JP7011139B1 - 部材の粗面化方法および粗面化部材 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の形態に係る粗面化部材は、例えば、包装物等の物品を搬送する搬送ラインを構成する装置(例えば、計量機や、充填機、包装機、搬送排出機等)のホッパー、シューター、バケット、フィーダー、コンベアベルト(トラフ式等)の搬送経路を形成する搬送経路形成部材(包装材接触部材)等や、包装材を切断するための刃物等に応用され得る。なお、この粗面化部材は、金属や樹脂から形成され得る。そのような金属としては、例えば、ステンレス鋼(例えば、SUS304、SUS316等)、アルミニウム合金、SS材(例えば、SS400等)等が挙げられる。そして、この粗面化部材では、算術平均高さSaが0.15μm以上3.00μm以下の範囲内であると共に、突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和が0.50mL/m2以上3.50mL/m2以下の範囲内である粗面が滑走面または滑落面とされる。
算術平均高さSa:0.15μm以上0.50μm以下の範囲内
突出谷部空間体積Vvv:0.050mL/m2以上0.100mL/m2以下の範囲内
コア部空間体積Vvc:0.50mL/m2以上1.00mL/m2以下の範囲内
突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和:0.55mL/m2以上1.10mL/m2以下の範囲内
なお、このような粗面は、特にダンボール箱や、アルミニウムパウチ、アルミニウム容器、ティーパックの滑走性・滑落性向上に有効である。
算術平均高さSa:0.50μm以上1.50μm以下の範囲内
突出谷部空間体積Vvv:0.100mL/m2以上0.150mL/m2以下の範囲内
コア部空間体積Vvc:1.00mL/m2以上2.00mL/m2以下の範囲内
突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和:1.10mL/m2以上2.15mL/m2以下の範囲内
なお、このような粗面は、特に包装箱(例えば、薬箱)や、ペットボトル用キャップ、樹脂製容器(例えば、目薬容器)の滑走性・滑落性向上に有効である。
算術平均高さSa:1.50μm以上3.00μm以下の範囲内
突出谷部空間体積Vvv:0.150mL/m2以上0.200mL/m2以下の範囲内
コア部空間体積Vvc:2.00mL/m2以上3.00mL/m2以下の範囲内
突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和:2.15mL/m2以上3.20mL/m2以下の範囲内
なお、このような粗面は、特に包装袋(例えば、おしぼりの包装袋や飴の包装袋)や、ゴム栓、紙コップの滑走性・滑落性向上に有効である。
ところで、本発明の実施の形態に係る粗面化部材は、第1湿式ブラスト処理工程、第2湿式ブラスト処理工程および研磨処理工程を経て製造される。なお、必要に応じて、第1湿式ブラスト処理工程前に前処理工程が実施されてもかまわない。以下、これらの工程について詳述する。
第1湿式ブラスト処理工程では、部材に対して第1条件で湿式ブラスト処理が施されて、第1粗面を有する部材が作製される。
第2湿式ブラスト処理工程では、第1粗面を有する部材に対して第2条件で湿式ブラスト処理が施されて、第2粗面を有する部材が作製される。
研磨処理工程では、第2粗面を有する部材に対して研磨処理が施されて、第3粗面を有する部材が作製される。なお、この研磨処理工程では、本発明の主旨を損なわない限り、種々の研磨処理が行われてもよいが、特殊研磨処理が行われるのが好ましい。
前処理工程は、部材の被処理面の算術平均高さSaが1.0μm以上である場合に行われることが好ましい。これは、後工程の第2湿式ブラスト処理工程および研磨処理工程において所望の粗面度の表面を得るためである。前処理としては、例えば、特殊研磨等の研磨処理等が挙げられる。特殊研磨処理では、被処理面に対して、樹脂やゴム等の弾性コア材に微細な砥粒を積層した粒子が圧縮空気または遠心力で滑走させられて、切削や研磨等により形成された凹凸痕が除去されて表面粗さが低減される。なお、ここで、粒子としては樹脂製のコアに砥粒を被覆した粒子であることが好ましい。また、そのコアの直径は0.1mm以上0.8mm以下の範囲内であることが好ましく、砥粒の直径は1μm以上8μm以下の範囲内であることが好ましく、圧縮空気の圧力は0.2MPa以上0.5MPa以下の範囲内であることが好ましい。また、粒子の投射角度は被処理面に対して45°以上60°以下の範囲内であることが好ましく、処理時間は30分以上45分以下の範囲内であることが好ましい。
本発明の実施の形態に係る粗面化部材の作製に用いられる湿式ブラスト処理は以下の特徴を有する。
(1)乾式ブラスト処理に比べて細かい凹凸を形成することができる。
(2)乾式ブラスト処理に比べて凹凸構造の均一性が高い。
(3)砥粒の残留リスクが少なく、クリーンな表面仕上げを行うことができると共に、処理後の洗浄工程を省略し得る。
(4)乾式ブラスト処理に比べて被処理面の変形リスクが低く、薄板材にも適用可能である。
(5)乾式ブラスト処理に比べて被処理面の発熱が少なく、処理焼けが生じない。
(6)粒度が異なる砥粒を混ぜて使用することができるため、乾式ブラスト処理に比べて砥粒の選択の幅が広くなり、突出谷部空間体積Vvvおよびコア部空間体積Vvcを向上させやすい。
本発明の実施の形態に係る粗面化部材は、従前の粗面化部材よりも滑走性・滑落性に優れる。
ステンレス鋼板(SUS304)の被処理面(130mm×100mm)に対して、第1湿式ブラスト処理、第2湿式ブラスト処理および特殊研磨処理をこの順序で施して、被処理面を目的の粗面構造とした。なお、以下、このようにして得られたステンレス鋼板を「試験板」を称する。
(1)算術平均高さSa、突出谷部空間体積Vvvおよびコア部空間体積Vvcの測定
ISO 25178に基づいて上記試験板の被処理面の5点の算術平均高さSa、突出谷部空間体積Vvvおよびコア部空間体積Vvcを求めたところ、算術平均高さSaの中央値は0.340μmであった。また、その算術平均高さSaの中央値に対応する突出谷部空間体積Vvvは0.047mL/m2であり、コア部空間体積Vvcは0.530mL/m2であった(表1参照)。すなわち、突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和は0.577mL/m2であった(表1参照)。
・算術平均高さSa:0.335μm
・突出谷部空間体積Vvv:0.068mL/m2
・コア部空間体積Vvc:0.575mL/m2
・突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和:0.643mL/m2
本試験では、試験板固定板、微動回転ステージおよび固定柱から成る滑落角度測定装置を用いてダンボール箱、アルミニウムパウチ、アルミニウム容器、ティーパック、包装箱(薬箱)、ペットボトル用キャップ、樹脂容器(目薬)、樹脂容器(汎用)、包装袋(おしぼり)、包装袋(飴)、ゴム栓および紙コップの滑落角度を測定した。なお、この滑落角度測定装置では、試験板固定板が微動回転ステージを介して固定柱に取り付けられている。そして、水平方向に延びる軸回りに微動回転ステージを回転させると、それに連動して試験板固定板が傾斜する。また、滑落角度測定装置の設置室の温度および相対湿度を計測したところ、温度は20℃±1℃であり、相対湿度は58%±3%であった。
第1ステップ:被処理面が上側になるように試験板を試験板固定版に固定する。
第2ステップ:試験板の被処理面が水平になるように微動回転ステージを調整する。
第3ステップ:試験板の被処理面上に上記物品を載置する。
第4ステップ:微動回転ステージを操作して0.1°ずつ試験板固定板を傾斜させる。なお、この角度変化の間隔は5秒とした。
第5ステップ:物品が滑落した傾斜角度を記録し、その傾斜角度を滑落角度とした。
なお、本試験では、同一の物品に対して上記手順を3回繰り返してその平均値を滑落角度とした。その結果、以下の表2に示される結果が得られた。
ステンレス鋼板(SUS304)の被処理面(130mm×100mm)に対して、第1湿式ブラスト処理、第2湿式ブラスト処理および特殊研磨処理をこの順序で施して、被処理面を目的の粗面構造とした。なお、以下、このようにして得られたステンレス鋼板を「試験板」を称する。
(1)算術平均高さSa、突出谷部空間体積Vvvおよびコア部空間体積Vvcの測定
ISO 25178に基づいて上記試験板の被処理面の5点の算術平均高さSa、突出谷部空間体積Vvvおよびコア部空間体積Vvcを求めたところ、算術平均高さSaの中央値は1.024μmであった。また、その算術平均高さSaの中央値に対応する突出谷部空間体積Vvvは0.129mL/m2であり、コア部空間体積Vvcは1.630mL/m2であった(表1参照)。すなわち、突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和は1.759mL/m2であった(表1参照)。
・算術平均高さSa:1.024μm
・突出谷部空間体積Vvv:0.128mL/m2
・コア部空間体積Vvc:1.659mL/m2
・突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和:1.787mL/m2
実施例1の「(2)滑落試験」と同様にして各物品の滑落角度を求めたところ、以下の表2に示される結果が得られた。
ステンレス鋼板(SUS304)の被処理面(130mm×100mm)に対して、第1湿式ブラスト処理、第2湿式ブラスト処理および特殊研磨処理をこの順序で施して、被処理面を目的の粗面構造とした。なお、以下、このようにして得られたステンレス鋼板を「試験板」を称する。
(1)算術平均高さSa、突出谷部空間体積Vvvおよびコア部空間体積Vvcの測定
ISO 25178に基づいて上記試験板の被処理面の5点の算術平均高さSa、突出谷部空間体積Vvvおよびコア部空間体積Vvcを求めたところ、算術平均高さSaの中央値は2.110μmであった。また、その算術平均高さSaの中央値に対応する突出谷部空間体積Vvvは0.172mL/m2であり、コア部空間体積Vvcは2.225mL/m2であった(表1参照)。すなわち、突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和は2.397mL/m2であった(表1参照)。
・算術平均高さSa:2.155μm
・突出谷部空間体積Vvv:0.179mL/m2
・コア部空間体積Vvc:2.304mL/m2
・突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和:2.483mL/m2
実施例1の「(2)滑落試験」と同様にして各物品の滑落角度を求めたところ、以下の表2に示される結果が得られた。
1.ステンレス鋼板の研磨処理
ステンレス鋼板(SUS304)の被処理面(130mm×100mm)に対して#400のバフ研磨を実施して、その被処理面を目的の粗面構造とした。なお、以下、このようにして得られたステンレス鋼板を「試験板」を称する。
(1)算術平均高さSa、突出谷部空間体積Vvvおよびコア部空間体積Vvcの測定
ISO 25178に基づいて上記試験板の被処理面の5点の算術平均高さSa、突出谷部空間体積Vvvおよびコア部空間体積Vvcを求めたところ、算術平均高さSaの中央値は0.018μmであった。また、その算術平均高さSaの中央値に対応する突出谷部空間体積Vvvは0.003mL/m2であり、コア部空間体積Vvcは0.025mL/m2であった(表1参照)。すなわち、突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和は0.028mL/m2であった(表1参照)。
・算術平均高さSa:0.020μm
・突出谷部空間体積Vvv:0.004mL/m2
・コア部空間体積Vvc:0.028mL/m2
・突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和:0.032mL/m2
実施例1の「(2)滑落試験」と同様にして各物品の滑落角度を求めたところ、以下の表2に示される結果が得られた。
1.ステンレス鋼板の研磨処理
ステンレス鋼板(SUS304)の被処理面(130mm×100mm)に対して電解研磨を実施して、その被処理面を目的の粗面構造とした。なお、以下、このようにして得られたステンレス鋼板を「試験板」を称する。
(1)算術平均高さSa、突出谷部空間体積Vvvおよびコア部空間体積Vvcの測定
ISO 25178に基づいて上記試験板の被処理面の10点の算術平均高さSa、突出谷部空間体積Vvvおよびコア部空間体積Vvcを求めたところ、算術平均高さSaの中央値は0.196μmであった。また、その算術平均高さSaの中央値に対応する突出谷部空間体積Vvvは0.032mL/m2であり、コア部空間体積Vvcは0.127mL/m2であった(表1参照)。すなわち、突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和は0.159mL/m2であった(表1参照)。
・算術平均高さSa:0.202μm
・突出谷部空間体積Vvv:0.030mL/m2
・コア部空間体積Vvc:0.190mL/m2
・突出谷部空間体積Vvvとコア部空間体積Vvcの和:0.220mL/m2
実施例1の「(2)滑落試験」と同様にして各物品の滑落角度を求めたところ、以下の表2に示される結果が得られた。
表2から明らかなように、いずれの実施例に係る試験板も、いずれの比較例に係る試験板の滑落角度よりも低い滑落角度を示した。これは、実施例に係る試験板は、比較例に係る試験板よりも滑走性・滑落性に優れることを示している。なお、実施例1に係る試験板は、特にダンボール箱、アルミニウムパウチ、アルミニウム容器、ティーパックについて、比較例1および比較例2に係る試験板よりも優れた滑走性・滑落性を示した(表2および図1参照)。また、実施例2に係る試験板は、特に包装箱(薬箱)、ペットボトル用キャップ、樹脂容器(目薬)、樹脂容器(汎用)について、比較例1および比較例2に係る試験板よりも優れた滑走性・滑落性を示した(表2および図2参照)。また、実施例3に係る試験板は、特に包装袋(おしぼり)、包装袋(飴)、ゴム栓および紙コップについて、比較例1および比較例2に係る試験板よりも優れた滑走性・滑落性を示した(表3および図2参照)。
Claims (6)
- 部材に対して異なる条件で複数回、湿式ブラスト処理を施した後に研磨処理を施して、算術平均高さSaは0.15μm以上0.50μm以下の範囲内であり、突出谷部空間体積Vvvは0.050mL/m 2 以上0.100mL/m 2 以下の範囲内であり、コア部空間体積Vvcは0.50mL/m 2 以上1.00mL/m 2 以下の範囲内であり、前記突出谷部空間体積Vvvと前記コア部空間体積Vvcの和は0.55mL/m 2 以上1.10mL/m 2 以下の範囲内である粗面を形成する
部材の粗面化方法。 - 部材に対して異なる条件で複数回、湿式ブラスト処理を施した後に研磨処理を施して、算術平均高さSaは0.50μm以上1.50μm以下の範囲内であり、突出谷部空間体積Vvvは0.100mL/m 2 以上0.150mL/m 2 以下の範囲内であり、コア部空間体積Vvcは1.00mL/m 2 以上2.00mL/m 2 以下の範囲内であり、前記突出谷部空間体積Vvvと前記コア部空間体積Vvcの和は1.10mL/m 2 以上2.15mL/m 2 以下の範囲内である粗面を形成する
部材の粗面化方法。 - 部材に対して異なる条件で複数回、湿式ブラスト処理を施した後に研磨処理を施して、算術平均高さSaは1.50μm以上3.00μm以下の範囲内であり、突出谷部空間体積Vvvは0.150mL/m 2 以上0.200mL/m 2 以下の範囲内であり、コア部空間体積Vvcは2.00mL/m 2 以上3.00mL/m 2 以下の範囲内であり、前記突出谷部空間体積Vvvと前記コア部空間体積Vvcの和は2.15mL/m 2 以上3.20mL/m 2 以下の範囲内である粗面を形成する
部材の粗面化方法。 - 算術平均高さSaは0.15μm以上0.50μm以下の範囲内であり、突出谷部空間体積Vvvは0.050mL/m2以上0.100mL/m2以下の範囲内であり、コア部空間体積Vvcは0.50mL/m2以上1.00mL/m2以下の範囲内であり、前記突出谷部空間体積Vvvと前記コア部空間体積Vvcの和は0.55mL/m2以上1.10mL/m2以下の範囲内である粗面を有する
部材。 - 算術平均高さSaは0.50μm以上1.50μm以下の範囲内であり、突出谷部空間体積Vvvは0.100mL/m2以上0.150mL/m2以下の範囲内であり、コア部空間体積Vvcは1.00mL/m2以上2.00mL/m2以下の範囲内であり、前記突出谷部空間体積Vvvと前記コア部空間体積Vvcの和は1.10mL/m2以上2.15mL/m2以下の範囲内である粗面を有する
部材。 - 算術平均高さSaは1.50μm以上3.00μm以下の範囲内であり、突出谷部空間体積Vvvは0.150mL/m2以上0.200mL/m2以下の範囲内であり、コア部空間体積Vvcは2.00mL/m2以上3.00mL/m2以下の範囲内であり、前記突出谷部空間体積Vvvと前記コア部空間体積Vvcの和は2.15mL/m2以上3.20mL/m2以下の範囲内である粗面を有する
部材。
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