JPH1190833A - 研磨材を吹き付けて行なう光沢仕上方法及びその研磨材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常市販されているブラスト加工機を使用
して研磨材を被加工面に吹き付けて行なうことを特徴と
する光沢仕上方法及びそのための研磨材を提供する。光
沢仕上に使用することのできる平均粒径０．０８ｍｍ以
下の砥粒は汎用的なブラスト加工機では安定に使用でき
ない。バレル研磨によれば特に凹面の研磨ができない。
バフ研磨には熟練工を必要とする。 【解決手段】 平均粒径０．１ｍｍ以下３ｍｍ以上で
あって、被加工表面に対して加工力を生じない樹脂を基
体とし、平均粒径０．０８ｍｍ以下である砥粒を分散、
内在させた研磨材を、通常市販されているブラスト加工
機により被加工表面に吹き付けて光沢仕上を行なう。研
磨材は樹脂１００重量部に対して砥粒２０重量部以上６
０重量部以下を含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物品の表面に光沢
を与えるために行なう加工（「光沢仕上」とよぶ）に関
し、特には、通常市販されているブラスト加工機を使用
して、研摩材を被加工面に吹き付けて行なうことを特徴
とする新規な光沢仕上方法及びその研磨材に関する。

【０００２】

【従来の技術】安価に処理することが求められる例えば
自動車部品などの物品の光沢仕上には、バフ研磨やバレ
ル研磨などの方法が従来より慣用的に採用されている。
しかし、バフ研磨による場合には、熟練工が回転工具を
手に持って研磨するとすれば小さな物品の処理をすると
しても能率を高めることが難しく、また、ロボットなど
を熟練工の変わりに使用するとしても、設備が大がかり
で高価なものとなるばかりか、ロボットに動作を覚え込
ませることが煩雑で少量多品種の生産には採用し難かっ
た。一方、バレル研磨によれば、熟練工や繁雑な位置の
制御は不要とできるものの、その運転形態から大型の物
品や内面を有する複雑な形状の物品の研磨には適さず、
それらバレル研磨になじまない物品或いは部位の光沢仕
上は、依然人手に頼ってきたのである。

【０００３】一方、研磨材を被加工面に吹き付けて行な
う加工にはブラスト加工があって、ブラスト加工によれ
ば、大型の物品を処理するとしても装置の著しい大型化
を避けることができ、また、噴射ノズルの位置制御を比
較的ラフに設定しても複雑形状の物品の表面を均一に処
理することができて好ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブラス
ト加工は、バリ取り、表面粗し（塗装やめっきの前処
理）或いは被膜除去などに主に使用されているのであっ
て、後に説明する理由により、少なくとも生産設備とし
ては、光沢仕上へのブラスト加工の応用は実用化されて
いるとは言い難いのである。

【０００５】即ち、ブラスト加工においては、細かな研
磨材を使用して被加工表面の粗度を改善させる方法が通
常採用されているが、光沢仕上のために必要な例えば平
均粒径が０．０８ｍｍ以下の研磨材は配管等に詰り易
く、通常市販されているブラスト加工装置では安定に被
加工面に吹き付けることができなかった。実験の結果に
よれば、通常市販されているブラスト加工機により安定
的に噴射させられる研磨材の平均粒径は０．１ｍｍ以上
でなくてはならない。また、例えば、特公昭４０−４９
１８号公報等には細かな研磨材を流動化させて供給する
方法が開示されているが、これらの方法によりミキシン
グ部の詰りを解消したとしても、前記のような細かな研
磨材は、噴射室の壁面に付着して容易に循環せず、或い
は又、異物を分離するためのあみの上に堆積して容易に
ホッパ内に落下しない問題があった。

【０００６】本発明は、上記の問題を解決するために、
通常市販されているブラスト加工機や既に慣用的にブラ
スト処理に使用されてきたブラスト加工機を流用して、
ブラスト加工の利点を損なうことなしに、研摩材を被加
工面に吹き付けて行なうことを特徴とする新規な光沢仕
上方法及びその研磨材を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光沢仕上方法は、通常市販されているブラ
スト加工機で良好に使用することができる平均粒径が
０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下、好ましくは、０．５ｍｍ以
上２ｍｍ以下の研磨材を採用する。その研磨材は被加工
表面に対して加工力を生じない樹脂基体中に平均粒径が
０．０８ｍｍ以下、好ましくは、０．０４ｍｍ以下の砥
粒を分散、内在させ、好適には、砥粒の含有量は樹脂で
ある基体１０重量部に対して２０重量部以上６０重量部
以下に調整される。

【０００８】このような光沢仕上方法において、平均粒
径が０．１ｍｍ以上の研磨材を使用することとしたか
ら、このような研磨材は通常市販されているブラスト加
工機で良好に噴射、循環使用することができる。ブラス
ト加工機は、例えば、新東ブレ−タ−株式会社製の商品
名「マイブラスト」が良好に使用できる。また、研磨材
は平均粒径０．５ｍｍ以上ではそれ以上粒径を大きくし
ても取り扱いが容易になるということはなく、逆にあま
り大きくすれば均一な光沢仕上を行なうことが難しくな
るから、その平均粒径は３ｍｍ以下でなくてはならず、
好適には、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

【０００９】また、研磨材全体が切れ刃として作用すれ
ば加工単位が大きくなって光沢仕上を行なうことができ
ない事は自明であって、そのためには光沢仕上の対象で
ある金属に対して実質的な研磨力を持たない樹脂材料を
研磨材の基体として採用しなくてはならない。樹脂材料
は特に限定されるものではないが、被加工面に傷を付け
る事がないように、特に軟質金属の光沢仕上において
は、注意深く被加工表面に対して加工力を生じない材料
を選定して使用することができる。

【００１０】また、研磨材には平均粒径０．０８ｍｍ以
下の砥粒を内在させるとすれば、表面に位置する砥粒は
その粒径の３０％程度以下が樹脂基体表面より突き出す
こととなり、被加工面に良好な光沢を与えることができ
る。特に鉄製の物品のような切れ刃の食い込みやすいワ
−クの加工には、平均粒径０．０４ｍｍ以下の砥粒を内
在させることとすれば更に好適である。内在させる砥粒
は汎用的に市販されているアランダムやコランダムなど
から適宜選択して使用すればよい。また、砥粒を樹脂粒
子表面に担持させるのではなく研磨材に分散、内在させ
たから、被加工表面に衝突して研磨材表面が欠落したと
しても次の砥粒が新しく表面に位置することとなり、研
磨材は所定の大きさに損耗するまで良好に再利用でき
る。通常は、その粒径が初期の３０％程度以下に損耗し
た研磨材は、サイクロンで分離されず集塵機へ回収され
るように集塵気流の流速等を設定して使用する。

【００１１】ここにおいて、市場で容易に入手すること
の可能な汎用的な砥粒と樹脂の組み合わせを採用すると
すれば、砥粒の含有量は樹脂である基体１００重量部に
対して２０重量部以上とすれば加工速度を高めることが
できて好適であり、６０重量部以下とすれば著しい損耗
を招くほどに研磨材が脆くなることがなくて好適であ
る。

【００１２】そして、通常市販されているブラスト加工
機を使用してこのような研磨材を被加工表面に吹き付け
れば、研磨材より突き出している砥粒の先端である切れ
刃は微細であって、最大でも突き出し量だけ食い込めば
被加工表面に加工力を生じない樹脂基体とが当たってそ
れ以上切れ刃が被加工表面に深く食い込むことはない。
一方、研磨材の粒径は大きくて大きな運動エネルギ−を
持っているから、前記のように切れ刃が被加工表面と緩
やかに作用しながら研磨材は被加工表面に沿って移動す
る。従って、凹凸を形成した複雑な表面性状である被研
磨表面に対しても、噴射ノズルの高精度な制御なしにむ
らなく光沢仕上を施すことが可能となるのである。

【００１３】ここにおいて、平面状である被加工表面を
光沢仕上する場合は、噴射ノズルを被加工表面に対して
垂直な姿勢から少し傾斜させて研磨材を吹き付ければ、
更に良好な光沢仕上を行なうことができる。これは、被
加工表面に対して噴射ノズルを垂直に位置させて研磨材
を吹き付けたとしても、噴出した空気は被加工表面に平
行な方向へ向きを変えるから、研磨材が被加工表面に沿
って移動することとなるが、ノズルを少し傾斜させるこ
ととすれば、研磨材が向きを変える角度が小さくなって
エネルギ−ロスを低減せしめることによると考えられ
る。実験を行なった結果、被加工表面に対して４５度以
下に傾斜させた場合に高い加工能率となった。

【００１４】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明する。図１において、研磨材
（１）は樹脂基体（２）と砥粒（３）により構成され
る。樹脂基体（２）の材料の種類は特に限定されるもの
ではないが、例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メ
ラミン樹脂、エポキシ樹脂、セルロ−ズトリアセテ−ト
樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカ−ボネ−ト樹脂、メ
タクリル樹脂、ポリアミド樹脂等を使用することができ
る。又砥粒（３）の材料の種類も特に限定されるもので
はないが、例えば、アランダム、ホワイトアランダム、
コランダム、グリ−ンコランダム、アルミナ、ジルコニ
ア、６方窒化硼素、ダイヤモンド等を使用することがで
きる。なお、図は砥粒の存在を誇張して示したもので、
砥粒が肉眼では見えないことはいうまでもない。

【００１５】このような研磨材は、所定量の砥粒と樹脂
原料とを混合し、型に充填し、慣用的な加熱手段により
硬化させて容易に製造することができる。また、図２に
示すような不定形の研磨材を製造しようとすれば、予め
大きな塊として硬化させたものを粉砕、分級して製造す
ることができるし、或いは、液体のバインダ−を添加し
てぺ−スト状に混練し、押出し機により所定直径のひも
状に整形し、乾燥硬化させ、それを所定の長さに裁断す
ることにより図３に示すようなシリンダ状の研磨材を得
ることもできる。又、樹脂粒子を製造するために慣用的
に使用されているその他の方法で製造することもでき
る。

【００１６】上記のように構成した研磨材を、汎用的に
広く普及しているブラスト加工機である新東ブレ−タ−
株式会社製の商品名「マイブラスト」に従来から採用さ
れている慣用的な手順で装入して、図４に示す形状の鉄
製自動車部品の光沢仕上を行なったところ全面に良好に
光沢を付与させることができた。ここにおいて、噴射圧
力は０．５ＭＰａとし、２０ｒｐｍの速度で回転させた
タンブラ−に５０個の前記自動車部品を装入させて、３
０秒間研磨材を噴射させた。従って、加工能率は１個当
り０．６秒であり、従来の手作業による磨きの場合に比
べて大幅に加工能率を高めることができた。

【００１７】また、ここで使用した研磨材は、平均粒径
０．０２ｍｍのアランダム５０重量部を１００重量部の
ポリアミド樹脂と混合し、少量の水ガラスを加えて転動
造粒し、加熱硬化させて製造したものであって、略球形
であり、平均粒径は１ｍｍとした。

【００１８】一方、前記の平均粒径０．０２ｍｍのアラ
ンダムを単体で前記のブラスト加工機に前記の手順で装
入して装置を作動させたところ、アランダムはホッパか
らノズルに至る流路中に詰って、噴射させることができ
なかった。また、汎用的に広く普及している流動バレル
研摩装置である新東ブレ−タ−株式会社製の商品名「ロ
−ルフロ−」により前記の自動車部品の光沢仕上を行な
ったところ、凸側の表面（４）は十分に光沢を生じた
が、凹側の表面（５）には加工不足によると思われる曇
った部位が残り、全体を均一に光沢仕上することはでき
なかった。

【００１９】なお、比較のために、砥粒を含有させず、
ポリアミド樹脂のみにより前記と同様の手段で製造した
平均粒径１ｍｍの粒子について、上記と同じ条件により
光沢仕上を試みたところ、３０秒間の吹き付けによって
も自動車部品の光沢が増すことはなく、機材であるポリ
アミド樹脂は殆ど加工効果を示さないことが確かめられ
た。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２１】通常市販されているブラスト加工機や既に
慣用的にブラスト処理に使用されてきたブラスト加工機
を流用して、研摩材を被加工面に吹き付けて光沢仕上を
行なうことを可能とする。

【００２２】バフ研磨による場合のように熟練工が回転
工具を手に持って研磨する必要がないから、不足が問題
視されている熟練工を必要とせず、更にタンブラ−に多
数を装入させることのできる小さな物品の処理をする場
合には能率を高めることができる。

【００２３】ロボットなどを熟練工の代わりに使用する
場合のような大がかりな設備を必要とせず、更にロボッ
トに動作を覚え込ませる煩雑な段取り作業を省くことが
できる。

【００２４】バレル研磨を採用する場合のような被加工
物への制約が少なく、アルミホイ−ルに代表されるよう
な大型で複雑な凹面を有する物品の光沢仕上の自動化を
可能とする。

【００２５】平均粒径が０．０８ｍｍ以下の砥粒を使用
しても、ミキシング部の詰りを生ずることがなく、噴射
室の壁面に付着して循環に滞りを生ずることがなく、更
に異物を分離するための網の上に堆積して容易にホッパ
内に落下しない問題も解決することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】略球形に形成させた研磨材の断面の概念図であ
る。

【図２】不定形に形成させた研磨材の斜視図である。

【図３】シリンダ形に形成させた研磨材の斜視図であ
る。

【図４】鉄製自動車部品の斜視図である

【符号の説明】

１ 研磨材 ２ 樹脂基体 ３ 砥粒

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラスト加工機により平均粒径０．１ｍ
   ｍ以上３ｍｍ以下であって、被加工表面に対して加工力
   を生じない樹脂を基体とし、平均粒径０．０８ｍｍ以下
   の砥粒を分散、内在させた研磨材を被加工表面に吹き付
   けて行なうことを特徴とする光沢仕上方法。
2. 【請求項２】 ブラスト加工機により平均粒径０．５ｍ
   ｍ以上２ｍｍ以下であって、被加工表面に対して加工力
   を生じない樹脂を基体とし、平均粒径０．０４ｍｍ以下
   の砥粒を分散、内在させた研磨材を被加工表面に吹き付
   けて行なうことを特徴とする光沢仕上方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の光沢仕上方
   法に使用することのできる研磨材であって、樹脂基体１
   ００重量部中に砥粒を２０重量部以上６０重量部以下分
   散、含有させたことを特徴とする研磨材。