JPH09216162A - ブラスト加工用研磨材及び当該研磨材を用いたブラスト加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラスト加工時において、研磨材及びワーク
の加工面に静電気を発生させないようにする。 【解決手段】 研磨材１を、その中心部に設けられるも
のであって、ソリッド状のガラスビーズからなるコア部
１１と、当該コア部１１の外表面部にシラン等が薄膜状
にコーティングされることによって形成される被覆層１
５と、からなるようにする。このような研磨材１をブラ
ストガン５から高速度で噴射させることによって、ワー
ク９のブラスト加工を行なわせるようにする。研磨材１
の吹き付けられるワーク９は、基板９９の上面に低融点
ガラス層９５が設けられ、その上面（表面）上に、レジ
スト膜９１が設けられるようになっているものである。
このような構成からなるワーク９の上記低融点ガラス層
９５のところを、上記研磨材１をもって研削（ブラスト
加工）する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微粉体状の研磨材
をブラストガンから高速度で噴射させることによって、
ワークの加工を行なうようにしたブラスト加工装置の、
当該ブラスト加工装置に用いられるものであって、静電
気の発生を防止するようにした研磨材に関するもの、及
び、当該研磨材を用いたブラスト加工方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、微粉体状の研磨材を扱うブラス
ト加工装置においては、上記ブラスト加工時に静電気が
発生することとなる。そして、このようにして発生した
静電気の除去を図るために、収塵装置あるいはサイクロ
ン等に加湿機を設け、上記微粉体状の研磨材に湿度を与
えることによって上記静電気の除去を図るようにしてい
るものがある。しかしながら、この加湿による方法は、
微粉体状研磨材に固まり等を生じさせることとなり、研
磨材の再使用等に支障をきたすという問題点がある。そ
こで、一般には、上記キャビネット、あるいはワークの
搭載されるベッド等に、アースフィーダをつなぎ、当該
アースフィーダの一端をアースに接続する方法が採られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記キャビ
ネットあるいはベッド等からアースを取る方法では、完
全には上記静電気を除去することができない。なぜな
ら、本ブラスト加工においては、微粉体状の研磨材が上
記ワークに高速度で衝突することによって研削加工が行
なわれるものであり、この高速度での微粉体の衝突等に
よって静電気が発生するものだからである。しかも、こ
のようにして発生した静電気は、微粉体状の研磨材ある
いは研削屑等に帯電した状態でキャビネット内の空間内
に浮遊することとなる。従って、上記従来のものの如
く、キャビネットの側壁や、ワークの搭載されるベッド
等の構造物からアースを取るだけでは、十分には静電気
を除去することができない。その結果、図３に示す如
く、静電気によって研磨材１０どうしがかたまって大き
な塊を作り、この塊となった二次研磨材１００が、レジ
スト膜９１０の下方部を大きく削り取ってしまう（アン
ダカット部９９０を形成する）という、いわゆるアンダ
カット現象を起こさせることとなる。このような問題点
を解決するために、上記研磨材そのものを、上記ワーク
への衝突時等において、研磨材がイオン化しにくいよう
に改質させることとした、ブラスト加工用研磨材を提供
しようとするのが、本発明の目的（課題）である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、次のような手段を講ずることと
した。すなわち、請求項１記載の発明においては、ブラ
スト加工に用いられる研磨材を、中身の充実した状態
（ソリッド状態）のガラスビーズを基礎として形成され
るコア部と、当該コア部の外表面部に形成されるもので
あって、シランあるいは表面活性剤等にて形成される被
覆層と、からなるようにした。

【０００５】このような構成を採ることにより、本発明
においては次のような作用を呈することとなる。すなわ
ち、研磨材がブラストガンから噴射されると、本研磨材
は高速度のジェット流に乗った状態で加工物（ワーク）
の所定の位置に向って進んで行く。そして、ワークの所
定位置に高速度で衝突する。この衝突時のエネルギーに
よってワークは所定の研削（加工）が成されることとな
る。それと同時に、この衝突時の衝突エネルギーによっ
て、一般に、研磨材は刺激を受け、イオン化し、プラス
（＋）イオンあるいはマイナス（−）イオンとなり、い
わゆる静電気を帯びることとなる。しかしながら、本発
明における研磨材の、その表面部には、イオン化のしに
くい物質であるシランあるいは表面活性剤が被覆（コー
ティング）されていることより、上記ワークとの衝突に
よる刺激によっては、当該研磨材はイオン化しない。す
なわち、ワークとの衝突によって、研削（加工）作用は
行なわれるが、静電気を帯びることはない。

【０００６】また、上記ガラスビーズの外表面部に形成
される被覆層は、例えばそれがシランからなるものであ
る場合には、当該シランはガラスビーズの主成分となる
二酸化ケイ素（Ｓi Ｏ₂ ）と反応して、ガラスビーズの
外表面部に微視的に見て滑らかな面を形成させる。従っ
て、このような研磨材が高速度で、かつ、スピンのかか
った状態でワークの表面に衝突した場合、従来の研磨材
と比べて、上記外表面部が滑らかになっていることよ
り、更にはシランが低摩擦係数を有することと相まっ
て、衝突による発生エネルギーが低レベルに抑えられる
こととなる。その結果、研磨材及びワークの間における
静電気の発生環境も低レベルの状態に抑えられることと
なる。これらのことから、本研磨材を用いたブラスト加
工においては、研磨材のイオン化が抑えられることとな
り、延いては、研磨材の浮遊するブラスト加工装置内に
おける静電気の発生が抑止されることとなる。

【０００７】次に、請求項２記載の発明について説明す
る。本発明は、外表面部にシランあるいは表面活性剤の
コーティングされた研磨材を用いたブラスト加工方法に
関するものである。すなわち、まず、基板上に低融点ガ
ラス層を設け、当該低融点ガラス層の上面（表面）上に
所定のパターンからなるレジスト膜を設ける。次に、こ
のような構成からなる積層状の物体の上記レジスト膜側
へ、中身の充実した状態（ソリッド状態）のガラスビー
ズを基礎にして形成されるコア部の、その外表面部にシ
ランあるいは表面活性剤からなる被覆層の設けられた研
磨材を高速度で噴射させる。そして、当該研磨材の噴射
によって上記低融点ガラス層の部分であって、上記レジ
スト膜にて被覆されていない部分を研削（加工）する。
このような一連の工程を経ることによって低融点ガラス
層の部分が所定の形態に研削（加工）されることとな
る。

【０００８】このような一連のブラスト加工工程におい
て、本発明においては、次のような作用を呈することと
なる。すなわち、高速度で噴射されて、低融点ガラス層
に衝突する研磨材は、その外表面部が、イオン化のしに
くく、かつ、低摩擦係数のシランあるいは表面活性剤等
にて被覆されているものであるため、上記衝突によって
研削（ブラスト加工）が行なわれた場合に、当該研磨材
は静電気を帯びないようになる。従って、当該研磨材に
よって研削（ブラスト加工）の行なわれる低融点ガラス
層の加工面も静電気を帯びないようになる。その結果、
従来のものにおいて懸念されていた加工部への研磨材の
付着等を避けることができるようになる。また、当該付
着した研磨材によって形成される大きな塊（二次研磨
材）によって、一般にポーラスな性状を有する低融点ガ
ラス層の部分が大きく削り取られてしまう、いわゆるア
ンダカット現象（図３参照）の発生等が、本発明におい
ては回避されることとなる。すなわち、本研磨材は静電
気を帯びないようになっているので、研磨材どうしが塊
を形成することもないし、また、加工部に付着するよう
なこともない。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１及び図２を基に説明する。本発明の実施の形態に関す
る、その研磨材１の構成は、図１に示す如く、中心部に
形成されるものであって、中身の充実した状態、すなわ
ちソリッド状態のガラスビーズからなるコア部１１と、
当該コア部１１の外表面部に被覆（コーティング）され
るものであって、シランあるいは表面活性剤にて形成さ
れる被覆層１５と、からなることを基本とするものであ
る。そして、このような構成からなる上記コア部１１
は、メッシュナンバにおいて７００番あるいは８００番
程度の粒径を有するものが採用されるようになってい
る。そして、更に、このような大きさの粒径を有するガ
ラスビーズの、その外表面部に低摩擦係数を有する物質
であるシランまたは表面活性剤がコーティングされるこ
とによって被覆層１５が形成されるようになっている。
そして、この被覆層１５は約１０オングストローム程度
の厚さからなるものである。なお、上記被覆層１５の形
成に用いられるシランとしては、アミノ・シラン、グリ
シド・シラン、アクリル・シラン等が挙げられる。

【００１０】次に、このような構成からなる研磨材１を
用いたブラスト加工方法、特に、低融点ガラス層を有す
る素材の加工方法について、図２を基に説明する。ま
ず、硬質ガラス等からなる基板９９の表面上に、低融点
ガラス層９５を設ける。この低融点ガラス層９５は、低
融点ガラスビーズと有機バインダーとが混合されてペー
スト状になったものを上記基板９９上に塗布し、更に乾
燥させて上記有機バインダーを揮発させることによって
形成されるものである。従って、この低融点ガラス層９
５は、この状態ではポーラスな性状を有しているもので
ある。このような低融点ガラス層９５の上面上（表面
上）に、光硬化性樹脂フィルム等を用いた、いわゆるフ
ォトレジスト膜成形法により、所定のパターンを有する
レジスト膜９１を設ける。これによって、３層状の積層
状ワーク９が形成される。このような構成からなるワー
ク９をブラスト加工機に設置し、図２に示す如く、シラ
ン等からなる被覆層１５を有する研磨材１を、ブラスト
ガン５から高速のエアジェットとともに噴射させる。こ
の噴射流によって、上記研磨材１が上記低融点ガラス層
９５の所定の部分を研削（加工）し、所定のブラスト加
工が行なわれる。

【００１１】このような一連のブラスト加工工程におい
て、本実施の形態のものにおいては、次のような作用を
呈することとなる。すなわち、高速度で噴射されて低融
点ガラス層９５に衝突した研磨材１は、その外表面部
が、図１に示す如く、イオン化のしにくく、かつ、低摩
擦係数を有するシラン等にて被覆されているものである
ことから、上記衝突によって研削（ブラスト加工）が行
なわれる際に、当該研磨材１が静電気を帯びることがな
い。従って、当該研磨材１によって研削（ブラスト加
工）の行なわれる低融点ガラス層９５の加工面も静電気
を帯びないようになる。その結果、従来のものにおいて
懸念されていた加工部への研磨材の付着等を避けること
ができるようになる。また、当該付着した研磨材１によ
って形成される大きな塊（二次研磨材）によって、一般
にポーラスな性状を有する低融点ガラス層９５の部分が
大きく削り取られる、いわゆるアンダカット等を受ける
ことも無くなる。また、加工部であるピット９８のとこ
ろに、塊となった研磨材が付着して、当該ピット９８を
目詰まりさせるようなことも無い。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、ブラスト加工に用いら
れる研磨材を、中身の充実した状態（ソリッド状態）の
ガラスビーズを基礎にして形成されるコア部と、当該コ
ア部の外表面部に、シラン等が薄膜状にコーティングさ
れることによって形成される被覆層と、からなるように
するとともに、当該研磨材を用いて低融点ガラス層等か
らなるワークを研削（ブラスト加工）することとした構
成を採ることとしたので、上記ブラスト加工中におい
て、上記研磨材が静電気を帯びることが無くなった。ま
た、このように、本研磨材が静電気を帯びなくなったの
で、従来のものにおいて懸念されていた研削加工部（ピ
ット）の目詰まり現象等も生じないようになり、効率的
なブラスト加工を行なうことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるブラスト加工に用いられる研磨
材の構造を示す、その断面図である。

【図２】本発明にかかる研磨材を用いてブラスト加工の
行なわれている状態を示す図である。

【図３】従来のブラスト加工方法において、加工部にア
ンダカットの生ずる状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 研磨材 １１ コア部 １５ 被覆層 ５ ブラストガン ９ ワーク ９１ レジスト膜 ９５ 低融点ガラス層 ９８ 加工部（ピット） ９９ 基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラスト加工装置に用いられる研磨材に
   おいて、中身の充実した状態（ソリッド状態）のガラス
   ビーズを基礎にして形成されるコア部と、当該コア部の
   外表面部に形成されるものであってシラン及び表面活性
   剤のうちのいずれか一方のものにて形成される被覆層
   と、からなるようにしたことを特徴とするブラスト加工
   用研磨材。
2. 【請求項２】 基板上に低融点ガラス層を設け、当該低
   融点ガラス層の表面上に所定の形態からなるレジスト膜
   を設け、このような構成からなる積層状物体の上記レジ
   スト膜を有する側に、中身の充実した状態（ソリッド状
   態）のガラスビーズを基礎にして形成されるコア部と、
   当該コア部の外表面部に形成されるシラン及び表面活性
   剤のうちのいずれか一方のものにて形成される被覆層
   と、からなる研磨材を高速度で噴射させ、これによって
   上記低融点ガラス層を研削（加工）するようにした工程
   からなることを特徴とするブラスト加工方法。