求項１乃至３のいずれかに記載の研磨剤。
5. 前記油脂が、植物性ワックス、動物性ワックス、鉱物性ワックス、石油系ワックス、高級脂肪酸の１又は２以上の混合油脂からなる請求項１乃至４のいずれかに記載の研磨剤。
6. 前記高級アルコールがセチルアルコール、ステアリルアルコール、ラノリンアルコール、水添ラノリンアルコールの１又は２以上からなる請求項１乃至５のいずれかに記載の研磨剤。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の研磨剤を、表面の一部又は全面に多数の微細な凹部が設けられた基材シートに塗布した研磨シートであって、前記凹部の大きさが、崩壊性粒子の初期平均粒径よりも小さく、崩壊後における微粒子の平均粒径よりも大きいことを特徴とする研磨シート。