TWI669191B - 研磨材 - Google Patents

Abstract

提供具有更適合表面修飾之目之研削力的研磨材。

一種研磨材，係於芯表面透過黏合劑形成有研磨粒層，並將多數個噴塗於工件來進行表面修飾，其特徵為，前述黏合劑，係以非硬化性的黏著劑為主原料而具有黏著性，且以調整成前述工件所期望之表面粗糙度所對應的硬度為目的，而混合有其他成分。黏合劑，其硬度係以主原料之非硬化性的黏著劑單體為基準來調整。且，黏合劑的性狀亦可變更為硬化物與流體。又，主原料之非硬化性的黏著劑係以橡膠系或丙烯酸系為佳。此外，研磨粒層，係當黏合劑的硬度被調整成相對地越大，則相對地由粒徑較大的研磨粒所構成，另一方面，當前述黏合劑的硬度被調整成相對地越小，則相對地由粒徑較小的研磨粒所構成。

Description

研磨材

本發明，係關於在工件之表面修飾所使用的研磨材，故可適用於金屬、陶瓷、塑膠、或該等之複合體之廣大的領域，特別是適合於具有複雜表面形狀之工件的中修飾及拋光。

以往，對工件表面進行研削、研磨或是修飾用的方法係提供有很多種，但使用何種方法係有必要因應修飾等之目的、或是工件的素材或形狀來選擇。亦即，例如鑄造物的話，在粗修飾之後，有必要研磨，另一方面，若為精密零件的話，則係以將表面修飾成光滑為目的。且，在工件的素材為金屬的情況，與為陶瓷的情況，研削等的方法亦有不同。

如上述般，以往係必須因應工件的素材或修飾等的目的，適當選用研磨材或研削方法，且，每次都必須變更使用器具，故工件的表面修飾自然會消耗時間與人力。

此外，不論以往方法之任一者，均難以對具有複雜表面形狀的工件有效率地進行修飾等。特別是，工業用的模具或牙科填補物係具有複雜的凹凸面，故研磨該表面會消耗時間與人力。此外，在環境上亦會在作業中產生大量的研磨粒塵，故就作業者的衛生面而言亦有大問題。如上述般，針對研削或研磨，在廣大技術領域之作業性的不佳、作業環境的惡劣等之基本的課題其沒有根本解決的部分很多。

有鑑於上述之以往的問題點，本發明者們，以提供即使是在複雜的表面亦可於短時間進行修飾等，且可維持良好作業環境的研磨材為目的，揭示出以合成樹脂發泡材或橡膠等之人工組成物為芯，並對該芯的表面設置以非硬化性的黏著劑作為黏合劑之研磨粒層的研磨材(專利文獻1)。

根據該研磨材，係以在芯表面設置研磨粒層之簡單的構造，只要變更噴塗量或噴塗速度，便可將工件表面修飾成目標的態樣，且，只要變更芯或研磨粒，便可進行更加纖細的修飾。且，關於使用非硬化性的黏著劑作為黏合劑，由於黏著性為長期持續，故不用在因使用而使研磨粒剝離的研磨材另外塗佈黏合劑，便可再次使研磨粒附著。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3800610號公報

專利文獻1，係揭示有配合表面修飾的目的，為了調整研磨材的噴塗量或噴塗速度來進行更加纖細的修飾，而因應前述目的來選擇芯或研磨粒，但是，針對黏合劑，係僅著眼於研磨粒對於前述選擇之芯的黏著力或再附著性而已，就研削性能之提升的觀點來看還殘留著改善的餘地。

亦即，專利文獻1的研磨材中，黏合劑，雖具有在芯表面保持研磨粒之重要的功能，但在專利文獻1，即使是配合表面修飾的目的來變更芯或研磨粒等的情況，亦沒有針對黏合劑揭示出變更其種類或性狀的內容，並未考慮到實際之表面修飾的機械特性等。亦即，表面修飾的目的為粗修飾或拋光時，其研磨材所需要的研削力會有不同，但針對黏合劑，並未討論到對研削力的調整積極地貢獻的手段。

本發明，係有鑑於上述的情況而完成者，其目的係提供具有更適合表面修飾之目的之研削力的研磨材。

為了達成上述目的，本發明，係於芯表面透過黏合劑形成有研磨粒層，並將多數個噴塗於工件來進行 表面修飾的研磨材，前述黏合劑，係以非硬化性的黏著劑為主原料而具有黏著性，且為了調整成前述工件所期望之表面粗糙度所對應的硬度，而混合有其他成分。

亦即，本發明的研磨材，前述芯表面與前述研磨粒層之間的黏合劑(黏著層)，係以非硬化性的黏著劑為主原料，且為了調整硬度而混合有其他成分，其硬度，係因應前述所期望的表面粗糙度，調製成例如在粗修飾時為較硬，在拋光或鏡面研磨時為較軟。且，還含有將形成前述研磨粒層之研磨粒的粒徑調製成相對地越大則相對地越硬的情況。其結果，比在前述芯表面以前述非硬化性的黏著劑單體形成前述研磨粒層的情況還要能夠忠實地修飾成所期望的表面粗糙度。

黏合劑，係含有其硬度被調整成比主原料之非硬化性的黏著劑單體還大的情況。亦即，以非硬化性的黏著劑單體所成之黏合劑的硬度為基準，採用較硬的黏合劑，藉此可比採用非硬化性的黏著劑單體所成的黏合劑還要提高研削力(工件表面的削磨程度)。

另一方面，本發明中，亦含有黏合劑的硬度被調整成比主原料之非硬化性的黏著劑單體還小的情況，該情況，雖然研削力比採用非硬化性的黏著劑單體所成的黏合劑還小，但反而會使對工件的碰撞所致的衝擊減弱，可對工件表面賦予光澤。

更具體來說，黏合劑，在想變硬時係呈現硬化物的特性，在想變軟時係呈現流體的特性。

且，主原料之非硬化性的黏著劑係以橡膠系或丙烯酸系為佳。這是因為比較便宜且容易取得。

此外，研磨粒層，係當黏合劑的硬度被調整成相對地越大，則相對地由粒徑(粒度)較大的研磨粒所構成，另一方面，當前述黏合劑的硬度被調整成相對地越小，則相對地由粒徑較小的研磨粒所構成為佳。與藉由黏合劑的硬度來改變研削力相對應，在較硬的黏合劑時，作為粒徑較大的研磨粒所成的研磨粒層，來進一步提高研削力，反之，在較軟的黏合劑時，作為粒徑較小的研磨粒所成的研磨粒層，可實現鏡面修飾。

又，本發明的研磨材，係對工件表面進行研削、研磨、鏡面修飾等(以下僅稱為表面修飾)，但關於該使用，係將研磨材從斜向多數噴塗於工件表面來進行。在此，所謂「芯」係代表支撐研磨粒層用之粒狀的載體，要求為可藉由與黏合劑的親和性來附著研磨粒的材質。但是，大小、形狀、比重、硬度等係適當變更。

另一方面，所謂「黏合劑」，係具有至少可將研磨粒附著於芯表面的接著力或黏著力者。其中，使用經時硬化的黏合劑時，只要其例如為聚乙烯醇那般不具有再濕黏性的話，則無法再次於芯表面附著研磨粒。於是，本發明，作為黏合劑，係使用以非硬化性的黏著劑作為主原料者。此處的黏著劑，並不只是代表著在膠帶等所使用之所謂的感壓接著劑者，而是定義為具有上述接著強度，且不會經時硬化，即使研磨粒剝離亦維持著黏著力(接著 力)者。具體來說，作為一例揭示有橡膠膠水。而且，根據該黏著劑，可一次使用來對於研磨粒剝離後之研磨材的芯表面再次使研磨粒附著(研磨粒層的再形成)。但是，黏著劑的黏著力，係因應修飾的目的或本發明之研磨材的噴射速度等而調整。

根據本發明，以往，係藉由芯或研磨粒的選擇來對應所期望的表面修飾，但作為該對應要件，追加了調整過硬度的黏合劑，故即使是使用相同芯與研磨粒的情況，亦可忠實地以所期望的表面粗糙度，進行更精緻的表面修飾，且，比以往之表面修飾能力的範圍還寬廣。

1‧‧‧芯

2‧‧‧研磨粒層

10‧‧‧研磨材

圖1為本發明之研磨材的概念圖。

圖2為使用較硬之黏合劑之本發明之研磨材所致之工件表面的研削工程圖。

圖3為使用較軟之黏合劑之本發明之研磨材所致之工件表面的研削工程圖。

以下，根據附加圖式來說明本發明之較佳的實施形態。圖1為將關於本發明的研磨材10予以概念地 表示的剖面圖，該研磨材10，係例如合成樹脂發泡材那般具有彈性性，分別將具有多數個獨立氣孔的多孔質體以例如50μ~5mm左右的大小來切割製作成芯1，並對芯1使用黏合劑來形成例如由0.1μ~30μ之研磨粒所成的研磨粒層2。然後，為了使用該研磨材10來修飾工件表面，係藉由適當的噴塗裝置、噴射裝置等來將研磨材10從斜向對工件表面噴塗的方法來進行。

上述芯1，係透過與其具有親和性的黏合劑而發揮作為支撐研磨粒之載體的功能， 其材質係除了上述合成樹脂發泡材以外，亦可為橡膠等之人工組成物，此外亦可採用玉米等之天然組成物。且，由於芯1的大小較小時對工件的碰撞能量變小，故研磨粒層2難以從芯1剝離。此外，比重較小且軟質的芯係適合鏡面修飾或拋光，而比重較大且硬質的芯則適合研削。如上述般，芯1係因應工件的素材或修飾等之目的來選擇材質或大小等。

另一方面，黏合劑，較佳為：(1)黏著性能為長時間持續、(2)黏著力較大、(3)操作性良好、(4)環境特性良好者。作為滿足該等所有條件者，例如有橡膠膠水。藉由上述(1)的條件，可對芯1複數次地附著研磨粒2。換言之，使芯1的再利用成為可能。具體來說，雖然為非硬化性的黏著劑，但亦可為再濕黏性的接著劑。藉由(2)的條件，可防止研磨粒層2之不經意的剝離。但是，若黏著力過大的話，會有垃圾附著於研磨材 的不良情況、或是研磨材附著於噴射裝置而對該裝置的維護產生麻煩，故黏合劑的黏著力係因應所使用的噴射裝置或噴射速度、或是修飾的目的等來調整。又，黏著力的調整，除了從特定內容來選擇黏合劑本身以外，還可用水稀釋、與其他成分混合等來進行，但亦可為其他的手段。在此作為黏合劑所必要的是，至少可將研磨粒層2附著於芯表面，且，具有在噴塗時研磨粒層2不會剝離的接著性或黏著性。另一方面，藉由(3)的條件，可作業性良好地在芯表面形成研磨粒層2。藉由(4)的條件，不會對作業者等造成不良影響。

而且，本發明，係因應關於表面修飾所期望的表面粗糙度，來選擇芯1或研磨粒層2的研磨粒之後，進一步使用適合該表面粗糙度的黏合劑。該黏合劑，在本發明中，係以非硬化性的黏著劑作為主原料而具有黏著性，且為了調整成因應前述工件所期望之表面粗糙度的硬度而與其他成分混合。

具體來說，粗修飾等之需要高研削力的情況，係採用比較硬的黏合劑。作為其手段，係於非硬化性的黏著劑混合硬化物的合成樹脂，來得到作為硬化物的黏合劑。更具體來說，在以丙烯酸系之非硬化性的黏著劑作為主原料的情況，將丙烯酸樹脂作為副原料來混合。又，混合比，係以主原料：副原料=1：1為基準，但是得因應研磨粒層2之研磨粒的粒徑等來調整。

另一方面，在拋光或鏡面修飾等，有必要使 研削力變小，且取代成提高研磨材之衝撃能量之吸收性的情況時，係採用比較軟的黏合劑。作為其手段，係於非硬化性的黏著劑混合可塑劑等之流體的溶劑，來得到作為流體的黏合劑。更具體來說，在以丙烯酸系之非硬化性的黏著劑作為主原料的情況，作為副原料係混合己二酸酯系可塑劑、鄰苯二甲酸酯系可塑劑、聚乙烯醇可塑劑等。又，混合比，係以主原料：副原料=2：1為基準，但是與上述同樣地，可因應研磨粒的粒徑等來調整。

將上述研磨材10對工件表面的研削工程予以表示的話就如同圖2。首先將研磨材10使用適當的噴塗裝置從斜向噴塗於工件表面W(參照圖2(A))。然後，研磨材10在與工件表面W碰撞的同時會塑性變形，而開始工件表面W的研削(參照圖2(B))。接著，研磨材10係一邊變形一邊於工件表面W滑動，以研磨材10所移動的分量S來以研磨粒2研削工件表面W(參照圖2(C))。然後，研磨材10從工件表面W反彈而結束研削(參照圖2(D))。

由上述研削工程可得知，根據本發明的研磨材10，係藉由調整其噴塗量或噴塗速度、甚至是噴塗角度，來得到與沙紙的研磨幾乎相同的修飾效果。另一方面，調整研磨材10的噴塗速度，亦可改變工件的修飾狀況。例如，在工件表面為柔軟材質或脆弱材質的情況，藉由降低研磨材10的噴塗速度，而不會過度研削，可對工件表面進行良好的修飾。亦即，藉由調整研磨材10的噴 塗速度，來調整研磨材10的運動能量，而可調整研磨材10對工件表面的摩擦力、亦即研磨粒2的切削力。此外，因應工件的表面形狀，亦有與研磨材10的噴塗同時地噴塗壓縮空氣的情況。這是因為，在工件表面有凹部的情況，有著在該凹部累積研磨材10導致研削效率降低的情況，但由於研磨材10比重較小，故藉由對該凹部噴塗壓縮空氣，可迅速地將累積於凹部的研磨材10予以除去，而可提高研削效率。

此外，本發明，在使用較硬的黏合劑，採用粒徑相對較大之研磨粒的情況，係如圖2所示般，在研磨材10與工件碰撞時，研磨粒對工件的咬入會變大，又，由於黏合劑有著黏著性，故芯表面的研磨粒不會飛散，而停留在工件與芯之間使研削力提升。

另一方面，在使用較軟的黏合劑，採用粒徑相對較小之研磨粒的情況，在研磨材10與工件碰撞時，由於黏合劑具有流動性，故如圖3所示般，碰撞時的衝擊變弱，研磨粒對工件的咬入會變小，使工件表面具有光澤。

又，研磨粒層2雖可形成為一層，但亦可為二層，或是在此之上的多層。這是因為，即使是因使用而使外側的層剝落，亦可藉由其內側的層來持續使用。在此，為了將研磨粒層2形成多層，係有以下二種方法。第一，係將黏合劑塗布於芯1的表面，在這之上撒上研磨粒來形成研磨粒層2的方法。第二，係事先拌合黏合劑與研 磨粒，並將此附著於芯表面，來形成研磨粒層2的方法。不論該等之任一種方法，均可在芯表面形成研磨粒層2，但只要為上述第二方法的話，作業性良好，且可對芯表面形成均勻的研磨粒層2。而且，形成多層研磨粒層2的情況，在第一方法係從芯表面依序由黏合劑、研磨粒、黏合劑、研磨粒來形成研磨粒層2。另一方面，藉由第二方法來形成多層研磨粒層2的情況，係將黏合劑與研磨粒的拌合物予以數次附著於工件表面來進行。如上述般，設置多層研磨粒層2的情況，不必每次使用都得附著研磨粒2，可複數次使用同個研磨材10。

Claims (5)

1. 一種研磨材，係於芯表面透過黏合劑形成有研磨粒層，並將多數個噴塗於工件來進行表面修飾的複數層研磨粒層所構成，其特徵為，前述黏合劑，係以非硬化性的黏著劑為主原料而具有黏著性，且為了調整成前述工件所期望之表面粗糙度所對應的硬度，混合有用以：使其硬度被調整成比主原料之非硬化性的黏著劑單體還大之其他成分，前述研磨粒層，係前述黏合劑的硬度被調整成相對地越大，則相對地由粒徑較大的研磨粒所構成，前述非硬化性的黏著劑，是維持著當前述研磨粒被去除之後，能在表面黏著其他研磨粒之充分的黏著性，而可再利用。
2. 一種研磨材，係於芯表面透過黏合劑形成有研磨粒層，並將多數個噴塗於工件來進行表面修飾的複數層研磨粒層所構成，其特徵為，前述黏合劑，係以非硬化性的黏著劑為主原料而具有黏著性，且為了調整成前述工件所期望之表面粗糙度所對應的硬度，混合有用以：使其硬度被調整成比主原料之非硬化性的黏著劑單體還小之其他成分，前述研磨粒層，係前述黏合劑的硬度被調整成相對地越小，則相對地由粒徑較小的研磨粒所構成，前述非硬化性的黏著劑，是維持著當前述研磨粒被去除之後，能在表面黏著其他研磨粒之充分的黏著性，而可再利用。
3. 如請求項1或2所述之研磨材，其中，主原料之非硬化性的黏著劑為橡膠系或丙烯酸系。
4. 如請求項1或2所述之研磨材，其中，前述黏合 劑為硬化物。
5. 如請求項1或2所述之研磨材，其中，前述黏合劑為流體。