JP4401855B2 - バレル研磨・洗浄用組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、バレル研磨・洗浄用組成物に関し、特にセラミックスなどからなる被研磨物（ワーク）を湿式バレル研磨で研磨・洗浄する時に用いられるバレル研磨・洗浄用組成物に関するものである。
バレル研磨法には湿式法と乾式法がある。湿式法は８角柱、円筒形などのバレル内にワーク、メディア、コンパウンド、水等を投入し、バレルを回転することにより、ワークを研磨するものである。またこの湿式法では、メディアとして例えば金属製ボール、ガラス製ボール、セラミックス、ポリアミド樹脂の屑等が使用される。
コンパウンドには、精密仕上げ用として界面活性剤や、光沢仕上げ用して石鹸が用いられ、そのうち前記界面活性剤としてはアルキルアリルスルホン酸ナトリウムがよく用いられ、前記石鹸としては化粧石鹸、洗濯石鹸、大豆油カリ石鹸などが用いられる。
コンパウンドの作用は、以下のとおりである。
（ａ）ワーク・研磨石間および、メディア・バレル壁間の緩衝作用、
（ｂ）すべり運動における潤滑作用、
（ｃ）ワーク、研磨石、メディアそれぞれの表面を常に清浄に保つ作用、すなわち研磨で生じた微粉の、ワークへの再付着を防止する作用、
（ｄ）研磨作業後のワークの洗浄を容易にする作用。
コンパウンドには、精密仕上げ用として界面活性剤や、光沢仕上げ用して石鹸が用いられ、そのうち前記界面活性剤としてはアルキルアリルスルホン酸ナトリウムがよく用いられ、前記石鹸としては化粧石鹸、洗濯石鹸、大豆油カリ石鹸などが用いられる。
コンパウンドの作用は、以下のとおりである。
（ａ）ワーク・研磨石間および、メディア・バレル壁間の緩衝作用、
（ｂ）すべり運動における潤滑作用、
（ｃ）ワーク、研磨石、メディアそれぞれの表面を常に清浄に保つ作用、すなわち研磨で生じた微粉の、ワークへの再付着を防止する作用、
（ｄ）研磨作業後のワークの洗浄を容易にする作用。
ところで、バレル研磨に関する参考文献としては、下記の非特許文献１、２がある。
非特許文献１はバレル研磨（バレル仕上げ）に関する概念を説明したものであり、非特許文献２は「バレル研磨機の新技術と効果的な使い方」について説明したものである。また、バレル研磨において界面活性剤を用いた技術としては、例えば特許文献１がある。
非特許文献１はバレル研磨（バレル仕上げ）に関する概念を説明したものであり、非特許文献２は「バレル研磨機の新技術と効果的な使い方」について説明したものである。また、バレル研磨において界面活性剤を用いた技術としては、例えば特許文献１がある。
しかしながら、従来の研磨・洗浄方法では、セラミックスなどからなるワークについて、表面研磨と同時に表面洗浄する作用が必ずしも充分ではなく、研磨で生じた微粉がワークへ再付着しやすくなるため、研磨終了後にたとえば界面活性剤水溶液で洗浄し、さらに水を使用する超音波洗浄などの手段で洗浄しなければならない場合があった。
本発明は従来技術の上記事情に鑑みなされたもので、その目的は、ワーク表面の研磨作用と洗浄作用が同時に得られ、したがって水、界面活性剤水溶液等で簡単に洗浄することにより、ワークを最終的に洗浄することができるため、水を用いる超音波洗浄などの精密・高度な洗浄工程を省略することができるバレル研磨・洗浄用組成物を提供することにある。
本発明は従来技術の上記事情に鑑みなされたもので、その目的は、ワーク表面の研磨作用と洗浄作用が同時に得られ、したがって水、界面活性剤水溶液等で簡単に洗浄することにより、ワークを最終的に洗浄することができるため、水を用いる超音波洗浄などの精密・高度な洗浄工程を省略することができるバレル研磨・洗浄用組成物を提供することにある。
本発明は、高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩を１．０〜１５．０質量％とカチオン化セルロースを０．１〜２．０質量％とを配合してなることを特徴とするバレル研磨・洗浄用組成物である。本発明においては、高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩以外のアニオン性界面活性剤を実質的に含まないことが望ましい。
本発明によるバレル研磨・洗浄用組成物を用いてワークを研磨・洗浄することにより、研磨生成物による汚れのないワーク表面とすることができる。このため本発明のバレル研磨・洗浄用組成物によれば、精製水を用いた超音波洗浄などの洗浄工程を省略することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明組成物では、前記高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩として、下記一般式（１）で表されるものが好ましい。
本発明組成物では、前記高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩として、下記一般式（１）で表されるものが好ましい。
ＲＣＯＮ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2ＳＯ3 -・Ｘ+ ・・・（１）
（式中、Ｒは炭素原子数が８〜１６のアルキル基を示し、Ｘはアルカリ金属またはタウリンアルキル金属塩を示す。）
また、本発明組成物では、高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩として、下記化学式（２）で表されるヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウムまたは、下記化学式（３）で表されるヤシ油脂肪酸メチルタウリンタウリンナトリウムが特に好ましい。
ＲＣＯＮ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2ＳＯ3 -・Ｎａ+ ・・・（２）
ただし、上記化学式（２），（３）において、ＲＣＯはヤシ油脂肪酸残基を示す。
本発明において、高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩の配合量は１．０〜１５．０質量％である。高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩の配合量が１．０質量％未満の場合には、充分なワーク表面の研磨作用と洗浄作用とを同時に得るのが難しくなる。また１５．０質量％を超えた場合には、洗浄液がペースト状となり析出が起こるため、本発明の洗浄効果が見られなくなる。
また、本発明組成物において用いられるカチオン化セルロースはカチオン性高分子であり、その化学構造は下記化学式（４）で表される。
（式中、ｘは１．６〜１．８、ｙは０．３〜０．５であり、ｎは５００〜２０００であり、平均分子量は約２０万〜５０万である。）
本発明において、カチオン化セルロースの配合量は、０．１〜２．０質量％である。カチオン化セルロースが０．１質量％未満の場合には、充分なワーク表面の研磨作用と洗浄作用とを同時に得るのが難しくなる。また、カチオン化セルロースが２．０質量％を超えた場合には、洗浄液の粘度が上昇するため、研磨で生じた微粉がワークの表面に付着しやすくなり、十分な洗浄作用が得られないという不具合が生じることがある。
また、本発明組成物では、実質的に上記高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩以外のアニオン性界面活性剤を含まないことが好ましい。
たとえ高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩およびカチオン化セルロースの配合量が請求項１で規定された範囲内にあっても、ＰＯＥラウリル硫酸ナトリウム等の他のアニオン性界面活性剤が含まれていると、ワーク表面の充分な研磨作用と洗浄作用とを同時に得ることができなくなる場合がある。
本発明組成物では、所望により防腐剤、ｐＨ調整剤、防錆剤等を適宜量配合することができる。前記防腐剤としては安息香酸Ｎａ、メチルパラベン等を単独使用または併用することができ、防錆剤としては亜硝酸塩、ホウ酸塩、リン燐塩、芳香族カルボン酸塩等が挙げられ、これらを単独使用することもできるし、併用することもできる。
次に本発明の実施例について説明する。
実施例１〜５、比較例１〜６
内径が１５０ｍｍで八角柱状のポリアミド樹脂製バレルを使用した。メディア（研磨砥粒）として粒径３μｍのＡｌ2Ｏ3微粒子を用意した。テストピース（ワーク）として、図１に示すようなＮｉ−Ｚｎ系フェライトからなる鍔付きのフェライトコア多数個を用意した。また、実施例１〜５ではコンパウンド水溶液として下記表１に記載した処方による本発明のバレル研磨・洗浄用組成物を、比較例１〜６ではコンパウンド水溶液として下記表１に記載した処方によるバレル研磨・洗浄用組成物をそれぞれ用いた。
実施例１〜５、比較例１〜６
内径が１５０ｍｍで八角柱状のポリアミド樹脂製バレルを使用した。メディア（研磨砥粒）として粒径３μｍのＡｌ2Ｏ3微粒子を用意した。テストピース（ワーク）として、図１に示すようなＮｉ−Ｚｎ系フェライトからなる鍔付きのフェライトコア多数個を用意した。また、実施例１〜５ではコンパウンド水溶液として下記表１に記載した処方による本発明のバレル研磨・洗浄用組成物を、比較例１〜６ではコンパウンド水溶液として下記表１に記載した処方によるバレル研磨・洗浄用組成物をそれぞれ用いた。
上記メディア、テストピースおよび、コンパウンドとしてのバレル研磨・洗浄用組成物水溶液を、これら全体の容積がバレル容積の約１／２となるように上記研磨容器に投入した。このとき、それぞれの投入物の容積比が、メディア１：テストピース１となるようにし、バレル研磨・洗浄用組成物水溶液の投入量は２リットルとした。そして、バレルの回転速度を２００ｒｐｍ、研磨時間を３０分としてテストピース表面を研磨・洗浄した後、テストピース表面を実体顕微鏡で観察し、その表面の汚れを目視観察した。また、テストピースの表面に粘着テープを貼り付けて引き剥がし、粘着テープに転写されたフェライト微粉の量を調べた。その結果を下記表１に併記した。
上記表１における評価基準は次のとおりである。
◎：フェライト微粉およびテストピース表面の汚れが全く認められず、次工程の洗浄（例えば、精製水を用いた超音波洗浄）が不要である。
○：フェライト微粉およびテストピース表面の汚れが殆ど認められず、次工程の洗浄が不要である。
×：フェライト微粉量およびテストピース表面の汚れがコンパウンドを使用しない場合（コンパウンドに替えて水を使用）と同等で、次工程の洗浄が必要である。
◎：フェライト微粉およびテストピース表面の汚れが全く認められず、次工程の洗浄（例えば、精製水を用いた超音波洗浄）が不要である。
○：フェライト微粉およびテストピース表面の汚れが殆ど認められず、次工程の洗浄が不要である。
×：フェライト微粉量およびテストピース表面の汚れがコンパウンドを使用しない場合（コンパウンドに替えて水を使用）と同等で、次工程の洗浄が必要である。
上記表１から、本発明のバレル研磨・洗浄用組成物よりなるコンパウンドを用いてバレル研磨・洗浄することにより、充分な研磨作用と洗浄作用が同時に得られ、したがって、超音波洗浄などの精密・高度な洗浄工程が省略できることがわかる。
実施例６〜９
コンパウンドとして、下記表２に記載した処方によるバレル研磨・洗浄用組成物の水溶液を使用した以外は（テストピースも実施例１〜５と同一）実施例１〜５と同一の条件で、テストピース表面を研磨・洗浄した。
この場合、実施例６，８，９のコンパウンドでは、ｐＨ調整剤以外の成分を混合することでバレル研磨・洗浄用の精製水溶液を作製し、最後にｐＨ調整剤によりｐＨを６．０に調整した。テストピースの研磨・洗浄後、その表面を実体顕微鏡で観察し、汚れを目視観察して上記と同様に評価したところ、いずれも◎または○の結果が得られた。
コンパウンドとして、下記表２に記載した処方によるバレル研磨・洗浄用組成物の水溶液を使用した以外は（テストピースも実施例１〜５と同一）実施例１〜５と同一の条件で、テストピース表面を研磨・洗浄した。
この場合、実施例６，８，９のコンパウンドでは、ｐＨ調整剤以外の成分を混合することでバレル研磨・洗浄用の精製水溶液を作製し、最後にｐＨ調整剤によりｐＨを６．０に調整した。テストピースの研磨・洗浄後、その表面を実体顕微鏡で観察し、汚れを目視観察して上記と同様に評価したところ、いずれも◎または○の結果が得られた。
Claims (3)
- 高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩を１．０〜１５．０質量％とカチオン化セルロースを０．１〜２．０質量％とを配合し、実質的に他のアニオン性界面活性剤を含まないことを特徴とするバレル研磨・洗浄用組成物。
- 前記高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩が、一般式（１）：
ＲＣＯＮ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2ＳＯ3 -・Ｘ+ ・・・（１）
（式中、Ｒは炭素原子数が８〜１６のアルキル基を示し、Ｘはアルカリ金属またはタウリンアルキル金属塩を示す。）
で表されることを特徴とする請求項１に記載のバレル研磨・洗浄用組成物。 - 前記高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩が、ヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウムまたはヤシ油脂肪酸メチルタウリンタウリンナトリウムであることを特徴とする請求項２に記載のバレル研磨・洗浄用組成物。
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