JPS63185580A - バフ材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ガラス、石材、金属等の表面研磨に用いるバ
フ材に関する。

〈従来の技術〉 硝子、金属１石材等の表面仕上げ研磨を行う方法には、
従来から羊毛、山羊系あるいは合成繊維等をフェルト状
に加工したものを円板状に成型してなる所謂バフ材が用
いられている。具体的には前記バフ材を高速で回転する
一方で、研磨面に酸化セリウム、酸化クローム、アルミ
ナあるいは炭化珪素等の微粉末スラリーを砥粒として供
給し、前記バフ材が被研磨体を擦過して研摩を行う方法
が極めて一触的であった。

〈従来技術の問題点〉 前述のフェルト状バフ材については製造上の問題から厚
さ２５ｍｍ以上のものを得ることは非常に難しく、該フ
ェルト状バフ材が有する諸性質についても弾力性、多様
性、ＷＱ水性等が良好であるとは言い難い、又、フェル
ト状バフ材自体が撥水性を有する為にバフ樋内における
砥粒微粉末の保持力も充分とはいえず、さらにはバフ材
自体が有する研磨力も皆無であることからして、結果的
には外部から投入される高価な砥粒スラリーのみで研磨
力を捻出することとなり、多量の砥粒スラリーを消費し
コスト面で不利であり、その他にも過剰砥粒スラリーが
研＠機周辺部をγ９染するという欠点が指摘されている
。また、上述のバフ材中で原材料を羊毛、山羊系等の天
然物に求めるものは使用が長期に渡る場合には腐敗１発
黴、悪臭、変色等の不本意な１ｇ態が発生し易く甚だし
きはバフ材の変質という好ましからざる現象発現の危険
性を内包してなりハフ材として甚だ不適当である。さら
に、ポリビニルアセタール（以下ＰＶＡｔと略記する）
系多孔質弾性体に各種繊維の微細カット物を混入したバ
フ材として特許第９８０６１４号。

同第９８０６１５号及び特願昭５９−２５６１２号が提
案されているが、これ等はバフ基材内に於ける砥粒微粉
末の保持力には優れているものの、混入物である各種繊
維の微細カット物が研磨力を有さないという点には変わ
りなく、結果的には外部から投入される砥粒スラリーの
みが研磨力を捻出し、バフ材として完全なものとは言い
難い。

〈発明の目的〉 本発明者らは上述の点に鑑み鋭意研究を行い、その結果
、炭化珪素の微細針状結晶（以下炭化珪素ウィスカーと
いう）が優れた研磨力を有し、且つバフ社内にあっては
該バフ材の寸法安定性を補うことを見出し本発明を完成
するに至ったものである。即ちその目的とするところは
、優れた柔軟性を有し且つ寸法安定性及び砥粒スラリー
との親和性に富み、さらには充分な研磨力をも有し且つ
高価な砥粒スラリーの消費量を極力抑制しうるバフ材を
提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉 上述の目的は、ポリビニルアセタール系多孔質弾性体の
微細三次元綱目ｍｉ３中に、炭化珪素の微細針状結晶を
均一に分散し且つ保持してなることを特徴とするバフ材
によって達成される。

詳述すると本発明において使用される炭化珪素　−ウィ
スカーは、例えば高温の非酸化性ガス雰囲気中で炭素成
分と珪素成分とを気相反応させることによって得られる
微細針状結晶であり、−触的に砥粒として用いられる炭
化珪素微粉末が炭化珪素を主体としてなる鉱石とカーボ
ンとを電気炉にて融解した後に徐冷し成長させた結晶体
を粉砕後分級して得られる粒子状物であるのに対し、全
く異なった方法にて得られる異なった形状のものであり
、前記炭化珪素ウィスカーの場合には製造条件をコント
ロールすれば常に一定の繊径のものを得ることができる
。

次に本発明に係るＰＶＡｔ系多孔質弾性体を主体とする
バフ基材は、例えば平均重合度３００乃至３　Ｇ　Ｏ（
１，鹸化度８０％以上のポリビニルアルコール１ｆ＝１
若しくはそれ以上を水溶液と為し、前記ポリビニルアル
コール水溶液と、架橋剤としてのアルデヒド類とを酸触
媒の存在下で反応させ、その後水不溶化する際には澱粉
等の気孔生成剤等を加えてスラリー状分散液となし、さ
らに該分散液には炭化珪素ウィスカーを分散混入し所定
の型枠に注型して５０〜８０℃の温度にて５〜２４時間
程度反応を行い、次に流水にて余剰のアルデヒド類、＃
Ｍ及び澱粉類等を除去して乾燥・成型することによりえ
られる多孔質弾性体である。前述の気孔生成剤としては
澱粉等が一般的であるが有機又は無機の微細粒子を前記
澱粉と混合することにより、また単独で用いることも可
能であり、前述の澱粉等に代えチタン酸化理、アスベス
ト等の微細粒子を気孔生成剤として用いた場合には澱粉
を使用した場合に比し気孔径のより微細なる網目状三次
元連続気孔組織のＰＶＡｔ系多孔質多孔π弾性体ことが
できる。

〈発明の作用〉 以下本発明に係るバフ材について詳述する。

本発明に係るバフ社内に混入されてなる炭化珪素ウィス
カーは針状の形状を有する結晶体であり、該形状の特殊
性に起因する種々の作用を有してなる。即ち、前記炭化
珪素ウィスカーの個々の結晶体は極めて微小であり、そ
の特性として極めて硬質であることが認められている。

それゆえに研磨作用に際しては針状の結晶体の先端部が
非研磨体に対する引っ掻き具として良好に作用し、また
、個々の結晶体が極めて微小であるため前記引っ掻き作
用の際に非研磨体に条痕を付与する等の危険率も皆無で
あり、バフ樋口らが良好な研磨力を発揮し、外部から投
入される砥粒スラリーの消費量を極力抑え若しくは皆無
とする事が可能となる。

また、前述の如く炭化珪素ウィスカーは針状結晶である
からして繊径を等しくする一般的な炭化珪素の粒子状砥
粒に比し著しく長い全長を有する。

よって炭化珪素珪素ウィスカー自体の表面積及びバフ基
材との接着面積が著しく拡大されて自ずとバフ基材内で
の炭化珪素ウィスカーの保持性も向上し、研磨工程に於
ける炭化珪素ウィスカーの脱落等の発生率が著しく低下
することとなる。その他前述の炭化珪素ウィスカーは、
バフ基材内における耐水性能及び寸法安定性能を強化す
る作用をも併せ持ちバフ材の機械的強度を補うものでも
ある。即ち炭化珪素ウィスカーは鉱物であり極めて硬質
であるため羊毛等を混入物として用いた従来品に比べ高
い寸法安定性を有する。又、より高いレベルでの耐水性
及び寸法安定性が必要な場合にはフェノール系樹脂、メ
ラミン系樹脂、工・ポキシ系樹脂及びウレタン系樹脂の
少なくとも１つの熱硬化樹脂を適量添加することが有効
であり、添加方法としては原液スラリー中に熱硬化樹脂
を混入する事が最も好ましいく、他には乾燥後に前記樹
脂を含浸処理することも可能である。但し、何れの場合
も添加樹脂の硬化温度まで一度昇温してキユアリングを
行い、化学的な安定状態に至らしめる必要がある。

次に本発明に係るＰＶＡｔ系多孔質弾性体が有する微細
三次元割目状組織の作用について詳述すると、該組織に
おいて気孔は独立して存在せず常に連続組織となる為、
研磨作用に際しては極めて有効に作用する。即ち、バフ
材の如く被研磨体を高速回転にて擦過する研磨材の場合
には、Ｐ！！擦熱が発生し易く、最悪の場合には該摩擦
熱がバフ材の焼は焦げ等に繋がる危険性を孕んでいる。

よって前記摩擦熱をを効果的に吸収し且つ放１にせしめ
、研磨作用面の高熱化現象を抑えるための手段が必要と
なるが、前述の如き連続気孔＆１ｌｖａにおいては該気
孔組織が摩擦熱の抜は道として作用するため、研磨作用
面での高熱化現象を抑制することが可能となる。また外
部から投入される砥粒の効果的な保持及び該砥粒による
効果的な研磨も前述の連続気孔組織により可能となる。

更に炭化珪素ウィスカーを前述のＰＶＡｔ系多孔賞弾性
体に混入する際の体積混和率について述ぺると、数値的
には０．５乃至１０％であることが好ましく該数値範囲
を下回ると研磨力が不十分となり、反対に上回ると炭化
珪素ウィスカーが分散不良となり易くバフ社内の至ると
ころで炭化珪素ウィスカーの凝集が発生し、該凝集が被
研磨体に条痕を付与するという最悪の事態を招来する。

すなわちバフ材における炭化珪素ウィスカーの分散状態
は研磨作用の善し悪しを左右する重要なポイントであり
、よって炭化珪素ウィスカーの混入に当たっては細心の
注意が必要となる。そこで通常の場合には例えば混入前
に炭化珪素ウィスカーを十分にほぐした上で少量の水に
て分散を促進したり、超音波にて分散を促進する工程が
必要となり、同時に他方ではバフ基材の主原料となるポ
リビニルアルコール自体も良好な分散材として作用し、
液中での二次凝集の防止に尽力する。又、前述の如き通
常の方法では分散が不十分な場合には界面活性剤等の分
散剤を適量加える方法等を用いることも可能である。

〈実施例〉 試料１ β型針状微細結晶タイプで繊径０．５μ、結晶の平均全
長１２０μの炭化珪素ウィスカー３０ｇ。

平均重合度１７００のポリビニルアルコール１８０ｇ、
フェノール樹脂（住友ベークライト製ＰＲ９６１Ａ）２
９０ｇ、そして架橋剤としてのホルムアルデヒド、触媒
としての硫酸、更に気孔生成剤としてのコンスターチを
加え合わせて均一スラリーとなし、円筒型の型枠に注型
した後余剰のホルムアルデヒド、酸及び澱粉類を除去し
て乾燥せしめ、乾燥後１３つ℃にて６時間キユアリング
を行い、直径２０５鶴、厚さ２５ｍの円板状のバフ材を
得た。かくして得られたバフ材は、炭化珪素ウィスカー
の体積混入率が１１％、平均気孔径１２０μ、気孔率７
５％のものであった。該バフ材を研磨機にセントし回転
数１５０ＯＲ／Ｍでステンレス板のバンフィングを行っ
た。なお、研磨液としては水と研磨油剤の混合物を使用
し、砥粒は用いなかった。実験結果を試料１として第１
表に示した。

比較例１ 炭化珪素ウィスカーの代わりにビニロン繊維（カット長
５ｍ）を混入する以外は実施例１と同一条件にて作成し
たバフ材を用い、同一条件にてステンレス板のバッフィ
ングテストを行った。実験結果を比較例１として第１表
に示した。

比較例２ 研Ｆ２液として平均粒子径０，３５μの酸化クローム微
粉末１５％を含むスラリーを用いる以外は比較例１と同
一条件にてステンレス板のバッフィングテストを行った
。実験結果を比較例２として第１表に示した。

第１表 上述の表から明らかな通り、比較例１の如〈従来品であ
るバフ材を用いた研磨においては、外部からの研磨砥粒
の投入が無ければ研磨効果は皆無であた。すなわち比較
例２の実験結果からも明らかな通り、従来品であるバフ
材は外部から研磨砥粒を投入して初めて試料１と同様の
研磨効果をえることができた。しかしながら、それとて
も仕上げ面精度等を比べると試料１に著しく劣るもので
あり、このことからも、バフ社内に混入された炭化珪素
微粉末が如何に良好なる研磨作用を有するかが伺えた。

〈効果〉 本発明に係るバフ材においては、バフ社内への混入物で
ある炭化珪素ウィスカー自体が研磨力を保有するため、
高価な砥粒スラリーのみで研磨力を捻出していた従来の
バフ材に比べ、砥粒スラリーの消費量において格段の抑
制が可能となりコストダウン化がはかられ、同時に、砥
粒スラリーの消費量減少に伴う波及効果として研磨機周
辺部の汚染問題も解消され研磨機の取り扱いが容易とな
る。また、本発明に係る炭化珪素ウィスカーはその形状
を針状とするため、従来の粒状砥粒に比しバフ社内での
安定性に優れ、固型砥石等の固型砥粒を用いた研磨方式
を鏡面仕上げの分野にまで導入することを可能とするも
のである。その他、天然繊維からなるフェルト４Ｆ、バ
フ材及び混入物に各種繊維の微細カット物を用いてなる
従来型のバフ材と、バフ材としてＰＶＡＬ系多孔質弾性
体、混入物として炭化珪素ウィスカーを用いてなる本発
明に係るバフ材とを比べると、本発明に係るバフ材は、
混入物の原料を鉱物に求めることにより物性変化の少な
い安定した品質のバフ材を常時供給することが可能とな
る。さらに本発明に係るバフ材は、天然物を構成物中に
含むバフ材に比し、変色、異臭、変質等の弊害の発生率
が低率であることも認められる。さらに完成品であるバ
フ材の有する厚みについても従来品の如き限界が製造面
において生じることはなく、任意のＩＩみを有するバフ
材が安定して得られ、研磨業界に及ぼす効果は極めて大
であるといえる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリビニルアセタール系多孔質弾性体の微細三次
   元網目組織中に、炭化珪素の微細針状結晶を均一に分散
   し且つ保持してなることを特徴とするバフ材。
2. （２）炭化珪素の微細針状結晶が、バフ基材に対して体
   積混和率０．５乃至１０％の範囲にある特許請求の範囲
   第（１）項記載のバフ材。