(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥粒をボンド材で固定してなる研磨用砥石の製造方法において、
平均粒径が０．６μｍ以上の砥粒とボンド材とを混合し、固化してフレーク状の固体状混練物を作製する工程と、
前記フレーク状の固体状混練物を微粉砕し、前記砥粒の平均粒径を０．６μｍ未満にする工程と、
前記微粉砕した固体状混練物を成形して焼成する工程と、
を有することを特徴とする研磨用砥石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ボンド材にて砥粒を固定してなる研磨用砥石の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、砥粒をボンド材により固定してなる研磨用砥石の製造方法として、例えば特開昭５９−１３４６４７号公報に記載される発明がある。
上記発明は、図６に示すように、ボンド材となるフェノールレジンを有機溶剤に溶解した後、砥粒および硬化剤を添加して混合し、強制乾燥することにより砥粒とボンド剤との固体状混練物を得、これを粗砕して熱間プレスすることで固形化するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記従来技術においては、ボンド材と砥粒との固体状混練物を粗砕したものを固形化している。この固体状混練物は樹脂溶液に砥粒を混合・乾燥して得られるが、被加工物の外観品質を向上させる目的で砥粒の粒径を小さくすると、砥粒の比表面積の増加により砥粒同士の凝集が顕著になる。この凝集が発生しやすい微小砥粒を樹脂溶液に混合すると、溶液中で凝集が起こり、硬い凝集塊が発生する。この凝集塊は後の粗砕工程では粉砕することができず、砥石中にそのまま存在することになる。この中には気孔がほとんどなく、砥粒がボンド材で強固に保持されているので非常に硬い。
【０００４】
加工にこの凝集塊を含む砥石を用いると、砥粒が他の部分のように単体で脱粒することができず、凝集塊ごと脱粒する。脱粒した凝集塊は、砥石と被加工物との間で転動することにより、被加工物にキズを発生させる。また、凝集塊に保持されている砥粒は強固に保持されているので、砥粒に大きな力が加わっても他の気孔に囲まれた砥粒のようには脱粒できず、被加工物に深いキズを生じさせる。このように、砥石に微小砥粒を用いた場合、微小砥粒の外観品質向上の効果を得ることができず、被加工物にキズを生じさせてしまうという問題点があった。
【０００５】
請求項１の目的は、原材料として粒径の小さい砥粒を用いるのではなく、砥石成形直前に砥粒を粉砕して粒径を小さくすることにより、キズ発生の原因となる微小砥粒の凝集塊が砥石中に存在しない研磨用砥石の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、砥粒をボンド材で固定してなる研磨用砥石の製造方法において、平均粒径が０．６μｍ以上の砥粒とボンド材とを混合し、固化してフレーク状の固体状混練物を作製する工程と、前記フレーク状の固体状混練物を微粉砕し、前記砥粒の平均粒径を０．６μｍ未満にする工程と、前記微粉砕した固体状混練物を成形して焼成する工程と、を有する。
【０００７】
【作用】
請求項１の作用を以下に説明する。
まず、原材料の砥粒径と固体状混練物作製時の凝集塊との発生確率の関係を図１に示す。
固体状混練物の作製は、同一濃度のフェノール樹脂溶液に平均粒径のみ変更した同一量の砥粒を添加し、１０ｍｉｎ攪拌することによって行った。発生確率は前記操作を２０回行い、１粒でも凝集塊が存在したら発生としてカウントした。図１から解るように、０．６μｍを境にしてこれより小さい粒径の場合には発生が見られることがわかる。
【０００８】
このことから０．６μｍ未満の砥粒を用いた砥石を作製する際には、従来の方法では砥石中に凝集塊が生じてしまうといえる。また、０．６μｍ以上の粒径であれば凝集塊を生じることがないと考えることができる。このことより、平均粒径０．６μｍ以上の砥粒を用いて凝集塊のない固体状混練物を作製した後に砥粒の微粉砕を行うことで、平均粒径が０．６μｍ未満の砥粒を均一に配置させることができる。これにより凝集塊によるキズの発生をなくすことができる。
【０００９】
【実施例１】
図２および図３は本実施例を示し、図２はフローチャート、図３は粉砕時間と粒径との関係を示すグラフである。
本実施例では、砥粒１に酸化セリウム（平均粒径１．６μｍ）、ボンド材２にフェノールレジンを用いた。
ボンド材２となるフェノールレジンを適量秤量し、有機溶剤を徐々に加えて攪拌しながら完全に溶解する。この溶液にあらかじめ適量秤量された酸化セリウム１および硬化剤３を加えて均一に混合する。
【００１０】
上記混練物を乾燥炉にいれて加熱し、有機溶剤を蒸発除去させて強制乾燥させる。これにより固体状混練物の塊が得られる。この塊をカッターミキサーにより粗砕して平均粒径を約９００μｍにする。この粗砕粉を、φ３ｍｍのジルコニアボールを用いた湿式ボールミルにより４８ｈ微粉砕して、砥粒１の平均粒径を０．４μｍとする。この固体状混練物の微粉砕物を所望の条件により冷間圧縮して約１５０℃で焼成することにより砥石が得られる。
【００１１】
微粉砕の粉体は樹脂との混合物であるので、このまま粒度測定を行っても砥粒径を求めることはできない。よって、樹脂を溶解させた後に砥粒１のみの粒径を測定する必要がある。微粉砕後の粒径は粉砕条件が同一の場合、粉砕時間によって決まるので、所望の粒径を容易に得ようとするならば図３のような粉砕時間と粒径との関係のグラフをあらかじめ作成しておくとよい。
【００１２】
比較のために、本実施例で作製した砥石と、原材料に０．４μｍの砥粒を用いて従来方法に従って作製した砥石とで加工を行い、外観の比較を行った。硝材にＰＢＨ３９、加工圧力１．０ｋｇｆ／ｃｍ2 、砥石周速度１００ｍ／ｍｉｎとして加工を行い、外観検査は白熱灯の透過光により行った。この結果を表１に示す。
【００１３】
【表１】
0003676401.tif 000002
【００１４】
砥粒の粒径は同一であるにも係わらず、外観の合格率は約２０％も異なることがわかった。
【００１５】
本実施例によれば、固体状混練物の作製時には砥粒径は１．６μｍと比較的大きいので微小砥粒特有の凝集塊の発生は起こらない。また、この固体状混練物は成形前に微粉砕するので、最終的に砥石中に配置される砥粒の粒径は０．４μｍまで小さくすることができる。これにより凝集塊の影響による外観品質の低下を起こすことがない。
【００１６】
【実施例２】
図４および図５は本実施例を示し、図４はフローチャート、図５は説明図である。
本実施例では砥粒１１に酸化セリウム（平均粒径：１．８μｍ）、ボンド材１２にポリイミドレジンを用いる。
ボンド材１２となるポリイミドレジンを適量秤量し、有機溶剤を徐々に加えて攪拌しながら完全に溶解する。この溶液にあらかじめ適量秤量された砥粒（酸化セリウム）１１を加えて均一に混合する。
【００１７】
上記混練物１３を図５に示す様な水１５を満たした水槽１６に滴下し、混練物１３中の溶剤を水１５と置換することにより固化させ、大きさ約７ｍｍのフレーク状の固体状混練物１４を得る。この固体状混練物１４をφ３ｍｍのジルコニアボールを用いた湿式の振動ミルにより６０ｈ微粉砕し、砥粒１１の平均粒径を０．２μｍにする。この微粉砕物を所望の条件により冷間圧縮して約２００℃で焼成することにより砥石が得られる。
【００１８】
本実施例によれば、前記実施例１と同様に、砥石中に砥粒の凝集塊を存在させることなく、０．２μｍという微小砥粒を用いた砥石を作製することができ、キズの発生をなくすことができる。
【００１９】
尚、前記各実施例においては、微粉砕の方法にボールミルや振動ミルを用いたが、本発明はこれに限定するものではなく、他の公知の粉砕方法において粉砕時に樹脂を侵すことがなく、また樹脂の硬化に影響を与える温度まで昇温することがなければ、その方法を用いてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の効果は、砥粒の凝集塊を砥石中に存在させることなく、０．６μｍ未満の微小砥粒を砥石中に配置することができ、被加工物の外観品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作用を説明するグラフである。
【図２】実施例１を示すフローチャートである。
【図３】実施例１を示すグラフである。
【図４】実施例２を示すフローチャートである。
【図５】実施例２を示す説明図である。
【図６】従来例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１，１１  砥粒
２，１２  ボンド材
３  硬化剤
１３  混練物
１４  固体状混練物
１５  水
１６  水槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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