JP6917643B2 - ウェットブラスト加工方法において用いられるスラリ - Google Patents

Description

本発明は、ウェットブラスト加工方法に用いられるスラリに関する。

従来から、たとえば特許文献１に記載されているように、液体と研磨材とを混合したスラリを準備し、このスラリを圧縮エアを使って被加工物に噴射することにより被加工物の表面を処理するウェットブラスト加工方法が行われている。このウェットブラスト加工（方法）は、湿式ブラストや液体ホーニングとも呼ばれている。

ウェットブラスト加工（方法）は、液体が研磨材を被加工物表面まで運ぶので、乾式ブラスト加工に比べて、研磨材の大きさや形、さらには材質などの選択範囲が広く、微細な研磨材をも使用可能である。また、液体と研磨材とを混合したスラリは流体制御が可能であるため、精度の高い加工処理が行えるとともに、加工後の研磨材は液体によって洗い流される、つまり自浄作用があるため、乾式ブラスト加工に比べて被加工物表面の残渣の量を低減することも可能である。さらには、乾式ブラスト加工に比べて加工時の圧力を低く抑えることができるため、薄弱な被加工物を破壊することなく加工することも可能である。

特開２００７−０３８３０９号公報

本発明は、上記種々の利点を有するウェットブラスト加工方法に対して、新たな効果を付与できるスラリを提供することを主たる課題とする。

上記課題を解決するための本発明は、ウェットブラスト加工方法において用いられるスラリであって、液体と研磨材に加え、防錆剤を含むことを特徴とする。

上記本発明にあっては、前記防錆剤が、吸着皮膜型の防錆剤であってもよい。

また、上記本発明にあっては、前記防錆剤の含有量が、スラリ全体の質量に対して１質量％以下であってもよい。

本発明のスラリによれば、液体と研磨材に加えて防錆剤を含んでいるため、通常のウェットブラスト加工における作用効果に加え、被加工物における加工面に防錆効果を付与せしめることができる。

ウェットブラスト加工を施した後の被対象物を軽く水洗し、表面に水が残った状態のまま放置し、２４時間経過後の被対象物表面を観察した結果を示す図である。

以下、本発明の実施形態にかかるウェットブラスト加工方法において用いられるスラリ（以下、単に「スラリ」ともいう。）について詳細に説明する。

本実施形態にかかるスラリは、（ａ）液体と（ｂ）研磨材に加え、（ｃ）防錆剤を含むことを特徴としている。以下に、スラリを構成する各成分について具体的に説明する。

（ａ）液体
スラリに含まれる液体は、後述する研磨材を被加工物の表面に運ぶ役割を果たすものである。したがってこの役割を果たすことが可能であれば、引火性のある物質を除きいかなる液体をも用いることができる。具体的には、環境面への配慮やコストの関係から水を用いることが好ましい。

（ｂ）研磨材
スラリに含まれる研磨材は、上記液体によって被加工物表面に運ばれ、被加工物表面に対し所望の加工を施す役割を果たすものである。したがってこの役割を果たすことが可能であればいかなる研磨材をも用いることができる。

具体的には、研磨材の材質としては、セラミックス、樹脂、および金属などを挙げることができ、より具体的には、アルミナ、ガラス、ジルコニア、およびステンレスなどを挙げることができる。また、研磨材の形状としては、多角形状、球形状、真球形状などを挙げることができる。また、研磨材の大きさとしては、１μｍ程度から３００μｍ程度のものを適宜選択して用いることができる。

研磨材のスラリ全体に対する含有割合についても特に限定されることはなく、被加工物の材質や加工面積、さらには所望する加工の程度などに応じて適宜設計可能である。たとえば、スラリ全体の質量に対して１０質量％以上２５質量％としてもよい。スラリ全体に対する研磨材の含有割合が２５質量％を超えると、研磨材同士の衝突による消耗が多くなることが懸念され、また研磨材１個１個に加わるエネルギーが小さくなり、加工効率が低下する虞がある。一方で、研磨材の含有割合が１０質量％未満の場合、研磨材の絶対量が少なくなり、加工が不安定になる虞がある。

（ｃ）防錆剤
本実施形態にかかるスラリにあっては、上記で説明した（ａ）液体と（ｂ）研磨材に加えて、防錆剤を含有することに特徴を有している。ウェットブラスト加工方法において用いられるスラリ中に防錆剤を含有することにより、被加工物の表面に従来通りのウェットブラスト加工を施すと同時に、防錆効果をも付与することが可能となる。

スラリに含まれる防錆剤については特に限定されることはなく、被加工物の材質や所望する防錆効果などを考慮して適宜選択して用いることができる。具体的には、吸着皮膜型の防錆剤、酸化皮膜型（不動態皮膜型）の防錆剤、沈殿皮膜型の防錆剤、および脱酸素型の防錆剤、の何れをも使用することができる。

吸着皮膜型の防錆剤としては、アミン系の有機化合物（アミン類の亜硝酸塩、炭酸塩、カルボン酸塩など）、オクタデシアルアミンやジシクロヘキシルアミン（亜硝酸ジシクロヘキシルアンモニウム）などを主要成分とする防錆剤を挙げることができる。

酸化皮膜型の防錆剤としては、亜硝酸塩やモリブデン酸塩、タングステン酸塩、クロム酸塩などを主張成分とする防錆剤を挙げることができる。

沈殿皮膜型の防錆剤としては、リン酸塩（ポリリン酸塩、ホスホン酸塩、オルトリン酸塩）やケイ酸塩、メタケイ酸塩、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、メルカトベンゾチリアゾールなどを主要成分とする防錆剤を挙げることができる。

脱酸素型の防錆剤としては、ヒドラジンや亜硫酸塩を主要成分とする防錆剤を挙げることができる。

上記の種々の防錆剤は、被加工物の材質などに応じて適宜選択して用いることができる。たとえば、被加工物がネオジム合金の場合には、アミン系の有機化合物を主要成分とする吸着皮膜型の防錆剤が好ましい。

また、ウェットブラスト加工は、被加工物の表面において、水などの液体と研磨材の衝突による表面剥離（新生面の露出）と、水膜被覆とが繰り返された後、エアブローもしくは熱風によって水膜が除去されて乾燥状態となるところ、吸着皮膜型の防錆剤を用いた場合においては、このプロセスにおいて、被加工物の表面を最終的に覆っていた水膜中に含まれている防錆剤が、酸化されておらず活性状態の被加工物の表面に吸着し、水分のみが除去された状態を作り出すことができ、その結果、優れた防錆効果を発揮せしめることができる点において、吸着皮膜型の防錆剤はウェットブラスト加工に適した防錆剤といえる。

防錆剤のスラリ全体に対する含有割合についても特に限定されることはなく、防錆剤の種類や被加工物の材質、さらには加工面積などに応じて適宜設計可能である。なお、防錆剤のスラリ全体に対する含有割合が多すぎると、防錆剤同士で結晶を作り、この結晶が湿気を吸着してしまい、錆の原因となる場合があるため注意が必要である。たとえば、防錆剤として吸着皮膜型の防錆剤を用いた場合にあっては、スラリ全体の質量に対して１質量％以下としてもよい。

なお、本実施形態にかかるスラリに含まれる防錆剤は一種に限定されることはなく、たとえば上記に列挙した防錆剤から選択された二種以上を含有してもよい。

その他の成分
本実施形態にかかるスラリにあっては、上記した（ａ）〜（ｃ）の各成分に加えて、各成分の作用効果を阻害しない程度において、各種添加剤を添加してしてもよい。

たとえば、被対象物表面が油などにより汚染されている場合には、適量の洗浄剤を添加してもよく、研磨材の大きさが小さく凝集する可能性がある場合には、適量の分散剤を添加してもよい。

ウェットブラスト加工方法
本実施形態にかかるスラリを用いたウェットブラスト加工方法については、特に限定されることはない。つまり防錆剤を含有するスラリを用いる場合であっても、従来のウェットブラスト加工方法と同様の方法を行うことができ、従来の種々のウェットブラスト加工装置を使用することができる。

（被対象物）
被対象物として、直径２０ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱形状の圧延鋼材（ＳＳ４００）を準備した。

（実施例１のスラリ）
以下の成分からなる実施例１のスラリを準備した。
・防錆剤：（株）ネオス製ＶＰ−Ｗ １質量％
・研磨材：アルミナＳＡ＃６０（平均粒子径２５０μｍ） １５質量％
・水 ８４質量％

（実施例２のスラリ）
以下の成分からなる実施例２のスラリを準備した。
・防錆剤：日本パーカライジング（株）製ＰＫ−６０００ １質量％
・研磨材：アルミナＳＡ＃６０（平均粒子径２５０μｍ） １５質量％
・水 ８４質量％

（実施例３のスラリ）
以下の成分からなる実施例３のスラリを準備した。
・防錆剤：日本シー・ビー・ケミカル（株）製ケミクリーナー３４Ｅ １質量％
・研磨材：アルミナＳＡ＃６０（平均粒子径２５０μｍ） １５質量％
・水 ８４質量％

（比較例１のスラリ）
以下の成分からなる比較例１のスラリを準備した。
・研磨材：アルミナＳＡ＃６０（平均粒子径２５０μｍ） １５質量％
・水 ８５質量％

（ウェットブラスト加工）
上記の被対象物に対して、上記実施例１〜３および比較例１のスラリを用いて、以下の条件にてウェットブラスト加工を施した。
・装置：マコー（株）製手動式ウェットブラスト装置ココット（登録商標）
・エア圧力：０．２ＭＰａ
・処理時間：３０秒

（防錆効果の評価）
上記ウェットブラスト加工を施した後の被対象物を軽く水洗し、表面に水が残った状態のまま放置し、２４時間経過後の被対象物表面を観察した結果を図１に示す。

図１に示すように、防錆剤を含む実施例１〜３のスラリを用いてウェットブラスト加工を施した被対象物は、防錆剤を含まない比較例１のスラリを用いてウェットブラスト加工を施した被対象物と比べて、錆の発生が抑制された。特に、吸着皮膜型の防錆剤を含む実施例１および２のスラリは、防錆効果が優れていた。

Claims (3)

1. ウェットブラスト加工法において用いられるスラリであって、
   液体と研磨材に加え、防錆剤を含み、
   前記液体の含有量が、スラリ全体の質量に対して７４質量％以上であることを特徴とするスラリ。
2. 前記防錆剤が、吸着皮膜型の防錆剤であることを特徴とする請求項１に記載のスラリ。
3. 前記防錆剤の含有量が、スラリ全体の質量に対して１質量％以下であることを特徴とする請求項２に記載のスラリ。

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