(57)【要約】【課題】耐久性が高く、高い安全性が確保される研削紙円板を提供する。【解決手段】研削紙円板１１は、バルカナイズドファイバー３とガラスファイバーメッシュ４とを貼り合わせてなる円形状の基板２と、基板２の一方面に研磨材粒子を付着させて形成される研磨材層５とを備える。バルカナイズドファイバーの塩素の含有量を０．０５％以下とすることにより、研削紙円板１１の使用時に基板２に加重が加わった場合でも、バルカナイズドファイバー３の層間剥離を抑制することができるので、研削紙円板１１の耐久性が向上する。また、バルカナイズドファイバー３とガラスファイバーメッシュ４を貼り合わせた基板２を用いることによって、破損しても破片が飛散する可能性が低く、高い安全性を確保することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削紙円板であって、
バルカナイズドファイバーとガラスファイバーメッシュとを貼り合わせてなる円形状の基板と、
前記基板の一方面に研磨材粒子を付着させて形成される研磨材層とを備え、
前記バルカナイズドファイバーの塩素の含有量が０．０５％以下である、研削紙円板。
【請求項２】
前記研磨材粒子が、炭化ケイ素の化学成分割合が９７％以上の炭化ケイ素系研磨材である、請求項１に記載の研削紙円板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の研磨に用いる研削紙円板に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄、コンクリート、木材等からなる構造物の表面を研削するための工具の１つに、研削ディスクを回転させて研削を行うディスクサンダーがある。ディスクサンダーは、モーターと、研削ディスクを着脱自在に保持し、モーターの回転力に従って研削紙円板と一体的に回転する保持機構とを少なくとも備える。研削ディスクには、フレキシブル砥石や、カップ型砥石、研削紙円板（研磨ジスクともいう）など、様々な種類がある。研削紙円板の例として、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１では、バルカナイズドファイバーにガラスファイバーメッシュを貼り合わせてなる円盤状の基板の表面に、熱硬化性樹脂を用いて研磨材を固着させている。特許文献１では、バルカナイズドファイバーをガラスファイバーメッシュで補強することにより、研磨作業開始から一定時間経過後に基板が軟化することを抑制し、１枚の研削紙円板を用いた作業時間の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公平５−２９８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ビルディングや道路等の建築構造物のリフォーム需要が増大している。建築構造物のリフォーム作業においては、金属やコンクリートの劣化部分を研削除去する、いわゆる「下地処理」が不可欠である。この下地処理の研削作業で用いる研磨材として、フレキシブル砥石やカップ型砥石が多用されている。
【０００６】
しかしながら、これらのフレキシブル砥石やカップ型砥石には高価な研磨材が使用されるにもかかわらず、研磨材の粒度が最も粗いものでも＃２４（ＪＩＳ Ｒ６１１１）程度であるため、研削性能が十分ではなかった。また、フレキシブル砥石やカップ型砥石に用いられている研磨材の損耗が早いことや、研磨材が微小であるために目詰まりしやすいことなどで、研磨材の交換が頻繁に必要となる。更に、フレキシブル砥石やカップ型砥石は、使用状況によっては大きく破損する可能性があり、破片により重大な事故が発生するおそれがある。
【０００７】
それ故に、本発明は、耐久性が高く、高い安全性が確保される研削紙円板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る研削紙円板は、バルカナイズドファイバーとガラスファイバーメッシュとを貼り合わせてなる円形状の基板と、基板の一方面に研磨材粒子を付着させて形成される研磨材層とを備える。バルカナイズドファイバーの塩素の含有量は、０．０５％以下である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る研削紙円板は、基板に用いるバルカナイズドファイバーの塩素含有量を一定以下にすることによって耐久性を向上させることができ、この結果、研削作業の作業効率を高めることができる。また、本発明に係る研削紙円板は、バルカナイズドファイバーとガラスファイバーメッシュを貼り合わせた基板を用いることによって、破損しても破片が飛散する可能性が低く、高い安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る研削紙円板の平面図
【図２】図１に示したＩＩ−ＩＩラインに沿う断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、実施形態に係る研削紙円板の平面図であり、図２は、図１に示したＩＩ−ＩＩラインに沿う断面図である。図１においては、右上がりのハッチングによって研磨材層の平面形状を特定し、格子状のハッチングによって研磨材粒子が付着していない領域（すなわち、ガラスファイバーメッシュ４が露出した部分）を特定している。
【００１２】
研削紙円板１１は、円形状の基板２と、基板２の一方面上に研磨材粒子を付着させて形成される研磨材層５とを備える。
【００１３】
基板２は、バルカナイズドファイバー３とガラスファイバーメッシュ４とを貼り合わせたものである。バルカナイズドファイバー３とガラスファイバーメッシュ４とは、レゾール型フェノール樹脂や、エポキシ樹脂、尿素樹脂等の熱可塑性樹脂を用いて接着される。熱可塑性樹脂には、炭酸カルシウムなどの充填剤や溶剤が適宜混合される。基板２の中央部には、ディスクサンダーへの取り付けに用いるための開口６が形成されている。
【００１４】
研磨材層５は、基板２のガラスファイバーメッシュ４上に研磨材粒子を熱可塑性樹脂で付着させることにより形成される。研磨材粒子の材質及び粒径は、研削対象物及び研削目的に応じて任意に選択できる。例えば、研磨材粒子の材質としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｒＯ）、石英、ダイアモンドを利用できる。また、研磨材粒子の粒径は、鉄やコンクリートの下地研削処理の用途では、例えば、ＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃３０より小さいものが好適である。この範囲内でも、研削対象物の研削の効率化と、研磨材層５の目詰まり防止とを両立するために、研磨材粒子の粒径が＃１０〜＃３０であることが好ましく、＃１０〜１６であることがより好ましい。研磨材粒子をガラスファイバーメッシュ４に付着させるために用いる熱可塑性樹脂としては、バルカナイズドファイバー３とガラスファイバーメッシュ４との接着の用途で例示したものを利用できる。
【００１５】
尚、図１の例では、研磨材層５は、ドーナツ状に形成されているが、研磨材層５の平面形状は特に限定されず任意で良い。ここで、本実施形態に係る研磨材層５の特徴を説明する。
【００１６】
図１に示すように、基板２の中央には、研磨材粒子が付着していない円形状の非付着領域９が設けられている。この非付着領域９は、研削紙円板１をディスクサンダーに取り付ける際に留め金が接する部分である。非付着領域９の直径は、一般的に５〜７ｃｍである。非付着領域９は、基板２に研磨材粒子を付着させる前に、非付着領域９対応する形状のマスキングテープを用いてマスキングすることによって、簡便に形成することができる。  尚、マスキングテープを用いる手法が最も簡便ではあるが、マスキングテープの代わりに、紙や金属板等で非付着領域９に対応する形状のテンプレートを形成し、このテンプレートを用いてマスキングを行っても良い。また、マスキングを行う以外に、基板２の全面に研磨材粒子を散布した後、中央部の研磨材粒子を掻き取ることによって非付着領域９を形成しても良い。
【００１７】
バルカナイズドファイバー３は、塩素含有量が０．０５％以下のものを使用する。ここで、バルカナイズドファイバーの塩素含有量は、ＪＩＳ  Ｃ  ２３１５に記載されている、ＪＩＳ  Ｃ  ２１１１の１１．１（１）に塩素含有量試験によって求められる値である。
【００１８】
バルカナイズドファイバー３は、木材繊維または木綿繊維で製造された原子を塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）溶液に浸漬することによって、低分子量成分を溶出して、セルロース純度を高めた素材である。したがって、バルカナイズドファイバー３には、塩化亜鉛由来の塩素がいくらか残存する。
【００１９】
本発明者は、バルカナイズドファイバー３の塩素含有量、すなわち、塩化亜鉛由来の残存塩素含有量が０．０５％より多い場合、上記のように構成された研削紙円板１１が研削作業時に加重を受けることによって、バルカナイズドファイバー３の層間剥離の発生割合が高くなることを見出した。すなわち、接着剤として用いる熱可塑性樹脂によって、バルカナイズドファイバー３の表面とガラスファイバーメッシュ４とは強固に接着されているものの、両者の接着強度よりも剥離強度が弱く、研削作業時に強い果汁が加わる、バルカナイズドファイバー３の表層部分（ガラスファイバーメッシュ４に近い部分）で層間剥離が発生し、熱可塑性樹脂で一体化された研磨材層５、ガラスファイバーメッシュ４及びバルカナイズドファイバー３の表層部分が、バルカナイズドファイバー３の残りの部分から剥離した状態となる。このバルカナイズドファイバー３の表層剥離は、研削紙円板１１の周辺部において最初に発生する。
【００２０】
バルカナイズドファイバー３の表層剥離が生じると、研磨材層５が基板２を構成するバルカナイズドファイバー３から浮いた状態となって、研磨材層５の回転が不安定となり、研削作業の効率が大きく低下する。
【００２１】
このような課題に対し、本発明者は、塩素含有量が０．０５％以下のバルカナイズドファイバー３を用いた基板２で研削紙円板１１を作製することにより、研削紙円板１１の使用時に基板２に加重が加わった場合でも、バルカナイズドファイバー３の層間剥離が抑制されることを見出した。バルカナイズドファイバー３の塩素含有量が０．０１％以下であれば、バルカナイズドファイバー３の層間剥離がより低減されるので、より好ましい。
【００２２】
また、研磨材層５の形成に用いる研磨材粒子には、研削作業による損耗が少なく、耐久性が高いことが求められる。このような課題に対して、本発明者は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）系研磨材を使用する場合に、炭化ケイ素の化学成分割合が９７〜１００％の研磨材粒子を採用することによって、研磨材の損耗が抑制され、この結果、研削紙円板１１の耐久性が向上することを見出した。研磨材粒子が含有する炭化ケイ素の化学成分割合は、上記の範囲内でも、９８〜１００％であることがより好ましい。ここで、研磨材粒子が含有する炭化ケイ素の化学成分割合は、ＪＩＳ  Ｒ  ６１２４に規定される炭化けい素研削材の化学分析方法により求められる値である。
【００２３】
従来の研削紙円板では、研磨材として用いたＳｉＣが損耗する前に基板２が柔らかくなったり、層間剥離を生じたりすることにより、研削作業の続行が困難となっていた。これに対して、本実施形態では、塩素含有量が０．０５％以下のバルカナイズドファイバー３を用いることにより、基板の耐久性が向上している。この場合、研削紙円板１１の耐久性を向上させるには、基板２の耐久性向上に応じて研磨材粒子の損耗を抑制することが必要となる。本実施形態では、塩素含有量が０．０５％以下のバルカナイズドファイバー３に、炭化ケイ素含有量を９７％以上の研磨材を併せて使用することにより、バルカナイズドファイバー３の層間剥離の抑制と、研磨材粒子の耐久性向上とを実現することができるので、研削紙円板１１の耐久性を大きく向上させることが可能となる。この結果、一枚の研削紙円板１１を用いた研削作業時間を長くすることができるので、研削紙円板１１の交換頻度を低下し、作業時間の効率を高めることができる。
【００２４】
尚、本実施形態に係る研削紙円板の材質及び製造条件は、ここでは詳述しないが、実公平５−２９８１７号公報に記載のものを採用すれば良い。
【００２５】
また、本実施形態に係る研削紙円板では、研磨材層５はドーナツ状に形成されているが、研磨材層５の平面形状は任意である。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を具体的に実施した実施例及び比較例を説明する。
【００２７】
＜バルカナイズドファイバーの塩素含有量と、基板の耐久性との関係＞
（実施例１及び２）
外径１００ｍｍの基板上に、図１に示す形状の研磨材層を形成した。バルカナイズドファイバーは、塩化物含有量が０．０５％のものを使用した。実施例１ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１６のＳｉＣを、実施例２ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１０のＳｉＣを研磨材として使用した。また、図１に示す中央部の非付着領域の直径は５５ｍｍとした。
【００２８】
（実施例３及び４）
外径１００ｍｍの基板上に、図１に示す形状の研磨材層を形成した。バルカナイズドファイバーは、塩化物含有量が０．０１％のものを使用した。実施例１ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１６のＳｉＣを、実施例２ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１０のＳｉＣを研磨材として使用した。また、図１に示す中央部の非付着領域の直径は５５ｍｍとした。
【００２９】
（比較例１及び２）
外径１００ｍｍの基板上に、図１に示す形状の研磨材層を形成した。バルカナイズドファイバーは、塩化物含有量が０．２０％のものを使用した。比較例１ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１６のＳｉＣを、比較例２ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１０のＳｉＣを研磨材として使用した。また、図１に示す中央部の非付着領域の直径は５５ｍｍとした。
【００３０】
（比較例３及び４）
外径１００ｍｍの基板上に、図１に示す形状の研磨材層を形成した。バルカナイズドファイバーは、塩化物含有量が０．１０％のものを使用した。比較例３ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１６のＳｉＣを、比較例３ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１０のＳｉＣを研磨材として使用した。また、図１に示す中央部の非付着領域の直径は５５ｍｍとした。
【００３１】
（基板の耐久性の評価方法）
上記のように作製した研削紙円板をディスクサンダーに取り付け、コンクリートブロックの平坦面を研削した。研削開始から５分後、１０分後、１５分後の基板の状態を目視で確認し、「○：バルカナイズドファイバーに層間剥離なし、△：継続して使用可能な程度ではあるが、バルカナイズドファイバーに層間剥離あり、×：継続して使用が困難な程度にバルカナイズドファイバーの層間剥離あり」により判定した。
【００３２】
実施例１〜４及び比較例１〜４についての評価結果を表１に示す。
【表１】
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【００３３】
比較例１〜４の研削紙円板は、研削開始後１０分でバルカナイズドファイバーに層間剥離が生じて継続しようが困難となった。これに対し、実施例１〜４の研削紙円板は、研削開始後１０分経過時点では、バルカナイズドファイバーに層間剥離が生じた場合でも継続使用が可能な程度であった。したがって、実施例１〜４の研削紙円板は、比較例１〜４の研削紙円板と比べて、耐久性に優れることが確認された。また、バルカナイズドファイバーの塩素含有量が０．０１％である実施例３及び４は、バルカナイズドファイバーの塩素含有量が０．０５％である実施例１及び２よりも耐久性に優れ、研削開始後３０分経過しても継続使用が可能であった。
【００３４】
＜研磨材中のＳｉＣ含有量と、研磨材の損耗との関係＞
（実施例５及び６）
外径１００ｍｍの基板上に、ＳｉＣ含有量が９７．４％の研磨材を用いて、図１に示す形状の研磨材層を形成した。実施例５ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１６のＳｉＣを、実施例６ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１０のＳｉＣを研磨材として使用した。また、図１に示す中央部の非付着領域の直径は５５ｍｍとした。
【００３５】
（実施例７及び８）
外径１００ｍｍの基板上に、ＳｉＣ含有量が９９．２％の研磨材を用いて、図１に示す形状の研磨材層を形成した。実施例５ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１６のＳｉＣを、実施例６ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１０のＳｉＣを研磨材として使用した。また、図１に示す中央部の非付着領域の直径は５５ｍｍとした。
【００３６】
（比較例５及び６）
外径１００ｍｍの基板上に、ＳｉＣ含有量が９６．８％の研磨材を用いて、図１に示す形状の研磨材層を形成した。比較例５ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１６のＳｉＣを、比較例６ではＪＩＳ  Ｒ６１１１で規定される＃１０のＳｉＣを研磨材として使用した。また、図１に示す中央部の非付着領域の直径は５５ｍｍとした。
【００３７】
（比較例７）
市販のコンクリート石材用フレキシブル砥石を使用した。
【００３８】
（研磨剤の損耗の評価方法）
上記のように作製した研削紙円板をディスクサンダーに取り付け、コンクリートブロックの平坦面を研削した。研削開始から１０分後に研磨剤の損耗状態を目視で確認し、「○：研削紙円板の外周部の研磨材がほとんど原形を保っている、△：研削紙円板の外周部の研磨材の損耗があるものの、研磨材が残存している、×：研削紙円板の外周部の研磨材が損耗して、樹脂またはガラスクロスのみがバルカナイズドファイバー上に残存している」により評価した。
【００３９】
実施例５〜８及び比較例５〜７についての評価結果を表２に示す。
【表２】
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【００４０】
比較例５及び６の研削紙円板は、１０分研削後に研磨材の損耗が確認された。また、比較例７のフレキシブル砥石は、研削開始から３分経過後にはコンクリートブロックの研削が困難となり、研削開始から５分経過後には研磨材が損耗して空回りに近い状態となり、フレキシブル砥石をコンクリートブロックに強い力で押し当てなければ研削作業をすすめることができなかった。これに対して、実施例５〜８の研削紙円板は、研削開始から１０分経過後でも研磨材の損傷が抑制され、比較例５〜７と比べて長時間の研削作業が可能であることが確認された。
【００４１】
更に、上記の実施例１〜８の研削紙円板には、市販のフレキシブル砥石やカップ型砥石と比べて粒度の大きい研磨剤を使用しているので、研削作業で生じた粉塵（研削屑）による目詰まりの発生も確認されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る研削紙円板は、造船、橋梁、トンネル、ビルディングを初めとする構造物の表面研削処理に利用できる。
【符号の説明】
【００４３】
２  基板
３  バルカナイズドファイバー
４  ガラスファイバーメッシュ
５  研磨材層
【図１】
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【図２】
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