JPH02300244A - 研磨材含有セルロース複合粒子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は研磨材含有セルロース複合粒子に関する。さら
に！’Ｉ’　Ｌ　＜は、セルロースのマトリック中に研
磨＋４粒子が分散固定化され、且つスラリー特性の優れ
た研磨材含有セルロース複合粒子に関する。

（従来の技術） 研磨材粒子−と存機質メディアとの構造物として、木、
１１等のわ）末からなる有ｉ質メディアの表面に、を妄
着剤を用いて研磨材粒子を固着させた研磨材料が開示さ
れている（特開昭６０−１７４７３号公報）、シかしな
がら、研磨材粒子がセルロースをマトリックスとした微
小粒子の内部に均一に分散固定された研磨材含有セルロ
ース複合粒子については触れられていない。

−・方、無機粉体を含有するセルロース復合体の微小粒
子は、本発明者らの特開昭６３−９０５０２号公軸、同
Ｇ３−９２６０３号公報に記載されているが、研磨材に
ついては触れられていない、またこれらに開示された方
法では、研磨材を高含有し難いという問題点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、研磨材粒子を含在した微小セルロース
粒子を提供することにある。本発明の他の目的は、平均
粒径が３００μｍ以下の微小セルロース複合粒子を提供
することにある０本発明のさらに他の目的は、研磨材粒
子をセルロース１重社部当り０．０２〜７重量部含有す
る微小セルロース複合粒子を提供することにある°。本
発明のさらに他の目的は、水スラリー中で分散安定な研
磨材粒子を含有した微小セルロース複合粒子を提供する
ことにある１本発明のさらに他の目的および利点は、以
ｒの説明から明らかとなろう。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明によ
れば、本発明の」１記１１的および利点は、 （１）　　研磨材粒子を含有し、平均粒径が３００μｍ
以下である微小セルリースル合粒子、及び 而　研磨材粒子をセルロース１市Ｍ部！１す０．０２〜
７重量部間外Ｔする敞小セルＵｌ−ス１勺合粒子 によって達成される。

本発明にいう微小セルロースＪＸｉ　ｎ粒子は粒−ｒ−
径３００　ｐ　ｍ以下である。粒子径が３００μｍを越
えると、研磨材粒子が均一に含有されず、セルロースマ
トリックス中に良好に分散固定された研磨材含有セルロ
ース襟合子が得られない。

研摩材粒子は酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ク
ロム、酸化鉄、ジルコン、−？ランダム、チ含有セルロ
ース複合粒子の粒子径のｌ／２０以下が好ましい。

研磨材粒子の含有量はセルロースｉｎｎ部当り０．０２
〜７重量部が好ましく、０．０５〜３重看部がより好ま
しい、含有量が０．０２重量部未満では、セルｌコース
？Ｍ合粒子の研磨効果が乏しく、７１ｉｌｉ部を越える
と、セルロースマトリックス中での研磨材粒子の分散固
定が不良となり又セルｉ、Ｉ−ス１Ｍ合粒子の形態も不
均一となり好ましくない。

本発明の研磨材含有セルロース；２合粒子は、例えば次
のようにして製造することができる。

ｆｉ＋　　ビスコース、研磨材粒子と水）容性のアニオ
ン性高分子化合物°とを混合して研磨材粒子を含有した
ビスコースの微粒子分散液を生成〔しめ、（２１（ｉ　
）上記分散液を加熱するかあるいは上記分散液を凝固剤
と混合することによって該分散液中のビスコースを凝固
させ、次いで酸で中和して研磨材粒子を含有したセルロ
ースの微粒子を生成するか、あるいは （ｉｉ　）上記分散液を酸で凝固および中和して研磨材
粒子を含有したセルロースの微粒子を生成し、次いで （３１ｇｇセルロースの微粒子を母液から分離し、そし
て必要により脱硫、酸洗い、水洗あるいは乾燥する、 ことを特徴とする製造方法。

上記方法によれば、第１の工程により研Ｌａ材粒子を含
￥１したビスコースの微粒子分散液を生成し、第２の工
程により研磨材粒子を含（ｒ　したセルロースの微粒子
を生成し、そして第３のに程で該セルロースの複合微粒
子を母液から分Ｌ１１する。

ビスコースの微粒子分散液を生成する第１の工程は、ビ
スコース、研摩材粒子と水冷性のアニオン性高分子化合
物とをｌｎ合することによ−ノて実施される。

使用するビスコースは、例えば次のような性質を有する
。ガンマ価は３０〜１００、より好ましくは３５〜９０
である。塩点は３〜２０、より好ましくは４〜１８であ
る。セルロース１度は３〜１５！ｉ盪％、より好ましく
は５〜１３重ｉ％である。アルカリ濃度は２〜１５重■
％、より好ましくは４〜１３ｆｆｉ１％である。ビスコ
ースのセルロースに対するアルカリ　（苛性ソーダとし
て）の重量割合は４０〜１００重盟％、より好ましくは
５０〜９０重量％である。ビスコースの粘度は、２０℃
において５０〜２０，０００センチボイズ、より好まし
くは８０〜ｌ　８．　ＯＯＯｔ！ンチボイズである。ビ
スコースのバルブ源はリンターパルプが好ましく、さら
に針葉樹でも広葉樹でもよい。ビスコースのセルロース
としての平均重合度は通常１１０〜１．０００である。

使用する水溶性のアニオン性高分子化合物は、アニオン
性基として例えばスルポン酸基、ポスホン酸恭又はカル
ボン酸基を有する。これらのアニオン性基はｍ超酸の形
態にあっても塩の形態にあってもよい。

アニオン性基としてスルホン酸基を持つ水溶性高分子化
合物は、該スルホンＭＷを例えばビニルスルホン酸、ス
チレンスルホン酸、メチルスチレンスルホン酸、アリル
スルホン酸、メタリルスルホン酸、アクリルアミドメタ
ルプロパンスルホン酸又はこれらの塩の如き単量体に由
来することができる。

同様に、アニオン性基としてホスホン酸基を持つ水溶性
高分子化合物は例えばスチレンホスホン酸、ビニルホス
ホン酸又はこれらの塩の如き単量体に由来することがで
きる。

また、アニオン性基としてカルボン酸基を持つ水溶性高
分子化合物は例えばアクリル酸、メタクリル酸、スチレ
ンスルホン酸、ンレイン酸、イタコン酸又はこれらの塩
の如きｌｉ′Ｌｌ、’１体に由来することができる。

例えばカルボン酸壜を持つ水７′ｄ性高分子化合物は、
例えばアクリル酸ソーダを単独であるいは池の共重合可
能な単量体例えばアクリル酸メチルとｌｎ合して、それ
自体公知の方法に従って重合して、アクリル酸ソーダの
重合単位を含むホモポリマー又はコポリマーとして供給
される。また、例えばスーｙ−レンのホモポリマーをス
ルホン化してスルホンｆ１１３を持つ水溶性高分子化合
物を製造することもできる。スルホン酸基がスチレンス
ルホン酸以外の他の単量体に由来する場合およびボスホ
ン酸基、カルボンＭ　４％がそれぞれ上記の如き単量体
に由来する場合についても同様である。

水溶性のアニオン性高分子化合物は、アニオン性基金持
つＬ記の如き単量体の重か単位を好ましくは少くとも２
０モル％含有する。かかる好ましい高分子化合物には、
コポリマー及びホモポリマーが包含される。

水溶性のアニオン性高分子化合物は、好ましくは少な（
とも５，０００．より好ましくは１万〜３００刀の数平
均分子量を有している。

本発明における水溶性のアニオン性高分子化合物には、
上記の如きビニルタイプの重合体に限らず、その他例え
ばカルボキシメチルセルロース、スルホエチルセルロー
スあるいはそれらの塩例えばＮａ塩が包含される。

本発明で使用で″きる研磨材粒子としては、前述したよ
うに酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸
化鉄、エメリ、ジルコン、アランダム、炭化ケイ素、炭
化はう素などの炭化物、チン化ケイ素、ガーネット、ダ
イヤモンド、カオリン、けい石などがあげられ、その粒
子径は通常０．１〜２０μｍであり、また製造しようと
するセルロース複合粒子の目的粒子径のｌ／２０以下で
あり、より好ましくは１１５０以下である。

また前記方法によれば、ビスコースと研磨材粒子及び水
溶性のアニオン性高分子は先ず混合きしめられるが、ビ
スコースと研磨材粒子とを予め混合しておくことが好ま
しい、混合はビスコースの微粒子分散液が生成するなら
ば如？＝ｆなる手段を用いることもできる０例えば、撹
拌入や邪魔板等による機械的撹拌、超音波撹拌あるいは
スタテックミキサーによる混合を単独であるいは組合上
て実施することができる。

水溶性のアニオン性高分子化合物は、好ましくは水溶液
として、より好ましくは咳高分子化合物の濃度が０．５
〜２５重置％、特に好ましくは２〜２２重量％の水溶液
として用いられる。かかる水溶液は、さらに２０℃にお
ける粘度が３センチボイズ〜５万センチポイズ、特に５
ヒンチポイズ〜３万センチボイズであるものが好ましい
。

ビスコースと水溶性のアニオン性高分子化合物とはセル
ロース１重量部当り該高分子化合物０．３〜１００重量
部、より好ましくは１〜４５喧晴部、特に好ましくは４
〜２０重量部で用いられ、（ｒｌａせしめられる。

研磨材粒子−はセルロース１重１１部当り０，０５〜３
重量部、より好ましくは０．１〜２重量部用いられ、（
重合せしめられる。

混合はビスコース中に含まれる二硫化戻素の沸点よりも
低い温度で実施するのがＣ１利であり、より好ましくは
０〜４０℃の範囲で実施される。

本発明方法によれば、上記第１工程で生成した研磨材粒
子を含有するビスコースの微粒子−分散液は、次いで第
２工程によって凝固および中和せしめられ中空樹脂粒子
を含有するセルロースの微粒子を生成する。４！固およ
び中和は同時に実施し°ζも経時的に実施してもよい。

凝固と中和を経時的に実施する場合には、凝固は分散液
を加熱するかあるいは分ｊｉｋ液と凝固剤と７ＹＬ合す
ることによって行うことができ、次いで中和は酸と１妾
触Ｕ”しめることによってｆ？ねれる。上記凝固の反応
は、生成した分散液に混合操作を加えながら実施するの
だ望ましい。

加熱による凝固はヒス＝１−ス中に含まれる二硫化炭素
の沸点以上の温瓜例えば５０〜９０℃の温度で有利に実
施できる。

凝固剤による凝固の場合にはこのような温度に高める必
要はなく、通常０〜４０℃の温度で凝固を実施すること
ができる。凝固剤としては、例えば低級脂肪族アルコー
ル、無機酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、
無機酸、有機酸又はそれらの組合仕およびそれらと水溶
性高分子化合物との組合セが好ましく用いられる。低級
脂肪族アルコールは直鎖状又は分岐鎖状のいずれであっ
てもよく、例えばメタノール、エタノール、１ｓｏ−プ
ロパツール、ロープｎパノール、ｎ−ブクノールの如き
炭素数１〜４の脂肪族アルコールが好ましく用いられる
。無機酸は例えば塩酸、硫酸、塩酸、炭酸等である。無
機酸のアルカリ金属塩としては例えばＮａＣ１、Ｎａ、
ＳＯ，の如きＮ−塩、ＫｚＳＯ４の如きに塩が好ましく
、また゛？ルカリ上類金属塩としては例えばＭ　ｇ　Ｓ
　Ｏａの如きＭｇ塩、Ｃａ　Ｃ１，の如きＣａ塩が好ま
しい。有機酸は好ましくはカルボン酸又はスルホン酸で
あり、例えばギ酸、酢酸、プｉコピオン酸、友、α香酸
、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、無水マレ
イン酸、リンゴ酸、シェラ酸等である。

−Ｌ、記の如き凝固剤は、ビスコース中のセルロースに
対し例えば２０〜３００重星％程境の８１合で用いられ
る。

中和剤として用いられる酸としては、例えば硫酸、塩酸
の如き無機強酸が好ましく用いられる。

中和剤はビスコースを中和するに１分な量で用いられ、
セルロースの微粒子を生成する。また、上記のとおり第
２工程の凝固および中和は同時に実施することもできる
。凝固および中和に有効な剤は酸、好ましくは無機強酸
例えば、塩酸又は硫酸である。ビスコースを中和するに
Ｉ−分な看で用いられた酸は凝固および中和に十分な量
の酸となる。

凝固および中和の同時実施は、例えば０〜４０°Ｃの温
度で有利に行なわれる。

」二記第２工程で生成した研磨材粒子を含ｆｆするセル
ロースの微粒子は、本発明方法によれば、次いで第３工
程において／１１液から分離され、必要己ごより脱硫、
酸洗い、水洗あるいは乾燥ｕしめられる。また場合によ
っては酸洗いの浅漂白してもよい、母液からの微粒子の
分＾Ｕは、例えば濾過、遠心分Ｒ等によって行うことが
できる。脱６Ｘｉは例えば苛性ソーダ、硫化ソーダの如
きアルカリの水）容液でｉテうことができる。必要によ
り、残余のアルカリを除去するため次いで希塩酸等で酸
洗いし、水洗しそして乾燥する。

かくして本発明によれば、１記したと６す・研磨材粒子
を含有するセルロースｌｔ１合粒子を（するごとかでき
、適当な製造条件の選択によって平均粒径が２００〜３
００μｍの梢々の大きいものから、平均粒径力；５〜２
０μＩｎの微小なセルロース複合粒子を（することがで
きる。

（発明の効果） 本発明によって得られるセルロース復合体の微小粒子は
、γ２式研磨法においてｊＪＡｌ整される研磨材粒子の
スラリーを安定させるたとができ、新しい研磨材用の腹
合粒子として極めて有用である。

（実施例） 以ド実施例により本発明を詳述する。

実施例１ 工業用ビスコース（粘度６．１００センナボイズ。

セルロース４度８．９重社％、アルカリ濃度５．６重層
％）６０ｇと酸化セリウム微粒子（三井金属鉱業ｇ＠製
；研磨材微粒子、平均粒径１．７μｍ）０．５３ｇ（１
０重量％／セルロース）を室温下で混合した。この混合
物とポリアクリル酸ソーダの水溶液（分子ｆｆ１５万、
高分子４度１２重世％）２４０ｇとを５００ｍｊ！フラ
スコに入れて液温３０℃の下でラボスターラ−（ＭＯＤ
ＥＬ　　ＬＲ５１１３、ヤマト科学社製、回転羽根７ｃ
ｍ）］　０００　ｒ　ｐ　ｍの撹（宇を１０分間行ない
、酸化セリウム微粒子を含有したビスコースの微粒子分
散液を生成せしめた後、引きつづき１覚律しながら、液
温を３０℃から７０　’Ｃよで１５分間で昇温し、７０
“Ｃ５３０分間維持して、酸化ヒリウム微粒子を含有し
たビスコースの微粒子を凝固−υ゛しめた。

引きつづきｍ　ｔ’ｌ’しなからｌｏｏｇ／ｌの硫酸で
中和、再生して、酸化セリウノ、微粒子を含（Ｔ　Ｉ、
たセルロースの微粒子を得た。

次いでＩ　Ｃ＝ｌ　型ガラスフィルターを通して、母液
からト記セルロース微粒子を分Ｈ（シた後、５０’（Ｈ
２２＋：　／　７！苗性ソーダ水溶液約２１！で脱値し
、２　ｇ　／　Ｅの硫酸水（８液で中和した浅、大過剰
の水で洗浄し、さらに５０ｍｌのメタノールで洗浄し′
Ｃ３８０℃、３時間乾燥し、酸化セリウム微粒子を９．
２重量％／セルロース含有したセルロース微小粒子を得
た。得られた微小粒子は球状で粒子径は８２μｍであり
、湿式（ＩＩＴＢｌの研磨材として優れていたゆ　　　
　　　　　　　　　−　　−５尚、酸化セリウム含有量
は、嗣アンモニア凍てセルロースを溶解して求めた。

実施例２ 実施例１と同様にして、酸化）′ルミニウム微粒子の５
を１．１８．２．７ｇ、５．３ｇと変更してＧ）られた
酸化アルミニウム微粒−ｒを含ｆ１−シたヒルロース粒
子はすベーζ球状で、該セルｌ’Ｊ−スねｒ中の酸化ア
ルミニウム微粒子の含イ１１は各々１６．２重量％／セ
ルロース、４５．２重積％／セルＩ】−ス。

９５．１重量％／セルロース含イｆしたセルロ−ス微小
粒子を得た。

実施例３ 下均粒径５μＩｒｌの炭化ゲイ素を使用する以外実施例
１と同様にして、炭化／、−イ素微粒子を９．６重量％
／セルロース含有したセルロース微小粒子を１′１だ。

得られた微小粒子はＩ５ド状で粒７−ｉ￥１７０μＩ１
１であった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）研磨材粒子を含有し、平均粒径が３００μｍ以下
   である微小セルロース複合粒子。
2. （２）研磨材粒子をセルロース１重量部当り０．０２〜
   ７重量部含有する特許請求の範囲第１項記載の粒子。