研磨材
【課題】摩擦による帯電を防止する効果が高く、研磨装置内部壁面への付着や滞留が生じにくく、投射不良を起こし難い研磨材を提供する。
【解決手段】変性ポリビニルアルコール樹脂を1〜４０質量％含有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする研磨材。フィラメント状の繊維を長手方向に対して垂直に切断することにより得られたものであり、変性ポリビニルアルコール樹脂を1〜４０質量％含有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする研磨材。
【解決手段】変性ポリビニルアルコール樹脂を1〜４０質量％含有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする研磨材。フィラメント状の繊維を長手方向に対して垂直に切断することにより得られたものであり、変性ポリビニルアルコール樹脂を1〜４０質量％含有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする研磨材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速流体中に分散させて、成型物の成型工程で生じたバリの除去および表面研磨に用いる研磨材に関するものであり、静電気による研磨装置内部壁面への付着及び循環不良を起こし難い研磨材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金型のキャビティの内部に樹脂を充填して成型する射出成型やトランスファ成型でできる樹脂成型物、あるいは溶融金属を型に流し込んで成型される鋳物には不要なバリが付着するので、これを取り除くためのいわゆるバリ取りが行なわれる。このバリ取り方法としてはガラスビーズを始め、各種の無機物粒子、プラスチックビーズなどの研磨材（投射材）を流体中に分散させ、バリ取りすべき成型物に高圧噴射するブラスト研磨方法がある。このとき、流体としては、通常、水や空気が用いられる。
【０００３】
ブラスト研磨にはクルミ等の種子の粉砕物や合成樹脂等の軟質投射材を用いる方法と金属、無機材料の砥流のような硬質投射材を用いる方法がある。硬質投射材は軟質投射材に比べて比重が大きいために衝撃力があり、高い研磨能力を有するが、被投射物を変形させたり、傷つけやすいという欠点があるため研磨する材料によってこれらの材料が適宜使い分けられている。
【０００４】
研磨材として無機物粒子を用いる場合、あまりに硬度が高いものであると成形物の表面が傷つく場合がある。また、無機物粒子の場合、脆いものが多いので、研磨作業中に粉砕され、粉砕された粉が成形物の表面に付着するため、これを洗浄する手間が必要な場合も生じる。
【０００５】
研磨材としてポリアミド、ポリプロピレン、ポリエステルなどの汎用のプラスチックビーズを用いると、無機物粒子より研磨材の粉砕を軽減することができるが、プラスチック製研磨材は投射装置内で循環使用される際、摩擦によって帯電し、パイプ内壁など研磨処理装置各所に付着、滞留したり、投射不良を起こしたりして研磨できなくなるという問題がある。これは通常の汎用ポリマーの多くが非常に高い電気抵抗を有するためである。
【０００６】
これらの問題を解決するものとして、合成樹脂に帯電防止剤を練りこんで帯電防止効果を発現させた研磨材が提案されており（特許文献１、２参照）、また、合成樹脂の表面に帯電防止剤を付着させた研磨材も提案されているが、使用時間が長くなるにつれて帯電防止剤が脱落するなど、十分な帯電防止効果が得られなかった。
【特許文献１】特開昭６１−１５２３７３号公報
【特許文献２】特開平１−１８８２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決し、摩擦による帯電を防止する効果が高く、研磨装置内部壁面への付着や滞留が生じにくく、かつ帯電防止効果の持続性が高い研磨材を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するために検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、変性ポリビニルアルコール樹脂を1〜４０質量％含有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする研磨材を要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の研磨材は、親水性物質として水酸基を有する変性ポリビニルアルコールを含有するため、親水性が高く、平衡状態で水分を多く含有することができる。このため、研磨材の電気抵抗が減少して、研磨装置内部で摩擦を受けても帯電を抑えることができ、研磨装置内部壁面への付着や滞留が生じにくく、長時間安定して研磨を行うことができる。また、この親水性樹脂は高分子化合物であるため、低分子の帯電防止剤のように使用中に樹脂から脱落することがなく、帯電防止効果の持続性に優れた研磨材となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の研磨材を構成する熱可塑性樹脂としては、繊維形成能を有するポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等が好ましく、中でも安価で優れた強力と耐久性を有するポリアミドが好ましい。
【００１１】
ポリアミドとしては、ポリイミノ−１−オキソテトラメチレン（ナイロン４）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリカプラミド（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリウンデカナミド（ナイロン１１）、ポリラウロラクタミド（ナイロン１２）、ポリメタキシレンアジパミド、ポリパラキシリレンデカナミド、ポリビスシクロヘキシルメタンデカナミド等が挙げられるが、これらの共重合体やブレンド体であってもよく、中でも、耐久性に優れるナイロン６が好ましい。
【００１２】
ポリオレフィンとしては、炭素原子数２〜１８の脂肪族α−モノオレフィン、例えばエチレン、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１，３−メチルブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、ドデセン−１、オクタデセン−１からなるホモポリオレフィンが挙げられる。脂肪族α−モノオレフインは、他のエチレン系不飽和モノマー、例えばブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、スチレン、α−メチルスチレンのような類似のエチレン系不飽和モノマーが共重合されたポリオレフィンであってもよい。
【００１３】
また、ポリエチレンの場合には、エチレンに対してプロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１又は類似の高級α−オレフィンが１０質量％以下共重合されたものであってもよく、ポリプロピレンの場合には、プロピレンに対してエチレン又は類似の高級α−オレフィンが１０質量％以下共重合されたものであってもよい。
【００１４】
ポリエステルとしては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタリン−２，６−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸あるいはアジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸又はこれらのエステル類を酸成分とし、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール等をジオール成分とするホモポリエステルあるいは共重合体が挙げられる。
【００１５】
また、Ｄ−乳酸及び／またはＬ−乳酸を主成分とする乳酸を重合してなるポリ乳酸であってもよい。
【００１６】
なお、これらのポリエステルには、パラオキシ安息香酸、５−ソジウムスルホイソフタル酸、ポリアルキレングリコール、ペンタエリススリトール、ビスフエノールＡ等が添加あるいは共重合されていてもよい。
【００１７】
さらには、本発明の研磨材を構成する熱可塑性樹脂には、必要に応じて、例えば酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、チッ化ケイ素、クレー、タルクなどの各種無機粒子や架橋高分子粒子、各種金属粒子などの粒子類のほか従来公知の酸化防止剤、抗酸化剤、着色防止剤、耐光剤、包接化合物、各種着色剤、各種界面活性剤、各種強化繊維類等の各種添加剤が本発明の効果を損なわない範囲内で添加されていてもよい。
【００１８】
そして、本発明の研磨材を構成する熱可塑性樹脂は、変性ポリビニルアルコール樹脂（以下、変性ＰＶＡという）が含有されている。変性ＰＶＡの含有量は、熱可塑性樹脂中の１〜４０質量％であり、中でも５〜３０質量％であることが好ましい。
【００１９】
変性ＰＶＡの含有量が１質量％未満であると十分な親水性が得られず、帯電防止効果が得られない。一方、４０質量％を超えると、研磨材の強度や耐久性が低下する。また、研磨材をフィラメント状の繊維を切断することにより得る際には、繊維化する溶融紡糸、延伸工程での製糸性が悪化する。
【００２０】
変性ＰＶＡは、熱可塑性樹脂中にブレンドされて含有されていることが好ましい。つまり、熱可塑性樹脂中に変性ＰＶＡが独立した層として存在するのではなく、熱可塑性樹脂中に略均一に変性ＰＶＡが混合されていることが好ましい。これにより、変性ＰＶＡが研磨材中から剥落したり、溶出することを防ぐことができ、親水性樹脂による帯電防止効果の持続性（耐久性）が向上する。
【００２１】
本発明の研磨材に使用される変性ＰＶＡとしては、オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールが好ましい。オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールは、具体的には、酢酸ビニルと、ポリオキシエチレン（メタ）アリルエーテル、ポリオキシプロピレン（メタ）アリルエーテルなどのポリオキシアルキレン（メタ）アリルエーテルとを共重合し、ついでケン化することにより得られる。
【００２２】
この場合、ポリオキシアルキレン（メタ）アリルエーテルの共重合割合（含有量）は０．１〜２０モル％、中でも０．１〜５モル％とすることが好ましく、ポリオキシアルキレン（メタ）アリルエーテルにおけるポリオキシアルキレンの縮合度は１〜３００、中でも３〜５０とすることが好ましく、オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール全体に占めるオキシアルキレン単位の割合が３〜４０質量％であることが好ましい。このことは、共重合体におけるオキシアルキレン単位の局在−非局在の程度およびオキシアルキレン単位の長さに最適範囲があることを示している。
【００２３】
オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールにおける酢酸ビニル単位のケン化度は５０〜１００モル％、さらには７０〜９９モル％が好ましく、ポリビニルアルコールの平均重合度は１５０〜１５００、さらには２００〜１０００が好ましい。
【００２４】
なお、共重合成分としてポリオキシアルキレン（メタ）アリルエーテル以外の成分が本発明の目的を損なわない範囲で含有されていてもよく、例えばα−オレフィン（エチレン、プロピレン、長鎖α−オレフィン等）、エチレン性不飽和カルボン酸系モノマー、（アクリレート、メタクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、ビニルエーテル等）等を３０モル％以下程度であれば含有してもよい。
【００２５】
オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールを得るときの重合方法としては通常、溶液重合法が採用され、場合により懸濁重合法、エマルジョン重合法などを採用することもできる。ケン化反応としては、アルカリケン化法、酸ケン化法などが採用される。
【００２６】
オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールは上記のほか、酢酸ビニルと、ポリオキシエチレン（メタ）アクリレート、ポリオキシプロピレン（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレン（メタ）アクリルアミド、ポリオキシプロピレン（メタ）アクリルアミド、ポリオキシエチレン（１−（メタ）アクリルアミド−１，１−ジメチルプロピル）エステル、ポリオキシエチレンビニルエーテル、ポリオキシプロピレンビニルエーテル、ポリオキシエチレンアリルアミド、ポリオキシプロピレンアリルアミド、ポリオキシエチレンビニルアミド、ポリオキシプロピレンビニルアミドなどを共重合し、ついでケン化することによっても得ることができる。
【００２７】
この他、オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールは、ポリビニルアルコールに対するアルキレンオキシドの反応、あるいはポリオキシアルキレングリコールに対する酢酸ビニルの重合およびそれに引き続くケン化によっても得ることができる。
【００２８】
このようにして得られたオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールは、さらに、（１）融点が５０〜２５０℃のフェノール系化合物、（２）チオエーテル系化合物、（３）ホスファイト系化合物のうちの１種以上をオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールに対して０．０１〜５．０質量％、中でも０．１〜０．５質量％添加することが好ましい。これにより、熱安定性を向上させることができる。これらの添加量が０．０１質量％未満では熱安定性の向上が期待できず、５．０質量％を超える場合は親水性の低下を招きやすい。
【００２９】
（１）融点が５０〜２５０℃のフェノール系化合物としては、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、４，４′−チオビス−（６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２′−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、テトラキス−［メチレン−３−（３′，５′−ジ−ｔ−ブチル−４′−ヒドロキシフェニルプロピオネート］メタン、オクタデシル−３−（３′，５′−ジ−ｔ−ブチル−４′−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、４，４′−チオビス−（６−ｔ−ブチルフェノール）、Ｎ，Ｎ′−ヘキサメチレン−ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４′−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド）、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、ペンタエリスチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタンなどが挙げられる。
【００３０】
（２）チオエーテル系化合物としては、ペンタエリスリトール−テトラキス−（β−ラウリルチオプロピオネート）、テトラキス［メチレン−３−（ドデシルチオ）プロピオネート］メタン、ビス［２−メチル−４−｛３−ｎ−アルキルチオプロピオニルオキシ｝−５−ｔ−ブチルフェニル］スルフィド等が挙げられる。
【００３１】
（３）ホスファイト系化合物としては、トリフェニルホスファイト、トリス（ｐ−ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ジフェニルイソオクチルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイトやフェニルジイソオクチルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリイソオクチルホスファイト、トリステアリルホスファイト、その他のテトラキス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−４，４′−ビフェニレンホスホナイト、ジ（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト等が挙げられる。
【００３２】
さらには、本発明におけるオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールには、（４）炭素数が１０以上の脂肪酸あるいはその塩、脂肪酸アミド系化合物、脂肪酸エステル系化合物の少なくとも１種をオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールに対して０．０１〜３．０質量％、中でも０．１〜０．５質量％添加することが好ましく、これにより熱安定性がさらに向上する。
【００３３】
（４）炭素数１０以上の脂肪酸あるいはその塩とは、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リシノール酸、アラキジニン酸、ベヘニン酸、エルカ酸等の高級脂肪酸または、ヒドロキシステアリン酸、ヒドロキシリシノール酸等のヒドロキシ脂肪酸、あるいはこれらのマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛等の金属塩等が挙げられ、中でもステアリン酸、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ベヘニン酸マグネシウムが実用的である。
【００３４】
また、（４）の脂肪酸アミド系化合物とは、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、ベヘニン酸アミド、エルカ酸アミド等の脂肪酸アミドあるいはメチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等のアルキレンビス脂肪酸アミドが挙げられる。さらに、脂肪酸エステル系化合物とは、ブチルステアレート、ブチルパルミチレート等の１価アルコールの脂肪酸エステル、エチレングリコールモノステアレート等の多価アルコールの脂肪酸エステル等が挙げられる。
【００３５】
オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールに（１）〜（４）の化合物を添加する方法としては、常用の方法、即ち撹拌機付き溶融缶、押出機、ロール混練機等を用いて溶融混合し、ペレット化することが好ましい。溶融混合温度は１６０〜２５０℃、中でも１８０〜２３０℃とすることが好ましい。
【００３６】
前記したように変性ＰＶＡを熱可塑性樹脂中に添加して混合する際には、変性ＰＶＡに各種の成分を含有させたペレットを作成した後、熱可塑性樹脂中に添加し、溶融混合してもよいが、（１）〜（４）の各成分を前もって変性ＰＶＡ中に溶融ブレンドしたペレットとせず、変性ＰＶＡ、（１）〜（４）の各成分、熱可塑性樹脂をそれぞれ添加して直接溶融混合してもよい。
【００３７】
また、変性ＰＶＡ中には、発明の効果を損なわない範囲で他のポリマーを配合することもでき、また、可塑剤、充填剤、着色剤、安定剤をはじめ、種々の添加剤を配合することもできる。
【００３８】
そして、本発明の研磨材は、柱状の形状を有しており、長手方向に対して垂直に切断した断面の長径が０．０１〜３ｍｍ、長さが０．１〜６ｍｍであることが好ましい。柱状の形状であると、球状のものにはない角があることから、効果的にバリ取り研磨を行なうことができる。
【００３９】
その断面形状としては、円形の他に楕円、偏平、三角以上の多角形などの異型断面が挙げられる。本発明でいう断面の長径とは、断面が円の場合は直径、偏平、楕円の場合は長径、三角以上の多角形の場合は、外接円の直径をいうものである。
【００４０】
断面の長径は、中でも０．１〜１ｍｍがより好ましい。研磨対象物が小さい場合はバリも小さいので小さいサイズの研磨材を使用する。研磨材の長径が０．０１ｍｍに満たない場合、サイズが小さすぎてバリ取りの効果が乏しくなる。また、研磨材の長径が３ｍｍを超える場合、単位容量当たりの研磨材の個数が少なく、小さなバリが取れにくくなる。
【００４１】
本発明の研磨材において、断面の長径が小さなものは、長さを短くし、一方、断面の長径が大きなものは、長さを長くすることが好ましい。研磨材の長さは、中でも０．２〜３．０ｍｍであることが好ましい。長さが０．１ｍｍ未満であると、このような長さにカットすることが困難となる、一方、研磨材の長さが６ｍｍを超える場合、研磨処理において研磨材同士の絡み合いが生じ、好ましくない。
【００４２】
なお、研磨材の長さと長径との寸法比、いわゆるアスペクト比〔（長さ）／（長径）〕は、長径が０．１ｍｍ未満のときはアスペクト比を１〜５０、長径が０．１ｍｍ以上のときはアスペクト比を０．５〜３とすることが好ましい。
【００４３】
さらに、本発明の研磨材は、フィラメント状の繊維を長手方向に対して垂直に切断することにより得られたものであることが好ましい。本発明の研磨材を得るためのフィラメント状の繊維はマルチフィラメント、モノフィラメントのいずれでもよく、上記したような直径を満足するようにフィラメントの繊度を適宜調整する。
【００４４】
そして、本発明の研磨材が十分な硬さと耐久性を有するために、フィラメント状の繊維の切断伸度は３０％〜２００％、さらには５０％〜１５０％とすることが好ましい。なお、このようなフィラメント状の繊維は、通常の溶融紡糸法によって製造することができる。
【００４５】
次に、本発明の研磨材の製造方法について一例を用いて説明する。変性ＰＶＡを均一にブレンドした熱可塑性樹脂を通常の溶融紡糸装置を用いて溶融紡糸する。溶融紡糸装置より紡出された繊維（モノフィラメント）を冷却固化した後、ローラ間で延伸を行い、モノフィラメントを得る。これを５００本引き揃えてギロチンカッターで所望の長さにカットすることにより、柱状の研磨材を得る。なお、研磨材の断面の長径は、ノズル孔径を変更したり、延伸倍率を調整するなどして、モノフィラメントの繊度を変更することにより所望の長さのものとすることができる。
【００４６】
また、本発明の研磨材は、研磨処理する際の流体は大気圧以上に加圧して用いられるが、概ね数気圧〜数十気圧（数百キロパスカル〜数メガパスカル）の範囲に加圧するのが好ましい。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。実施例中の各種の特性値については以下のようにして測定、評価を行った。
Ａ．相対粘度
ポリアミド：９６％硫酸を溶媒とし、濃度１ｇ／ｄｌ、温度２５℃の条件で測定した。
ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸：フェノールとテトラクロロエタンとの等質量混合溶液を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２５℃の条件で測定した。
Ｂ．モノフィラメントの切断伸度
ＪＩＳ Ｌ−１０１３ 引張り強さ及び伸び率の標準時試験に従い、島津製作所製オートグラフＡＧＳ−５００Ａを用い、つかみ間隔２５ｃｍ、引っ張り速度２５ｃｍ／分で測定した。
Ｃ．帯電評価
研磨材を圧縮空気とともに研磨対象物に吹き付けた後、循環パイプを通してポンプ部に戻し、再度研磨対象物に吹き付けるという閉鎖系で処理するバリ取り研磨装置を用いて、研磨対象（ＩＣリードフレームのパッケージ幅２０ｍｍ長さ１４０ｍｍ）に対して、１００ｍｍの距離から８ｍｍの直径を有する円形ノズルを用いて噴射圧力０．４ＭＰａのエアーとともに研磨材１７ｇ／秒で吹き付けて、８時間の連続稼働試験を行った。この時、循環パイプの内壁における静電気発生による研磨材の付着具合を目視にて観察し、以下の３段階で評価した。
◎：研磨材の付着なし。
○：わずかに付着が見られる。
×：静電気により研磨材が内壁に付着し、安定して噴射されない。
【００４８】
〔変性ＰＶＡの製造〕
オキシアルキレンの縮合度が平均２０のポリオキシエチレン（メタ）アリルエーテルと酢酸ビニルとをメタノール中でアゾビスイソブチロニトリルの存在下に共重合し、ついで残存モノマーを追い出した後、水酸化ナトリウムのメタノール溶液を加えてケン化した。ケン化反応により生じたスラリーから共重合体をろ別し、メタノールで３回洗浄を行い、ついで、酢酸ナトリウム１モルあたり１．５モルの酢酸を加えた後、再びメタノールで２回洗浄を行い、酢酸ナトリウム含有量を０．０７質量％、酢酸０．０２６質量％（酢酸ナトリウム１モルに対して０．５モル）に調整した後、乾燥して、オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール系樹脂（以下、ＥＯ−ＰＶＡと略記する）を得た。
このポリマーの平均重合度は２７０、ポリオキシエチレン（メタ）アリルエーテル単位の共重合割合は１．０モル％、ポリマー全体に占めるオキシアルキレン単位の割合は１６．１質量％、酢酸ビニル成分のケン化度は９６モル％、酢酸ナトリウム含有量は０．０７質量％、酢酸含有量は０．０２６質量％であった。
上記で得たＥＯ−ＰＶＡにフェノール系化合物として、融点１２０℃のペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］を０．３質量％添加し、ラウンドダイを備えた二軸押出機に供給し、温度２１０℃で押出してペレット状の変性ＰＶＡを得た。
【００４９】
実施例１
熱可塑性樹脂として、相対粘度が３．５であるナイロン６チップを用いた。熱可塑性樹脂中に得られた変性ＰＶＡを含有させ、含有量が全体の２質量％となるように混合して単軸押出機を用いて溶融混練し、紡糸温度を２６５℃として丸型紡糸口金を通して吐出量６２．７ｇ／分で紡出した。紡出したフィラメントを紡糸口金面の下方１００ｍｍの位置に液面がある温度２０℃の水浴中に引き取り、一旦巻き取ることなく連続して延伸した。延伸は延伸１段、熱固定１段で実施し、延伸手段として第１延伸域に温度９０℃の温水浴を、熱固定域に１７５℃の乾熱空気浴を用い、延伸倍率を２．２５、弛緩率を１．８％とし、全延伸倍率を２．２１倍とし、製造速度１１０．５ｍ／分で製造した。これにより直径０．４ｍｍ（５６７０ｄｔｅｘ）、強度１．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度１２０％のモノフィラメントを得た。
このモノフィラメントを長手方向に０．４ｍｍ間隔でカッティングして研磨材（長径が０．４ｍｍ、長さが０．４ｍｍ）を得た。
【００５０】
実施例２〜４、比較例１〜３
熱可塑性樹脂中の変性ＰＶＡの含有量が表１に示す量となるように、ナイロン６チップに変性ＰＶＡを添加した以外は、実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントを表１に示すような間隔（長さ）でカッティングして研磨材を得た。
【００５１】
実施例５
熱可塑性樹脂として相対粘度１．７のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。熱可塑性樹脂中に得られた変性ＰＶＡを含有させ、含有量が全体の１０質量％となるように混合して単軸押出機を用いて溶融混練し、紡糸温度を２９５℃として丸型紡糸口金を通して吐出量１６．５ｇ／分で紡出した。紡出したフィラメントを紡糸口金面の下方１００ｍｍの位置に液面がある温度５０℃の水浴中に引き取り、一旦巻き取ることなく連続して延伸した。延伸は延伸１段、熱固定１段で実施し、延伸手段として第１延伸域に温度９５℃の温水浴を、熱固定域に２２０℃の乾熱空気浴を用い、延伸倍率を３．５、弛緩率を１０．５％とし、全延伸倍率を３．１３倍とし、製造速度９４．０ｍ／分で製造した。これにより直径０．４ｍｍ（１７６０ｄｔｅｘ）、強度２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度９０％のモノフィラメントを得た。
このモノフィラメントを長手方向に０．４ｍｍ間隔でカッティングして研磨材（長径が０．４ｍｍ、長さが０．４ｍｍ）を得た。
【００５２】
実施例６
熱可塑性樹脂として、相対粘度が４．０のポリ乳酸（ＰＬＡ）を用いた。熱可塑性樹脂中に得られた変性ＰＶＡを含有させ、含有量が全体の１０質量％となるように混合して単軸押出機を用いて溶融混練し、紡糸温度を２２０℃として丸型紡糸口金を通して吐出量１０．０ｇ／分で紡出した。紡出したフィラメントを紡糸口金面の下方１００ｍｍの位置に液面がある温度４０℃の水浴中に引き取り、一旦巻き取ることなく連続して延伸した。延伸は延伸１段、熱固定１段で実施し、延伸手段として第１延伸域に温度９０℃の温水浴を、熱固定域に１７０℃の乾熱空気浴を用い、延伸倍率を３．５、弛緩率を２．０％とし、全延伸倍率を３．４３倍とし、製造速度８０．０ｍ／分で製造した。これにより直径０．４ｍｍ（１２５６ｄｔｅｘ）、強度２．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度３５％のモノフィラメントを得た。
このモノフィラメントを長手方向に０．４ｍｍ間隔でカッティングして研磨材（長径が０．４ｍｍ、長さが０．４ｍｍ）を得た。
【００５３】
【表１】
【００５４】
表１から明らかなように、実施例１〜６で得られた研磨材はいずれも静電気による帯電が起こりにくく、研磨時に循環パイプの内壁における静電気発生による研磨材の付着はほとんど見られなかった。このため、長時間安定して研磨を行うことができ、バリ取り効果にも優れていた。
【００５５】
一方、比較例１の研磨材は、熱可塑性樹脂中に変性ＰＶＡを含有していなかったため、比較例２の研磨剤は、熱可塑性樹脂中の変性ＰＶＡの含有量が少なすぎたため、両者とも静電気による帯電が起こりやすく、研磨時に静電気によって研磨材が内壁に付着し、安定して噴射されなかった。このため、バリ取り効果にも劣るものであった。比較例３では、モノフィラメントを溶融紡糸する際に、紡糸口金から吐出された糸状物は曳糸性がなく、モノフィラメント形状に引き取ることができなかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速流体中に分散させて、成型物の成型工程で生じたバリの除去および表面研磨に用いる研磨材に関するものであり、静電気による研磨装置内部壁面への付着及び循環不良を起こし難い研磨材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金型のキャビティの内部に樹脂を充填して成型する射出成型やトランスファ成型でできる樹脂成型物、あるいは溶融金属を型に流し込んで成型される鋳物には不要なバリが付着するので、これを取り除くためのいわゆるバリ取りが行なわれる。このバリ取り方法としてはガラスビーズを始め、各種の無機物粒子、プラスチックビーズなどの研磨材（投射材）を流体中に分散させ、バリ取りすべき成型物に高圧噴射するブラスト研磨方法がある。このとき、流体としては、通常、水や空気が用いられる。
【０００３】
ブラスト研磨にはクルミ等の種子の粉砕物や合成樹脂等の軟質投射材を用いる方法と金属、無機材料の砥流のような硬質投射材を用いる方法がある。硬質投射材は軟質投射材に比べて比重が大きいために衝撃力があり、高い研磨能力を有するが、被投射物を変形させたり、傷つけやすいという欠点があるため研磨する材料によってこれらの材料が適宜使い分けられている。
【０００４】
研磨材として無機物粒子を用いる場合、あまりに硬度が高いものであると成形物の表面が傷つく場合がある。また、無機物粒子の場合、脆いものが多いので、研磨作業中に粉砕され、粉砕された粉が成形物の表面に付着するため、これを洗浄する手間が必要な場合も生じる。
【０００５】
研磨材としてポリアミド、ポリプロピレン、ポリエステルなどの汎用のプラスチックビーズを用いると、無機物粒子より研磨材の粉砕を軽減することができるが、プラスチック製研磨材は投射装置内で循環使用される際、摩擦によって帯電し、パイプ内壁など研磨処理装置各所に付着、滞留したり、投射不良を起こしたりして研磨できなくなるという問題がある。これは通常の汎用ポリマーの多くが非常に高い電気抵抗を有するためである。
【０００６】
これらの問題を解決するものとして、合成樹脂に帯電防止剤を練りこんで帯電防止効果を発現させた研磨材が提案されており（特許文献１、２参照）、また、合成樹脂の表面に帯電防止剤を付着させた研磨材も提案されているが、使用時間が長くなるにつれて帯電防止剤が脱落するなど、十分な帯電防止効果が得られなかった。
【特許文献１】特開昭６１−１５２３７３号公報
【特許文献２】特開平１−１８８２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決し、摩擦による帯電を防止する効果が高く、研磨装置内部壁面への付着や滞留が生じにくく、かつ帯電防止効果の持続性が高い研磨材を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するために検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、変性ポリビニルアルコール樹脂を1〜４０質量％含有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする研磨材を要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の研磨材は、親水性物質として水酸基を有する変性ポリビニルアルコールを含有するため、親水性が高く、平衡状態で水分を多く含有することができる。このため、研磨材の電気抵抗が減少して、研磨装置内部で摩擦を受けても帯電を抑えることができ、研磨装置内部壁面への付着や滞留が生じにくく、長時間安定して研磨を行うことができる。また、この親水性樹脂は高分子化合物であるため、低分子の帯電防止剤のように使用中に樹脂から脱落することがなく、帯電防止効果の持続性に優れた研磨材となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の研磨材を構成する熱可塑性樹脂としては、繊維形成能を有するポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等が好ましく、中でも安価で優れた強力と耐久性を有するポリアミドが好ましい。
【００１１】
ポリアミドとしては、ポリイミノ−１−オキソテトラメチレン（ナイロン４）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリカプラミド（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリウンデカナミド（ナイロン１１）、ポリラウロラクタミド（ナイロン１２）、ポリメタキシレンアジパミド、ポリパラキシリレンデカナミド、ポリビスシクロヘキシルメタンデカナミド等が挙げられるが、これらの共重合体やブレンド体であってもよく、中でも、耐久性に優れるナイロン６が好ましい。
【００１２】
ポリオレフィンとしては、炭素原子数２〜１８の脂肪族α−モノオレフィン、例えばエチレン、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１，３−メチルブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、ドデセン−１、オクタデセン−１からなるホモポリオレフィンが挙げられる。脂肪族α−モノオレフインは、他のエチレン系不飽和モノマー、例えばブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、スチレン、α−メチルスチレンのような類似のエチレン系不飽和モノマーが共重合されたポリオレフィンであってもよい。
【００１３】
また、ポリエチレンの場合には、エチレンに対してプロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１又は類似の高級α−オレフィンが１０質量％以下共重合されたものであってもよく、ポリプロピレンの場合には、プロピレンに対してエチレン又は類似の高級α−オレフィンが１０質量％以下共重合されたものであってもよい。
【００１４】
ポリエステルとしては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタリン−２，６−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸あるいはアジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸又はこれらのエステル類を酸成分とし、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール等をジオール成分とするホモポリエステルあるいは共重合体が挙げられる。
【００１５】
また、Ｄ−乳酸及び／またはＬ−乳酸を主成分とする乳酸を重合してなるポリ乳酸であってもよい。
【００１６】
なお、これらのポリエステルには、パラオキシ安息香酸、５−ソジウムスルホイソフタル酸、ポリアルキレングリコール、ペンタエリススリトール、ビスフエノールＡ等が添加あるいは共重合されていてもよい。
【００１７】
さらには、本発明の研磨材を構成する熱可塑性樹脂には、必要に応じて、例えば酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、チッ化ケイ素、クレー、タルクなどの各種無機粒子や架橋高分子粒子、各種金属粒子などの粒子類のほか従来公知の酸化防止剤、抗酸化剤、着色防止剤、耐光剤、包接化合物、各種着色剤、各種界面活性剤、各種強化繊維類等の各種添加剤が本発明の効果を損なわない範囲内で添加されていてもよい。
【００１８】
そして、本発明の研磨材を構成する熱可塑性樹脂は、変性ポリビニルアルコール樹脂（以下、変性ＰＶＡという）が含有されている。変性ＰＶＡの含有量は、熱可塑性樹脂中の１〜４０質量％であり、中でも５〜３０質量％であることが好ましい。
【００１９】
変性ＰＶＡの含有量が１質量％未満であると十分な親水性が得られず、帯電防止効果が得られない。一方、４０質量％を超えると、研磨材の強度や耐久性が低下する。また、研磨材をフィラメント状の繊維を切断することにより得る際には、繊維化する溶融紡糸、延伸工程での製糸性が悪化する。
【００２０】
変性ＰＶＡは、熱可塑性樹脂中にブレンドされて含有されていることが好ましい。つまり、熱可塑性樹脂中に変性ＰＶＡが独立した層として存在するのではなく、熱可塑性樹脂中に略均一に変性ＰＶＡが混合されていることが好ましい。これにより、変性ＰＶＡが研磨材中から剥落したり、溶出することを防ぐことができ、親水性樹脂による帯電防止効果の持続性（耐久性）が向上する。
【００２１】
本発明の研磨材に使用される変性ＰＶＡとしては、オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールが好ましい。オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールは、具体的には、酢酸ビニルと、ポリオキシエチレン（メタ）アリルエーテル、ポリオキシプロピレン（メタ）アリルエーテルなどのポリオキシアルキレン（メタ）アリルエーテルとを共重合し、ついでケン化することにより得られる。
【００２２】
この場合、ポリオキシアルキレン（メタ）アリルエーテルの共重合割合（含有量）は０．１〜２０モル％、中でも０．１〜５モル％とすることが好ましく、ポリオキシアルキレン（メタ）アリルエーテルにおけるポリオキシアルキレンの縮合度は１〜３００、中でも３〜５０とすることが好ましく、オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール全体に占めるオキシアルキレン単位の割合が３〜４０質量％であることが好ましい。このことは、共重合体におけるオキシアルキレン単位の局在−非局在の程度およびオキシアルキレン単位の長さに最適範囲があることを示している。
【００２３】
オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールにおける酢酸ビニル単位のケン化度は５０〜１００モル％、さらには７０〜９９モル％が好ましく、ポリビニルアルコールの平均重合度は１５０〜１５００、さらには２００〜１０００が好ましい。
【００２４】
なお、共重合成分としてポリオキシアルキレン（メタ）アリルエーテル以外の成分が本発明の目的を損なわない範囲で含有されていてもよく、例えばα−オレフィン（エチレン、プロピレン、長鎖α−オレフィン等）、エチレン性不飽和カルボン酸系モノマー、（アクリレート、メタクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、ビニルエーテル等）等を３０モル％以下程度であれば含有してもよい。
【００２５】
オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールを得るときの重合方法としては通常、溶液重合法が採用され、場合により懸濁重合法、エマルジョン重合法などを採用することもできる。ケン化反応としては、アルカリケン化法、酸ケン化法などが採用される。
【００２６】
オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールは上記のほか、酢酸ビニルと、ポリオキシエチレン（メタ）アクリレート、ポリオキシプロピレン（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレン（メタ）アクリルアミド、ポリオキシプロピレン（メタ）アクリルアミド、ポリオキシエチレン（１−（メタ）アクリルアミド−１，１−ジメチルプロピル）エステル、ポリオキシエチレンビニルエーテル、ポリオキシプロピレンビニルエーテル、ポリオキシエチレンアリルアミド、ポリオキシプロピレンアリルアミド、ポリオキシエチレンビニルアミド、ポリオキシプロピレンビニルアミドなどを共重合し、ついでケン化することによっても得ることができる。
【００２７】
この他、オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールは、ポリビニルアルコールに対するアルキレンオキシドの反応、あるいはポリオキシアルキレングリコールに対する酢酸ビニルの重合およびそれに引き続くケン化によっても得ることができる。
【００２８】
このようにして得られたオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールは、さらに、（１）融点が５０〜２５０℃のフェノール系化合物、（２）チオエーテル系化合物、（３）ホスファイト系化合物のうちの１種以上をオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールに対して０．０１〜５．０質量％、中でも０．１〜０．５質量％添加することが好ましい。これにより、熱安定性を向上させることができる。これらの添加量が０．０１質量％未満では熱安定性の向上が期待できず、５．０質量％を超える場合は親水性の低下を招きやすい。
【００２９】
（１）融点が５０〜２５０℃のフェノール系化合物としては、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、４，４′−チオビス−（６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２′−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、テトラキス−［メチレン−３−（３′，５′−ジ−ｔ−ブチル−４′−ヒドロキシフェニルプロピオネート］メタン、オクタデシル−３−（３′，５′−ジ−ｔ−ブチル−４′−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、４，４′−チオビス−（６−ｔ−ブチルフェノール）、Ｎ，Ｎ′−ヘキサメチレン−ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４′−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド）、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、ペンタエリスチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタンなどが挙げられる。
【００３０】
（２）チオエーテル系化合物としては、ペンタエリスリトール−テトラキス−（β−ラウリルチオプロピオネート）、テトラキス［メチレン−３−（ドデシルチオ）プロピオネート］メタン、ビス［２−メチル−４−｛３−ｎ−アルキルチオプロピオニルオキシ｝−５−ｔ−ブチルフェニル］スルフィド等が挙げられる。
【００３１】
（３）ホスファイト系化合物としては、トリフェニルホスファイト、トリス（ｐ−ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ジフェニルイソオクチルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイトやフェニルジイソオクチルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリイソオクチルホスファイト、トリステアリルホスファイト、その他のテトラキス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−４，４′−ビフェニレンホスホナイト、ジ（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト等が挙げられる。
【００３２】
さらには、本発明におけるオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールには、（４）炭素数が１０以上の脂肪酸あるいはその塩、脂肪酸アミド系化合物、脂肪酸エステル系化合物の少なくとも１種をオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールに対して０．０１〜３．０質量％、中でも０．１〜０．５質量％添加することが好ましく、これにより熱安定性がさらに向上する。
【００３３】
（４）炭素数１０以上の脂肪酸あるいはその塩とは、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リシノール酸、アラキジニン酸、ベヘニン酸、エルカ酸等の高級脂肪酸または、ヒドロキシステアリン酸、ヒドロキシリシノール酸等のヒドロキシ脂肪酸、あるいはこれらのマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛等の金属塩等が挙げられ、中でもステアリン酸、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ベヘニン酸マグネシウムが実用的である。
【００３４】
また、（４）の脂肪酸アミド系化合物とは、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、ベヘニン酸アミド、エルカ酸アミド等の脂肪酸アミドあるいはメチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等のアルキレンビス脂肪酸アミドが挙げられる。さらに、脂肪酸エステル系化合物とは、ブチルステアレート、ブチルパルミチレート等の１価アルコールの脂肪酸エステル、エチレングリコールモノステアレート等の多価アルコールの脂肪酸エステル等が挙げられる。
【００３５】
オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールに（１）〜（４）の化合物を添加する方法としては、常用の方法、即ち撹拌機付き溶融缶、押出機、ロール混練機等を用いて溶融混合し、ペレット化することが好ましい。溶融混合温度は１６０〜２５０℃、中でも１８０〜２３０℃とすることが好ましい。
【００３６】
前記したように変性ＰＶＡを熱可塑性樹脂中に添加して混合する際には、変性ＰＶＡに各種の成分を含有させたペレットを作成した後、熱可塑性樹脂中に添加し、溶融混合してもよいが、（１）〜（４）の各成分を前もって変性ＰＶＡ中に溶融ブレンドしたペレットとせず、変性ＰＶＡ、（１）〜（４）の各成分、熱可塑性樹脂をそれぞれ添加して直接溶融混合してもよい。
【００３７】
また、変性ＰＶＡ中には、発明の効果を損なわない範囲で他のポリマーを配合することもでき、また、可塑剤、充填剤、着色剤、安定剤をはじめ、種々の添加剤を配合することもできる。
【００３８】
そして、本発明の研磨材は、柱状の形状を有しており、長手方向に対して垂直に切断した断面の長径が０．０１〜３ｍｍ、長さが０．１〜６ｍｍであることが好ましい。柱状の形状であると、球状のものにはない角があることから、効果的にバリ取り研磨を行なうことができる。
【００３９】
その断面形状としては、円形の他に楕円、偏平、三角以上の多角形などの異型断面が挙げられる。本発明でいう断面の長径とは、断面が円の場合は直径、偏平、楕円の場合は長径、三角以上の多角形の場合は、外接円の直径をいうものである。
【００４０】
断面の長径は、中でも０．１〜１ｍｍがより好ましい。研磨対象物が小さい場合はバリも小さいので小さいサイズの研磨材を使用する。研磨材の長径が０．０１ｍｍに満たない場合、サイズが小さすぎてバリ取りの効果が乏しくなる。また、研磨材の長径が３ｍｍを超える場合、単位容量当たりの研磨材の個数が少なく、小さなバリが取れにくくなる。
【００４１】
本発明の研磨材において、断面の長径が小さなものは、長さを短くし、一方、断面の長径が大きなものは、長さを長くすることが好ましい。研磨材の長さは、中でも０．２〜３．０ｍｍであることが好ましい。長さが０．１ｍｍ未満であると、このような長さにカットすることが困難となる、一方、研磨材の長さが６ｍｍを超える場合、研磨処理において研磨材同士の絡み合いが生じ、好ましくない。
【００４２】
なお、研磨材の長さと長径との寸法比、いわゆるアスペクト比〔（長さ）／（長径）〕は、長径が０．１ｍｍ未満のときはアスペクト比を１〜５０、長径が０．１ｍｍ以上のときはアスペクト比を０．５〜３とすることが好ましい。
【００４３】
さらに、本発明の研磨材は、フィラメント状の繊維を長手方向に対して垂直に切断することにより得られたものであることが好ましい。本発明の研磨材を得るためのフィラメント状の繊維はマルチフィラメント、モノフィラメントのいずれでもよく、上記したような直径を満足するようにフィラメントの繊度を適宜調整する。
【００４４】
そして、本発明の研磨材が十分な硬さと耐久性を有するために、フィラメント状の繊維の切断伸度は３０％〜２００％、さらには５０％〜１５０％とすることが好ましい。なお、このようなフィラメント状の繊維は、通常の溶融紡糸法によって製造することができる。
【００４５】
次に、本発明の研磨材の製造方法について一例を用いて説明する。変性ＰＶＡを均一にブレンドした熱可塑性樹脂を通常の溶融紡糸装置を用いて溶融紡糸する。溶融紡糸装置より紡出された繊維（モノフィラメント）を冷却固化した後、ローラ間で延伸を行い、モノフィラメントを得る。これを５００本引き揃えてギロチンカッターで所望の長さにカットすることにより、柱状の研磨材を得る。なお、研磨材の断面の長径は、ノズル孔径を変更したり、延伸倍率を調整するなどして、モノフィラメントの繊度を変更することにより所望の長さのものとすることができる。
【００４６】
また、本発明の研磨材は、研磨処理する際の流体は大気圧以上に加圧して用いられるが、概ね数気圧〜数十気圧（数百キロパスカル〜数メガパスカル）の範囲に加圧するのが好ましい。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。実施例中の各種の特性値については以下のようにして測定、評価を行った。
Ａ．相対粘度
ポリアミド：９６％硫酸を溶媒とし、濃度１ｇ／ｄｌ、温度２５℃の条件で測定した。
ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸：フェノールとテトラクロロエタンとの等質量混合溶液を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２５℃の条件で測定した。
Ｂ．モノフィラメントの切断伸度
ＪＩＳ Ｌ−１０１３ 引張り強さ及び伸び率の標準時試験に従い、島津製作所製オートグラフＡＧＳ−５００Ａを用い、つかみ間隔２５ｃｍ、引っ張り速度２５ｃｍ／分で測定した。
Ｃ．帯電評価
研磨材を圧縮空気とともに研磨対象物に吹き付けた後、循環パイプを通してポンプ部に戻し、再度研磨対象物に吹き付けるという閉鎖系で処理するバリ取り研磨装置を用いて、研磨対象（ＩＣリードフレームのパッケージ幅２０ｍｍ長さ１４０ｍｍ）に対して、１００ｍｍの距離から８ｍｍの直径を有する円形ノズルを用いて噴射圧力０．４ＭＰａのエアーとともに研磨材１７ｇ／秒で吹き付けて、８時間の連続稼働試験を行った。この時、循環パイプの内壁における静電気発生による研磨材の付着具合を目視にて観察し、以下の３段階で評価した。
◎：研磨材の付着なし。
○：わずかに付着が見られる。
×：静電気により研磨材が内壁に付着し、安定して噴射されない。
【００４８】
〔変性ＰＶＡの製造〕
オキシアルキレンの縮合度が平均２０のポリオキシエチレン（メタ）アリルエーテルと酢酸ビニルとをメタノール中でアゾビスイソブチロニトリルの存在下に共重合し、ついで残存モノマーを追い出した後、水酸化ナトリウムのメタノール溶液を加えてケン化した。ケン化反応により生じたスラリーから共重合体をろ別し、メタノールで３回洗浄を行い、ついで、酢酸ナトリウム１モルあたり１．５モルの酢酸を加えた後、再びメタノールで２回洗浄を行い、酢酸ナトリウム含有量を０．０７質量％、酢酸０．０２６質量％（酢酸ナトリウム１モルに対して０．５モル）に調整した後、乾燥して、オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール系樹脂（以下、ＥＯ−ＰＶＡと略記する）を得た。
このポリマーの平均重合度は２７０、ポリオキシエチレン（メタ）アリルエーテル単位の共重合割合は１．０モル％、ポリマー全体に占めるオキシアルキレン単位の割合は１６．１質量％、酢酸ビニル成分のケン化度は９６モル％、酢酸ナトリウム含有量は０．０７質量％、酢酸含有量は０．０２６質量％であった。
上記で得たＥＯ−ＰＶＡにフェノール系化合物として、融点１２０℃のペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］を０．３質量％添加し、ラウンドダイを備えた二軸押出機に供給し、温度２１０℃で押出してペレット状の変性ＰＶＡを得た。
【００４９】
実施例１
熱可塑性樹脂として、相対粘度が３．５であるナイロン６チップを用いた。熱可塑性樹脂中に得られた変性ＰＶＡを含有させ、含有量が全体の２質量％となるように混合して単軸押出機を用いて溶融混練し、紡糸温度を２６５℃として丸型紡糸口金を通して吐出量６２．７ｇ／分で紡出した。紡出したフィラメントを紡糸口金面の下方１００ｍｍの位置に液面がある温度２０℃の水浴中に引き取り、一旦巻き取ることなく連続して延伸した。延伸は延伸１段、熱固定１段で実施し、延伸手段として第１延伸域に温度９０℃の温水浴を、熱固定域に１７５℃の乾熱空気浴を用い、延伸倍率を２．２５、弛緩率を１．８％とし、全延伸倍率を２．２１倍とし、製造速度１１０．５ｍ／分で製造した。これにより直径０．４ｍｍ（５６７０ｄｔｅｘ）、強度１．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度１２０％のモノフィラメントを得た。
このモノフィラメントを長手方向に０．４ｍｍ間隔でカッティングして研磨材（長径が０．４ｍｍ、長さが０．４ｍｍ）を得た。
【００５０】
実施例２〜４、比較例１〜３
熱可塑性樹脂中の変性ＰＶＡの含有量が表１に示す量となるように、ナイロン６チップに変性ＰＶＡを添加した以外は、実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントを表１に示すような間隔（長さ）でカッティングして研磨材を得た。
【００５１】
実施例５
熱可塑性樹脂として相対粘度１．７のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。熱可塑性樹脂中に得られた変性ＰＶＡを含有させ、含有量が全体の１０質量％となるように混合して単軸押出機を用いて溶融混練し、紡糸温度を２９５℃として丸型紡糸口金を通して吐出量１６．５ｇ／分で紡出した。紡出したフィラメントを紡糸口金面の下方１００ｍｍの位置に液面がある温度５０℃の水浴中に引き取り、一旦巻き取ることなく連続して延伸した。延伸は延伸１段、熱固定１段で実施し、延伸手段として第１延伸域に温度９５℃の温水浴を、熱固定域に２２０℃の乾熱空気浴を用い、延伸倍率を３．５、弛緩率を１０．５％とし、全延伸倍率を３．１３倍とし、製造速度９４．０ｍ／分で製造した。これにより直径０．４ｍｍ（１７６０ｄｔｅｘ）、強度２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度９０％のモノフィラメントを得た。
このモノフィラメントを長手方向に０．４ｍｍ間隔でカッティングして研磨材（長径が０．４ｍｍ、長さが０．４ｍｍ）を得た。
【００５２】
実施例６
熱可塑性樹脂として、相対粘度が４．０のポリ乳酸（ＰＬＡ）を用いた。熱可塑性樹脂中に得られた変性ＰＶＡを含有させ、含有量が全体の１０質量％となるように混合して単軸押出機を用いて溶融混練し、紡糸温度を２２０℃として丸型紡糸口金を通して吐出量１０．０ｇ／分で紡出した。紡出したフィラメントを紡糸口金面の下方１００ｍｍの位置に液面がある温度４０℃の水浴中に引き取り、一旦巻き取ることなく連続して延伸した。延伸は延伸１段、熱固定１段で実施し、延伸手段として第１延伸域に温度９０℃の温水浴を、熱固定域に１７０℃の乾熱空気浴を用い、延伸倍率を３．５、弛緩率を２．０％とし、全延伸倍率を３．４３倍とし、製造速度８０．０ｍ／分で製造した。これにより直径０．４ｍｍ（１２５６ｄｔｅｘ）、強度２．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度３５％のモノフィラメントを得た。
このモノフィラメントを長手方向に０．４ｍｍ間隔でカッティングして研磨材（長径が０．４ｍｍ、長さが０．４ｍｍ）を得た。
【００５３】
【表１】
【００５４】
表１から明らかなように、実施例１〜６で得られた研磨材はいずれも静電気による帯電が起こりにくく、研磨時に循環パイプの内壁における静電気発生による研磨材の付着はほとんど見られなかった。このため、長時間安定して研磨を行うことができ、バリ取り効果にも優れていた。
【００５５】
一方、比較例１の研磨材は、熱可塑性樹脂中に変性ＰＶＡを含有していなかったため、比較例２の研磨剤は、熱可塑性樹脂中の変性ＰＶＡの含有量が少なすぎたため、両者とも静電気による帯電が起こりやすく、研磨時に静電気によって研磨材が内壁に付着し、安定して噴射されなかった。このため、バリ取り効果にも劣るものであった。比較例３では、モノフィラメントを溶融紡糸する際に、紡糸口金から吐出された糸状物は曳糸性がなく、モノフィラメント形状に引き取ることができなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変性ポリビニルアルコール樹脂を1〜４０質量％含有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする研磨材。
【請求項２】
フィラメント状の繊維を長手方向に対して垂直に切断することにより得られたものである請求項１記載の研磨材。
【請求項３】
柱状の形状を有しており、長手方向に対して垂直に切断した断面の長径が０．０１〜３ｍｍ、長さが０．１〜６ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の研磨材。
【請求項１】
変性ポリビニルアルコール樹脂を1〜４０質量％含有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする研磨材。
【請求項２】
フィラメント状の繊維を長手方向に対して垂直に切断することにより得られたものである請求項１記載の研磨材。
【請求項３】
柱状の形状を有しており、長手方向に対して垂直に切断した断面の長径が０．０１〜３ｍｍ、長さが０．１〜６ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の研磨材。
【公開番号】特開２００９−２９１８７０（Ｐ２００９−２９１８７０Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４６９２４（Ｐ２００８−１４６９２４）
【出願日】平成２０年６月４日（２００８．６．４）
【出願人】（３９９０６５４９７）ユニチカファイバー株式会社 (190)
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月４日（２００８．６．４）
【出願人】（３９９０６５４９７）ユニチカファイバー株式会社 (190)
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