家具用ポリッシュ
背景
家具の磨きは、木製の家具をきれいにし、保護し、磨くために使用されるペースト、クリーム、またはローションです。これらの製品は元々天然ワックスから作られていましたが、塗布が難しく、時間の経過とともに大量に蓄積する傾向がありました。今日、これらの配合物は、天然のワックスとオイルを石油ベースの成分と合成ポリマーと組み合わせています。これらの最新の配合により、フィルムの残留物を洗浄し、新しい研磨剤を1つのステップで配置できるため、古い研磨剤層を定期的に剥がす必要はありません。今日、米国で最も人気のある形態はエアロゾル家具研磨であり、年間8000万台以上を販売しています。しかし、これらのエアゾール製品は、新しい法律がこれらの製品に使用できる推進剤を規制しているため、精査されています。
木材は、テーブル、ベッドフレーム、ソファなどの家具を作るために古くから使用されてきました。天然素材である木材は、経年変化の影響を受けやすく、乾燥、ひび割れ、汚れが発生する可能性があります。聖書の時代から、そしておそらく以前から、人々は木の表面を油、香油、そして醜いものでコーティングすることの有用性を認識してきました。初期の歴史的記述は、亜麻仁油または杉の木油を使用して木材の表面を処理するための指示とともに発見されました。木材の研磨に使用される他の天然オイルには、桐油やペリラオイルがあります。 12世紀のイタリアでは、これらのオイルは一般的に木の床を磨くために使用されていました。 14世紀までに、蜜蝋はフランスの象眼細工の木材や寄木細工の床の処理に使用されていました。蜜蝋は非常に人気のあるウッドポリッシュになりましたが、ホットアイアンを塗ってから手で磨く必要がありました。この欠点にもかかわらず、蜜蝋は、時には硬い動物性脂肪と混合され、18世紀後半まで主な研磨形態であり続けました。 1797年、ブラジルのセララヤシの葉からカルナウバワックスと呼ばれる天然植物ワックスが発見されました。カルナウバワックスは丈夫で高融点であり、適切に配合すると、蜜蝋に必要なすべてのバフ研磨なしで細かい輝きを与えます。 19世紀後半までに、他のワックスが発見され、カルナウバロウとオウリクイ、キャンデリラ、エスパルト、サトウキビ、綿繊維、亜麻、ヤシ、麻、ラフィアのワックスのブレンドを利用したポリッシュが開発されました。
1900年代初頭までに、石油化学は多くの原材料を生み出しました。これらの原材料は、研磨剤の配合に役立ちました。これらには、パラフィンワックス（融点と硬度を変えることができます）と安価な溶剤（灯油やナフサなど）が含まれていました。同様に、モンタンワックスのようなミネラルワックスが市販され、ポーランド製品に組み込まれました。 1929年までに、化学者は石鹸と水ベースにカマウバワックスの懸濁液を準備し、それを最初の自己研磨ワックスエマルジョンとして販売しました。この配合は、バフ研磨が少なくてすむため、以前の配合よりも改善されましたが、ストリークが発生し、石鹸が水と接触すると簡単に除去される傾向があるため、重大な欠点がありました。過去数十年の間に、ワックスシステムに比べて大幅な改善を提供する合成ポリマーエマルジョンが導入されました。最も広く使用されているポリマーは、潤滑性と優れた光沢を提供するシリコーンオイルをベースにしています。エアロゾルスプレーは、広い表面積に簡単に塗布できるため、これらの製品で最も人気のあるデリバリーシステムです。塗布のしやすさに加えて、今日の製品は優れた光沢、耐摩耗性、耐水性を提供します。
原材料
家具の研磨剤を準備するために使用される主な成分は、研磨剤、溶剤、および乳化剤です。補助材料には、防腐剤、着色剤、香料が含まれます。
研磨剤
ワックス、ポリマー、およびオイルは、家具の表面の状態を改善するために使用され、大まかにグループ化して、研磨剤としてラベルを付けることができます。使用されるワックスは、植物、動物、または鉱物由来のものである可能性があります。植物性ワックスの一般的な例は、カルナウバ（ヤシの葉から）とキャンデリラ（同じ名前のメキシコの植物から）です。サトウキビワックス、コットンワックスなども使用されています。主要な動物用ワックス（より正確には昆虫用ワックス）は蜜蝋であり、その独特の物理的および化学的特性に役立ちます。シェラックは、 Ficusreligiosa属のlac昆虫に由来するもう1つの人気のある昆虫ワックスです。 マッコウクジラの鯨蝋はかつて人気がありましたが、生態系への懸念から合成代替品の開発が余儀なくされています。羊のラノリン画分は動物用ワックスとして使用できます。ミネラルワックスは、定義上真のワックスではありませんが、同様の化学的性質を持っています。これらは、オゾケライト、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、酸化マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、モンタンワックスに分類できます。これらの天然由来のワックスに加えて、合成樹脂も一般的に研磨に使用されます。これらには多数のポリマーが含まれ、そのうちのいくつかはもともと塗料およびコーティング業界で使用するために開発されました。これらは、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、酢酸ビニル、スチレン、塩化ビニル、アクリロニトリルなどの材料です。最後に、植物、石油、またはシリコーンの供給源に由来するオイルを配合に加えて、輝きを高めます。
溶剤
溶剤は、研磨に使用される水不溶性材料の一部を溶解または軟化させるために使用されます。一般的な溶媒には、ミネラルスピリット、テレピン油、ナフサなどがあります。溶解力に加えて、溶媒の選択時に考慮すべき要素には、可燃性と毒物学が含まれます。
乳化剤/界面活性剤。
油と水溶性成分を適切にブレンドするには、界面活性剤（界面活性剤の略）と呼ばれる特殊な化学物質が必要です。これらの界面活性剤（乳化剤としても機能する可能性があります）には、水と油をつなぎ合わせて、エマルジョンと呼ばれる安定したクリーム、ペースト、またはローションを作成する機能があります。
推進剤
推進剤は液化ガスであり、エアゾール製品をスプレーとして分配するために使用されます。最も一般的な推進剤は、プロパンやブタンなどの短鎖炭化水素であり、どちらも非常に可燃性です。
その他の材料
上記の成分に加えて、ポリッシュには研磨剤、着色剤、香料、防腐剤が含まれている場合があります。金属缶の腐食の可能性を制限するために、さらに他の成分が追加されます。これらは多くの場合、溶液のpHを上げる窒素含有材料です。
これらの成分は、ペースト、クリーム、液体、およびエアロゾル（非エアゾールポンプスプレーを含む）に配合できます。
デザイン
家具の磨きは、ワックスとオイルのブレンドで設計されています。これは、単一の成分がすべての望ましい特性を提供するわけではないためです。たとえば、理論的には、カルナウバワックスの20％ペーストが最高の光沢を生み出すはずですが、実際には、この混合物はざらざらしていて広がりにくいです。感知できるほどの光沢を追加しないかもしれないが、より望ましい特性でワックスの広がり特性を変更する異なるワックス材料（例えば、いくつかのミネラルワックス）を追加することは有益である。もちろん、溶剤やその他の材料は、製品の一貫性にも重要な役割を果たします。家具用研磨剤を配合する際に考慮すべき要素には、硬度、バフ性、柔軟性と機械的強度、防水性、耐汚染性などがあります。コストと製造の容易さは重要な考慮事項でした。そのような製品を設計するときは、製品が対象とする表面のタイプも考慮に入れる必要があります。一部の研磨剤は特定の種類の木材用に設計されており、その他は主に 
保護の輝きを加えることを目的としており、さらに他のものは、ほこりをきれいにして取り除くためにも作られています。配合者は、木材の表面仕上げの種類を認識し、ほこりの誘引力と水こぼれや汚れに対する耐性を考慮する必要があります。安全性と毒物学的懸念を見逃すことはできず、規制上の問題があり、それが研磨剤の配合にも影響を与える可能性があります。
製造
プロセス
家具用ポリッシュの製造手順は、製造する製品の種類によって異なります。以下は、エアロゾル研磨に使用される製造方法の説明です。エアロゾルポリッシュの製造には、ワックスエマルジョンの配合、一次容器の充填、缶の加圧/ガス処理、および仕上げ操作の4つの重要な操作が必要です。
ワックスエマルジョンの配合
- 1家具の研磨に使用されるエマルジョンの種類は、さまざまな混合技術で作ることができます。一般的な方法の1つは、水と水溶性材料を1つの容器で一緒に加熱し、ワックスと油溶性成分を別の容器で加熱することです。これらの混合タンクは通常、ステンレス鋼で構成されており、蒸気と冷水をタンクの周りに循環させることができるジャケット付きシェルが装備されています。これにより、バッチを外部の水と接触させることなく、バッチを加熱および冷却する方法が提供されます。ミキシングケトルはまた、温度制御、および成分を追加するための入口と出口の配管で構成されています
完成品をポンプで排出します。水相と油相が適切な温度である場合、158-176°F（70-80°C）で、比較的高いせん断力を提供するタービンタイプのミキサーを使用して混合します。通常、油は水相にポンプで送られます。加熱と混合は、バッチが均一になるまで続き、その時点で冷却が開始されます。バッチが冷えると、防腐剤、染料、香料などの他の成分が追加されます。バッチが完了すると、固形分、pHなどの品質管理基準を満たしていることを確認するためにアッセイされます。バッチは、充填ラインにポンプで送られるか、充填の準備ができるまでタンクに保管されます。
プライマリコンテナの充填
- 2エアゾール家具用ポリッシュは、エアゾール製品に必要な圧力に耐えることができる金属缶にパッケージされています。典型的な缶の構造は、スズでコーティングされた鋼またはアルミニウムである可能性があります。製品をパッケージに充填する準備が整うと、エマルジョンはコンベヤーを備えた充填ラインにポンプで送られ、コンベヤーが缶を液体充填装置に運びます。充填ヘッドには、ポリッシュエマルジョンを保持し、通常は容量によって設定される制御された量を缶に排出する大きなホッパーがあります。次に、充填されたものはコンベヤーラインを下って進み、製造方法によっては、ガス処理の直前にバルブが挿入され、所定の位置に密閉される場合があります。
缶の加圧/ガス化
- 3缶にポリッシュ濃縮物を充填した後、ガス処理と呼ばれるプロセスで推進剤を添加します。エアゾール缶は、バルブを所定の位置に圧着する前または後にガスを発生させることができます。缶を満たすために、推進剤は、バルブのベースを形成する円形の金属カップの周りの缶に撃ち込まれます。経済性とスピードのために好まれるこの方法は、アンダーカッピングとして知られています。もう1つのガス処理方法は、所定の位置に圧着された後、バルブのステムを介して高圧下で推進剤を充填します。圧力充填として知られるこの方法は、すべてのガスが非常に小さな開口部から缶に入る必要があるため、はるかに低速です。両方の操作は、非常に可燃性の推進剤の発火を引き起こす可能性のある電気火花の可能性を制限するために適切に接地された特別な空気圧操作装置を使用して実行されます。
最終操作/仕上げ手順
- 4充填作業中または直後のある時点で、トレーサビリティを可能にするために、缶は日付およびその他のバッチ情報でコード化されます。これは、製品の特定のバッチに問題がある場合、たとえば、腐敗した原材料がエマルジョンを安定させることができない場合、その多くの原材料で作られた完成品を追跡できるため便利です。まれですが、必要に応じて、この番号を使用して製品のリコールを発行することもできます。缶は通常、プラスチック製のオーバーキャップで覆われているため、バルブが誤ってトリガーされて滑りやすい内容物が漏れるのを防ぎます。最終的なキャッピングとコーディングの後、適切な品質チェックの後、缶は通常、段ボールの輸送用カートンに梱包され、パレットに載せられます。その後、倉庫または配送センターに送られ、最終的な出荷指示を待ちます。
品質管理
家具の磨きの品質は、製造手順のさまざまな時点で分析されます。製造前に、原材料が仕様に適合していることを確認します。製品がバッチ処理された後、それが正しく準備されたことを確認するために分析されます。主要な配合パラメーターには、水分含有量、pH、固形分レベル、および防腐剤活性が含まれます。製品がエアゾール缶に充填され、推進剤が充填された後、バルブのスプレー特性がチェックされます。缶は、漏れないように温水浴に通されます。充填する前に、代表的な数の缶をテストして、適切な強度であることを確認します。米国は、エアゾール缶の破裂強度に制限を設けています。
未来
他のテクノロジー主導の製品と同様に、基盤となるテクノロジーが進歩するにつれて、改善が行われます。たとえば、新しいシリコーンポリマーは絶えず開発されており、これらのいくつかは将来の家具用研磨剤の配合に組み込まれる可能性があります。おそらく、ポーランド業界の将来に向けた最も重要な変化は、規制上の懸念によって引き起こされる可能性があります。大気汚染法は、家具の研磨に使用される推進剤と溶剤の種類を制限しています。 1970年代半ばには、制汗剤業界でも同様の状況が発生しました。安全上の懸念により、エアロゾル制汗剤は、もともと最も人気のあるタイプであった市場からほとんど姿を消しました。業界が改善されたエアロゾル製剤、非エアゾールポンプ製品、またはいくつかの新しいデリバリーシステムで規制上の課題に対応するかどうかはまだわかりません。
製造プロセス