JP2019034375A - ウールバフ - Google Patents

Abstract

【課題】バフ研磨時において、良好な表面光沢を得ることができる繊維素材によるバフの特性を活かしつつ、ペーパー目や研磨傷などの欠陥を消去する研削力に優れた繊維素材によるバフの提供。【解決手段】表面研磨用ウールバフは、被研磨表面に接触するパイル面が、パイル糸としてウール繊維を用いたカットパイル編物のパイル面であることを特徴とする。また、カットパイル編地の基布のウェールは1インチ当たり８〜２８ゲージ、コースは１６〜４５コースであって、パイル糸の太さは２００〜１２００デニールであり、カットパイルの長さは３〜１０ｍｍである。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車などの塗装表面や樹脂成形品表面などのバフ表面研磨具に関し、特にこの研磨具に用いられるウール繊維素材を用いたウールバフに関する。

塗装表面の仕上げとして表面光沢を与えるために、各種の回転型ポリッシャー（回転型研磨具）を用いて塗装表面のバフ研磨を行うことが広く行われている。塗装表面の仕上げ研磨は、表面を滑らかな均一の光沢表面に仕上げるために行うもので、一般の金属成形品の鏡面仕上げと異なり、表面は柔軟な樹脂で構成されており、バフ研磨により表面光沢を付与するためには研磨具に装着するバフが重要な役割を果たし、各種のバフが使用されている。バフとしては、繊維素材によるバフ及びスポンジ素材によるバフなどが用いられている。塗装表面の仕上げ研磨に、二つの性質の異なるバフを利用する理由は、樹脂は金属やガラスと比較して、著しく軟らかいために、繊維素材による毛バフのみでは、ツヤが出ないという理由による。毛バフは大きな研磨力が必要な場合に用いられるが、砥粒と塗膜との硬さの違いから、上手に被研磨面上で砥粒を運動させないと、直ちに噛み込んだ傷が入ってしまい、ツヤ出し用に作られた研磨力の小さいスポンジバフではこの傷は消せないことになってしまう。繊維素材によるバフとしては、基布に各種の繊維糸にて有毛としたパイル織布等が用いられ、優れた研磨力と残る傷の均一性を持つので次工程のスポンジバフにて表面光沢が得られるためバフ研磨に広く用いられている。繊維素材としては、ウール（羊毛）、綿、絹などの天然繊維や各種の再生繊維や合成繊維が用いられ、ウールバフ、綿バフなどとして用いられている。

塗装表面や樹脂成形品表面の仕上げ工程として行われるバフ研磨は、塗装表面の突起や凹部などの欠陥を修正するペーパー掛け工程に続いて行われ、このペーパー掛けにより生じたペーパー目を消しながら、表面光沢を付与するために行われる。そのため、バフ研磨では表面光沢を得るために、塗装表面に既に存在している研磨傷を研削して消去し、新たに発生する研磨傷はより細かく、より小さくすることで表面光沢を付与する。

工夫された繊維素材によるバフは、研磨作業により発生する研磨傷が細かく均一で、次に続くスポンジバフによって良好な表面光沢を得ることができるため、バフ研磨における初期研磨によく使用される。しかし、噛み込んだ傷を付けないように工夫された通常の繊維素材によるバフは塗装表面に既に存在しているペーパー目や研磨傷などの欠陥を消去する研削力が小さく、この研削力を高め、研磨効率を上げることが望まれていた。

良好なバフ研磨を実現するために、繊維素材を用いたバフを改良した各種のバフがこれまでにも提案されており、例えば、特許文献１には、特定の偏平度の偏平断面をもつレーヨン線によるマルチフィラメント糸をパイル糸として用いたカットパイル群やループ群を組み合わせて起毛した織物や編物によるバフが提案され、このバフは、羊毛や綿に比べてより高い光沢度が得られるとしている。しかしながら、このバフにおけるカットパイル群では、織物であるモケット織布での評価結果であり（本文献の［表１］参照）、パイル群については緯編のループパイル布での評価結果ではあるが、パイル構成はループである（本文献の［表２］参照）。また、特許文献２には、ループ状に編繊したパイル編状の布地から成るバフが示されているが、このバフは円板状のバフの外周縁を被研磨面に作用させる垂直バフであって、バフの外周縁部が袋状に形成され、この部分で研磨を行うものである。そして、繊維素材としては合成繊維による超極細繊維が好ましいとしている。

また、特許文献３にはウールバフ用の織物生地として、羊毛又は合成繊維と羊毛とを混合した「けば（パイル）」を有する織物であるモケットが提案されている。この織物生地においては、「けば」の脱毛を防止するために行われていた目留としてのラテックス液の塗布に代えて、熱可塑性樹脂による目留を行うことにより、ウールバフを水洗しても変形せず、バフの製作に際しても、個々に接着剤を塗布する必要がない織物生地が提案されている。

特許文献４には塗装表面のツヤ出し仕上げ研磨に用いる研磨用パッド（バフ）として、アスカーＦタイプ硬度で６０以上の発泡ポリウレタン、軟質ゴム等の素材から成るバックアップ材と、繊維長（パイル長）が２ｍｍ以下である織布から成る表面材からなる複合バフが示されている。しかし、この複合バフの表面材の材質は、天然繊維である絹やウールが用いられているが、織布又は不織布として用いられている。

以上のように、これまでにもウールを含む繊維素材による各種のバフが提案されているが、いずれも前記した塗装表面に既に存在しているペーパー目や研磨傷などの欠陥を消去する研削力を高め、研磨効率を上げることについては必ずしも十分ではなかった。

特開平１０−２３５５６４号公報 特開平１０−５２３２２号公報 特開２０００―１９０２３４号公報 特開２００１−１０５２９６号公報

本発明の課題は、バフ研磨時において、研磨力の弱いスポンジバフでも消すことのできる傷しか残さず、ツヤ出し能力が高く、良好な表面光沢を得ることができる繊維素材によるバフの特性を活かしつつ、ペーパー目や研磨傷などの欠陥を消去する研削力に優れた繊維素材によるバフを提供することである。

本願発明者は、繊維素材による研削力の優れたバフを得るために、種々検討を行った結果、ウール繊維をパイル糸として用いたカットパイル編物が研削力に優れていることを見出し、本発明を成すに至った。

本発明で提供される繊維素材によるバフは、被研磨表面に接触するパイル面が、パイル糸としてウール繊維を用いたカットパイル編物のパイル面であることを特徴とする表面研磨用ウールバフである。

そして上記のウールバフにおいて、カットパイル編物の基布のウェールは1インチ当たり８〜２８ゲージ、コースは１６〜４５コースであって、パイル糸の太さは２００〜１２００デニールであり、カットパイルの長さは３〜１０ｍｍ、特に４ｍｍ〜７ｍｍであることが好ましい。さらに、上記カットパイル編物のパイル糸の繊維素材として、ウール繊維を用いることを特徴とするが、その他の繊維を混合して用いてもよい。この場合、ウール繊維の作用効果を損なわないためには３０重量％以下の範囲で用いられる。例えば、研磨後の研磨面のツヤをよりよくするために絹繊維を用いる場合は、その含有量は５〜３０重量％の範囲が好ましい。

尚、本発明における編物とは、ニットとも称され、織物がたて方向とよこ方向の２方向からの糸（経糸と緯糸）の交差によって作られるのに対し、編物（ニット）はよこ方向、又はたて方向の、いずれか１方向の糸を用い、編み目を連続させて作られるものである。そして、よこ方向の糸によって作られ、編み目がよこ方向に連続している緯編と、たて方向の糸によって作られ、編み目がたて方向に連続している経編とを含むものである。

本発明の表面研磨用ウールバフは、ウール繊維素材を用いた編物から成り、基布の表面にループ状パイルを出したパイル編物のループ状パイルをカットして、パイル面としたカットパイル編物である。パイル編物は、図１（ａ）に示すように、基布を構成する地糸２にパイル糸を添えて編むことで編成されるため、ループ状パイルをカットした各カットパイル１は地糸２によって作られる編み目から延長された方向に延び、そして、同図（ｂ）に示すように、カットパイル１は地糸２で構成される編物の基布２２に寄り添う方向に並んでいる。これに対して、パイル織物では、図２に示すように、基布を構成する地経糸４又は地緯糸５のいずれかと共にパイル糸を織り込み（図２では地緯糸５に沿わせている）、このパイル糸を引き出してループ状パイルを作り、このパイルをカットしてカットパイル３とし、カットパイル織物とする。そのため、織物ではパイルは基布の中で、地経糸又は地緯糸をまたぐ構造となり、各パイルは別方向に向かっている。しかし、バフとして利用できるほど糸の密度が高い場合には、それぞれの糸の張力の拮抗により、基布に対して直交する（９０度前後）方向に沿って並ぶことになる。

一方、天然繊維であるウールは、組成的に二重構造であるクリンプと表面を覆うスケールからなり、スケールは２枚のキューティクルを１枚のエピキューティクルで覆った鱗状の構造となっている。カットパイル糸は一本の繊維から構成されている訳ではなく複数の繊維から成っているが、図１、２では、各カットパイルの繊維側面のスケール６を模式的に表している。本発明の表面研磨用ウールバフのカットパイル１は上記の通り、カットパイル編物の特性として編物の基布に寄り添う方向となるため、バフ研磨に際して、各パイルの繊維側面が被研磨面に効率よく作用することになり、繊維側面にあるスケール６による研削力をフルに発揮でき、このウールバフの研削力は優れたものとなる。これに対して、パイル織物では上記したように、パイル３は基布に対して直交する方向に沿って並ぶため、繊維側面の被研磨面に対する作用は効率的ではない。また、パイルをループ状のままとしたのでは、バフ研磨に際してパイルの動きの自由度が下がり、各パイルの繊維側面と被研磨面との接触が十分でなく、鱗状スケールの研削力を充分に利用できないため、研削力が低下して好ましくなく、パイルのループをカットし、カットループとすることが必要である。

また、前記したように、ウール繊維に他の繊維を加える場合には、上記のウール繊維の作用効果を損なわないように３０重量％以下の範囲とすることが必要である。絹繊維をパイルとしたバフは、バフ研磨面の表面光沢が良くなるため、パイル糸として、ウール繊維に絹繊維を混ぜることにより、ウール繊維による高い研削力に加えて、研磨後の表面光沢の向上、すなわち塗装面のツヤをよくすることを図ることができる。

以上の通り、本発明のウールバフは、繊維素材によるバフとしての特性を活かしつつ、塗装面のペーパー目や研磨傷などの欠陥を消去する研削力の向上したバフとなっている。

カットパイル編物における編み目とカットパイルの説明図であり、（ａ）は上面より見た説明図であり、（ｂ）は側面から見た説明図である。 カットパイル織物における地経糸と地緯糸とカットパイルの説明図である。 有毛部を畝状としたカットパイル織物におけるカットパイルの説明図である。 ウールバフを取り付けた研磨具の側面説明図である。

本発明の実施の形態につき、以下さらに説明する。

本発明のウールバフは回転型ポリッシャータイプの研磨具に取付けられて、バフ研磨に供されるが、図４にウールバフ２０が取り付けられた研磨具５０の側面説明図を示す。研磨具５０は本体５１に内蔵するモーター５２と、モーター５２からの駆動力を出力する駆動軸５３と、これに固定された回転円盤５４とを有し、ウールバフ２０はパイル面２１を前面にして、基布２２が軟質ゴムやスポンジなどで構成されるクッション材２３を介して、面ファスナーなどから成る取り付け部材７により回転円盤５４に着脱自在に取付けられている。パイル面２１の各カットパイルは基布２２に寄り添う方向に並んでおり、ウール繊維によるカットパイルの側面を効率よく被研磨面に作用させることができる。バフ研磨具５０による研磨作業は、作業者がメイングリップ５５とサブグリップ５６を掴み、パイル面２１を被研磨面に押し付けて行うことができる。

図４では、バフ研磨具５０としては、回転円盤５４を単純な回転運動をさせて研磨を行うシングル回転型ポリッシャーを示したが、ハンディポリッシャーには、その他、正逆転運動を交互に行う揺動型ポリッシャー、複雑なトロコイド運動をするギアアクションポリッシャー、および駆動出力軸５３の中心から偏心した位置に回転円盤の回転軸中心を設置し、回転円盤５４の回転運動を不規則かつ複雑な運動とするランダムアクションポリッシャーなどがある。しかし、バフ２０を回転円盤５４に取付けてバフ研磨作業に供されるのはいずれのタイプも同じであり、本発明のウールバフはいずれのポリッシャーにも適用可能である。

ウールバフ２０のパイル面２１は、パイル糸としてウール繊維を用いたカットパイル編物のパイル面である。前記したように、図１はカットパイル編物の編み目とカットパイルの説明図であり、図２はカットパイル織物の地経糸と地緯糸とカットパイルの説明図である。これらの図におけるカットパイル１、３は梳毛糸や紡毛糸などの紡績糸や混紡糸であり、複数の繊維原糸から成るものではあるが、図においてはカットパイル１、３の側面に示したスケール６は概念的に示したものである。また、編み目や地糸とカットパイルの関係も一部のみを表し、他のカットパイルは毛羽として存在していることを象徴的に示したものである。図１に示すように、ループ状パイルをカットした各カットパイル１の方向は地糸２によって作られる編物の基布２２に寄り添った方向となっており、前記したように、各パイル１の繊維側面のスケール６による研削力が発揮される。一方、図２に示すカットパイル織物のカットパイル３では、地経糸４により各パイルの方向が分けられ、かつ、カットパイル３の方向は基布に対して直交する（９０度前後）方向に沿って並ぶために、各パイル３の繊維側面のスケール６による研削力は十分に発揮できていない。

また、ウールバフ用のカットパイル織物において、基布にカットパイルを部分的に有毛としないことにより、カットパイルの有毛部を畝状として、ウールバフの研削力を高めることが知られている。この場合、バフの研削力が高まる理由は次のように考えられる。図３は基布１０に畝状にカットパイルを有毛したバフの断面図を示し、有毛部１１と非有毛部１２とは畝状になっている。この場合、有毛部１１のカットパイルは前記したように基布１０に対して直交する方向（９０度前後）に沿って並んでおり、畝の中央部分のカットパイル３ａがそれに相当するが、畝の両端部に存在するカットパイル３ｂは、有毛されていない部分の方向に倒れ込んでいる。そのため基布全面に有毛されている場合に比べて、カットパイル３ｂは基布の方向に近くなり、繊維側面が被研磨面に作用し易くなり、スケールによる研削力を発揮することができる。しかし、カットパイル３ｂはカットパイル全体の一部であり、研削力の発揮には限界がある。これに対して、カットパイル編物においては、前記したようにカットパイル１は編物の基布に沿って並ぶため、塗膜面との接触角が最大で１８０度前後となり繊維側面の接触面積も多いので、繊維側面の研削力を効率よく利用することができる。

一方、ウール繊維側面はスケールの存在により高い摩擦力を有するが、スケールには方向性があり、毛の先端から根元に向かって摩擦する方がその逆より摩擦係数が大きい。そのため、図１に示すようにカットパイル１は地糸２に沿って往復するように織り込まれるため、摩擦係数の大きい方のみを利用するものではないが、少なくともその半分は、先端から根元に向かうスケールを利用することができ、摩擦係数は小さくはなるが、繊維側面の摩擦による作用はすべてのカットパイルを利用できる。これに対して、カットパイル織物において、畝を設けても、繊維側面を利用できるカットパイル３ｂは一部のパイルに限定され、カットパイル編物には及ばない。

カットパイル編物を編成するには、基布を構成する地糸２にパイル糸を添えて、織機のパイル・シンカーなどを利用して、地糸とパイル糸とを編針に給糸して、パイル編物を編成しながら、基布の表面に出ているループ状パイルをカットして、カットパイル編物とする。この編物の基布のウェールは1インチ当たり８〜２８ゲージ、コースは１６〜４５コースであって、パイル糸の太さは２００〜１２００デニールであり、カットパイルの長さは３〜１０ｍｍ、特に４ｍｍ〜７ｍｍであることが好ましい。カットパイルの長さが３ｍｍ未満では、バフ研磨時にパイルの動きが制限され、前記スケールの研削力を充分にさせることができない。１０ｍｍを超える長さでは、被研磨面とパイル面との接触圧力が不足し、十分な研削力が得られない。

ウールバフにおいて、パイル糸の脱落を防止するために、カットパイル編物の編成後に基布のパイル面の反対面である裏面に樹脂や接着剤を含浸させて、パイル糸を基布に固定することは有効である。この場合、パイル面に植毛されているカットパイルには含浸させないようにする必要がある。

さらに、図４に示すようにウールバフ２０の裏面に取付けられたクッション材２２を介して、取り付け部材７にて研磨具５０の回転円盤５４に取付けられ、パイル面２１を被研磨表面に押し付けて研磨作業に供せられるが、取付け部材７はウールバフ２０を着脱自在の取付けとするために、面ファスナーが好ましく用いられる。

本発明においては、パイル糸としてはウール繊維ないしはウール繊維を主成分とする混合繊維であるウール素材が用いられるが、基布を構成する繊維は、特に限定がなく、これらの繊維に限定されることなく、その他の天然繊維や合成繊維を用いることができる。

パイル糸としてウール繊維を用いたカットパイル編物及びカットパイル織物によるウールバフを製作し、回転型ポリッシャーに取付けてバフ研磨テストを行い、研削力と研磨後の表面光沢に比較を行った。被研磨面は、黒色塗料（ＢＡＳＦ社製、商品名ダイヤモント）とクリヤコートとしてクロノトップクリヤ（商品名、ＢＡＳＦ社製）を塗装し、パネル温度６０℃の遠赤外線ヒーターにて１時間乾燥させた塗装面を用いた。

上記塗装面を＃６００のサンドペーパーにてペーパー掛けしてペーパー目を発生させ、次いで、極細目コンパウンド（商品名：１ｓｔＮｅｏＢＬａｃｋ ケヰテック社製）を滴下し、各種のウールバフを取付けた回転型ポリッシャーにてバフ研磨を行い、何回目の滴下でペーパー目が消去できたかの確認を行い、研削力を評価した。そして、ペーパー目を消した後の研磨面のツヤの濃さの評価も行った。

バフ研磨テスト結果を表１と表２に示す。表１にはペーパーが消えるコンパウンドの滴下回数を示し、表２には、研磨面のツヤの濃さの評価として、測色計で２０回計測し、計測した数値を平均したＬ^*ａ^*ｂ^*表色系の数値で示した。

実施例であるカットパイル編物ではコンパウンド４回の滴下でペーパー目が消失し、比較例より、研削力に優れていることが分かった。

研磨した塗装面は黒色であり、明度が低いものがより黒いので、Ｌ^*のより小さいものがツヤがある、すなわち良好な表面光沢度と判断され、数値差が０．５以下ではほぼ同等であるとされる。したがって、実施例１のウールバフは良好な表面光沢度の得られる従来のウールバフである比較例と同等のツヤ(光沢度)のある塗装面を得る能力を維持しつつ、表1に示すように、ペーパー目を消去する研削力に優れていると判断される。すなわち、実施例１のウールバフは、研削力に優れているが、表面光沢度に影響するような研磨傷を残さないバフであることが示されている。

本発明の方法は、自動車の塗装面などのバフ研磨に好ましく応用できるウールバフであるが、合成樹脂成形品の鏡面化研磨にも応用できる。

１ カットパイル（編物） ２ 地糸
３ カットパイル（織物） ３ａ、３ｂ カットパイル（織物畝状）
４ 地経糸 ５ 地緯糸
６ スケール ７ 取り付け部材
１０ 基布（織物） １１ パイル有毛部（畝）
１２ パイル非有毛部
２０ ウールバフ ２１ パイル面
２２ 基布（編物） ２３ クッション材
５０ 研磨具 ５１ 本体
５２ モーター ５３ 駆動軸
５４ 回転円盤 ５５ メイングリップ
５６ サブグリップ

Claims (2)

1. 被研磨表面に接触するパイル面が、パイル糸としてウール繊維を用いたカットパイル編物のパイル面であることを特徴とする表面研磨用ウールバフ。
2. カットパイル編地の基布のウェールは1インチ当たり８〜２８ゲージ、コースは１６〜４５コースであって、パイル糸の太さは２００〜１２００デニールであり、カットパイルの長さは３〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の表面研磨用ウールバフ。

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