JPH0679613A - 乾式バレル研磨法及び乾式メディア組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、水及びコンパウンドに代えて植物
性繊維質と、油脂質潤滑剤又はこれらに微粉末砥材を併
用添加した乾式メディアにより工作物を粗研磨乃至中研
磨することを目的としたものである。 【構成】 研磨槽内にプラスチック研磨石と、無機質研
磨石及び植物性繊維質と、油脂質潤滑剤の混合物よりな
る乾式メディアと、工作物とを装入し、前記乾式メディ
アと、工作物との間に相対運動をさせて、工作物の研磨
を行う乾式バレル研磨法。プラスチック研磨石、無機質
研磨石、植物性繊維質及び油脂質潤滑剤を混合した乾式
メディア組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水及びコンパウンドに
代えて植物性繊維質と、油脂質潤滑剤又はこれらに微粉
末砥材を併用添加した乾式メディアにより工作物を粗研
磨乃至中研磨することを目的とした乾式バレル研磨法及
び乾式メディア組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種工作物の表面仕上を行うため
に有効な手段の一つとして、工作物と共に研磨材及び
水、コンパウンド（以下マスと称する）を装入した研磨
槽に遊星旋回、回転、揺動又は振動等の運動を与えて工
作物と研磨材との間に生じる相対運動によって工作物の
研磨を行なうバレル研磨法が知られていた。例えば遊星
旋回式、回転式、揺動式、振動式、レシプロ式及びジャ
イロ式など各種のバレル研磨法が開発され実用となって
いる。

【０００３】また研磨槽内に無機質の研磨石と植物性繊
維質とからなる混合メディアと工作物とを装入し、工作
物と混合メディアとの間に相対運動を生じさせて工作物
の研磨を行うことを特徴とする乾式バレル研磨法が知ら
れていた（特開昭６０−４８２５１号）。

【０００４】

【発明により解決すべき課題】前記従来のバレル研磨法
中前者は、マス・フィニッシングと呼ばれ、その加工効
率の高いことで著しい発展をみているが、工作物の研磨
後のバレル排水は環境保全の社会的要請に伴い、その処
理は厳しい管理制約をうけている現状である。

【０００５】従ってバレル研磨に於いて乾式研磨は最も
理想的だが、研磨石のみを使用する乾式研磨は後述する
ような問題点があって実施することは困難であった。

【０００６】即ち研磨石は、緻密粒状の砥粒と、磁器質
又は合成樹脂ボンドで極めて強固に焼結し、特定の形状
と寸法及び組織に安定した摩耗僅少研削力甚大なもので
ある。またコンパウンドは、水と共存することにより潤
滑作用、洗浄作用、発泡作用、防錆作用などの諸特性を
具備して、研磨石と工作物の表面を常に清浄に維持して
安定した研磨力を発揮させるものである。従って、水と
コンパウンドを共存しない研磨石単独による乾式研磨に
於いては、研磨石は激しい研磨石同士の流動摩擦により
生ずる摩耗粉によって汚染し、砥粒は目塞りして研磨力
は激減し、到底安定した研磨力を発揮することはできな
い。また同時に工作物も汚染して粗面化し、後工程の光
沢仕上に支障を来たし、且つマス温度の上昇と騒音の増
大によっても実用化は極めて困難であった。

【０００７】一方クルミ外殻、コーンコブの植物性繊維
質などに油脂を媒剤として酸化アルミニウム、酸化クロ
ムなど微粉末砥材を被覆した所謂有機質メディアを使用
する乾式研磨は、非鉄金属、貴金属、プラスチック工作
物などの光沢研磨に賞用されているが、これらの粒度は
５〜６０メッシュと細粒であり、容積密度は約０．５〜
０．７kg／l と研磨石に較べ著しく軽小であって、バリ
取り、スケール取り、Ｒ付（角の丸み付）などの粗仕
上、引目取り、目つぶしなどの中仕上は到底不可能であ
った。

【０００８】本発明者らは、前記従来技術で説明したよ
うに、粗研磨から光沢研磨まで一貫した乾式バレル研磨
法に関し、種々考究した結果、研磨石と植物性繊維質の
組合せによる混合メディアを使用することにより効率的
な乾式バレル研磨法を開発した。

【０００９】即ち研磨石に適当粒度の植物性繊維質の適
当量を混合してマスに運動を与えたとき、植物性繊維質
が研磨石の間に適度に分散介在することにより研磨石同
士の流動摩擦による激しい研磨を抑制し、植物性繊維質
は含油性多孔質の故に、摩耗粉及び工作物の切削微粉を
優先的に吸着して研磨石の目塞りと工作物の汚染を抑制
し、比較的安定した研磨力を発揮できたのである。

【００１０】また比較的表面積の大きな小型軽量工作物
は、バレル機種によっては研磨石の流動層間に分散せず
浮上し、研磨力は低下し、打痕を発生するなど問題点が
あった。前記混合メディアに於いては、マスの容積密度
の低減により工作物の分散は良好となり改善された。ま
たマスの温度の上昇及び騒音を抑制する効果もある。更
に乾式バレル研磨に於いては、密閉型バレル槽に於ける
マス温度の上昇による蓄圧、コンパウンドの溢流による
装置の汚染もなく、槽の構造も通常の湿式研磨法に較べ
簡易となる利点もある。

【００１１】然しながら、研磨石と植物性繊維質のみの
混合メディアは潤滑性が悪く、大きな研磨量は得られ
ず、粗仕上用乾式メディアとして使用することができな
い問題点があった。

【００１２】また無機質研磨石と植物性繊維質との混合
メディアによる乾式研磨では、径１０mm以上の大型研磨
石を使用する場合、長時間の研磨により、黄銅、亜鉛、
アルミニウム合金等軟質金属工作物のエッジ部にもり上
がり（変形）を生じ易く、工作物表面に条痕、圧痕を生
じ、平滑性を阻害する問題点があった。プラスチック研
磨石を使用する場合は、前記のエッジ部の変形はなく、
条痕、圧痕も減少し、更に１０mm未満の小型無機質研磨
石を併用するときは研磨量、及びＲは増大し、表面平滑
性は向上した。更には研磨石の摩耗量は著しく減少し
て、研磨石摩耗量当りの研磨量（以下Ｋ／Ｍ値と称す
る）は増大し、研磨効率は改善された。

【００１３】

【課題を解決するための手段】然るに本発明は、プラス
チック研磨石及び植物性繊維質と油脂潤滑剤の混合物よ
りなる乾式メディア組成物を使用して研磨したので、前
記従来の湿式メディアを用いた場合の、問題点を解決す
ると共に、前記従来の乾式メディアを用いた場合の問題
点を解決して工作物の粗仕上及び中仕上を行うことがで
きるようにしたのである。

【００１４】即ちこの発明は、研磨槽内に、プラスチッ
ク研磨石と工作物とを装入し、前記乾式メディアと工作
物との間に相対運動させて工作物の研磨を行うことを特
徴とする乾式バレル研磨法である。またプラスチック研
磨石と植物性繊維質の混合比は夫々１：３乃至９：１
（容量）とすることを特徴としたものである。次に植物
性繊維質を油脂質潤滑剤で被覆することを特徴としたも
のである。更に微粉末砥材を油脂質潤滑剤で被覆するこ
とを特徴としたものであり、乾式メディアに油脂質潤滑
剤及び／又は粉末砥材を追添加して研磨することを特徴
としたものである。またメディアの発明は、プラスチッ
ク研磨石及び無機質研磨石と植物性繊維質と油脂質潤滑
剤とを混合したことを特徴とする乾式メディアである。
次に他の発明は、プラスチック研磨石１７％〜８１％
（重量）、無機質研磨石２％〜２７％（重量）、植物性
繊維質１０％〜７５％（重量）、油脂質潤滑剤０．５％
〜８％（重量）を混合したことを特徴とする乾式メディ
ア組成物である。

【００１５】この発明の実施に使用するバレル研磨機と
して遊星旋回式、回転式、揺動式、振動式、レシプロ
式、ジャイロ式及びこれらの組合せ装置のいずれも使用
できるが、特に遊星旋回バレル研磨機、回転バレル研磨
機、振動バレル研磨機においては有効である。

【００１６】プラスチック研磨石の種類としては、粗仕
上用、中仕上用、光沢仕上用のいずれのプラスチック研
磨石も使用可能であり、工作物の表面状態、研磨目的に
応じて選択される。

【００１７】無機質研磨石は、１０mm未満の比較的小型
の研磨石を使用するのが好ましい。特にアルミナを焼結
した微小切削用研磨石（例えば株式会社チップトン製３
Ｐ研磨石）を使用するとより良い効果が得られる。

【００１８】前記に使用する植物性繊維質（以下ソフト
メディアと総称する）として、クルミ外殻、コーンコ
ブ、木チップ、コルク布など植物性多孔質繊維質が使用
でき、耐摩耗性、弾力性、油脂質潤滑剤の吸収性の点か
らクルミ外殻、コーンコブなどた適当である。

【００１９】また、前記ソフトメディアを被覆する油脂
質潤滑剤としては牛脂、ラードその他任意の動植物油が
利用できるが、牛脂を基本として、牛脂の融点を調節す
るため、カンデリラろう、カルナウバろう、ステアリン
酸等を適宜併用することが適当であり、その使用量はソ
フトメディアの３〜１５重量％とする。

【００２０】またこの潤滑剤に併用する研磨材として
は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化硅素な
どの微粉末砥材が適当であり、その使用量は１５重量％
以下とする。

【００２１】研磨石とソフトメディアの混合比は夫々
１：３乃至９：１（容量）が適当であり、この範囲を超
えて研磨石の割合が多いときは、研磨力の安定維持が困
難となり、工作物は粗面化して汚染し、ソフトメディア
の割合が多いときは研磨力が激減する。研磨石中の無機
質研磨石量は約１０〜３０％（容量）の範囲が適当であ
り、この範囲を超えて無機質研磨石の割合が多いときは
研磨力は減少し、１０％未満では効果が少い。

【００２２】本発明の対象となる工作物としては、通常
のバレル研磨では変形し易い線状工作物、ブレスレッ
ト、ネックレス、指輪台など貴金属宝飾品、黄銅製水栓
金具類、鋼製ベアリング、各種アルミニウム合金、亜鉛
合金ダイカスト部品、ＦＲＰ部品、木製品、プラスチッ
ク部品、めがね枠、歯科材料などがある。

【００２３】混合メディアの研磨力は漸減するが、油脂
質潤滑剤又は潤滑剤と微粉末砥材を併用添加して長時間
の研磨を行うことができる。また混合メディアを篩別し
て、ソフトメディアのみを更新使用することもでき、更
には混合メディアを洗浄、乾燥処理して反覆使用するこ
ともできる。

【００２４】以上の混合メディアによる乾式バレル研磨
により、粗仕上乃至中仕上を行った後、通常の有機質メ
ディアによる短時間の仕上を行うときは、勝れた平滑性
及び光沢性を得ることができる。

【００２５】

【作用】本発明は、プラスチック研磨石と無機質微小切
削用研磨石及び植物性繊維質と油脂質潤滑剤の混合物よ
りなる乾式メディア組成物を用いたので、研磨量、Ｒ及
び表面性良好で、効率よく工作物の粗仕上及び中仕上が
できる。

【００２６】次に本発明の実施例について説明する。

【００２７】

【実施例１】株式会社チップトン製各種バレル研磨機を
用い、同社製各種研磨石とソフトメディアと潤滑剤（Ｗ
ＡＸ）の混合物よりなる乾式メディアによる各種材質の
試験片の乾式研磨を行った。

【００２８】前記に用いた研磨機は表１の通りである。

【００２９】

【表１】

【００３０】前記に用いた研磨石は表２の通りである。

【００３１】

【表２】

【００３２】前記表２中ＳＭＡ＃８はクルミ殻＃８にア
ルミナ＃４００（１０％）を潤滑剤（ＷＡＸ）（３％）
で被覆したものであり、ＣＣ−Ｗはコーンコブ＃６に潤
滑剤（１０％）を吸収させたものである。

【００３３】また試験片は表３の通りである。

【００３４】

【表３】

【００３５】前記により実施したところ、表４の結果を
得た。

【００３６】

【表４】

【００３７】前記に対し、対照例（従来の乾式研磨法）
による結果は表５の通りである。

【００３８】

【表５】

【００３９】前記における測定器は表６の通りである。

【００４０】

【表６】

【００４１】表４の遊星旋回式ＨＳ−２０００及び回転
式ＦＨ−１５共、本発明の乾式研磨では研磨量及びＲは
大きく、バリ取り、引目取り、Ｒ付などの中仕上乃至粗
仕上が可能となった。

【００４２】研磨石中に約１０％乃至３０％の無機質の
微小切削用研磨石を併用する時は、研磨量Ｒは更に増大
し、表面アラサは緻密となり、且つ研磨石の摩耗は減少
して、研磨石摩耗量当りの研磨用（Ｋ／Ｍ）は増大し、
研磨効率は向上した。

【００４３】次に表５の対照例の中で、ＨＳ−２０００
及びＦＨ−１５研磨機におけるプラスチック研磨石単独
ではマスの汚染が著しく、長時間の使用は到底不可能で
あった。ＦＨ−１５研磨機における中仕上用無機質研磨
石とソフトメディアの混合メディアの場合、Ｂｒａｓｓ
及びＡｌ試験片ではエッジ部に変形（もり上がり）を生
じ不適当であった。ＨＳ−２０００及びＦＨ−１５研磨
機に共通して、有機質メディア単独では研磨量及びＲで
本発明の乾式メディアと比較して格差があった。

【００４４】

【実施例２】中仕上用プラスチック研磨石ＲＲＣ＃１５
に微小切削用研磨石３Ｐ−５を１５％（容量）混合した
研磨石とソフトメディアＣＣ−Ｗとの各種混合割合にお
ける乾式研磨をＨＳ−２０００研磨機でＢｒａｓｓ試験
片を１時間研磨した結果は図１に示した。研磨量、Ｒ及
び表面アラサからみて、研磨石とソフトメディアの適当
な配合割合は約１：３乃至９：１（容量）の範囲と知ら
れる。

【００４５】

【実施例３】プラスチック研磨石ＲＲＣ＃２０と、微小
切削用研磨石３Ｐ＃５とソフトメディアＣＣ−Ｗの混合
割合を７：１：２（容量）とし、ＦＨ−１５研磨機によ
る８Hv研磨後のＢｒａｓｓ及びＡｌ試験片のＲは夫々
０．３５及び０．３７mm、研磨量は夫々１３７mg及び４
１mg、表面アラサは夫々１．５μ及び２．０μであっ
た。Ｒ及び研磨量の８０％限界を保持するように逐次潤
滑剤を装入し、８Hv毎に試験片を更新して９６Hvの研磨
を行った。Ｒ及び研磨量の経時変化は夫々図２及び図３
に示した。研磨石の摩耗粉、試験片の切削微粉によりマ
スは次第に汚染するが、微粉はほぼ選択的にソフトメデ
ィアに付着し、研磨石の汚れは遥かに少ない。潤滑剤は
ソフトメディアに対し、３％を１６Hv毎に装入し、５６
Hv後にＲＲＣ＃２０を３％、アルミナ＃４００を５％追
装入した。潤滑剤、研磨石及びアルミナ砥粒の添加によ
りＲ及び研磨量は回復し、ほぼ通常的研磨が可能となっ
た。研磨時間９６HvにおけるＢｒａｓｓ及びＡｌ試験片
の平均研磨量は夫々１１５．５mg／８Hv及び３２．９mg
／gHv 、同Ｒは夫々０．３３mm及び０．３４mmであっ
た。また表面アラサは夫々１．５μ及び２．１μ、光沢
度は夫々７１及び４７、Ｋ／Ｍ値は夫々５．２及び１．
５であった。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、研磨槽内にプラスチッ
ク研磨石及び無機質研磨石及び植物性繊維質と、油脂質
潤滑剤の混合物よりなる乾式メディアと工作物とを装入
し、通常の要領により研磨したので、研磨量及びＲが大
きくなり、工作物の粗仕上又は中仕上を効率よくし得る
効果がある。また乾式メディアを便用するので、湿式メ
ディアによる問題点を悉く解決し、且つ従来の乾式メデ
ィアの問題点も克服した優れた研磨法であり、これに使
用する乾式メディアを得た効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における研磨量、Ｒ及び表面アラサと乾
式メディアの研磨石量のグラフ。

【図２】同じくＲと研磨時間のグラフ。

【図３】同じく研磨量と研磨時間のグラフ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研磨槽内にプラスチック研磨石と無機質
   研磨石及び植物性繊維質と油脂質潤滑剤の混合物よりな
   る乾式メディアと、工作物とを装入し、前記乾式メディ
   アと、工作物との間に相対運動させて工作物の研磨を行
   うことを特徴とする乾式バレル研磨法。
2. 【請求項２】 研磨石と植物性繊維質の混合比は夫々
   １：３乃至９：１（容量）とすることを特徴とした請求
   項１記載の乾式バレル研磨法。
3. 【請求項３】 植物性繊維質を油脂質潤滑剤で被覆する
   ことを特徴とした請求項１記載の乾式バレル研磨法。
4. 【請求項４】 植物性繊維質に微粉末砥材を油脂質潤滑
   剤で被覆することを特徴とした請求項１記載の乾式バレ
   ル研磨法。
5. 【請求項５】 乾式メディアに油脂質潤滑剤及び／又は
   粉末砥材を追添加して研磨することを特徴とした請求項
   １記載の乾式バレル研磨法。
6. 【請求項６】 プラスチック研磨石と、無機質研磨石
   と、植物性繊維質と、油脂質潤滑剤とを混合したことを
   特徴とする乾式メディア組成物。
7. 【請求項７】 プラスチック研磨石１７％〜８１％（重
   量）、無機質研磨石２％〜２７％（重量）、植物性繊維
   質１０％〜７５％（重量）、油脂質潤滑剤０．５％〜８
   ％（重量）を混合したことを特徴とする乾式メディア組
   成物。