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研磨用组合物、研磨用组合物的制造方法以及研磨方法

文献发布时间:2024-04-18 19:52:40



技术领域

本发明涉及一种研磨用组合物、研磨用组合物的制造方法以及研磨方法。

背景技术

对汽车车身等的涂装面进行研磨的目的是为了去除汽车在使用过程中产生的划痕,并且在重新涂装以修复划痕时使涂料表面均匀。此时,要求研磨后的涂装面无划痕,基色清晰可见,研磨时产生的表面的细小划痕不会导致表面发白。作为用于研磨涂装面的方法,已知有使用抛光轮(研磨轮)和为了使抛光轮旋转而安装的抛光仪(研磨机),将研磨用组合物夹在涂装面与抛光轮之间,通过抛光仪使抛光轮旋转进行研磨的方法。作为这种研磨用组合物,例如有专利文献1中记载的研磨用组合物。

作为汽车车身等的涂装面的研磨中所使用的抛光轮,典型的有羊毛抛光轮(woolbuff)和海绵抛光轮(聚氨酯泡沫抛光轮)。一般而言,消除涂装面划痕的工序分为粗研磨和精研磨。粗研磨的目的是消除涂装面的划痕,精研磨的目的是去除粗研磨中产生的微小划痕、涂装面的白点。粗研磨中使用羊毛抛光轮,精研磨中使用海绵抛光轮。有时虽然仅通过精研磨就可以消除划痕,但通过组合粗研磨和精研磨,能够在短时间内完成研磨。

涂装面的研磨是通过将适量的研磨剂(研磨用组合物)滴到涂装面或滴到抛光轮的表面,利用抛光轮将涂装面上的研磨剂铺展来进行研磨。理想情况下,利用抛光仪使抛光轮旋转,并将抛光轮抵在涂装面上并移动,抛光轮通过后涂装面的研磨完成,使得涂装面上不残留研磨剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-251099号公报

发明内容

发明要解决的问题

上述专利文献1记载的研磨用组合物的特征在于,研磨后被研磨的表面保持湿润状态,但这种研磨用组合物难以干燥,研磨用组合物的供给量导致在抛光轮与涂装面的界面处形成的液膜变得比所需厚度厚,磨粒对涂装面的接触被抑制,由此存在加工力下降的技术问题。需要说明的是,加工力是指,物理去除被加工物的力,例如磨粒在被加工物的表面产生细微划痕的力。另外,保持湿润状态的研磨用组合物容易残留在涂装面上,研磨后难以擦掉。此外,在精研磨中,研磨用组合物牢固地附着于涂装面,由此存在无法得到充分的光泽的技术问题。这种现象尤其容易发生在软质涂膜上。

为此,本发明要解决的技术问题在于提供一种加工力优异,研磨后的耐洗刷性良好的研磨用组合物。

用于解决问题的方案

为了解决上述技术问题,本发明人等进行了深入研究。结果发现通过一种研磨用组合物来解决上述技术问题,完成了本发明。所述研磨用组合物包含磨粒、水和疏水性分散介质,所述疏水性分散介质含有选自由正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃组成的组中的至少1种,且所述疏水性分散介质的闪点为30℃以上且100℃以下;或者,所述研磨用组合物包含磨粒、水和疏水性分散介质,所述疏水性分散介质含有选自由正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃组成的组中的至少一种,且所述疏水性分散介质的20℃下的蒸气压为0.004kPa以上且2kPa以下。

发明的效果

根据本发明,可提供加工力优异且研磨后的耐洗刷性良好的研磨用组合物。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明,但本发明并不仅限于以下的实施方式。需要说明的是,除非另有说明,操作和物性等测定是在室温(20℃以上且25℃以下)/相对湿度30%RH以上且50%RH以下的条件下测量的。

<研磨用组合物>

本发明的第一实施方式是一种研磨用组合物,其包含磨粒、水和疏水性分散介质,所述疏水性分散介质含有选自由正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃组成的组中的至少1种,且闪点为30℃以上且100℃以下。另外,本发明的第2实施方式是一种研磨用组合物,其包含磨粒、水和疏水性分散介质,所述疏水性分散介质含有选自由正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃组成的组中的至少1种,且20℃下的蒸气压为0.004kPa以上且2kPa以下。

具有这种构成的本发明的研磨用组合物在对研磨对象物进行作为粗研磨或精研磨的研磨时,加工力优异,并且该研磨后的耐洗刷性也良好。需要说明的是,“加工力优异”是指,例如,研磨后的划痕去除(消除状态)下的加工力的评价中,划痕去除(消除)所需的时间较短;加工余量(研磨速度)中的加工力的评价中,加工余量大(研磨速度快)。另外,“研磨后的耐洗刷性良好”是指研磨后、涂装面上的研磨用组合物的残留少,即是指残留物的去除时间(洗刷时间)短。另外,根据本发明的研磨用组合物,在精研磨中,能够抑制研磨后的涂装面上的附着物,因此能够抑制由该附着物导致的无法得到充分光泽的情况。

本发明的研磨用组合物中所含的疏水性分散介质的闪点为30℃以上且100℃以下、或者20℃下的蒸气压为0.004kPa以上且2kPa以下。本发明人等着眼于构成研磨用组合物的疏水性分散介质的闪点和蒸气压,发现了通过疏水性分散介质的闪点或蒸气压为特定的范围,研磨时的加工力和研磨后的耐洗刷性优异的、新型研磨用组合物。通过本发明的研磨用组合物实现上述效果的原因尚不清楚。

本发明的第3实施方式是一种研磨用组合物,其包含磨粒、水和疏水性分散介质,所述疏水性分散介质含有选自由正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃组成的组中的至少1种;所述疏水性分散介质的20℃下的蒸气压为0.004kPa以上且2kPa以下,闪点为30℃以上且100℃以下。

即,本发明是一种研磨组合物,其包含磨粒、水和疏水性分散介质,所述疏水性分散介质含有选自由正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃组成的组中的至少1种,以及所述疏水性分散介质的20℃下的蒸气压为0.004kPa以上且2kPa以下,和/或闪点为30℃以上且100℃以下。

这里,在本说明书中,“A和/或B”与“A和B中的至少一个”同义,包括仅A的方式、仅B的方式,包含A和B全部的形式。即,“疏水性分散介质的20℃下的蒸气压为0.004kPa以上且2kPa以下,和/或闪点为30℃以上且100℃以下”为如下的任一种即可:20℃下的蒸气压为0.004kPa以上且2kPa以下的疏水性分散介质;闪点为30℃以上且100℃以下疏水性分散介质;20℃下的蒸气压为0.004kPa以上且2kPa以下、并且闪点为30℃以上且100℃以下疏水性分散介质。另外,后述的本发明的优选实施方式也可适用于本发明的第1实施方式~第3实施方式中的任一个。

以下,对本发明的研磨用组合物中所含的各成分进行说明。

[磨粒]

本实施方式的研磨用组合物包含磨粒。磨粒具有对研磨对象物进行机械研磨的作用。

作为本实施方式中使用的磨粒的具体例,可列举出:氧化铝(alumina)、氧化硅(silica)、氧化铈(ceria)、氧化锆、氧化钛(titania)、氧化锡、氧化锰等金属氧化物;碳化硅、碳化钛等金属碳化物;氮化硅、氮化钛等金属氮化物;硼化钛、硼化钨等金属硼化物;锆石(ZrSiO

这些磨粒中,从容易获得具有各种粒径的磨粒且能够得到优异的研磨速度的角度出发,优选选自由金属氧化物和金属碳化物组成的组中的至少一种,更优选碳化硅、二氧化硅或金属氧化物,进一步优选氧化铝(alumina)、氧化铈和氧化锆中的至少一种,特别优选氧化铝。另外,还可以优选使用氧化铝与锆石的混合物等。

另外,在氧化铝中,作为研磨磨粒的优选的晶体结构,适合的是含有α相、或θ相、δ相、α相等成为α相的过程的过渡状态的晶相的晶体结构。优选含有α相或θ相,更优选含有α相。另外,关于α相,认为根据α相化的程度,存在最佳范围。一般而言,α相的晶体结构被认为是最硬的,但推测如果为了变成α相而在高温下充分烧结时,则颗粒形状变圆,研磨性能下降。作为表示氧化铝中所含的α相的程度的值,α化率作为参考。优选α化率的下限为50%以上。α化率的下限更优选为60%以上,进一步优选为70%以上,特别优选为80%以上,进一步优选为90%以上。另外,优选α化率的上限为100%以下。更优选α化率的上限为98%以下。即,氧化铝的α化率优选为50%以上且100%以下,更优选为60%以上且98%以下。通过将α化率设为上述优选范围,可以期待提高研磨力,即提高划痕消除速度,以及提高研磨速度。需要说明的是,氧化铝颗粒的α化率可以通过使用X射线衍射装置(Ultima-IV,理学株式会社制),由X射线衍射测定的(113)面衍射线的积分强度比计算。

磨粒的体积平均粒径(平均二次粒径)的下限优选为0.05μm以上,更优选为0.1μm以上,进一步优选为0.2μm以上。通过使磨粒的体积平均粒径(平均二次粒径)为0.05μm以上,加工力提高,在粗研磨和精研磨中都可以良好地对研磨对象物进行研磨。另外,磨粒的体积平均粒径(平均二次粒径)的上限优选为15μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为5μm以下,特别优选为4μm以下,最优选3μm以下。磨粒的体积平均粒径(平均二次粒径)越小,越容易获得缺陷少且粗糙度小的表面。因此,通过将磨粒的体积平均粒径(平均二次粒径)设为0.05μm以上且15μm以下,加工力提高,同时能够得到缺陷少且粗糙度小的表面。也可以使用研磨前粒径较大,但在研磨过程中在抛光轮与研磨对象物的界面处研磨颗粒变小的磨粒(研磨过程中二次颗粒崩塌变成一次颗粒的磨粒)。由上可知,磨粒的体积平均粒径(平均二次粒径)优选为0.05μm以上且15μm以下,更优选为0.1μm以上且10μm以下,进一步优选为0.2μm以上且5μm以下,特别优选为0.2μm以上且4μm以下,最优选为0.2μm以上且3μm以下。在一实施方式中,磨粒的体积平均粒径(平均二次粒径)为0.05μm以上且10μm以下、0.2μm以上且4μm以下、0.2μm以上且3μm以下。

需要说明的是,在本说明书中,将磨粒的体积平均粒径定义为基于体积基准的粒度分布的累积50%粒径(D50)。磨粒的D50可以使用市售的粒度测定装置来测定。这种粒度测定装置可以是基于动态光散射法、激光衍射法、激光散射法或电阻脉冲感测法等任一种手段的装置。作为D50的测定方法及测定装置的一例,可列举出实施例中记载的测定方法及测定装置。

相对于研磨用组合物的总质量,研磨用组合物中的磨粒的含量的下限优选为0.1质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为5质量%以上,特别优选为7质量%以上,最优选为10质量%以上。通过磨粒的含量为0.1质量%以上,可以适当地控制加工力,在粗研磨和精研磨中都可以良好地对研磨对象物进行研磨。

另外,相对于研磨用组合物的总质量,研磨用组合物中的磨粒的含量的上限优选为50质量%以下,更优选为35质量%以下,进一步优选为30质量%以下,特别优选为20质量%以下,最优选为15质量%以下。通过磨粒的含量为50质量%以下,研磨用组合物的制造成本降低,并且可以获得缺陷少、粗糙度小的表面。

在优选的一实施方式中,相对于研磨用组合物的总质量,含有5质量%以上且30质量%以下的磨粒。

[水]

本实施方式的研磨用组合物含有水。作为水,从抑制阻碍其他成分的作用的角度出发,优选尽可能不含杂质的水,具体而言,优选用离子交换树脂除去杂质离子后,通过过滤器除去异物的纯水、超纯水或蒸馏水。

相对于研磨用组合物的总质量,研磨用组合物中的水的含量的下限优选为1质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上,特别优选为15质量%以上,最优选为20质量%以上。另外,相对于研磨用组合物的总质量,研磨用组合物中的水的含量的上限优选为90质量%以下,更优选为85质量%以下,进一步优选为80质量%以下,特别优选为75质量%以下,最优选为70质量%以下。即,研磨用组合物中的水的含量优选为1质量%以上且90质量%以下,更优选为5质量%以上且85质量%以下,进一步优选为10质量%以上且80质量%以下,特别优选为15质量%以上且75质量%以下,最优选为20质量%以上且70质量%以下。通过水的含量为上述范围,加工力提高,在粗研磨和精研磨中都可以良好地对研磨对象物进行研磨。

[疏水性分散介质]

本实施方式的研磨用组合物含有疏水性分散介质。疏水性分散介质含有选自由正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃组成的组中的至少一种,以及所述疏水性分散介质的20℃下的蒸气压为0.004kPa以上且2kPa以下,和/或闪点为30℃以上且100℃以下。以下,有时将可包含在疏水性分散介质中的正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃和萜烯系烃称为“有机溶剂”。作为本实施方式中的疏水性分散介质和有机溶剂,优选难溶于水的介质。需要说明的是,疏水性分散介质和有机溶剂可以使用市售品,也可以使用合成品。另外,在本说明书中,20℃下的蒸气压也记为“蒸气压(20℃)”。

正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃优选为源自矿物油的烃,可以为对源自矿物油的成分进行提取、纯化得到的烃,也可以为将原子矿物油的成分作为原料而合成的烃(源自矿物油的合成烃)。正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃和萜烯系烃更优选为源自矿物油的合成烃。已知通常这些疏水性有机溶剂与其他卤素系、苯系的有机溶剂相比毒性低,并且与其他聚乙二醇等相比挥发性高。

作为正构烷烃系烃,例如可列举出:碳原子数大致为5以上且30以下的直链烃、液体石蜡、煤油、瓦斯油等。

作为异构烷烃系烃,例如可列举出:碳原子数大致为5以上且40以下的支链烃、液体异构烷烃系烃等。

作为环烷烃系烃,可列举出碳原子数大致为5以上且40以下的环烃,例如可列举出:环己烷、环戊烷、环壬烷等单环环烷烃系烃;癸烷等多环环烷烃系烃;甲基环戊烷、甲基环己烷、1-甲基-4-异丙基环己烷、丁基环己烷、甲基十氢萘等烷基环烷烃系烃等。

作为萜烯系烃,例如可列举出:月桂烯、金合欢烯、柠檬醛等链萜烯系烃;薄荷醇、桉树脑、蒎烯、柠檬烯、α-萜品烯、γ-萜品烯、莰烯、水芹烯、松油烯、对伞花烃、雪松烯等环状萜烯系烃。

对于疏水性分散介质,只要闪点满足上述范围且不损害本发明的效果,还可以含有上述烃以外的其他有机溶剂。以下,将正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃以外的有机溶剂称为“其他有机溶剂”。作为这种其他有机溶剂的例子,可列举出:甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二乙醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸乙酰基三丁酯、柠檬酸乙酰基三乙酯等。

疏水性分散介质(有机溶剂)通常具有闪点。闪点是指,在恒定升温下加热液体,产生所需浓度的蒸气的最低温度,所述所需浓度的蒸气使得将火焰接近它时,瞬间点燃。闪点也可以说是疏水性分散介质挥发并能够与空气形成可燃混合物的最低温度。根据测定目的、试样的形状,有多种测定闪点的方法。作为闪点的测定方法有闭杯法和开杯法。作为闭杯法,例如可使用塔格闭杯法(JIS K 2265-1:2007)、快速平衡闭杯法(JIS K 2265-2:2007)、宾斯基马丁型闭杯法(JIS K 2265-3:2007)。作为开杯法,可使用克利夫兰开口杯法(JIS K 2265-4:2007)等。

本发明的一实施方式中,疏水性分散介质的闪点为30℃以上且100℃以下。疏水性分散介质的闪点为30℃以上时,可以抑制研磨时疏水性分散介质过度挥发,无法维持在研磨界面形成的液膜而研磨无法进行,能够发挥本发明所期望的效果。疏水性分散介质的闪点为100℃以下时,可以抑制研磨时疏水性分散介质不挥发而导致研磨界面处形成的液膜变厚,从而磨粒无法加工涂膜,能够发挥本发明所期望的效果。

疏水性分散介质可以仅由一种有机溶剂构成,但只要具有30℃以上且100℃以下的闪点,也可以混合两种以上的有机溶剂。即,在一实施方式中,疏水性分散介质含有选自由正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃组成的组中的至少两种有机溶剂。需要说明的是,“含有至少2种有机溶剂”例如也包括含有2种以上异构烷烃系烃的情况。本发明中,即使是疏水性分散介质含有2种以上有机溶剂的情况下,疏水性分散介质的闪点(后述的FPI闪点)也为30℃以上且100℃以下。本说明书中,疏水性分散介质由一种有机溶剂构成时,疏水性分散介质的闪点是指通过上述任一种方法测定的闪点。另外,本说明书中,疏水性分散介质含有两种以上有机溶剂的情况下,疏水性分散介质的闪点是指,由闪点混合指数(Flash-Point Blending Index;简称FPI)算出的闪点(以下也称为“FPI闪点”)。

用于计算FPI闪点的闪点混合指数利用Hydrocarbon Processing&PetroleumRefiner,June 1963,Vol.42,No.6中记载的闪点混合指数表求出。例如,将闪点为190°F(87.8℃)的油A和闪点为330°F(165.6℃)的油B按体积比30:70混合时的混合物的闪点按照如下方式计算。根据上述文献中记载的闪点混合指数表,油A的FPI为30,油B的FPI为1.0。根据各个油的FPI计算混合物的FPI时,为“混合物FPI=(30/100)x(30)+(70/100)x(1.0)=9.7”。将该FPI 9.7应用于闪点混合物指数时,推测对应于FPI 9.7的闪点约为230°F(110℃)。混合使用两种以上有机溶剂时,只要能够实际测定混合物的闪点就可以,但是根据情况有时无法测定。在这种情况下,混合物的闪点可以利用闪点混合物指数来计算。本发明中,疏水性分散介质含有两种以上有机溶剂时的闪点的计算方法设为利用闪点混合指数来计算。

本发明的一实施方式中,疏水性分散介质的闪点的下限优选为30℃以上。另外,疏水性分散介质的闪点的下限优选为40℃以上,更优选为50℃以上,进一步优选为55℃以上,更进一步优选为64℃以上,特别优选为65℃以上,最优选为66℃以上。通过闪点为40℃以上,能够更有效地发挥本发明所期望的效果。另外,本发明的一实施方式中,疏水性分散介质的闪点的上限优选为100℃以下。另外,疏水性分散介质的闪点的上限优选为95℃以下,更优选为90℃以下,进一步优选为85℃以下,更进一步优选为80℃以下,特别优选为小于75℃,最优选为70℃以下。通过闪点为95℃以下,能够更有效地发挥本发明所期望的效果。

即,本发明的一实施方式中,疏水性分散介质的闪点为30℃以上且100℃以下。本发明的一实施方式中,疏水性分散介质的蒸气压(20℃)为0.004kPa以上且2kPa以下时,疏水性分散介质的闪点优选为30℃以上且100℃以下。另外,本发明的一实施方式中,疏水性分散介质的闪点优选为40℃以上且95℃以下,更优选为50℃以上且90℃以下,进一步优选为55℃以上且85℃以下,更进一步优选为64℃以上且80℃以下,特别优选为65℃以上且小于75℃,最优选为66℃以上且70℃以下。另外,一实施方式中,疏水性分散介质的闪点为50℃以上且80℃以下。一实施方式中,疏水性分散介质的闪点为64℃以上且74℃以下。

使用本实施方式的研磨用组合物进行粗研磨时,疏水性分散介质的闪点为30℃以上且100℃以下,但在一实施方式中,优选为40℃以上且100℃以下,更优选为50℃以上且80℃以下,进一步优选为60℃以上且70℃以下。另外,使用本实施方式的研磨用组合物进行精研磨时,疏水性分散介质的闪点为30℃以上且100℃以下,但在一实施方式中,优选为40℃以上且100℃以下,更优选为50℃以上且75℃以下,进一步优选为60℃以上且70℃以下。

本发明的优选的一实施方式中,疏水性分散介质含有下述有机溶剂中的至少2种:

·闪点为10℃以上且45℃以下的第1有机溶剂

·闪点为大于45℃且65℃以下(优选为50℃以上且65℃以下)的第2有机溶剂

·闪点为大于65℃且小于100℃(优选为70℃以上且90℃以下)的第3有机溶剂

·闪点为100℃以上且180℃以下的第4有机溶剂。

通过组合上述第1~第4有机溶剂中的两种以上,可以容易地制备具有30℃~100℃(FPI闪点)闪点的疏水性分散介质。例如,在一实施方式中,疏水性分散介质可以通过将第1有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为5质量%以上且15质量%以下)与第2有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为85质量%以上且95质量%以下)进行混合来获得。另外,在另一实施方式中,疏水性分散介质可以通过将第2有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为70质量%以上且90质量%以下)与第4有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为10质量%以上且30质量%以下)进行混合来获得。在又一实施方式中,疏水性分散介质可以通过将第3有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为70质量%以上且90质量%以下)与第4有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为10质量%以上且30质量%以下)进行混合来获得。在又一实施方式中,疏水性分散介质可以通过将第1有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总重量为5质量%以上且15质量%以下)、第2有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为55质量%以上且85质量%以下)与第4有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为10质量%以上且30质量%以下)进行混合来获得。

在一实施方式中,第1有机溶剂优选为含有选自异构烷烃系烃和正构烷烃系烃中的一种以上的有机溶剂。在一实施方式中,优选第2有机溶剂是含有异构烷烃系烃的有机溶剂。在一实施方式中,优选第3有机溶剂为含有选自异构烷烃系烃和环烷烃系烃中的一种以上的有机溶剂。在一实施方式中,优选第4有机溶剂为异构烷烃系烃溶剂。在一实施方式中,优选第4有机溶剂为含有选自异构烷烃系烃和正构烷烃系烃中的一种以上的有机溶剂。

在本发明的一实施方式中,疏水性分散介质的蒸气压(20℃)为0.004kPa以上且2kPa以下。在本发明的一实施方式中,疏水性分散介质的闪点为30℃以上且100℃以下时,蒸气压(20℃)优选为0.004kPa以上且2kPa以下。另外,在本发明的一实施方式中,疏水性分散介质的蒸气压(20℃)优选为0.004kPa以上,更优选为0.005kPa以上,进一步优选为0.010kPa以上。疏水性分散介质的蒸气压表示易挥发程度。蒸气压越高,越容易挥发,蒸气压越低,越不易挥发。一般情况下,温度越高,蒸气压越高,温度越低,蒸气压越低,但某一温度下蒸气压的大小关系是即使温度发生变化,也不会发生很大变化。即,恒温下的疏水性分散介质的易挥发程度与疏水性分散介质的蒸气压相关。通过将疏水性分散介质的蒸气压(20℃)设为上述范围,研磨过程中,研磨对象物与抛光轮的界面处的磨粒和疏水性分散介质的液量变得最佳,磨粒的加工力和研磨后的耐洗刷性变得良好。蒸气压(20℃)为0.004kPa以上时,则研磨过程中在被研磨物与抛光轮的界面处,磨粒与疏水性分散介质的液量变得过多,从而抑制磨粒不能充分加工涂膜而研磨后的耐洗刷性变差。关于蒸气压的上限(20℃),疏水性分散介质过度蒸发时,则研磨时有机溶剂不足,可能无法利用磨粒进行加工。因此,疏水性分散介质的蒸气压(20℃)优选为2kPa以下,更优选为1.8kPa以下,进一步优选为1.5kPa以下,特别优选为1.4kPa以下。

本发明的一实施方式中,疏水性分散介质的蒸气压(20℃)为0.01kPa以上且1.0kPa以下。本发明的一实施方式中,疏水性分散介质的蒸气压(20℃)为0.02kPa以上且0.5kPa以下。

本发明中的蒸气压是指,仅使用一种疏水性分散介质的情况下为其一种蒸气压。混合使用两种以上的情况下,可以根据拉乌尔定律来估算每种所含的疏水性分散介质的蒸气压的分压。众所周知,可以通过混合状态的混合蒸气压的分压来推定。本发明中的混合蒸气压是指混合的疏水性分散介质的分压之和。具体而言,以重量比1:2混合蒸气压1kPa、分子量100的溶剂A与蒸气压0.5kPa、分子量200的溶剂B时,其摩尔比为1:1(摩尔比为0.5:0.5),因此混合蒸气压为1kPa×0.5+0.5kPa×0.5=0.75kPa。有机溶剂的分子量表示平均分子量,分子量有时由原料制造商公开。如果没有公开,则可以根据构成有机溶剂的烃的中心碳数的信息来估算。另外,作为挥发性的难易程度的另一个指标是沸点。蒸气压和沸点之间存在相关关系,蒸气压越高,沸点越低。需要说明的是,在估算混合蒸气压时,将蒸气压(20℃)为0.001kPa以下的蒸气压作为0.001kPa处理。

本发明的一实施方式中,疏水性分散介质的闪点为30℃以上且100℃以下,以及蒸气压(20℃)为0.004kPa以上且2kPa以下。通过使疏水性分散介质具有上述构成,可以进一步发挥本发明的效果。

在本发明中,当疏水性分散介质由两种以上有机溶剂构成时,有机溶剂的平均分子量优选为120~350,更优选为140~300,进一步优选为150~290,特别优选为160~270。

在本发明中,当疏水性分散介质由两种以上有机溶剂构成时,有机溶剂的蒸气压(20℃)只要是混合起来可以为0.004kPa以上且2kPa以下的蒸气压,就没有特别限制,例如,有机溶剂的蒸气压(20℃)可以为0.001kPa以下(在这种情况下,如上所述,将蒸气压看作0.001kPa来计算混合蒸气压)。当疏水性分散介质由两种以上有机溶剂构成时,有机溶剂的蒸气压(20℃)优选为3kPa以下,更优选2.5kPa以下。

本发明的优选的一实施方式中,疏水性分散介质包含下述有机溶剂中的至少2种;

·蒸气压(20℃)为0.01kPa以上且0.1kPa以下的第5有机溶剂

·蒸气压(20℃)为0.001kPa以下的第6有机溶剂。

通过组合2种以上第5、第6有机溶剂,可以容易地制备蒸气压(20℃)为0.004kPa以上且2kPa以下的疏水性分散介质。例如,在一实施方式中,疏水性分散介质可以通过将第5有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为60质量%以上且95质量%以下,优选为70质量%以上且90质量%以下)与第6有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为5质量%以上且40质量%以下,优选为10质量%以上且30质量%以下)混合来得到。

在一实施方式中,第5有机溶剂优选为含有选自异构烷烃系烃和环烷烃系烃中的一种以上的有机溶剂。在一实施方式中,第6有机溶剂优选为含有正构烷烃系烃的有机溶剂。

本发明的优选的一实施方式中,疏水性分散介质含有下述有机溶剂中的至少2种;

·蒸气压(20℃)为大于0.001kPa且小于0.01kPa的第7有机溶剂

·蒸气压(20℃)为大于0.1kPa且3kPa以下(优选为1.0kPa以上且2.5kPa以下)的第8有机溶剂。

通过将上述第7、第8有机溶剂组合2种以上,可以容易地制备蒸气压(20℃)为0.004kPa以上且2kPa以下的疏水性分散介质。例如,在一实施方式中,疏水性分散介质可以通过将第7有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为60质量%以上且98质量%以下,优选为70质量%以上且95质量%以下)与第8有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为2质量%以上且40质量%以下,优选为5质量%以上且30质量%以下)混合来得到。

在一实施方式中,第7有机溶剂优选为含有异构烷烃系烃的有机溶剂。在一实施方式中,第8有机溶剂优选为含有选自异构烷烃系烃和正构烷烃系烃中的1种以上的有机溶剂。

在本发明的一个优选实施方式中,疏水性分散介质可以通过混合下述有机溶剂得到:

·含有第6有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为2质量%以上且40质量%以下,优选为5质量%以上且30质量%以下)和第7有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为60质量%以上且98质量%以下,优选为70质量%以上且95质量%以下)的疏水性分散介质

·含有第6有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为2质量%以上且40质量%以下,优选为5质量%以上且30质量%以下)和第8有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为60质量%以上且98质量%以下,优选为70质量%以上且95质量%以下)的疏水性分散介质

·含有第5有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为60质量%以上且98质量%以下,优选为65质量%以上且95质量%以下)和第8有机溶剂(例如,相对于疏水性分散介质的总质量为2质量%以上且40质量%以下,优选为5质量%以上且35质量%以下)的疏水性分散介质。

本发明的优选的一实施方式中,疏水性分散介质含有异构烷烃系烃。一实施方式中,异构烷烃系烃以相对于疏水性分散介质总质量为50质量%以上包含在疏水性分散介质中。一实施方式中,异构烷烃系烃以相对于疏水性分散介质总质量优选为55质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为65质量%以上,特别优选为70质量%以上,最优选为75质量%以上包含在疏水性分散介质中。疏水性分散介质中的异构烷烃系烃的含量的上限可以为100质量%,一实施方式中也可以为99质量%以下、98质量%以下、97质量%以下。

一实施方式中,疏水性分散介质含有异构烷烃系烃和正构烷烃系烃。在这种情况下,异构烷烃系烃以相对于疏水性分散介质总质量优选为40质量%以上且98质量%以下,更优选为50质量%以上且97质量%以下,进一步优选为60质量%以上且96质量%以下,特别优选为65质量%以上且95质量%以下,最优选为70质量%以上且93质量%以下包含在疏水性分散介质中。另外,正构烷烃系烃以相对于疏水性分散介质总质量优选为2质量%以上且60质量%以下,更优选为3质量%以上且50质量%以下,进一步优选为4质量%以上且40质量%以下,特别优选为5质量%以上且35质量%以下,最优选为7质量%以上且30质量%以下包含在疏水性分散介质中。

一实施方式中,疏水性分散介质含有异构烷烃系烃和环烷烃系烃。在这种情况下,异构烷烃系烃以相对于疏水性分散介质总质量优选为5质量%以上且80质量%以下,更优选为10质量%以上且75质量%以下,进一步优选为15质量%以上且70质量%以下,特别优选为20质量%以上且60质量%以下,最优选为25质量%以上且50质量%以下包含在疏水性分散介质中。另外,环烷烃系烃以相对于疏水性分散介质总质量优选为2质量%以上且95质量%以下,更优选为25质量%以上且90质量%以下,进一步优选为30质量%以上且85质量%以下,特别优选为40质量%以上且80质量%以下,最优选为50质量%以上且75质量%以下包含在疏水性分散介质中。另外,一实施方式中,异构烷烃系烃以相对于疏水性分散介质总质量优选为40质量%以上且97质量%以下,更优选为50质量%以上且95质量%以下,进一步优选为60质量%以上且94质量%以下,特别优选为65质量%以上且92质量%以下,最优选为70质量%以上且90质量%以下包含在疏水性分散介质中。另外,环烷烃系烃以相对于疏水性分散介质总质量优选为3质量%以上且60质量%以下,更优选为5质量%以上且50质量%以下,进一步优选为6质量%以上且40质量%以下,特别优选为8质量%以上且35质量%以下,最优选为10质量%以上且30质量%以下包含在疏水性分散介质中。

一实施方式中,疏水性分散介质含有正构烷烃系烃和环烷烃系烃。在这种情况下,正构烷烃系烃以相对于疏水性分散介质总质量优选为40质量%以上且97质量%以下,更优选为50质量%以上且95质量%以下,进一步优选为60质量%以上且94质量%以下,特别优选为65质量%以上且92质量%以下,最优选为70质量%以上且90质量%以下包含在疏水性分散介质中。另外,环烷烃系烃以相对于疏水性分散介质总质量优选为3质量%以上且60质量%以下,更优选为5质量%以上且50质量%以下,进一步优选为6质量%以上且40质量%以下,特别优选为8质量%以上且35质量%以下,最优选为10质量%以上且30质量%以下包含在疏水性分散介质中。

已知作为有机溶剂的苯类有机溶剂和卤素类有机溶剂已知对人体危害大。苯类有机溶剂和卤素类有机溶剂与涂装面的亲和性良好,易于控制存在于抛光轮和涂装面的界面处的研磨用组合物的量,但对汽车等涂装面的研磨往往通过人手工作业实施,担心可能对研磨作业人员有害,最好不使用此类有机溶剂。例如,日本法律法规中,根据《有机溶剂中毒防治条例》需要对使用环境、防护用品的佩戴、作业环境等进行管理。苯类溶剂是指芳香族烃溶剂。作为苯类溶剂,有甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、萘等;作为包含苯类有机溶剂的有机溶剂,典型的是矿油精。卤素类有机溶剂是指卤素取代的烃。作为卤素类有机溶剂的典型例,有二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯等。

由上述可见,在本发明中,优选疏水性分散介质尽可能不含苯类有机溶剂和卤素类有机溶剂。即,疏水性分散介质中的苯类有机溶剂和卤素系有机溶剂的含量(苯类有机溶剂和卤素类有机溶剂的总量)的上限优选相对于疏水性分散介质的总质量为5质量%以下,更优选为3质量%以下,进一步优选为1质量%以下,特别优选为0.7质量%以下,最优选为0.5质量%以下。需要说明的是,苯类有机溶剂和卤素类有机溶剂的含量的下限为0质量%。

研磨用组合物中的疏水性分散介质的含量的下限优选相对于研磨用组合物的总质量为0.5质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为5质量%以上,特别优选为10质量%以上,最优选为15质量%以上。另外,研磨用组合物中的疏水性分散介质的含量的上限优选相对于研磨用组合物的总质量为60质量%以下,更优选为55质量%以下,进一步优选为50质量%以下,特别优选为45质量%以下,最优选为40质量%以下。即,研磨用组合物中的疏水性分散介质的含量优选相对于研磨用组合物的总质量为0.5质量%以上且60质量%以下,更优选为1质量%以上且55质量%以下,进一步优选为5质量%以上且50质量%以下,特别优选为10质量%以上且45质量%以下,最优选为15质量%以上且40质量%以下。本发明的优选的一实施方式中,疏水性分散介质的含量相对于研磨用组合物的总质量为15质量%以上且40质量%以下。通过疏水性分散介质的含量为上述范围,加工力提高,在粗研磨和精研磨中均能良好地对研磨对象物进行研磨。

另外,在根据本实施方式的研磨用组合物中,疏水性分散介质与水的体积比(疏水性分散介质/水)例如可以小于1,可以为0.7以下、0.5以下、0.3以下、0.1以下。另外,疏水性分散介质与水的体积比(疏水性分散介质/水)可以为1以上、1.5以上、2以上、3以上、5以上、10以上。另外,本发明的研磨用组合物的乳液类型可以为水包油(O/W)型乳液,也可以为油包水(W/O)型乳液。疏水性分散介质与水的体积比(疏水性分散介质/水)小的情况(例如小于1的情况)下,研磨用组合物易成为水包油(O/W)型乳液。另外,疏水性分散介质与水的体积比(疏水性分散介质/水)大的情况(例如为1以上的情况)下,研磨用组合物易成为油包水(W/O)型乳液。

[表面活性剂]

本实施方式的研磨用组合物优选包含疏水性分散介质或用于使水分散或乳化的表面活性剂。另外,表面活性剂通过对研磨后的被研磨面赋予亲水性来提高研磨后的被研磨面的洗刷效率,因此还可以防止污垢附着在被研磨面。

即,在一实施方式中,本发明的研磨用组合物为含有磨粒、水、疏水性分散介质和表面活性剂的研磨用组合物,所述疏水性分散介质含有选自由正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃组成的组中的至少1种,并且所述疏水性分散介质的闪点为30℃以上且100℃以下。

本发明的研磨用组合物中所含的表面活性剂为选自由阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂和非离子性表面活性剂组成的组中的1种以上。这些中,作为研磨用组合物中所含的表面活性剂,优选非离子性表面活性剂。这些表面活性剂可以单独使用,也可以混合使用2种以上。

作为阴离子性表面活性剂的例子,可列举出:聚氧亚乙基烷基醚乙酸、聚氧亚乙基烷基硫酸酯、烷基硫酸酯、聚氧亚乙基烷基醚硫酸盐、烷基醚硫酸、烷基苯磺酸、烷基磷酸酯、聚氧亚乙基烷基醚磷酸酯、聚氧亚乙基磺基琥珀酸、烷基磺基琥珀酸、烷基萘磺酸、烷基二苯醚二磺酸及它们的盐等。

作为阳离子性表面活性剂的例子,可列举出:烷基三甲基铵盐、烷基二甲基铵盐、烷基苄基二甲基铵盐、烷基胺盐等。

作为两性表面活性剂的例子,可列举出:烷基甜菜碱、烷基氧化胺等。

作为非离子性表面活性剂的例子,可列举出:聚氧亚乙基烷基醚等聚氧亚烷基烷基醚、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧亚乙基脂肪酸酯、聚氧亚乙基烷基胺、烷基链烷醇酰胺等。

本发明的研磨用组合物中疏水性分散介质含有异构烷烃系烃时,从乳化稳定性的角度来看,表面活性剂优选为聚氧亚烷基烷基醚(HLB=10~14)。在此,HLB(Hydrophilic-LipophilicBalance:亲水亲油平衡)值是表示表面活性剂对水和油(不溶于水的有机化合物)的亲和性程度的值。作为聚氧亚烷基烷基醚,可列举出:聚氧亚乙基月桂基醚、聚氧亚乙基肉豆蔻基醚、聚氧亚乙基十六烷基醚、聚氧亚乙基硬脂基醚、聚氧亚乙基油基醚、聚氧亚乙基辛基十二烷基醚等加成了聚氧亚乙基的碳原子数10~20的烷基醚。聚氧亚烷基烷基醚中的聚氧亚乙基的加成摩尔数只要为使HLB为10~14的加成摩尔数即可。

相对于研磨用组合物的总质量,研磨用组合物中的表面活性剂的含量优选为0.01质量%以上,更优选为0.1质量%以上。另外,研相对于研磨用组合物的总质量,磨用组合物中的表面活性剂的含量优选为3.0质量%以下,更优选为2.0质量%以下。该表面活性剂的含量为上述范围时,研磨用组合物中的乳液的稳定性增加。

[增稠剂]

作为增稠剂的例子,可列举出:聚丙烯酸、聚丙烯酸钠(例如完全中和物、部分中和物、缔合型碱溶性聚丙烯酸(丙烯酸聚合物)等)、丙烯酸类化合物、聚氨酯化合物等合成类增稠剂;羧甲基纤维素、羧乙基纤维素等纤维素类增稠剂(半合成类增稠剂);琼脂、角叉菜胶、层状硅酸盐化合物、黄原胶、阿拉伯树胶等天然类增稠剂等。使用缔合型碱溶性聚丙烯酸时,聚丙烯酸和碱一起使用。作为碱,可列举出:氢氧化钠、氢氧化钾、氨等无机碱;三乙醇胺等有机碱等。通过添加碱,聚丙烯酸发挥增稠作用。另外,增稠剂可以是牛顿流体或非牛顿流体。研磨用组合物中的增稠剂的含量相对于研磨用组合物的总质量优选为0.1质量%以上,更优选为0.5质量%以上。另外,研磨用组合物中的增稠剂的含量相对于研磨用组合物的总质量优选为3.0质量%以下,更优选为2.0质量%以下。该添加剂的含量为上述范围时,研磨用组合物中的粘度提高,可以抑制研磨用组合物的液体滴落在汽车车门的车体这样的纵面上。

[添加剂]

本实施方式的研磨用组合物优选含有上述成分以外的添加剂。作为该添加剂的具体例,例如可列举出:油剂、乳化稳定剂、高分子材料、pH调节剂等。该添加剂可以单独使用或组合使用2种以上。通过添加该添加剂,乳液的稳定性提高。

作为油剂的例子,可列举出:α-烯烃低聚物、多元醇酯、磷酸酯、硅油等合成油、蓖麻油、大豆油、椰子油、亚麻籽油、棉籽油、菜籽油、桐油、橄榄油等植物性油脂、牛脂、羊毛脂等动物性油脂等。

作为乳化稳定剂的例子,可列举出:甘油、乙二醇、丙二醇等多元醇、鲸蜡醇、硬脂醇等脂肪族醇。

研磨用组合物中的添加剂的含量优选为0.1质量%以上,更优选为1.0质量%以上。另外,研磨用组合物中的添加剂的含量优选为12.0质量%以下,更优选为8.0质量%以下。该添加剂的含量为上述范围时,研磨用组合物中的乳液的稳定性增加。

[研磨用组合物的pH]

对于本实施方式的研磨用组合物没有特别限制,但可以通过添加下面说明的酸或其盐、碱或其盐来调节pH。在一实施方式中,研磨用组合物的pH优选为4以上且12以下,更优选为5以上且11以下,进一步优选为6以上且10以下,特别优选为7以上且10以下。

[酸或其盐]

本实施方式的研磨用组合物可以含有酸或其盐作为pH调节剂。

作为酸,可以使用无机酸和有机酸的任一种。作为无机酸的例子,例如可列举出:盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、硼酸、碳酸、次磷酸、亚磷酸和磷酸等。另外,作为有机酸,例如可列举出:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、乙醇酸、水杨酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、马来酸、邻苯二甲酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、二乙醇酸、2-呋喃甲酸、2,5-呋喃二甲酸、3-呋喃甲酸、2-四氢呋喃甲酸、甲氧基乙酸、甲氧基苯乙酸、苯氧基乙酸、甲磺酸、乙磺酸、磺基琥珀酸、苯磺酸、甲苯磺酸、苯基膦酸、羟基乙烷-1,1-二膦酸等。进一步,作为盐,可列举出:第1族元素盐、第2族元素盐、铝盐、铵盐、胺盐和季铵盐等。这些酸或其盐可以单独使用或混合使用2种以上。这些当中,优选硝酸、柠檬酸。

[碱或其盐]

本实施方式的研磨用组合物可以含有碱或其盐作为pH调节剂。作为碱或其盐的例子,可列举出:脂族胺、芳族胺等胺;氢氧化季铵等有机碱;氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物;氢氧化镁、氢氧化钙等第2族元素的氢氧化物;和氨等。

[他的成分]

本实施方式的研磨用组合物根据需要含有:对研磨对象物的表面进行氧化的氧化剂、作用于研磨对象物的表面、磨粒表面的水溶性高分子、抑制研磨对象物腐蚀的防腐蚀剂、螯合剂、具有其他功能的防腐剂、防霉剂、高分子材料等其他成分。

作为氧化剂的例子,可列举出:过氧化氢、过乙酸、过碳酸盐、过氧化脲、高氯酸盐、过硫酸盐等。

作为水溶性高分子的例子,可列举出:聚膦酸、聚苯乙烯磺酸等聚磺酸;黄原胶、海藻酸钠等多糖类;羟乙基纤维素等纤维素衍生物;聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、烷基醇铵盐、聚氧亚乙基烷基苯基醚、脱水山梨糖醇单油酸酯、具有单一或多种氧亚烷基单元的氧亚烷基聚合物等。另外,上述化合物的盐也可以适合用作水溶性高分子。

作为防腐蚀剂的例子,可列举出:胺类、吡啶类、四苯基鏻盐、苯并三唑、三唑、四唑、苯甲酸等。作为螯合剂的例子,可列举出:葡萄糖酸等羧酸螯合剂;乙二胺、二亚乙基三胺、三甲基四胺等胺螯合剂;乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、二亚乙基三胺五乙酸等多氨基多羧酸类螯合剂;2-氨基乙基膦酸、1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、甲烷羟基膦酸、1-膦酰丁烷-2,3,4-三羧酸等有机膦酸螯合剂;苯酚衍生物、1,3-二酮等。

作为防腐剂的例子,可列举出次氯酸钠等。作为防霉剂的例子,可列举出恶唑烷-2,5-二酮等恶唑啉等。

[研磨用组合物的制造方法]

本实施方式的研磨用组合物的制造方法包括:

准备疏水性分散介质的工序,所述疏水性分散介质含有选自由正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃组成的组中的至少1种,以及所述疏水性分散介质的20℃下的蒸气压为0.004kPa以上且2kPa以下,和/或闪点为30℃以上且100℃以下;以及

将所述疏水性分散介质、水和磨粒进行混合的工序。通过这样的制造方法,可以制造能够发挥本发明所期望的效果的研磨用组合物。即,根据本发明,还提供研磨用组合物的制造方法。

疏水性分散介质含有2种以上化合物时,在本实施方式的研磨用组合物的制造方法中,准备疏水性分散介质的工序包括:将选自由正构烷烃系烃、异构烷烃系烃、环烷烃系烃以及萜烯系烃组成的组中的2种以上有机溶剂混合,进行调整使得蒸气压(20℃)为0.004kPa以上且2kPa以下,和/或闪点为30℃以上且100℃以下,从而得到疏水性分散介质的工序。对混合2种以上有机溶剂,将疏水性分散介质的蒸气压(20℃)调整为0.004kPa以上且2kPa以下,和/或将闪点调整为30℃以上且100℃以下的方法没有特别限制,例如将疏水性分散介质的闪点调整为30℃以上且100℃以下时,需基于各有机溶剂的闪点和上述FPI闪点,算出使所得疏水性分散介质的闪点为30℃以上且100℃以下的各有机溶剂的量,混合即可。另外,作为混合2种以上有机溶剂的方式,可以应用FPI闪点的计算说明中所述的方式。例如,将疏水性分散介质的蒸气压(20℃)调整为0.004kPa以上且2kPa以下时,基于各有机溶剂的蒸气压算出使所得疏水性分散介质的蒸气压(20℃)为0.004kPa以上且2kPa以下的各有机溶剂的量,混合即可。

本发明的研磨用组合物含有表面活性剂时,优选预先将疏水性分散介质和表面活性剂混合,然后与水和磨粒混合。另外,本发明的研磨用组合物含有增稠剂、乳化稳定剂等亲水性成分时,优选预先将水和亲水性成分混合,然后与疏水性分散介质和磨粒混合。将疏水性分散介质、水和磨粒混合后,根据需要,通过搅拌混合pH调节剂等其他成分,可以得到本实施方式的研磨用组合物。

在上述各工序中,对于混合各成分时的温度没有特别限制,但优选为10℃以上且40℃以下。另外,混合时间没有特别限制。

[研磨对象物]

对于本实施方式的研磨对象物没有特别限制,但优选包含选自由合金材料、树脂材料、金属、半金属、金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物、半金属氧化物、半金属碳化物、半金属氮化物和玻璃材料组成的组中的至少一种,进而可以为这些材料的复合材料。特别优选用于汽车车身等的涂装面的树脂材料。

在一实施方式中,本发明的研磨用组合物在对铅笔硬度为F以下的树脂材料进行的精研磨中使用。即,作为本发明的研磨用组合物的研磨对象物,优选铅笔硬度为F以下的树脂材料。

在此,合金是指相对于一种金属元素,共有1种以上金属元素、碳、氮、硅等非金属元素的共有体,制造目的在于与纯金属相比提高机械强度、耐化学性、耐腐蚀性、耐热性等性质。其中,铝合金重量轻且具有优异的强度,因此被应用于建筑、容器等结构材料、汽车、船舶、飞机等运输设备、还有各种电器、电子部件等各种用途。另外,钛合金重量轻,且耐腐蚀性优异,因此被广泛应用于精密仪器、装饰品、工具、体育用品、医疗部件等。另外,作为铁基合金的不锈钢、镍合金具有优异的耐腐蚀性,因此被用于结构材料、运输设备,还有工具、机械器具、炊具等多种应用。另外,铜合金的电导性、导热性、耐腐蚀性优异,除此之外加工性也优异、饰面美观,因此被广泛应用于装饰品、餐具、乐器、电气材的部件等。并且,近来,含有树脂的材料也被用于上述用途。

以下,对合金材料、树脂材料、金属、半金属以及它们的氧化物、碳化物和氮化物等材料以及玻璃材料进行说明。

〔合金材料〕

合金材料含有作为主要成分的金属种类和不同于主要成分的金属种类。

合金材料根据作为主要成分的金属种类命名。作为合金材料,例如可列举出:铝合金、铁合金、钛合金、镍合金和铜合金等。这些合金材料可以单独使用,也可以组合2种以上使用。其中,优选包含选自由铝合金和铁合金组成的组中的至少1种。另外,优选作为主要成分的金属种类和不同于主要成分的金属种类的维氏硬度(HV)相差5以上的合金材料。

铝合金以铝为主要成分,作为不同于主要成分的金属种类,优选含有选自由镁、硅、铜、锌、锰、铬和铁组成的组中的至少1种金属。对于铝合金中不同于上述主要成分的金属种类的含量的下限没有特别限制,但相对于铝合金整体优选为0.1质量%以上。另外,铝合金中不同于上述主要成分的金属种类的含量的上限没有特别限制,但相对于铝合金整体优选为10质量%以下。

作为铝合金的具体例,例如可列举出:JISH4000:2006所述的Al-Cu类、Al-Cu-Mg类的合金编号2000系列(series)、Al-Mn类的合金编号3000系列、Al-Si类合金编号的4000系列、Al-Mg类的合金编号5000系列、Al-Mg-Si类合金编号6000系列、Al-Zn-Mg类的合金编号7000系列、Al-Fe-Mn类的合金编号8000系列等。

铁合金以铁为主要成分,作为不同于主要成分的金属种类,优选含有选自由铬、镍、钼和锰组成的组中的至少1种。铁合金中不同于上述主要成分的金属种类的含量的下限没有特别限制,但优选相对于铁合金整体为10质量%以上。另外,铁合金中不同于上述主要成分的金属种类的含量的上限没有特别限制,但优选相对于铁合金整体为50质量%以下。

铁合金优选为不锈钢。作为不锈钢的具体例,例如可列举出:JIS G4303:2005种记载的种类的符号中,SUS201、SUS303、303Se、SUS304、SUS304L、SUS304NI、SUS305、SUS305JI、SUS309S、SUS310S、SUS316、SUS316L、SUS321、SUS347、SUS384、SUSXM7、SUS303F、SUS303C、SUS430、SUS430F、SUS434、SUS410、SUS416、SUS420J1、SUS420J2、SUS420F、SUS420C、SUS631J1等。

钛合金以钛为主要成分,作为不同于主要成分的金属种类,例如含有铝、铁和钒等。钛合金中不同于主要成分的金属种类的含量相对于钛合金整体例如为3.5质量%以上且30质量%以下。作为钛合金,例如可列举出:JISH4600:2012中记载的种类中的第11~23种、第50种、第60种、第61种和第80种的钛合金。

镍合金以镍为主要成分,作为不同于主要成分的金属种类,例如含有选自铁、铬、钼和钴中的至少一种。镍合金中不同于主要成分的金属种类的含量相对于镍合金整体例如为20质量%以上且75质量%以下。作为镍合金,例如可列举出:JISH4551:2000中记载的合金编号中的NCF600、601、625、750、800、800H、825、NW0276、4400、6002、6022等。

铜合金以铜为主要成分,作为不同于主要成分的金属种类,例如含有选自铁、铅、锌和锡中的至少1种金属。铜合金中不同于主要成分的金属种类的含量相对于铜合金整体例如为3质量%以上且50质量%以下。作为铜合金,例如可列举出:JISH3100:2006中记载的合金编号中的C2100、2200、2300、2400、2600、2680、2720、2801、3560、3561、3710、3713、4250、4430、4621、4640、6140、6161、6280、6301、7060、7150、1401、2051、6711、6712等。

〔树脂材料〕

对于树脂材料的种类没有特别限定,可以是热固性树脂、热塑性树脂的任一种。

作为热固性树脂的例子,例如可列举出:环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、热固性聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂等。

作为热塑性树脂的例子,例如可列举出:聚苯乙烯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)、(甲基)丙烯酸树脂(甲基丙烯酸和/或丙烯酸树脂)、有机酸乙烯基酯树脂或其衍生物、乙烯基醚树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯等含卤素的树脂、聚乙烯、聚丙烯等烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等饱和聚酯树脂、聚酰胺树脂、热塑性聚氨酯树脂、聚砜树脂(聚醚砜、聚砜等)、聚苯醚树脂(2,6-二甲苯酚聚合物等)、纤维素衍生物(纤维素酯类、纤维素氨基甲酸酯类、纤维素醚类等)、有机硅树脂(聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷等)。

上述树脂可以单独使用或组合使用2种以上。这些树脂中,从耐冲击性、耐候性的角度出发,优选热塑性树脂,更优选聚碳酸酯树脂。

含有树脂材料的研磨对象物例如可以是由树脂材料形成的部件(树脂制部件)的形态,也可以是在金属基板等的表面具有树脂涂膜的复合材料的形态,没有特别限制。作为涂膜中使用的树脂,可列举出:热固性聚氨酯树脂、(甲基)丙烯酸树脂等。树脂涂膜可以是透明的透明涂膜。另外,本发明的研磨用组合物优选用于通过JIS K 5600-5-4(1999)中记载的铅笔法测定的铅笔硬度优选为H以下,更优选为F以下的树脂涂膜。

对于具有树脂涂膜的复合材料,没有特别限定,作为一例可列举出立体形状的树脂材料。作为立体形状的树脂材料的用途,例如可列举出:汽车车体、铁路车辆、飞机、树脂制部件。覆盖在汽车车身表面的树脂涂膜面积大,且具有曲面,但本实施方式的研磨用组合物适合对这种树脂涂膜的外表面进行研磨。

〔金属、半金属及它们的氧化物、碳化物和氮化物〕

作为金属,例如可列举出:铝、铁、锆、铜、镍、金、银、铋、锰、锌等。

作为半金属的种类,例如可列举出:硅(Si)、锗(Ge)等IV族半导体;硒化锌(ZnSe)、硫化镉(CdS)、氧化锌(ZnO)等II-VI族化合物半导体;砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)等III-V族化合物半导体;碳化硅(SiC)、硅锗(SiGe)等IV族化合物半导体;铜/铟/硒(CuInSe

另外,也适宜使用这些材料的氧化物、碳化物和氮化物。

〔玻璃材料〕

作为玻璃材料,例如可列举出:蓝板玻璃、石英玻璃、强化玻璃、结晶玻璃、铝硅酸盐玻璃、玻璃碳等。

[研磨方法]

如上所述,本实施方式的研磨用组合物可适用于包括合金材料、树脂材料、金属、半金属、金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物、半金属氧化物、半金属碳化物、半金属氮化物或玻璃材料的研磨对象物、以及这些材料的复合材料的研磨。

本实施方式的研磨用组合物适合对具有曲面状的被研磨面的研磨对象物(例如汽车等车身涂装面)进行研磨。因此,本发明还提供使用本实施方式的研磨用组合物对研磨对象物进行研磨的研磨方法。即,根据本发明,提供一种使用上述研磨用组合物或通过上述制造方法得到的研磨用组合物,利用羊毛抛光轮和/或海绵抛光轮对涂装面进行研磨的研磨方法。根据一实施方式,提供一种使用本实施方式的研磨用组合物,利用羊毛抛光轮对涂装面进行研磨的研磨方法。根据另一实施方式,提供一种使用本实施方式的研磨用组合物,利用海绵抛光轮对涂装面进行研磨的研磨方法。

以下,作为本实施方式的研磨方法的一例,对树脂涂装面的研磨方法进行说明。对于进行研磨的研磨装置的结构没有特别限定,可以使用手持式抛光仪、单面研磨机、双面研磨机、透镜研磨机等一般的研磨装置,和国际公开第2019/066014号公报的图1所示的自动研磨装置(图1的研磨垫10对应于研磨抛光轮)。

例如,本实施方式的研磨方法也可以适用于将研磨抛光轮安装于手持式抛光仪的前端,由研磨作业人员手动运作手持式抛光仪来研磨树脂涂装面的情况。手持式抛光仪的驱动装置没有特别限制,但通常使用单动、双动、齿轮传动等,涂装部件的研磨中优选双动。

使用本实施方式的研磨用组合物对合金材料等研磨对象物进行研磨时,可以使用通常的金属研磨中使用的装置、条件来进行。在单面研磨装置中,使用被称为载体的保持器来保持研磨对象物(优选基板状的研磨对象物),一边供给研磨用组合物,一边将研磨用组合物的一面按压到贴有研磨布的研磨台上,由此对研磨对象物进行研磨。在双面研磨装置中,使用被称为载体的保持器来保持研磨对象物,一边从上方供给研磨用组合物,一边将贴有研磨布的研磨台按压在研磨对象物的相对面,通过将它们向相对方向旋转对研磨对象物的两面进行研磨。此时,通过研磨垫和研磨用组合物与研磨对象物之间的摩擦引起的物理作用和研磨用组合物对研磨对象物带来的化学作用来进行研磨。

作为本实施方式的研磨方法中的研磨条件,可列举出研磨载荷。一般而言,载荷越高,磨粒引起的摩擦力越大,机械加工力提高,因此研磨速度上升。本实施方式的研磨方法中的研磨载荷的下限没有特别限定,但优选为10g/cm

另外,作为本实施方式的研磨方法中的研磨条件,可列举出研磨中的线速度(研磨线速度)。一般而言,研磨垫的转速、载体的转速、研磨对象物的大小、研磨对象物的数量等都会影响线速度,但线速度大时,施加到研磨对象物上的摩擦力变大,因此研磨对象物变得容易被机械研磨。另外,摩擦导致产生摩擦热,有时研磨用组合物带来的化学作用变大。本实施方式的研磨方法中的研磨线速度的下限没有特别限定,但优选为10m/分钟以上,更优选为20m/分钟以上。另外,研磨线速度的上限优选为1000m/分钟以下,更优选为500m/分钟以下。在此范围内,不仅可以获得充分的研磨速度,而且可以对研磨对象物施加适度的摩擦力。即,在本实施方式中,研磨线速度优选为10m/分钟以上且1000m/分钟以下,更优选为20m/分钟以上且500m/分钟以下。

本实施方式的研磨用组合物可以用于一段就完成的工序中,也可用于包含多段研磨的工序中的一段以上。例如,用于具有三段研磨的工序时,可以将其用于作为粗研磨的第一段、作为半精研磨的第二段、作为精研磨的第三段中的任一段以上。

使用本实施方式的研磨用组合物对研磨对象物进行研磨时,可以将曾经用于研磨的研磨用组合物回收并再次用于研磨。作为研磨用组合物的再利用方法的一例,可列举出将从研磨装置排出的研磨用组合物回收到槽中,使其再次循环到研磨装置中进行使用的方法。循环使用研磨用组合物在下面两点上是有用的:减少作为废液排出的研磨用组合物的量,从而可以减少环境负荷;减少所用研磨用组合物的量,从而可以抑制研磨对象物的研磨所需的制造成本。

循环使用本实施方式的研磨用组合物时,可以将研磨所消耗、损失的磨粒、以及其他添加剂的一部分或者全部作为组合物调节剂添加至循环使用过程。在这种情况下,作为组合物调节剂,可以是将磨粒和其他添加剂的一部分或者全部以任意混合比例混合的物质。通过额外添加组合物调节剂,研磨用组合物被调整为适于再利用的组合物,良好地维持研磨。组合物调节剂中含有的磨粒及其他添加剂的浓度是任意的,没有特别限定,但优选根据循环槽的大小、研磨条件适当调整。

本实施方式的研磨用组合物可以是单剂型,也可以是以二剂型为代表的多剂型。另外,本实施方式的研磨用组合物可以通过使用水、油等稀释液稀释至例如10倍以上来制备。

使用本实施方式的研磨用组合物的研磨方法中所使用的研磨抛光轮例如可以由羊毛型、聚氨酯型、泡沫聚氨酯型、无纺布型、麂皮型等材料形成。

实施例

使用以下的实施例和比较例对本发明进行更详细地说明。不过,本发明的技术的范围不仅限于以下的实施例。需要说明的是,除非另有说明,“%”和“份”分别指“质量%”和“质量份”。另外,在下述实施例中,只要没有特别说明,操作均在室温(20℃以上且25℃以下)/相对湿度30%RH以上且50%RH以下的条件下进行。

(实施例1~11和比较例1~3的研磨用组合物的制备)

将表1所示量的HLB为13.3的聚氧亚烷基烷基醚(表面活性剂)添加到表1所示的种类和量的有机溶剂中,制备疏水性分散介质的溶液。接下来,在水中混合聚丙烯酸类高分子(增稠剂)0.95质量%和甘油(乳化稳定剂)2.0质量%,将该溶液添加至疏水性分散介质的溶液中并在室温(25℃)下搅拌,然后作为磨粒添加表1所示量的氧化铝。向所得到的分散液中添加防腐剂0.1质量%,作为碱添加氢氧化钠将pH调节至9.0,得到O/W型乳液的实施例1~11和比较例1~3的各研磨用组合物。需要说明的是,水的含量是将研磨用组合物设为100质量%时上述各成分的总量的余量。

表1中标记为“-”的表示不含有机溶剂,各研磨用组合物中的各成分的含量为相对于研磨用组合物的总质量的含量,余量为水(包含氢氧化钠)。表1中,各研磨用组合物中的磨粒(氧化铝)中的“平均粒径”表示平均二次粒径,“FPI换算闪点”表示由FPI(闪点混合指数)算出的闪点,“苯类、卤素类有机溶剂总含量”表示相对于全部疏水性分散介质的苯类和卤素类有机溶剂的总含量。另外,表1~表3中的“混合蒸气压”是20℃下的蒸气压。

需要说明的是,表1所述的磨粒、有机溶剂使用下述物质。

<磨粒>

作为磨粒,使用下述3种中的任一种。

·氧化铝:α化率95%、平均二次粒径(D50)0.6μm

·氧化铝:α化率95%、平均二次粒径(D50)1.4μm

·氧化铝:α化率95%、平均二次粒径(D50)2.6μm。

需要说明的是,氧化铝颗粒的α化率的测定中是使用X射线分析装置(Ultima-IV、株式会社理学制),作为基准物质,使用焙烧温度足够高且α化充分进行的市售的α氧化铝单晶颗粒(α化率:100%)。测定基准物质和作为对象的磨粒(氧化铝颗粒)的、利用X射线衍射测定的(113)面衍射线的积分强度,通过作为对象的磨粒相对于基准物质的(113)面衍射线的积分强度比,来算出作为对象的磨粒(氧化铝颗粒)的α化率。

另外,对于各磨粒的平均二次粒径(D50),使用Microtrac MT3300EXII(MicrotracBEL公司制),利用激光衍射散射法进行测定。

<有机溶剂>

作为有机溶剂,使用下述任一种或者两种以上。蒸气压是20℃时的值。

·有机溶剂1源自矿物油的合成烃(异构烷烃系烃和正构烷烃系烃的混合物),闪点:30℃(闭杯法),苯类有机溶剂和卤素类有机溶剂的总含量10质量%以上,蒸气压1.4kPa(分子量128)

·有机溶剂2源自矿物油的合成烃(异构烷烃系烃)、闪点:63℃(闭杯法)、苯类有机溶剂和卤素类有机溶剂的总含量0.5质量%以下、蒸气压0.05kPa(分子量170)

·有机溶剂3源自矿物油的合成烃(环烷烃系烃)、闪点:75℃(闭杯法)、苯类有机溶剂和卤素类有机溶剂的总含量0.5质量%以下、蒸气压0.023kPa(分子量170)

·有机溶剂4源自矿物油的合成烃(异构烷烃系烃)、闪点:86℃(闭杯法)、苯类有机溶剂和卤素类有机溶剂的总含量0.5质量%以下、蒸气压0.006kPa(分子量184)

·有机溶剂5源自矿物油的合成烃(异构烷烃系烃)、闪点:139℃(闭杯法)、苯类有机溶剂和卤素类有机溶剂的总含量0.5质量%以下、蒸气压0.001kPa以下(分子量226)

·有机溶剂6源自矿物油的合成烃(正构烷烃系烃)、闪点:168℃(开杯法)、苯类有机溶剂和卤素类有机溶剂的总含量0.5质量%以下,蒸气压0.001kPa以下(分子量268)

(研磨的评价)

使用实施例和比较例的研磨用组合物,以下述研磨条件进行研磨,并按照下述方法评价加工力(加工余量)、耐洗刷性。

<研磨条件>

研磨所用的研磨机为双动抛光仪LHR12E(Rupes公司制),具体研磨条件如下。

(利用羊毛抛光轮的试验)

抛光轮:羊毛抛光轮(毛长:15mm左右)

按压载荷:4kg

抛光仪转速:5300rpm

研磨线速度:200m/分钟

研磨用组合物的流量:0.4g/15秒

研磨时间:使用#3000的纸对透明涂膜进行空研磨,可以目视确认到去除的时间。

研磨面积:300×400mm

所使用的研磨对象物为在钢板表面具有用合成树脂涂料涂装的透明涂膜的复合材料,透明涂膜的铅笔硬度为H。

(加工力的评价)

通过目视确认使用#3000的纸进行空研磨的划痕去除状态,基于划痕消失为止的时间进行如下评价。

[评价标准]

A小于150秒情况;合格,特别优秀。

B 150秒以上且小于195秒的情况;合格。

C 195秒以上的情况;加工时间变长,因此不合格。

(耐洗刷性的评价)

研磨后,用布(产品名:3M制无尘布5351、尺寸36cm×36cm)对透明涂膜实施湿擦和干擦,测定除去涂膜上残留物的时间。具体而言,基于磨粒和溶液成分消失为止的时间(湿擦和干擦的总时间)通过目视按照如下方式进行评价。需要说明的是,即使在下述评价标准的时间内,但除去残留物时用了通常以上的力进行擦除的情况下,评价也会降低一级。具体而言,使用实施例1~3的研磨用组合物时,磨粒和溶液成分消失为止的时间为20秒以内,但需要用力来去除残留物,因此,评价为B。

[评价标准]

A小于20秒的情况;合格,特别优异。

B 20~40秒的情况;合格。

C超过40秒的情况;擦除时间变长,因此不合格。

(评价结果)

基于使用了实施例1~11和比较例1~3的研磨用组合物的羊毛抛光轮的研磨评价结果示于表2。

〔利用海绵抛光轮的研磨的评价〕

(研磨的评价)

使用实施例1~7、9~11和比较例1~3的研磨用组合物,在下述研磨条件下,利用海绵抛光轮进行研磨。研磨后,按照下述方法评价加工力(研磨速度)、耐洗刷性、表面状况(表面缺陷)。

<研磨条件>

研磨所使用的研磨机为双动抛光仪LHR12E(Rupes公司制),具体研磨条件如下。

(海绵抛光轮的试验)

抛光轮:海绵抛光轮

按压载荷:4kg

抛光仪的转速:5300rpm

研磨线速度:200m/分钟

研磨用组合物的流量:0.4g/45秒

研磨时间:45秒

研磨面积:300×400mm

所使用的研磨对象物为在钢板表面具有用合成树脂涂料涂装的透明涂膜的复合材料,准备了透明涂膜的铅笔硬度为F和H的两种。

需要说明的是,在计算加工力时,考虑到膜厚测定机的测定精度,将上述研磨时间改为3分钟,计算加工力。

(加工力的评价)

使用电磁感应膜厚测定装置分别测定研磨前和研磨后的各膜的膜厚。然后,由研磨前后的膜厚差算出加工余量(研磨量),并由加工余量算出研磨速度。研磨速度为0.7μm/分钟以上,则可以去除洗车机等造成的划痕,视为合格。

(耐洗刷性的评价)

研磨后,用布(产品名:3M制无尘布5351、尺寸36cm×36cm)对透明涂膜实施湿擦和干擦,测定除去涂膜上残留物的时间。具体而言,基于磨粒和溶液成分消失为止的时间(湿擦和干擦的总时间)通过目视按照如下方式进行评价。需要说明的是,即使在下述评价标准的时间内,但除去残留物时用了通常以上的力进行擦除的情况下,评价也会降低一级。

[评价标准]

A少于20秒的情况;合格,特别优异。

B 20秒以上~40秒以下的情况;合格。

C超过40秒的情况;擦除时间变长,因此不合格。

(有无附着物)

研磨后,用布(产品名:3M制无尘布5351、尺寸36cm×36cm)对透明涂膜实施湿擦和干擦从而除去涂膜上的残留物,然后目视确认涂膜上有无附着物,并基于以下标准进行评价。

[评价标准]

A无附着;合格,特别优异。

B一部分上有附着;合格。

C整体上有附着;光洁度差,不合格。

(评价结果)

将使用实施例1~7、9~11和比较例1~3的研磨用组合物通过海绵抛光轮进行研磨的评价结果示于表3。需要说明的是,表3中的标记“-”表示未进行评价。

[表1]

[表2]

表2利用羊毛抛光轮的研磨的评价结果

[表3]

如表2和表3所示,可知使用实施例1~11的研磨用组合物的情况下,在粗研磨和精研磨中,加工力优异,且研磨后的耐洗刷性良好。

由此可见,研磨用组合物通过包含具有特定范围的闪点的疏水性分散介质,发挥优异的加工力和良好的耐洗刷性的效果。

本申请基于2021年3月31日提交的日本专利申请第2021-059448号,其公开内容通过引用整体并入本文。

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