JPH0465480A - 研磨材及びその製造方法 - 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） 本発明は研磨材に係り、更に詳しくは金属、ガラス、石
材、プラスチック等の表面仕上げ、あるいは塗料を塗布
した面の傷を修正した後の仕上げ笠、比較的小さな面や
複雑な形状の面を精度よく磨くのに好適な研磨材に関す
る。

（従来の技術） 従来、金属、ガラス、石材、プラスチックス等の表面の
鏡面研磨や、漆器表面の艷出し最終仕上げ、あるいは自
動車の車体塗装面の傷を修正した後の仕上げ磨きを行う
方法としては、微細な砥粒を水性の液に分散したスラリ
ーやワックス中に分散したペースト状のものを研磨面に
供給し、布皮革、スポンジ等の基材表面に遊離状態の砥
粒を一時的に保持して研磨する方法が一般に行われてい
る。

しかしながら上述の方法は、遊離砥粒を外部から供給す
るため、作用面への均一な供給が難しく、経時的な斑を
生し易い。また供給した量の割には研磨効率が悪く、高
価な遊離砥粒を多量に消費し、経済的にも不利である。

更に、遊離砥粒を多量に排出するため、これが飛散して
周辺機器や環境を著しく汚染すると云った問題点がある
。特に砥粒がワックスやグリースに分散された研磨材で
は、これを基材表面に供給する作業は、ワックスをとか
しながら塗りつけるもので、極めて高い軌線を必要とし
、更に研磨した後、被研磨体の表面に付着したワックス
等を洗浄して除去する必要もあり、極めて煩雑な作業と
なる。

そこで基材表面に砥粒を固着させた研磨材により、遊離
砥粒の供給を著しく減少させるか又は供給しないで研磨
加工する方法が考えられるが、こうした研磨に用いられ
る砥粒はその粒径が数ミクロンから０１ミクロン程度と
極めて微細なため、製造工程中において凝集し易（、凝
集した砥粒は被研磨体の表面に異常な条痕（スクラッチ
）を与えることになる。更に、極めて微細なため、基材
表面への固着も難しく、未だ満足すべきものは得られて
いないのが現状である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者等は、上述の問題点に鑑み鋭意研究した結果本
発明を完成したものであって、本発明の目的は、微細な
研磨用砥粒を含有し、遊離砥粒を外部から供給すること
なく、スクラッチの発生のない良好なる研磨ができる研
磨材及びその製造方法を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の目的は、ポリビニルアセタール系多孔体の気孔
壁面に、砥粒を含有したセルロース粒子が分散付着して
なることを特徴とする研磨材によって達成される。

本発明の他の目的は、ポリビニルアセクール系多孔体に
、砥粒を含有したセルロース粒子を水またはポリビニル
アルコール水溶液に分散させた分散液を含浸した後、乾
燥することを特徴とする研磨材の製造方法によって達成
される。

本発明の研磨材は、砥粒を含有しているが、般に行われ
ているように基材表面に接着剤等で砥粒を固定化したり
、砥粒を直接樹脂に包含させ固定化したりするのではな
く、砥粒を含有したセルロース粒子が、ポリビニルアセ
タール系樹脂の多孔体の気孔内部に分散しその壁面に付
着して、時的に固定化されたものである。

本発明に用いられるポリビニルアセタール系多孔体とは
、ポリビニルアルコールをアルデヒド類で架橋反応させ
たポリビニルアセタール（以下、ｒＰＶＡｔＪと略記す
る）系樹脂を素材とし、三次元網目状連続気孔を有する
ものである。その気孔は特に限定されるものではないが
、好ましくは平均気孔径５０〜５００ｊ！ｍ、気孔率８
０〜９５容量％のものである。

本発明に用いられる砥粒としては、例えば酸化セリウム
、酸化クロム、炭素ケイ素、アルミナ酸化鉄、ダイヤモ
ンド、エメリー、窒化ホウ素炭化ホウ素、ガーネット、
ジルコン等が挙げられ、中でも従来固定化するのが難し
いとされていた酸化セリウム、＃Ｉ化ツクロム対し有効
である。また砥粒の粒径は特に限定されるものではない
が、平均粒径１０８ｍ以下の砥粒に対し特に有効で、精
密仕上げや鏝面仕上げを目的とする場合には、平均粒径
が好ましくは５μｍ以下、更に好ましくは１μｍ以下で
ある。尚、ガラス類の研磨には酸化セリウムが、ステン
レス等の金属材料には酸化クロムが、プラスチック類に
は珪藻土の微粉末が一般に好ましいとされている。

本発明に用いられる砥粒を含有したセルロース粒子とは
、セルロース粒子中に上記砥粒が複数含有された砥粒／
セルロース複合粒子の形態のものである。かかる砥粒／
セルロース複合粒子（以下、単に「複合粒子」と云う）
に含有される砥粒は技術的に可能な限り多い方が研磨効
果上望ましいが、セルロース１重量部当り好ましくはＯ
，１重量部以上、より好ましくは１重量部以上、更に好
ましくは５重量部以上である。複合粒子中において砥粒
は通常均一分散状態で存在しているが、砥粒同士が接触
密集状態で存在してもよく、またその一部分が表面に露
出した状態のものが含まれていてもよい。本発明におい
て、砥粒は直接ＰＶＡｔ系樹脂に付着されるのではなく
、セルロースを介して付着されることになる。このよう
に構成することによってはしめて、ＰＶＡｔ系樹脂に極
めて付着され難い酸化セリウムや酸化クロム等の砥粒を
一時的に固定化することが可能となる。

上記の場合粒子は例えば本発明者等が先に出願した特願
平１−１２２０８２号の明細書に記載された方法により
製造することができる。即ち、ｆｉ＋　　ビスコースと
上記の砥粒とを水溶性のアニオン性高分子化合物ととも
に撹拌混合して砥粒を含有したビスコースの微粒子分散
液を生成せしめ、 （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砥粒を含有した
セルロースの微粒子を生成するか、あるいは （１］）上記分散液を酸で凝固および中和して砥粒を含
有したセルロースの微粒子を生成し、次いで （３）　　該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、 第１の工程により砥粒を含有したビスコースの微粒子分
散液を生成し、第２の工程により砥粒を含有したセルロ
ースの微粒子を生成し、そして第３の工程で該セルロー
スの複合微粒子を母液から分離し安定化させる事を要旨
とする方法である。

この方法で得られる複合粒子は、通常球状粒子であり、
その粒子径は撹拌条件等の製造条件により容易に調節す
ることができる。

本発明に係る複合粒子の粒子径は、ＰＶＡｔ系多孔体の
気孔径より小さい必要があり、好ましくは３０〜１００
μｍのものである。上記複合粒子中において、砥粒が強
く凝集したり、硬目の団粒を形成することはない。また
複合粒子自体は極めて軟弱で外力に対し弱く、研磨加工
に伴う外力によりただちに崩壊して砥粒としての作用を
するものである。

本発明の方法で研磨材を製造するには、まず、上述の如
き砥粒を含有したセルロース粒子（複合粒子）を水また
はポリビニルアルコール水溶液ニ分散させた分散液とな
し、次いでこの分散液をＰＶＡｔ系多孔体に適宜な方法
で含浸せしめ、必要に応し脱液し、乾燥すればよい。

上記分散液には必要に応して、分散剤、界面活性側、樹
脂分等のほかアルコール類等の水性有機溶剤を加えても
よい。分散液中に若干の分散剤あるいは界面活性剤を加
えれば、複合粒子の分散性が良くなると共に、ＰＶＡｔ
系多孔体内部への浸透がより円滑になる効果がある。ま
たポリビニルアルコール水溶液に砥粒を分散させた場合
には、複合粒子の付着力が向上することになる。同様の
効果は、メラミン樹脂、フェノール樹脂、犀素樹脂、エ
ポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を少量分散
液中に添加することでもある程度可能である。

分散液をＰＶＡｔ系多孔体に含浸する方法は特に限定さ
れるものではないが、例えばＰＶＡｔ系多孔体をマング
ル等で押圧しながら分散液に浸漬する方法、浸漬したＰ
ＶＡｔ系多孔体に対し圧搾と復元を繰り返す方法等が好
ましいものとして挙げられる。ＰＶＡ　を系多孔体に分
散液を含浸せしめることによって、複合粒子は掻めて容
易にＰＶＡ　Ｌ系多孔体の連続気孔中に入り込み、多孔
体中に均一に分散含有されることになる。また、分散液
を含浸せしめた後、遠心等により脱液するのが乾燥工程
の負荷を軽減し好ましいが、その際、脱液と共に複合粒
子が多孔体から脱落したり、多孔体中で偏在することは
ない。この点に間し砥粒をそのまま分散した液を用いた
場合には、遠心脱液と共に砥粒も脱落したり、偏在した
りすることになる。

上述の方法において乾燥条件は特に限定されるものでな
く、適宜な条件で行えばよく、通常８０〜１２０℃で行
われる。乾燥工程において、ＰＶＡｔ系多孔体は水分を
失い硬化状態へと変化し、同時に複合粒子の方も乾燥硬
化すると共にＰＶＡｔ系多孔体の気孔壁に軽く固定化さ
れる。

本発明の方法においては上記分散液にメタノール等の水
性有機溶媒を混合してもよく、この場合、乾燥に要する
時間を短縮するという効果が期待できる。

（発明の効果） 本発明の方法によれば、ＰＶＡｔ系多孔体中に砥粒を均
一に分散せしめることができ、更に多孔体の気孔壁面に
セルロースを介して適度な付着力で固定化された研磨材
を容易に得ることができる。

本発明の研磨材は、前述の如きセルロース粒子中に砥粒
を含をした複合粒子をＰＶＡｔ系多孔体の気孔中に均一
に分散させ、付着固定化したことを特徴とするものであ
り、複合粒子中の砥粒含有量が多い程、複合粒子の付着
量が多い程研磨効率は高くなる。本発明の研磨材を用い
れば外部から砥粒を供給しなくとも、あるいは従来より
も供給量を減少したとしても、十分な研磨効果を得るこ
とができる。

本発明において砥粒はセルロース粒子中に含有されてい
るため、砥粒の凝集がなく、被研磨体表面への研磨傷（
スクラッチ）の発生がほとんどなく、極めて良好なる仕
上げ研磨が可能となる。従って、本発明の研磨材は、美
術工芸品、漆器等の最終仕上げ、あるいは自動車の車体
表面塗装の修正等に好適に用いられる。

以下、実施例により本発明を詳述する。

（実施例１） 平均気孔径２５０μｍ、気孔率９２容量％のＰＶＡｔ系
多孔体を公知の方法で製造し準備した。

後述の方法で製造された平均粒径０．５μｍの酸化クロ
ム微粒子を含有したセルロース粒子（酸化クロム／セル
ロース複合粒子）を水に分散し、濃度５００　ｇ／ｌの
分散液とした。次に、先に準備したＰＶＡｔ系多孔体を
水に浸漬し柔軟状態とした後、水をよく絞ってマングル
で押圧しながら上記分散液中に浸漬し、分散液を十分に
含浸せしめた後、遠心脱液し水分をある程度除去した。

この時含浸された複合粒子は、脱落することなくほとん
どＰＶＡｔ系多孔体中に残留していた。続いてこれを８
０℃で２時間乾燥し硬化状態の研磨材とした。

得られた研磨材は、ＰＶＡｔ系多孔体の気孔中に酸化ク
ロム微粒子（砥粒）を含有したセルロース粒子が均一に
分散付着されたものであって、その砥粒率は２５重量％
であった。

得られた研磨材を用い水を研磨液として、ステンレス５
ＵＳ３０１を素材とする金属棒の表面を手動により磨い
たところ、研磨傷（スクラッチ）のない良好なる鏡面仕
上げがなされた。

く複合粒子の製造方法〉 工業用ビスコース（粘度６．　ｌ　ＯＯセンチポイズ。

セルロース濃度８．９重量％、アルカリ濃度５．６重量
％）６０ｇと平均粒径０．５μｍの酸化クロム微粒子Ｌ
ｏｇを室温下で混合し用意した。別にポリアクリル酸ソ
ーダの水溶液（分子量５万、高分子濃度１２重量％）２
４０ｇと凝集防止剤としての炭酸カルンウム（白石工業
■製、平均粒径０．２μｍ）２．１ｇとを室温下で混合
した液を作り、これを先に用意した混合液と共に５００
ｍｌビーカーに入れて液温３０℃の下でラボスターラー
（ＭＯＤＥＬ　　ＬＲ−５１Ｂ、ヤマト科学社製。

回転羽根７ｃｍ）により２００ｒｐｍの撹拌を１０分間
行ない、酸化クロ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。引きつづき撹拌しながら、液
温を３０℃から７０℃まで１５分間で昇温し、７０℃で
３０分間維持して、酸化クロム微粒子を含有したビスコ
ースの微粒子を凝固せしめた。

次いでＩＧ４型ガラスフィルターを通して、母液から上
記セルロース微粒子を分離した後５．５％塩酸水溶液で
炭酸カルシウムを溶解し、これを中和した後、大過剰の
水で洗浄し、更に５０ｍｌのメタノールで洗浄し、８０
℃５３時間乾燥して、酸化クロム微粒子を含有した複合
粒子を得たや得られた複合粒子は乾燥時の平均粒径が３
０μｍであり、酸化クロム含有率は複合粒子の重量に対
して６０重量％であった。

（実施例２） 平均重合度５００の完全ケン化ＰＶＡを水に溶解し、濃
度５重量％の水ｉ？ｒ　ｅｉ、とした。この水溶液に後
述の方法で製造された平均粒径２μｍのアルミナ微粒子
を含有したセルロース粒子（アルミナ／セルロース複合
粒子）を分散し、濃度５５０ｇ／７！の分散水溶液とし
た。

次に実施例１で用いたのと同様の平均気孔径２５０μｍ
、気孔率９２容量％のＰＶＡｔ系多孔体を水に浸漬し柔
軟状態としたのち水をよく絞って、マングルで押圧しな
がら先の分散溶液中に浸漬し、分散溶液を十分に含浸さ
せた後、遠心脱液し水分をある程度除去した。この時、
分散してぃた複合粒子はほとんどＰＶＡ　を系多孔体中
に留まっていた。続いてこれを８０℃で２時間乾燥した
後、更に１２０℃で１時間処理して研磨材を得た。

得られた研磨材は、ＰＶＡｔ系多孔体の気孔中に、アル
ミナ微粒子（砥粒）を含有したセルロース粒子が軽く接
着された状態で均一に分散付着されたものであって、そ
の砥粒率は２８重量％であった。

得られた研磨材に微量の研磨油剤を含んだ水溶液を含浸
させて、自動車の車体の傷に塗料を塗布して修正した部
分の艶出し研磨をしたところ、良好な光沢が得られスク
ラ・７チ等の傷は認められなかった。

〈複合粒子の製造方法〉 実施例１で用いた複合粒子の製造方法において砥粒とし
て酸化クロムに代えて平均粒径２μｍのアルミナ微粒子
を８．９ｇ用いる他は、実施例１のものと同様の方法で
、アルミナ微粒子を含有した複合粒子を得た。

得られた複合粒子は乾燥時の粒径が５０μｍであり、ア
ルミナ含有率は５５重量％であった。

（比較例） 平均粒径０．５μｍの酸化クロムを分散側ブチルセロソ
ルブを０．５重量％含んだ水に分散せしめ、濃度４００
　ｇ／ｅの分散液とした。次に、実施例１で用いたのと
同様のＰＶＡ　を系多孔体を水に浸漬し柔軟状態とソた
のち水ｆ：まく絞って、マングルで押圧しながら先の分
散液中に浸漬し、分散液を十分浸漬させた後、遠心脱液
し水分をある程度除去した。続いてこれを８０℃で２時
間乾燥し研磨材とした。

得られた研磨材は、砥粒率が４５重量％であったが、砥
粒は外層へ偏在しており、更に切断等の成形加工の際に
砥粒の脱落が著しいものであった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリビニルアセタール系多孔体の気孔壁面に、砥
   粒を含有したセルロース粒子が分散付着してなることを
   特徴とする研磨材。
2. （２）ポリビニルアセタール系多孔体に、砥粒を含有し
   たセルロース粒子を水またはポリビニルアルコール水溶
   液に分散させた分散液を含浸した後、乾燥することを特
   徴とする研磨材の製造方法。