JP2005161488A - 被研磨材表面の固着物除去方法及びシート状砥石 - Google Patents

Abstract

【課題】 被研磨面に付着した固着物を、被研磨面に深い傷を入れることなく、固着物を短時間かつ効率的に除去し、被研磨表面を美しく仕上げることを目的とする。
【解決手段】 ダイヤモンド砥粒の粒径別に成形された選別チップと、選別チップごとに製作された複数枚のシート状砥石Ａと、チップがダイヤモンド砥粒を含有しないシート状砥石Ｂと、該複数枚もしくは単独のシート状砥石Ａ、Ｂが作業工程で被研磨面の固着物の付着度合に対応しつつ、順次シート状砥石を選択交換して上記固着物を除去することによって被研磨面の美感を向上することができる固着物除去方法およびシート状砥石。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被研磨剤の表面に付着した強固な固着物を除去する方法およびシート状砥石に関するものである。

ガラスや鏡は、その設置される環境や雰囲気で表面に汚れが付着し、経年変化で次第に強固な固着物となり、容易に排除することが困難になる。例えば、窓ガラスは雨水や大気中に含まれる汚染物質などが強固に付着し、鏡は室内では化粧品や垢、温泉や風呂場では水道水や地下水に含まれるカルシウムやマグネシウムを含んだミネラル分が主な成分となり、除去困難な固着物の原因となっている。

これらの固着物に対して従来は、酸性薬品や大量のスラリーなどが採用されていたが、このものは垢や汚れを除去できるものの強固に付着した固着物を取り除くことが出来なかっただけでなく、薬品類や排水に含まれる汚濁は環境汚染の原因にもなっていた。

この問題を解決するために、特許文献1には、粒径が０．０１μｍ〜０．５μｍのダイヤモンド微細粒を主成分として、酸化セリウム粉体、酸化クロム粉体などと、バインダーとして使用されるエポキシ系樹脂とを均一に混練し、これをシート状の基材上に、多数の凸状塊として固化形成した研磨シートを被研磨面に押し当てて相対運動させる方法が提案されている。

特開２００３−２６６３２１号公報(請求項１等) しかしながら、前記公報に示される研磨シートを、被研磨面に押し当てて相対運動させる方法では、固着物が完全に取り除かれるまでに相当な時間を要し、作業能率が悪いという欠点があった。その理由は、粒径が０．０１μm〜０．５μmのダイヤモンド微細粒では、固着物が大きい場合や付着度合いが強い場合に、砥粒の粒径が小さ過ぎるために、固着物の付着箇所を何度も相対運動させなければならず膨大な時間とコストを要することになる。

一方,ダイヤモンド砥粒を大きくした場合は、被研磨面に深い傷をつけるという不具合が生じる。

本発明は以上の不具合に鑑みてなされたものであって、被研磨面に付着した固着物の付着度合を作業者が観察し、付着度合に対応した砥粒を有する複数のシート状砥石を適宜選択して、数段階の研磨工程を経ることによって強固な固着物を効率よく除去するとともに優れた美観の被研磨面を得ることを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に関わる固着物除去方法は、砥粒を結合剤で平板状に成形した複数個のチップを表面に固着したシート状砥石の研磨面と被研磨面との間に水又は研磨剤とを介在させて被研磨面に付着した固着物をシート状砥石の相対運動によって除去する作業工程において、被研磨面洗浄後に砥粒にダイヤモンドを使用し、ダイヤモンド砥粒の粒径別に成形された選別チップと、選別チップごとに製作された複数枚のシート状砥石Ａと、チップがダイヤモンド砥粒を含有しないシート状砥石Ｂとで構成され、該複数枚のシート状砥石Ａ、Ｂが前記作業行程で被研磨面の固着物の付着程度に対応しつつ、順次シート状砥石を選択交換して上記固着物を除去することを特徴としている(請求項１)。

なお、ここでいう「被研磨面」は、ガラスに限らず、一般建築物の壁面や床面などを含み、広くは、部材の表面に付着した強固な固着物を除去する方法に関するものである。

前記固着物除去方法によれば、固着物の大きさや付着度合いに応じて、シート状砥石の粒度を選択することが可能で、選択されたシート状砥石の相対運動によって短時間で効率的に固着物を除去することができる。前記相対運動を与える方法としては、人手によるものと機械によるものとがある。本発明に使用されるシート状砥石Ａは、必ずしも粗い粒度から使用する必要はなく、固着物の大きさや付着度合いに応じて、例えば、シート状砥石Ａの細かい粒度から被研磨面の固着物除去を開始し、次にシート状砥石Ｂにて作業を完了させることもできる。また、例えば固着物の大きさや付着度合いに応じて、シート状砥石Ｂから開始して、作業を完了させることもできる。

また本発明の固着物除去方法は、前記の固着物除去方法において、シート状砥石Ｂを用いないことを特徴としている（請求項２）。

被研磨面の固着物の付着度合いが強い場合、ダイヤモンド砥粒の高い研削性能を用いて、シート状砥石Ａを、固着物の付着度合いを施工者の判断に応じて、適当な粒度のシート状砥石を選択し、固着物を効率的に短時間に除去して作業を終了ことが可能である。

また本発明の固着物除去方法として、前記固着物除去方法において、シート状砥石Ａを用いないことを特徴とするものである（請求項３）。

被研磨面の固着物度合いが弱い場合や被研磨面に傷を入れたくない場合は、ダイヤモンド砥粒ではなく一般砥粒を含有するシート状砥石Ｂのみにて、被研磨面の美感を向上させ、且つ固着物を除去することが可能である。

本発明の具体的方法としては、前記被研磨材とシート状砥石との相対運動が振動駆動する研磨機によって固着物を除去するのが好適である(請求項４)。

ダイヤモンド砥粒の研削力は高いので、シート状砥石Ａの相対運動で被研磨面に必要以上の傷を入れる可能性がある。例えば、シート状砥石Ａを回転させて被研磨面の固着物を除去する場合、研磨面から剥離した粗い固着物がシート状砥石の研磨面に食い込んで脱落することなく砥粒の一部として被研磨面に作用して固着物のみならず被研磨面の被研磨材そのものに深い傷を入れることがある。従って、シート状砥石Ａの相対運動を高速かつ小刻みに微振動させると、研磨面の断続的な運動によって被研磨面から剥離した固着物が研磨面から容易に脱落して、被研磨面に必要以上の傷を入れることなく、固着物を除去することが可能である。

また、前記被研磨剤とシート状砥石Ｂとの相対運動が振動、又は回転運動する研磨機によって固着物を除去するのが好ましい（請求項５）。

ダイヤモンド砥粒ではない一般砥粒を用いる場合は、その砥粒の研削力に合わせて、振動又は回転運動によって固着物除去方法を適宜選択することができる。例えばダイヤモンド砥粒と比較して、大幅に研削力が弱い砥粒を用いる場合は、回転運動する研磨機にて被研磨面を研磨すると、短時間で被研磨面の固着物を除去することができる。

また、前記チップにおいて、結合剤に弾塑性体の樹脂が含まれるシート状砥石の場合（請求項６）、シート状砥石Ａではダイヤモンド砥粒を保持する結合剤の硬度を調整することによって、ダイヤモンド砥粒の切削力の調整が可能となるので、硬い結合剤に比べて、被研磨面に深い傷を入れにくくすることができる。

上記シート状砥石Ａでは、弾性体としての樹脂について説明したが、このものは被研磨面の若干の凹凸に対応してチップが変形して倣う塑性体としての機能も発揮できる。この機能によって被研磨面に深い傷をつけることなく固着物の突起部分のみの除去が可能となる。

ここで使用される弾塑性体の樹脂は、ウレタン系あるいはゴム系であってもよい。例えばウレタン系樹脂は熱可塑性で、熱硬化性樹脂と比較して軟らかく弾塑性の性質を有するため、ダイヤモンド砥粒を軟らかく保持することができて、被研磨面に深い傷を入れることが少なく、固着物だけを除去することが可能である。ちなみに従来のように結合剤に熱硬化性の樹脂を使用してダイヤモンド砥粒を堅固に保持した場合は、ダイヤモンド砥粒の研削力が必要以上に発揮されてしまい、被研磨面に深い傷を入れやすくなる。

一方、前記ダイヤモンド砥粒の粒径がチップごとに１μｍ〜３０μｍの範囲で選別され、選別されたチップごとに複数枚のシート状砥石Ａを構成したものでは（請求項７）、被研磨面の固着物が小さく、付着度合いも弱ければ、ダイヤモンド砥粒の粒経を１μｍ〜１０μｍ程度とし、被研磨面の固着物が比較的大きく、付着度合いが中程度ならば、ダイヤモンド砥粒の粒経を１０μｍ〜２０μｍ程度とし、被研磨面の固着物が大きく、付着度合いが強ければ、ダイヤモンド砥粒の粒経を２０μｍ〜３０μｍとすることによって、付着度合いを施工者が判断しながら、常に最適な状態で固着物を効率的に除去することができる。

ところで、粒径が１μmより小さいダイヤモンド砥粒を使用したチップで被研磨面に付着した大きな固着物や付着度合の強大な固着物は除去しきれず、粒経が３０μmより大きいダイヤモンド砥粒を使用したチップでは、作業中に被研磨面に深い傷を入れてしまうという不具合が生じる。一度つけてしまった深い傷は、この傷がなくなるまで被研磨面全体を研磨し直さなければならないという不都合が生じてしまう。

前記ダイヤモンド砥粒を含むチップにおいて、平板状チップの研磨面及びダイヤモンド砥粒の一部平坦面とがシート状砥石の面に平行な同一平滑面に形成されたシート状砥石Ａでは（請求項８）、固着物の除去作業中に砥石凸部分の平坦面と被研磨面が互いに面で接触するとともに結合剤の弾塑性変形でダイヤモンド砥粒のエッジ部のみが固着物と接触して被研磨面に傷を入れることなく固着物のみを除去することができる。また前記シート状砥石のチップの厚みを調整することによって、被研磨面の材質や固着物の種類に応じて適宜最適な固着物除去が可能になり、シート状砥石の長寿命化を図ることもできる。

本発明のシート状砥石Ｂにおいて、前記ダイヤモンド砥粒を含まないチップに金属酸化物を砥粒として含ませたものが好ましい（請求項９）。

前記金属酸化物としては、酸化セリウム、コロイダルシリカや酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化すずなどがあり、本発明に用いられるシート状砥石Ｂには酸化セリウムが好適である。酸化セリウムを砥粒として用いた場合、酸化セリウムの性質から生じる化学反応と酸化セリウムの砥粒としての機械的研磨との相乗効果によって、被研磨面の表面に付着した固着物を容易に除去することができる。また酸化セリウム砥粒の機械的研磨だけに焦点を当てた場合、酸化セリウム砥粒は、ダイヤモンド砥粒と比べて、硬度が軟らかいので、被研磨面に深い傷を入れることなく被研磨面に付着した固着物を除去し、さらに前記シート状砥石Ａにて被研磨面につけた傷や、最初から被研磨面に存在している傷をシート状砥石Ｂで磨くことによって、表面粗さを小さくし、結果的に被研磨面を精密に研磨することが可能である。

さらに、前記ダイヤモンド砥粒を含まないチップの結合剤に繊維を含ませたシート状砥石Ｂでは（請求項１０）、繊維が弾性体としての効果を持ち合わせていることはもちろんのこと水又は研磨剤を絡ませて被研磨面から外部へ飛散するのを防止している。繊維としては、動物、食物、合成などが適宜選択的に使用される。このようなシート状砥石Ｂにおいて、従来のように多量の研磨剤を含むスラリーを用いる必要がなく、少量の水での研磨が可能なので、環境への影響を少なくすることができる。

前記チップの成形が印刷製法で行われ、かつチップの研磨面に平板プレスを押し当てて平滑面を構成したシート状砥石では（請求項１１）、印刷製法でシート上に複数個のチップを凸形に固着配設した後に、平板プレスによる成形でチップ部分の厚みを容易に調整することができる。このものは印刷製法でさまざまな方向を向いているダイヤモンド砥粒の一部平坦面がチップの平滑面に平行になるように成形する効果があり、固着物の除去に際して被研磨面に傷をつけることなくより安定した作業を短時間で行うことができる。

一方、前記ダイヤモンド砥粒を含まないチップが印刷製法で成形され、印刷製法の型抜きで生じた被研磨面に向かう砥石のバリやカエリで構成されたシート状砥石Ｂでは（請求項１２）、印刷製法による型抜きによって前記チップ研磨面が平滑面に成形されるのみならず、チップ研磨面の外周が突起状の凸形に構成されるので、ダイヤモンド砥粒と比べ硬度が軟らかい酸化セリウムを砥粒とした場合には、チップ研磨面の外周凸形部分が、被研磨材表面への研磨効率向上に寄与し、被研磨面の美感をさらに短時間で得ることができる。

本発明に関わる固着物除去方法は以上のように構成されるので、固着物の除去作業において、施工者が固着物の付着度合及び作業状況を判断しながら、最適なシート状砥石を選択して短時間に効果的な固着物除去が可能となる。また、被研磨面を傷つけることなく固着物のみを除去することができる一方で、たとえ傷がついても金属酸化物を砥粒としたシート状砥石Ｂによって傷の存在が肉眼では見えにくくすることができる。さらに、製作工程でチップを平板プレスで成形したり、結合剤に弾塑性樹脂あるいは繊維などを含ませた場合は、被研磨面に傷を付けずに固着物を除去することが容易に行われるので、施工者の熟練度が問われることもなくなる。またこれらシート状砥石は、少量の水のみでの研磨が可能となるので、環境への影響を少なくすることができる。

本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図1は本発明に関わる固着物除去方法の第1の実施例である。図1の固着物除去方法の工程図に示されているように、まず始めに被研磨面洗浄を行う第１工程では、水などを用いて被研磨面に付着している砂挨等を取り除く。次いで被研磨面に付着している湯垢や油膜の除去を、洗剤や研磨剤などを用いて行う。

ここではシート状砥石Ａの粒径を、砥石Ａ１で１〜１０μｍ、砥石Ａ２で１０〜２０μｍ、砥石Ａ３で２０〜３０μｍとし、砥石Ｂを１〜５μｍとする。なお、ここでいう砥石とは、本発明に関わるシート状砥石のことをいう。

第２工程では、固着物の付着度合を図り、砥石Ａ１で被研磨面を研磨してから、肉眼で固着物の除去が確認できた場合は作業を終了する。

また、固着物の固着度合いが弱いと判断した場合は、砥石Ｂにて固着物除去を開始し、作業を終了させることもできる。

しかし、第２工程で、固着物除去を肉眼で確認ができない場合は、第３工程で砥石Ａ２を使って被研磨面の固着物の除去程度を確認する。砥石Ａ２で固着物の除去が肉眼で確認ができた場合は、作業を終了する。砥石Ａ２で固着物除去が肉眼で確認できなかった場合は、さらに砥石Ａ３を使って、固着物を完全に除去することができる。

なお、第１工程終了後、もしくは、第２工程の砥石Ａ１、Ａ２、Ａ３のどの段階でもよいが、図１の点線に示されているように、砥石Ｂを使うことによって、さらに傷の少ない被研磨面を得ることができる。砥石Ｂには、酸化セリウムが砥粒として使用され、化学的な効果と機械的研磨の双方が同時に進行する形で研磨する機能を有しているので、被研磨面の固着物除去のみならず、被研磨面の表面粗さを小さくすることができ、さらなる被研磨面の美感を得る事が可能である。

上記実施例によると、作業者は適宜、最適なシート状砥石を選択でき、短時間に効率的な固着物除去を行うことができる。さらにシート状砥石Ｂを用いることにより、被研磨面の美感を向上させることも可能である。

次に本発明に関わる第２の実施例を図２、図３及び図４を用いて以下に示す。

図２は、従来の印刷製法で、シート状砥石を成型する為に使用する印刷用金網１とシート基板２を表している。従来の印刷製法では、シート基板２に、印刷用金網１を重ね合わせ、図略のハケ等で砥粒を含む結合剤を印刷用金網１の上から塗り、その後、印刷用金網１をシート基板から剥がす。図３は、従来の印刷製法で成形したシート状砥石である。図３からも分かるように、シート基板２から印刷用金網１を剥がす作業において、結合剤３の形がシート基板２と平行かつ平滑には成形されず、シート状砥石の凸部分の研磨面に、凹凸ができ、砥粒が飛び出したり、チップ外周に突起状の凸部が形成されることがあり、これが、被研磨面に深い傷を入れてしまう要因になっている。

図４は、本発明のシート状砥石を示す図であって、シート基板から印刷用金網を剥がした後、プレスにて、シート状砥石の凸部分の研磨面を、シート基板２と平行にし、かつ表面を平滑に成形する。従って従来の製法のように砥粒が飛び出したり、シート状砥石の凸部分の研磨面に接触する面が平滑ではないために生じる、被研磨面に与える深い傷を効果的に防止することができる。

図５は、本発明のシート状砥石Ｂを示す図であって、ダイヤモンド砥粒３を含まないチップは、図３で説明した印刷製法でつくられたもので、酸化セリウム砥粒６を含み、結合剤の中に繊維５が含まれている。従って図５に示されているように、チップ外周の突起状凸部分が、酸化セリウム砥粒を被研磨面の微小な傷や凹部に入り易くするので、短時間で効率的に被研磨材表面を研磨することができる。酸化セリウム砥粒は、ダイヤモンド砥粒と比べ硬度が軟らかく、研削力も弱いので、被研磨材表面に深い傷をつけることがなく、さらなる被研磨材表面の美感を得ることが可能である。

また、結合剤４の中に、繊維５が含まれると、さらに上述の効果を向上させることができる。その理由は、動物、植物、合成繊維が含まれることにより、研磨屑の排出がしやすくなるとともに被研磨面へのブラッシングや被研磨面との吸い付き現象を防止できるからである。

本発明に関わる固着物除去方法を示す概念図。 従来のシート状砥石の製法を示す図。 従来の製法で成形されたシート状砥石を示す図。 本発明のシート状砥石を示す図。 本発明のシート状砥石Ｂを示す図。

符号の説明

１ 印刷用金網
２ シート基板
３ ダイヤモンド砥粒
４ 結合剤
５ 繊維
６ 酸化セリウム砥粒

Claims (12)

1. 砥粒を結合剤で平板状に成形した複数個のチップを表面に固着したシート状砥石の研磨面と被研磨面との間に水又は研磨剤とを介在させて被研磨面に付着した固着物をシート状砥石の相対運動によって除去する作業工程において、被研磨面洗浄後に前記砥粒にダイヤモンドを使用し、ダイヤモンド砥粒の粒径別に成形された選別チップと、選別チップごとに製作された複数枚のシート状砥石Ａと、チップがダイヤモンド砥粒を含有しないシート状砥石Ｂとで構成され、該複数枚のシート状砥石Ａ、Ｂが前記作業工程で被研磨面の固着物の付着度合いに対応しつつ、順次シート状砥石を選択交換して前記固着物を除去することを特徴とする固着物除去方法。
2. 請求項１記載の固着物除去方法において、シート状砥石Ｂを用いないことを特徴とする固着物除去方法。
3. 請求項１記載の固着物除去方法において、シート状砥石Ａを用いないことを特徴とする固着物除去方法。
4. 前記被研磨材とシート状砥石Ａとの相対運動が振動駆動する研磨機によって行われる請求項１又は２記載の固着物除去方法。
5. 前記被研磨材とシート状砥石Ｂとの相対運動が振動、又は回転運動する研磨機によって行われる請求項１又は３記載の固着物除去方法。
6. 前記シート状砥石のチップにおいて、結合剤に弾塑性体の樹脂が含まれる請求項１〜５記載のシート状砥石。
7. 前記ダイヤモンド砥粒の粒径がチップごとに１μｍ〜３０μｍの範囲で選別され、選別されたチップごとに複数枚のシート状砥石を構成した請求項１又は２又は４又は６記載のシート状砥石Ａ。
8. 前記ダイヤモンド砥粒を含むチップにおいて、平板状チップの研磨面及びダイヤモンド砥粒の一部平坦面とがシート状砥石の面に平行な同一平滑面に形成された請求項１又は２又は４又は６又は７記載のシート状砥石Ａ。
9. 前記ダイヤモンド砥粒を含まないチップに金属酸化物を砥粒として含ませた請求項１又は３又は５又は６記載のシート状砥石Ｂ。
10. 前記ダイヤモンド砥粒を含まないチップの結合剤に繊維を含ませた請求項１又は３又は５又は６又は９記載のシート状砥石Ｂ。
11. 前記チップの成形が印刷製法で行われ、かつチップの研磨面に平板プレスを押し当てて平滑面を構成した請求項１〜８記載のシート状砥石。
12. 前記ダイヤモンド砥粒を含まないチップが印刷製法で成形され、印刷製法の型抜きで生じた被研磨面に向かう砥石のバリやカエリで構成された請求項１又は３又は５又は６又は９又は１０記載のシート状砥石Ｂ。
    

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