JPH01194947A - 微粉の除去方法 - 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〕 本発明は微粉の除去方法に関する。更に詳しくは、特に
乾式法によるバレル研磨の際に研磨の終了した被研磨体
に付着している微粉の除去方法に関する。

〔従来の技術〕

金属やプラスチックの加工物或いは成形体（以下成形体
等と記す、）の表面の研磨にバレル研磨法が多用される
ようになってきたが、この研磨法は形状の小さい成形体
等を研磨する場合に、−度に多量の成形体等が研磨でき
るので好都合であり、また、表面が複雑な形状の成形体
等の場合も、表面を美麗に仕上げることができるので特
に威力を発揮する。

バレル研磨法とは、成形体等である被研磨体と粒状また
は一定の形状をした研磨材とを、バレルと呼ばれる樽状
の容器に入れ、このバレルを回転させることで研磨材を
被研磨体に衝突させ研磨する方法である。

しかして、バレル研磨法には乾式法と湿式法があるが、
本発明は乾式法で研磨された被研磨体に付着した微粉の
除去に対して特に有効である。

バレル研磨法、特に乾式法のそれについて述べると以下
の如くである。即ちバレル研磨法によって艶出し仕上げ
や精密仕上げ迄行う場合、通常まず被研磨体のパリ取り
やエッヂ取りを行う粗仕上げｇＩ磨、次いで中仕上げ研
磨、最後に艶出し仕上げ研磨またはＩ＃密仕上げ研にと
いうように段階的研磨によって実施されるが、被研磨体
の種類や使用目的によっては、まず研削砥石等で規定の
表面粗さまで切削仕上げを行ったのち、次いでバレル研
磨法によって精密仕上げを行う場合もある。

バレル研磨法は上記の通り湿式法及び乾式法に大別され
るが、表面の艶出しのみを目的とする場合には乾式法が
多用される。艶出しと共に寸法精度も要求される場合に
は、湿式法を採用することもあるが、この湿式法は研磨
の際に水を使用するため、排水処理や研磨後に被研磨体
の乾燥を必要とするし、更には被研磨体の材質によって
は錆が発生するという問題があるため、この場合も努め
て乾式法が採用されている。

しかし、いずれにしても乾式法によるバレル研磨では、
研磨時に発生する研磨材の摩耗により発生するｇｉｉ粉
或いは被研磨体の切削微粉が、被研磨体の表面に付着す
るという大きな問題があった。

このような微粉の付着は、被研磨体をバレル研磨に先立
って切削仕上げを行った場合には、表面に切削油等の油
分の付着に起因して特に顕著である。

このように被研磨体に付着した微粉は、通常超音波洗浄
や圧縮空気の吹付け、くるみ穀粒などを使用して乾式バ
レル研磨法と同様に処理する方法あるいはブラシによる
払い落としといった方法で除去されている。しかしこれ
らの方法のうち超音波による洗浄は、湿式法であるので
洗浄後に付着水分を除去する乾燥工程を必要とすると共
に、錆易い被研磨体には適用することができないといっ
た問題もある。圧縮空気を吹き付ける方法は、圧縮空気
が少量ではあるが水滴を同伴しているため、上記超音波
洗浄の場合と同様な問題がある。

くるみ穀粒を使用する方法ではくるみ穀粒に含有してい
る油脂分が被研磨体に付着するため、微粉を完全に除去
することは不可能である。

特に被研磨体が複雑な形状であったり、寸法の小さなも
のである場合、圧縮空気の吹き付けやブラシで払い落と
す方法では、付着した微粉を完全に除去することは容易
ではなく、最終的には人手によって布や刷毛等を用いて
、多量の被研磨体を１個１個拭い取るようにして微粉を
除去するといった極めて非能率的でかつ煩雑な作業を余
儀なくされていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的はバレル研磨、特に乾式バレル研磨の際に
被研磨体に付着している微粉を極めて容易に且つ完全に
除去する方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段］ 本発明者らはこのような実情に鑑み、上記の如き非能率
的でかつ煩雑な方法を解消する目的で鋭意検討を重ねた
結果、特定の形状をした特定の材質からなる合成樹脂粒
子を上記微粉の除去材として使用し、この微粉除去材と
微粉の付着した被研磨体とをバレル研磨機で処理すれば
、被研磨体に付着した微粉を完全に、しかも短時間で効
率よく除去できることを見い出し、本発明を完成するに
至った。

即ち本発明は突出部または鋭角部を有しない球形もしく
は球形に近い形状で耐衝撃性を有する合成樹脂粒子から
なる微粉除去材と、研磨が終了した微粉の付着している
被研磨体とを回転バレル研Ｉ９機内で流動的に接触させ
ることを特徴とする被研磨体からの微粉の除去方法を提
供するものである。

〔発明の詳細な開示］ 以下本発明の詳細な説明する。

本発明で使用する微粉除去材は、突出部または鋭角部を
有しない球形もしくは球形に近い形状でなければならず
、かつ材質は外部からの衝撃に対して容易に変形や破損
を起こさない耐衝撃性のある合成樹脂でなければならな
い。

耐衝撃性があり、かつ上記の如き形状のものを得るに適
した合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリスチレン、
ポリプロピレン等が挙げられる。

また、本発明で使用する微粉除去材の粒径は後記する如
＜０．２〜３．０ｉａｍの範囲のものが好ましい。

このような形状及び材質の合成樹脂粒子は、通常次の如
き方法で製造される。即ち、球状ポリエチレン粒子は０
．２〜３．軸翔の大きさに粗砕したポリエチレン粒子を
、ポリエチレンを溶解しない溶媒中で撹拌しながらポリ
エチレンの軟化温度以上に昇温後、冷却する公知の方法
で得ることができる（特開昭６２４９５０２６号公報記
載の方法）。尚、上記溶媒としては水、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール等が好適である。また、球
状ポリスチレン粒子及び球状ポリプロピレン粒子は、軟
化状態にあるポリスチレン、ポリプロピレンを押出し機
を用いて、直径０．２〜３．Ｏｌの大きさでポリスチレ
ンまたはポリプロピレンを溶解しない攪拌されている溶
媒中に押出した後、Ｍｙ８媒をポリスチレンまたはポリ
プロピレンの熔融温度以上の温度に昇温した後、該溶媒
中で紐状に押出されたポリスチレンまたはポリプロピレ
ンを規定の長さに７切断した後冷却する方法等によって
得ることができる。

しかし、これらの合成樹脂製粒子は何れも市販されてお
り、形状も本発明で規定する突出部または鋭角部を有し
ない球形もしくは球形に近いものであるので、本発明に
好適に使用することができる。

本発明に使用する微粉除去材の形状は、前記の如く突出
部または鋭角部を有しない球形もしくはｆ；）：形に近
い形状でなければならない。

形状が球形もしくは球形に近い形状でない場合や、球形
もしくは球形に近い形状であっても突出部または鋭角部
を有する場合は、後記する如くこの微粉除去材を使用し
てバレル研磨機で被研磨体に付着した微粉を除去する際
に、微粉除去材同志及び微粉除去材と被研磨体との接触
（衝突）によって、微粉除去材自体あるいは微粉除去材
の突出部または鋭角部が欠損し、新たな微粉の発生を招
くため不都合である。

また、本発明で特定する形状以外の形状の微粉除去材を
使用したのではバレル研磨機内での微粉除去材と被研磨
体の運動が不規則となり、微粉除去材と被研摩体との流
動的接触が円滑に行われず、微粉の除去効率を阻害する
。更に、−度に複数個の被研磨体を処理する場合には、
被研磨体同志の衝突により被研磨体にいわゆる相互打痕
が入るといった極めて不都合な問題が発生する。

本発明で使用する微粉除去材の粒子径は０．２〜３．０
＋ａｍの範囲が好適である６粒子径が０．２ｍ−未満で
あると、微粉を除去する際に微粉除去材そのものが被研
磨体に付着し易くなり、逆に３．０１を越える場合には
バレル研磨機内における被研磨体と微粉除去材との流動
的接触頻度が少なくなるので、微粉除去に要する時間を
長くせざるを得す好ましくない。

本発明の目的は、乾式バレル研磨の際に、被研磨体に付
着した研磨材の微粉或いは被研磨体の切削微粉を効率良
く完全に除去することにある。従って、微粉の除去に使
用する機器は出来るだけ取扱いやすく、かつ操作が簡単
であることが望ましい。また除去に要する時間も当然短
い方が好ましい。

本発明者らの研究では、微粉除去材と研磨の終了した微
粉の付着した被研磨体とをバレル研磨機内に装入し、該
バレル研磨機を回転させれば操作が簡単で、しかも被研
磨体と微粉除去材との良好な流動的接触が得られ、被研
磨体に付着している微粉が完全にかつ容易に短時間で除
去することができる。

微粉の除去にバレル研磨機以外の、例えば■型ミキサー
やリボンミキサーの如きミキサーやプレンダーを用いた
場合には、ｖＩＩ扮除去材と被研磨体とが円滑にしかも
高い頻度で効率的に接触することが難しく、微粉除去材
の変形や粉化或いは被研磨体同志の衝突による表面への
相互打痕が生し易くなるため不都合である。

バレル研磨機を用いた本発明の微粉の除去方法は、通常
次のような方法で実施される。即ち、まずバレル研摩機
に微粉除去材と研磨が終了し微粉の付着している被研磨
体とを装入し、しかる移譲バレル研磨機を数十分間回転
させた後、微粉除去材と被研磨体とを取り出してこれを
篩分器等で両者を分離するという簡単な方法で実施され
る。

この方法により除去前に被研磨体に付着していた微粉は
、上記除去操作により被研磨体の表面から完全に除去さ
れている。そして、この除去された微粉は殆ど微粉除去
材の表面に転移して付着しているが、この微粉の付着し
た微粉除去材は、例えば少量の洗剤を添加した水中で撹
拌するとか、超音波洗浄機等を使用して洗浄するなどの
方法により容易に微粉を分離除去することができる。従
って、しかる後この微わ）除去材を乾燥することにより
微粉除去材は殆ど損失もなく再使用すことができるので
好都合である。

本発明においては、バレル研磨機に装入する被研磨体と
微粉除去材の割合は、被研磨体の材質、形状、寸法、大
きさ、微粉の付着量等や微粉除去材の材質、粒径等によ
って異なるので一概に規定できないが、通常、容積比で
微粉除去材／被研磨体として２以上１００以下、好まし
くは１０以上５０以下の割合で実施される。この割合が
２未満では微粉の除去が不十分となる場合があり、また
被研摩体に相互打痕が入る可能性も生じてくるので好ま
しくない。また上記割合が１００を越える量では微粉の
除去には差支えないが、−回で処理できる被研磨体の数
量が減少するので能率悪化となり好ましくない。

尚、微粉除去の際バレル研磨機内での流動摩擦によって
静電気が発生することがあり、これによって被研磨体に
微粉や微粉除去材が静電付着する場合もあるが、この様
な場合には微粉除去に先立って被研磨体に市販のエアゾ
ールタイプなどの帯電防止剤を＠量吹き付けることによ
って容易にこれを防止することができる。

〔実施例〕 以下実施例により本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ 懸濁重合させて得た不飽和ポリエステル製粒子からなる
乾式用研磨材（三井東圧化学■製、商品名バリナックス
）を、衝撃式粉砕機で強制粉゛砕して得た微粉（粒径１
〜ｌＯμｌ）の中に、予め表面全体に食用油を薄く塗布
した直径７ｆｆｉ１ｍ、長さ３ｍｍのみがき棒鋼（ＪＩ
Ｓ　Ｇ　３１０Ｂ）　　（以下棒鋼と称す）５０本を挿
入して、棒鋼の表面にまんべんなく上記微粉を付着させ
た。

次いで、この微粉の付着した鋼棒５０本と、微粉除去材
として直径０．８〜１．２ｍ−の球状ポリエチレン粒子
（製鉄化学■製、商品名フロービーズ）３２を小型バレ
ル研磨機（日本バレル工業■製、ＮＲＲ型、内容１１１
ＯＮ）に装入したのち、該小型バレル機を７５ｒｐｓの
速度で回転させて棒鋼に付着している微粉の除去操作を
行い、棒鋼に付着している微粉が完全に除去されるまで
の所要時間を測定したところ７分間で完全に除去された
。

小型バレル研磨機を停止後、内容物を取出し、１０メン
シユのＪＩＳ標準篩にて篩分し棒鋼とポリエステル粒子
とを分離した。

篩上に残留した棒鋼の表面状態を簡易拡大鏡を用いて詳
細に観察した結果は、微粉は完全に除去されて゛おり、
棒鋼同志の相互打痕も認められなかった。

また篩下の微粉除去材であるポリエチレン粒子の表面は
使用前に比べてかなり汚れており、棒鋼の表面に付着し
ていた研磨材の微粉がポリエチレン粒子の表面へ転移し
ていることが観察された。

次いでこの篩下のポリエチレン粒子を台所用洗剤を少量
加えた水中に投入して攪拌し、簡単な洗浄を行った。洗
浄後ポリエチレン粒子を６０メツシユのＪＩＳ標準篩中
に移し、ポリエチレン粒子に散水して表面を水洗し微粉
を完全に除去した後、温度５０°Ｃで通風乾燥した。乾
燥後のポリエチレン粒子の表面は未使用の状態と全く同
様であり、また、粉砕もしてなかった。

実施例２ 実施例１で微粉の除去に使用した後のポリエチレン粒子
を微粉除去材として使用して、実施例１と全く同様な方
法で棒鋼に付着している微粉の除去を２回繰り返し行っ
た（棒鋼は夫々新しいものを使用）、微粉が完全に除去
されるまでの時間は各７分であった。

結果は何れも実施例１と全く同様で、棒鋼に付着してい
た微粉は完全に除去されており、相互打痕もなく、また
ポリエチレン粒子の水洗・乾燥後の状態も実施例１と同
様であった。

実施例３〜４ 実施例１で使用した球形ポリエチレン粒子の代わりに、
粒径が０，５〜１．Ｏｍｍの球状のポリスチレン粒子（
実施例３）及び直径３〜４ＩＩ１１、厚さ２＋１１１１
のベレット状のポリプロピレン粒子（実施例４）を微粉
除去材として使用した以外は、実施例１と全く同様にし
て棒鋼に付着している微粉の除去操作を行った。棒鋼表
面の微粉が完全に除去できるまでの所要時間は実施例３
では１２分間、実施例４では１８分間であった。

微粉の除去操作後の棒鋼には微粉の付着及び相互打痕は
全く見られず、また洗浄・乾燥後のポリエチレン及びポ
リプロピレンの各粒子も使用前と全く変化なかった。

実施例５〜６ 実施例３及び実施例４で微粉の除去に使用した後のポリ
スチレン粒子（実施例５）及びポリプロピレン粒子（実
施例６）を微粉除去材として使用し、実施例３及び実施
例４と全く同様にして棒鋼に付着している微粉の除去を
２回繰返し行った（棒鋼は夫々新しいものを使用）、微
粉が完全に除去されるまでの所要時間は、表−１に示す
通りであった。

表−１ 微粉の除去操作後の棒鋼には微粉の付着及び相互打痕は
全く見られず、また洗浄・乾燥後のポリスチレン及びポ
リプロピレンの各粒子も１回目、２回目共使用前と全く
変化なかった。

比較例１〜３ 微粉除去材として直径３ＩＩｌｌｌ、長さ３＋＊ｍの円
柱状ナイロンカットワイヤー（比較例１）及び、大きさ
１〜３１の不定形くるみ穀粒（比較例２）、直径０．５
〜１．ｌ−で球状の不飽和ポリエステル粒子（比較例３
）を使用した以外は、実施例１と全く同様にして棒鋼に
付着している微粉の除去操作を表−２に示す時間行った
。

微粉除去操作後の棒鋼の表面の状態と微粉除去材の夫々
の形状の観察結果を表−３に示す。

表−２ 表−３ 実施例１〜６から分るように、本発明で特定する微粉除
去材を使用してバレル研磨機で微粉の除去を行った場合
には、棒鋼にも相互打痕が入らず、かつ棒鋼に付着して
いる微粉は短時間で完全に除去することができることが
分る。また微粉除去材も粉砕されることは殆どなく、し
かも簡単な洗浄及び乾燥により繰返し使用することがで
きる。

これに対し、本発明で特定した以外のものを微粉除去材
として使用した場合には、バレル研磨機を使用している
にも拘らず、比較例１〜３が示す通り、実施例より長時
間微粉の除去操作を行っても微粉を完全に除去すること
は不可能であり、かつ、棒鋼に相互打痕跡が入る場合も
ある。更に微粉除去材には、粉砕や微粉が発生するので
、繰返し使用には限度がある。

比較例４ 実施例１で使用した小型回転バレル研磨機の代わりに小
型Ｖ型ミキサー（■池田理化製Ｖ−３−１０型、内容積
Ｌｏｊｌりを使用して、実施例１と全く同様な方法で微
粉の除去操作を行った。棒鋼表面の微粉が完全に除去で
きる迄の所要時間は２０分であった。

微ｔ５）の除去処理操作終了後の棒鋼には微粉の付着は
なかったが、相互打痕がやや認められた。また、微粉除
去材であるポリエチレン粒子にも、−部偏平に変形した
粒子が認められた。

比較例５ 比較例４で微粉の除去に使した後のポリエチレン粒子を
＠粉除去材として使用して、比較例４と全く同様な方法
で棒鋼に付着している微粉の除去を２回繰り返し行った
。（棒鋼は夫々新しいものを使用）微粉が完全に除去さ
れるまでの所要時間は、１回目が２０分間、２回目が２
１分間でありだ。

微粉の除去処理後の棒鋼の表面の状態と、微粉除去材の
形状変化の夫々の観察結果は表−４に示す通りであった
。

表−４ 比較例４及び比較例５の結果より、微粉除去材として本
発明で規定する形状及び材質のものを使用しても、微粉
の除去操作にバレル研磨機を使用しない場合は、棒鋼へ
付着した微粉は完全に除去できるものの、１）微粉の除
去操作に要する時間が長くなる、２）棒鋼への相互打痕
が入り、これは微粉除去材を繰返し使用するに従い著し
くなる、３）微粉除去材が変形するので繰返し使用回数
に限度がある等の問題がある。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した通り本発明の微粉の除去方法は、成
形体等をバレル研磨、特には乾式法によるバレル研磨の
際、研磨の終了した成形体等である被研磨体に付着した
微粉を、突出部または鋭角部を有しない球形もしくは球
形に近い形状で耐衝撃性を有する合成樹脂粒子という、
特定の形状及び材質からなる微粉除去材とバレル研磨機
を使用して除去する方法であり、本発明のこのような方
法によってのみ、実施例が示す如く、被研磨体に付着し
た微粉を一度に多量に、かつ、短時間に完全に除去する
ことを可能にしたものである。

しかも微わ）除去に際して、バレル研磨機内での被研磨
体同志の相互打痕による損傷もないという極めて優れた
方法である。

また、本発明に使用する微粉除去材は、微粉の除去に使
用しても破損、変形、粉化という問題も殆どないので、
使用後に簡単な洗浄及び乾燥をすれば繰返し使用できる
という大きな利点もある。

更に、本発明ではバレル研磨機を必要するが、本発明に
おける微粉の除去はバレル研磨が終了し、研磨時に粉化
した研磨材の付着した被研磨体を対象としているので、
本発明に使用するバレル研磨機は必ずしも新たに設置す
る必要はなく、上記バレル研磨に使用するものを兼用す
ることができるという利点もある。

本発明の微粉の除去方法は、このように極めて簡単に短
時間でかつ、−度に多量の被研磨体に付着した微粉を完
全に除去することを可能にしたものである。従って、本
発明の方法は従来の如き煩雑でかつ極めて非能率であっ
た方法に比べ、経済的に極めて優れた方法であるので、
斯界の発展に寄与すること大なるものがある。

また、本発明の方法は乾式法バレル研磨により得られた
被研磨体の除去に対して特に有効であるが、その他の方
法による研磨、例えば、湿式法バレル研磨やプラスト研
磨により得られた被研磨体に付着した微粉の除去にも有
効に活用することができる。

特許出願人　　三井東圧化学株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 突出部または鋭角部を有しない球形もしくは球形に近い
   形状で耐衝撃性を有する合成樹脂粒子からなる微粉除去
   材と、研磨が終了した微粉の付着している被研磨体とを
   バレル研磨機内で流動的に接触させることを特徴とする
   被研磨体からの微粉の除去方法。