(57)【要約】【課題】  特に硬脆性材料の研削においてチッピングやマイクロクラックを発生することのない、エポキシ樹脂を結合剤としたレジノイド砥石及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  砥粒がエポキシ樹脂で固定化されたレジノイド砥石であって、該エポキシ樹脂が可撓性エポキシ樹脂、好ましくはダイマー酸変成エポキシ樹脂であることを特徴とする前記レジノイド砥石。前記レジノイド砥石は、ゴム硬度がゴム硬度Ａスケールにより測定して５０〜９０であり、２５％圧縮硬度（ＪＩＳ Ｋ６７６７）が１．０〜３５．０ＭＰａであり、反発弾性率が５〜２０％であることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥粒がエポキシ樹脂で固定化されたレジノイド砥石であって、該エポキシ樹脂が可撓性エポキシ樹脂であることを特徴とする前記レジノイド砥石。
【請求項２】
前記可撓性エポキシ樹脂が、ダイマー酸変成エポキシ樹脂であることを特徴とする、請求項１記載のレジノイド砥石。
【請求項３】
前記エポキシ樹脂が、芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂をエポキシ樹脂の全重量基準で４０重量％まで含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレジノイド砥石。
【請求項４】
前記芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂が、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂又はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂であることを特徴とする、請求項３記載のレジノイド砥石。
【請求項５】
前記レジノイド砥石が、粉末若しくは液状の発泡剤、無機質若しくは有機質の気孔形成剤、又は界面活性剤を用いることにより多気孔とされていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のレジノイド砥石。
【請求項６】
前記レジノイド砥石のゴム硬度が、ゴム硬度Ａスケールにより測定して５０〜９０であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のレジノイド砥石。
【請求項７】
前記レジノイド砥石の２５％圧縮硬度（ＪＩＳ Ｋ６７６７）が、１．０〜３５．０ＭＰａであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のレジノイド砥石。
【請求項８】
前記レジノイド砥石の反発弾性率が５〜２０％であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のレジノイド砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジノイト砥石及びその製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、特に硬脆性材料の研磨においてチッピングやマイクロクラックを発生することがなく、プレス打ち抜きされた金属部品のバリ取り加工及び凹凸のある薄板状の被削物の研磨において良好な研磨面品位を確保する、エポキシ樹脂を結合剤とするレジノイド砥石及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レジノイド砥石は、切れ味がよく、高能率研削であるため、広く使用されている研削砥石である。レジノイド砥石に使用される有機質結合剤としては、一般に、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＰＶＡ、その他有機樹脂としてはウレタン樹脂、メラミン樹脂などが使用されている。それら有機質結合剤の中でも、エポキシ樹脂を使用したレジノイド砥石は、砥粒と結合剤との良好な濡れ性などの効果により、深切込みなどの高能率研削に好適に用いられる。また、エポキシ樹脂は流し込み成型が簡易に実施でき、これを用いたレジノイド砥石は製造し易いという特徴もある。
【０００３】
レジノイド砥石に使用されるエポキシ樹脂の種類としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂又はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が一般的である。この理由としては、例えば、これらのエポキシ樹脂は容易に入手できること、これらのエポキシ樹脂を結合剤として使用することにより、砥石自体の硬さや耐熱性が向上すること、また、砥粒接着力をある程度維持できることなどが挙げられる。エポキシ樹脂を用いたレジノイド砥石は、例えば、特許文献１及び２などに開示されている。
【０００４】
一方、研削抵抗が低く、良好な仕上げ面粗度を達成することができるレジノイド砥石を得るために、結合剤としてエポキシ樹脂を使用したレジノイド砥石を多孔質化する試みがなされている。例えば、特許文献３においては、有機質結合剤として液状のエポキシ樹脂を用いたレジノイド砥石において、液状発泡剤の作用により４０体積％以上、必要に応じて６０〜８０体積％の気孔率が得られている。その結果、得られた砥石を使用した場合に、低い研削抵抗及び良好な仕上げ面粗度が達成されている。これは高い気孔率の他に砥石の弾性率の低下が寄与しているものと考えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開昭４８−７７４８９号公報
【特許文献２】特開平１０−２０２５３６号公報
【特許文献３】特開２００４−１６０６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、シリコンウエハー、ガラス加工等、ＩＴ関連部品の研削研磨の需要が増大しており、その加工特性の要求が厳しくなってきている。
この分野における被削物は、従来の主たる研削研磨の被加工物である鉄系の材料ではなく、ガラス、セラミック材料であり、これらの材料は鉄系材料と比較して加工が難しい、いわゆる硬脆性材料である。固定砥粒工具による硬脆性材料の加工においては、チッピングやマイクロクラックが発生しやすいという問題がある。
【０００７】
硬脆性材料の加工の一例として、ＴＦＴ液晶ガラス素材においては、メタルボンド結合剤のダイヤモンドホイールによるエッジ加工が行われるが、その加工条痕に内在するマイクロクラックが、その後の発塵を誘発しやすい。発塵は後工程におけるコンタミネーションやスクラッチキズによるパネルの不良につながることから、エッジ加工においては、条痕を滑らかにしてマイクロクラックの除去あるいは軽減をはかる仕上研磨工程が追加されることが多い。
【０００８】
前述の特許文献１及び２に記載された、エポキシ樹脂を結合剤として用いた砥石をガラスの仕上研磨に使用する場合には、結合剤と砥粒間の良好な接着性により前加工の条痕を除去する切れ味と砥石の耐久性とを確保することができるものの、砥石の弾力性に乏しく、ワークへの衝撃によるさらなるチッピングやマイクロクラックを発生させやすい。このため、その防止と細かい加工面粗さの確保のためには、砥石に使用する砥粒の微細化や砥石の多孔質化、更には、加工切込み深さや被削材への圧着力を小さくかつ厳密に制御する等、加工条件の設定・制御を行う必要がある。
【０００９】
また、前述の特許文献３に開示された多孔質性砥石を硬脆性材料の研磨に使用する場合、ある程度の改善効果がみられたが、必ずしも充分ではない。
また、プレス打ち抜きされた金属部品のバリ取り加工及び凹凸のある薄板状の被削物の研磨においても、前記硬脆性材料の研磨と同じく研磨面の品質の確保と砥石の耐久性とが求められている。
【００１０】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて、特に硬脆性材料の研磨加工においてチッピングやマイクロクラックを発生することなく、良好な切れ味と耐久性が得られるエポキシ樹脂を結合剤とするレジノイド砥石及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意研究を行った結果、エポキシ樹脂を結合剤とする砥石に特定の柔軟特性を付与することにより、硬脆性材料の研磨加工においても被削材に対する衝撃力が小さく、チッピングやマイクロクラックの発生を防止しつつ、前加工面の条痕を除去できる研磨力と良好な耐久性を確保することができることを発見し、本発明を完成させた。
【００１２】
本発明の第一のレジノイド砥石は、砥粒がエポキシ樹脂で固定化され、前記エポキシ樹脂は、可撓性エポキシ樹脂であることが好ましい。また、前記可撓性エポキシ樹脂は、ダイマー酸変成エポキシ樹脂であることが好ましい。
【００１３】
本発明の第一及び第二のレジノイド砥石において、前記エポキシ樹脂は、芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂をエポキシ樹脂の全重量基準で４０重量％まで含むことが好ましい。また、前記芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂又はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂であることが好ましい。
【００１４】
本発明の第一及び第二のレジノイド砥石において、前記レジノイド砥石は、粉末若しくは液状の発泡剤、無機質若しくは有機質の気孔形成剤、又は界面活性剤を用いることにより多気孔とされていることが好ましい。
本発明の第一及び第二のレジノイド砥石において、該レジノイド砥石のゴム硬度が、ゴム硬度Ａスケールにより測定して５０〜９０であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第一及び第二のレジノイド砥石は、該レジノイド砥石の２５％圧縮硬度（ＪＩＳ Ｋ６７６７）が、１．０〜３５．０ＭＰａであることを特徴とする。
本発明の第一及び第二のレジノイド砥石において、該レジノイド砥石の反発弾性率が５〜２０％であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、特に硬脆性材料の研削においてチッピングを発生することのない、エポキシ樹脂を結合剤とするレジノイド砥石及びその製造方法が提供される。本発明のレジノイド砥石は、エポキシ樹脂を使用しているので結合剤と砥粒との接着性が確保されているため耐久性の点では問題がないエポキシ樹脂を使用し、特に硬脆性材料の研磨において、研削抵抗が低く、チッピングが発生しない、言い換えれば良好な仕上げ面粗度を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のレジノイド砥石及びその製造方法の好適な実施形態について説明する。
まず、本発明のレジノイド砥石の好適な実施形態について説明する。
本発明の課題を解決するために、砥石の物性面に着目すると、硬脆性材料の研磨工程における衝撃緩和のため、柔軟特性が求められる。砥石がこのような特性を有することにより、チッピングやマイクロクラックの発生を防止することができる。
【００１８】
また、結合剤と砥粒の良好な接着性に加え、更に柔軟性が付与されると、砥石はプレス打ち抜きされた金属部品のバリ取り加工及び凹凸のある薄板状の被削物の研磨においても、被削材に素早くなじむことができ、柔軟性をもたない従来技術の砥石を使用する場合とは対照的に、被削物の均一な研削研磨面と砥石の耐久性とを確保することができる。
【００１９】
本発明のレジノイド砥石は、砥粒がエポキシ樹脂で固定化された砥石である。本発明において使用することができるエポキシ樹脂は、可撓性エポキシ樹脂である。可撓性エポキシ樹脂を用いることにより、砥石を製造するための前駆体組成物であるエポキシ系熱硬化性樹脂組成物と、その硬化物である砥石は、充分な柔軟性を有することができる。この柔軟性により、本発明のレジノイド砥石は、低温域から高温域までの広い温度範囲にわたって高い伸度を発現することができる。
【００２０】
可撓性エポキシ樹脂としては、エポキシ樹脂硬化剤により硬化させた後においても、柔軟性を発現し得るものであれば特に限定されない。使用することができる可撓性エポキシ樹脂としては、これらに限定されないが、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル、炭素数が２〜９（好ましくは２〜４）のアルキレン基を含むポリオキシアルキレングリコールやポリテトラメチレンエーテルグリコール等を含む長鎖ポリオールのポリグリシジルエーテル；グリシジル（メタ）アクリレートと、エチレン、酢酸ビニルもしくは（メタ）アクリル酸エステル等のラジカル重合性モノマーとの共重合体；共役ジエン化合物を主体とする（共）重合体又はその部分水添物の（共）重合体における不飽和炭素の二重結合をエポキシ化したもの；１分子当たり１個以上、好ましくは２個以上のエポキシ基を有するポリエステル樹脂；ウレタン結合やポリカプロラクトン結合を導入した、ウレタン変成エポキシ樹脂やポリカプロラクトン変成エポキシ樹脂；ダイマー酸又はその誘導体の分子内にエポキシ基を導入したダイマー酸変成エポキシ樹脂；ＮＢＲ、ＣＴＢＮ、ポリブタジエン、アクリルゴム等のゴム成分の分子内にエポキシ基を導入したゴム変成エポキシ樹脂などが挙げられる。
【００２１】
好ましい可撓性エポキシ樹脂は、可撓性付与の効果が大きくかつ入手が簡易なダイマー酸又はその誘導体の分子内にエポキシ基を導入したダイマー酸変成エポキシ樹脂である。具体的には、これらに限定されないが、下記の化学式で代表されるダイマー酸ジグリシジルエステルが好ましい。
【００２２】
【化１】
2008272835.tif 000002
【００２３】
また、本発明のレジノイド砥石においては、耐熱性の付与及び／又は弾力性の調整のために、前記可撓性エポキシ樹脂とともに、芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂を使用してもよい。芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂は、使用するエポキシ樹脂の全重量基準で、４０重量％まで使用することができる。芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の量が、使用するエポキシ樹脂の全重量基準で４０重量％を超えると、砥石の弾力性が失われ、本発明の効果を損なうことから不都合である。
【００２４】
芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂は、芳香族ジグリシジルエーテル類、芳香族トリグリシジルエーテル類及び芳香族ポリグリシジルエーテル類等がある。
芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の代表的な例としては、これらに限定されないが、芳香族ジグリシジルエーテル類である次式：
【００２５】
【化２】
2008272835.tif 000003
【００２６】
のビスフェノールＡジグリシジルエーテル及び次式：
【００２７】
【化３】
2008272835.tif 000004
【００２８】
のビスフェノールＦジグリシジルエーテルが挙げられる。これらは、砥粒に対して良好な接着を示し、入手の容易であることから、本発明において好適に用いることができる。
他の芳香族ジグリシジルエーテル類としては、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエーテル等が挙げられる。
【００２９】
芳香族トリグリシジルエーテル類としては、トリヒドロキシフェニルプロパンのトリグリシジルエーテル、パラ−アミノフェノールのグリシジルエーテルジグリシジルアミン、４，４−ビス（４−ヒドロキシフェニルペンタノイック酸）のジグリシジルエーテルグリシジルエステル、芳香族ポリグリシジルエーテル類としては、テトラフェニレンエタンのテトラグシリジルエーテル、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、クレゾールノボラックポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
【００３０】
また、本発明の効果を損なわない限り、上記に例示した以外のエポキシ樹脂も使用することができる。
したがって、本発明のレジノイド砥石は、特定の柔軟性を有することを特徴とする。本発明のレジノイド砥石の柔軟性は、以下の３つのパラメータ（ゴム硬度、２５％圧縮硬度、反発弾性率）により規定される。
【００３１】
１．ゴム硬度
ゴム硬度は、ゴム硬度計（Ａスケール）を用いて測定する。
２．２５％圧縮硬度
２５％圧縮硬度は、ＪＩＳ Ｋ６７６７（発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法）に規定された以下の手順にしたがい測定する。測定方法を示す概念図を図２に示す。
（１）試験用砥石２を適する試験機の下台３に設置する。
（２）鉛直方向上から下を加圧方向４として、試験機の荷重測定加圧ヘッド１により、圧縮速度１０ｍｍ／ｍｉｎで試験用砥石２のはじめの厚さの２５％だけ圧縮して停止し、２０秒後の荷重（Ｎ）を測定する。
（３）試験用砥石２の断面積と２０秒後の荷重から、次式により２５％圧縮硬度値（ＭＰａ）を求める。
２５％圧縮硬度値（ＭＰａ）＝２０秒後の荷重（Ｎ）／試験用砥石の断面積（ｍｍ2）
３．反発弾性率
反発弾性率は、ＪＩＳ Ｋ６２５５（加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの反発弾性試験方法）を参考にした以下の手順にしたがい測定する。測定方法を示す概念図を図１に示す。
（１）ロックウエル硬度測定用の１／４インチ鋼球５を用意する。
（２）試験用砥石２を設置する。
（３）試験用砥石２から２００ｍｍの落下高さから鋼球５を落下させる。
（４）１／４インチ鋼球５が試験用砥石２に当り、跳ね返った反発高さを測定する。
（５）落下高さと反発高さから、次式により反発弾性率（％）を求める。
反発弾性率（％）＝反発高さ（ｍｍ）／落下高さ（２００ｍｍ）×１００
【００３２】
本発明のレジノイド砥石において、ゴム硬度は、ゴム硬度計Ａスケールにより測定して５０〜９０であることが好ましい。ゴム硬度が５０未満であると、砥石が軟らかくなり、研磨力が不足することから不都合である。一方、ゴム硬度が９０より大きくなると、砥石が硬くなり、柔軟性がなくなり、チッピングやマイクロクラックが発生しやすくなることから不都合である。本発明のレジノイド砥石において、硬度は、ゴム硬度計Ａスケールにより測定して、より好ましくは、５５〜９０であり、最も好ましくは、６０〜９０である。
【００３３】
本発明のレジノイド砥石において、反発弾性率は５〜２０％であることが好ましい。反発弾性率が５％未満であると、砥石が軟らかくなり、研磨圧力に対して圧力応答性が悪くなり、切れ味が低下することから不都合である。また、研磨圧力を変更したときの圧力応答性が悪くなることからも好ましくない。一方、反発弾性率が２０％を超えると、砥石が硬くなりチッピングやマイクロクラックが発生することから不都合である。
【００３４】
本発明のレジノイド砥石において、２５％圧縮硬度（ＪＩＳ Ｋ６７６７）は、１．０〜３５ＭＰａであることが好ましい。２５％圧縮硬度が１．０ＭＰａ未満であると、砥石が軟らかくなり、研磨力が不足することから不都合である。一方、２５％圧縮硬度が３５ＭＰａより大きいと、砥石が硬くなり研磨圧力に対して圧力応答性が悪くなり、チッピングやマイクロクラックが発生し、場合により砥石が破壊することから不都合である。本発明のレジノイド砥石において、２５％圧縮硬度は、より好ましくは、１．０〜２５ＭＰａであり、更により好ましくは、１．５〜２０ＭＰａであり、最も好ましくは、２．０〜１８ＭＰａである。
【００３５】
本発明において使用することができる砥粒は、これらに限定されないが、一般的には、アルミナ系砥粒、炭化ケイ素系砥粒、ジルコニア系砥粒、酸化セリウム、シリカ、酸化クロム、ＣＢＮ砥粒、及びダイヤモンド砥粒の群から選択される１種類以上である。その組合せは、研削等の条件及び被研削材の材質に応じて適宜選択することができる。また、本発明の効果を損なわない限り、上記に例示した以外の砥粒も使用することができる。
【００３６】
砥粒の粒径は、ＪＩＳ Ｒ６００１（研削といし用研磨材の粒度）で規定されるＦ４（３段目のふるい目開き４．７５ｍｍ）から１μｍ未満、最小粒径０．１μｍまで適用できる。
【００３７】
本発明のレジノイド砥石には、充填剤が含まれていてもよい。充填剤としては、例えば、シリカ、タルク、クリオライト、硫酸バリウム、硫酸カリウム、炭酸カルシウム等が挙げられるが、研削条件等により適宜選択することができる。
【００３８】
更に、本発明のレジノイド砥石は、その効果を相乗的に高めるために、多孔質化されていてもよい。砥石中の気孔量を増加させ、砥石を多孔質化することにより、研削抵抗が低減され、研削焼けの防止を図ることができる。気孔は、砥石の前駆体組成物に、界面活性剤、固体（例えば、発泡スチロール、ポリメチルメタクリレート、ゴム又はプラスチック製の発泡剤）及び／又は液状（例えば、ジイソプロピルアゾジカルボキシレート）の気孔形成剤を加えることにより形成することができる。界面活性剤及び気孔形成剤の材質は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されない。また、気孔は、砥石の前駆体組成物を攪拌して、強制的に気泡を同伴させることによって形成してもよい。
【００３９】
本発明のレジノイド砥石において、砥粒体積率は、５体積％〜５５体積％であり、気孔体積率は、５体積％〜８０体積％であり、結合剤率は、１００％から砥粒体積率と気孔体積率を減じた値であることが好ましい。
【００４０】
次に、本発明のレジノイド砥石の製造方法の好適な実施形態について説明する。
まず、可撓性エポキシ樹脂と、場合により芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを、液状に調製して混合する。次いで、これらの混合物に、エポキシ樹脂のエポキシ当量に基づく量の硬化剤を添加し、均一になるまで混合する。更に必要に応じて、充填剤、界面活性剤、液状及び／又は固体の気孔形成剤を添加・混合して均一な混合物を得る。この混合物に、砥粒、必要に応じて、その他の充填剤、固体気孔形成剤等を加えて攪拌し、均一な分散物を得る。次いで、この分散物を任意の型に流し込み、４０〜９０℃で約２〜６時間加温して、一次硬化物を得る。一次硬化物を脱型後、更に１２０〜１６０℃で約３〜９時間加熱して硬化反応を終了させると、本発明にしたがったレジノイド砥石が得られる。気孔形成剤を使用する場合には、加熱工程により多孔質化が促進される。
【００４１】
以下、本発明を、実施例および比較例により更に詳細に説明するが、これらは本発明の実施可能性及び有用性を例証するものであり、本発明の構成を限定するものではない。
【実施例】
【００４２】
（実施例１）
結合剤として可撓性エポキシ樹脂であるダイマー酸ジグリシジルエステル８０重量％及びビスフェノールＦジグリシジルエーテル２０重量％を用いた本発明のレジノイド砥石の製造
以下に示す原材料を用いて本発明の砥石を製造した。
砥粒：ＧＣ＃２２０                              １０００重量部
結合剤：ダイマー酸ジグリシジルエステル 液状       ３７２重量部
（東都化成社製、品番ＹＤ−１７１）
ビスフェノールＦジグリシジルエーテル 液状   ９３重量部
（東都化成社製、品番ＹＤＦ−１７０）
硬化剤：アミン系硬化剤                              ５９重量部
充填剤：アエロジル（シリカ微粉）                      １重量部
界面活性剤：非イオン（ノニオン）界面活性剤          １０重量部
まず、液状に調製した所定の重量部のダイマー酸ジグリシジルエステル及びビスフェノールＦジグリシジルエーテルと、エポキシ当量に基づいた重量部の硬化剤とを攪拌容器に投入し、次いで、所定の重量部のアエロジルを加えて、均一になるまで混合した。次いで、この混合物に所定の重量部の砥粒を加えて均一になるまで混合した。得られた混合物を所定寸法の成型金型に流し込み、７０℃で約４時間加温することにより一次硬化物を得た。一次硬化物を脱型後、更に1４５℃で約６時間加熱し、硬化反応を終了させた。得られた硬化物に仕上げ加工を施し、砥石を得た。製造された砥石の組成は、砥石の全体積を基準として、砥粒体積率２８％、結合剤体積率４０％、気孔体積率３２％であった。
【００４３】
（実施例２）
結合剤として可撓性エポキシ樹脂であるダイマー酸ジグリシジルエステル９０重量％及びビスフェノールＦジグリシジルエーテル１０重量％を用いた本発明のレジノイド砥石の製造
以下に示す原材料を用いて、実施例１と同様の手順にしたがって、本発明の砥石を製造した。
砥粒：ＧＣ＃２２０                              １０００重量部
結合剤：ダイマー酸ジグリシジルエステル 液状       ４２３重量部
（東都化成社製、品番ＹＤ−１７１）
ビスフェノールＦジグリシジルエーテル 液状   ４７重量部
（東都化成社製、品番ＹＤＦ−１７０）
硬化剤：アミン系硬化剤                              ５３重量部
充填剤：アエロジル（シリカ微粉）                      １重量部
界面活性剤：非イオン（ノニオン）界面活性剤          １０重量部
製造された砥石の組成は、砥石の全体積を基準として、砥粒体積率２６％、結合剤体積率３７％、気孔体積率３７％であった。
【００４４】
（比較例１）
結合剤としてビスフェノールＦジグリシジルエーテルを用いた多孔質レジノイド砥石の製造
以下に示す原材料を用いて、特開２００４−１６０６４６号に開示される従来技術の砥石を製造した。
砥粒：ＧＣ＃１０００                            １０００重量部
結合剤：ビスフェノールＦジグリシジルエーテル 液状 ７５５重量部
（東都化成社製、品番ＹＤＦ−１７０）
硬化剤：アミン系硬化剤                            １９１重量部
界面活性剤：非イオン（ノニオン）界面活性剤          １０重量部
充填剤：タルク                                    ３８０重量部
液状発泡剤：ジイソプロピルアゾジカルボキシレート    ３０重量部
まず、所定の重量部の液状エポキシ樹脂（ビスフェノールＦジグリシジルエーテル）、硬化剤及び界面活性剤を、攪拌容器に投入して、均一になるまで混合した。次いで、所定の重量部のタルク及び砥粒を加えて、均一になるまで混合した。次いで、所定の重量部のジイソプロピルアゾジカルボキシレートを加えて、更に所望の気泡巻き込み状態となるまで攪拌し、均一になるまで混合した。得られた混合物を流し込み成型用の金型に充填し、９０℃で１時間加熱することにより一次硬化物を得た。一次硬化物を脱型後、更に１５０℃で約６時間加熱し、硬化反応を終了させた。得られた硬化物に仕上げ加工を施し、砥石を得た。製造された砥石の組成は、砥石の全体積を基準として、砥粒体積率７．５％、結合剤体積率２２．５％、気孔体積率７０％であった。
【００４５】
（物性評価試験）
実施例１〜２及び比較例１において製造した砥石について、以下の手順にしたがい、ゴム硬度、反発弾性率及び２５％圧縮硬度の物性評価試験を行った。
１．物性評価手順
１−１．ゴム硬度
ゴム硬度計（Ａスケール）を用いて硬度を測定した。
１−２．２５％圧縮硬度
ＪＩＳ Ｋ６７６７（発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法）に規定された以下の手順にしたがい、２５％圧縮硬度値を測定した。測定方法を示す概念図を図２に示す。
（１）実施例及び比較例で得られた砥石を１２７×３５×８５ｍｍの直方体に切り出し試験用砥石２として用意する。
（２）試験用砥石２の１２７×３５ｍｍ面を圧縮面とし、島津製作所製オートグラフＡＧ−１０ＴＤ試験機の下台３に設置する。
（３）鉛直方向上から下を加圧方向４として、試験機の荷重測定加圧ヘッド１により、圧縮速度１０ｍｍ／ｍｉｎで試験用砥石２のはじめの厚さの２５％だけ圧縮して停止し、２０秒後の荷重（Ｎ）を測定する。
（４）試験用砥石２の断面積と２０秒後の荷重から、次式により２５％圧縮硬度値（ＭＰａ）を求める。
２５％圧縮硬度（ＭＰａ）＝２０秒後の荷重（Ｎ）／試験用砥石の断面積（ｍｍ2）
１−３．反発弾性率
ＪＩＳ Ｋ６２５５（加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの反発弾性試験方法）を参考にした以下の手順にしたがい、反発弾性率を測定した。測定方法を示す概念図を図１に示す。
（１）ロックウエル硬度測定用の１／４インチ鋼球５を用意する。
（２）実施例及び比較例で得られた砥石を１２７×３５×８５ｍｍの直方体に切り出し試験用砥石２として用意する。
（３）試験用砥石２から２００ｍｍの落下高さから鋼球５を落下させる。
（４）１／４インチ鋼球５が試験用砥石２に当り、跳ね返った反発高さを測定する。
（５）落下高さと反発高さから、次式により反発弾性率（％）を求める。
反発弾性率（％）＝反発高さ（ｍｍ）／落下高さ（２００ｍｍ）×１００
２．試験結果
実施例１〜２及び比較例１において製造した砥石の物性評価試験結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2008272835.tif 000005
【００４７】
２−１．ゴム硬度値
ゴム硬度は、実施例１は８４、実施例２は７５であり、比較例１の９８と比べて低い値であった。この結果は、本発明の砥石が軟らかいことを示している。
２−２．２５％圧縮硬度
２５％圧縮硬度は、実施例１は７．３ＭＰａ、実施例２は４．４ＭＰａであったが、比較例１では砥石が破壊され測定不可能であった。この結果は、本発明の砥石は比較例１の従来技術の砥石に比べて脆性が低いことを示している。
２−３．反発弾性率
反発弾性率は、実施例１は１６％、実施例２は１３．５％であり、比較例１の２５％と比べて低い値であった。この結果は、本発明の砥石は衝撃又は荷重を吸収する能力が高いことを示している。
【００４８】
（研削試験）
実施例１〜２及び比較例１において製造した試験用砥石を用いて研削試験を行い、研削抵抗、被削材除去量及び仕上げ面粗度を測定して、砥石の研削性能を評価した。
１．研削条件
以下の条件にしたがって研削試験を行った。
砥石    寸法：外径２００ｍｍ×厚さ１５ｍｍ×孔径５０．８ｍｍ
形状：１Ａタイプ
被削材  材質：ＴＦＴ  ＬＣＤ用ガラス
寸法：長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ（切り出し）
研削液  名称：クレカットＮＳ２０１
濃度：２％
流量：５００ｍｌ／ｓ（３０ｌ／ｍｉｎ）
研削盤  種類：岡本工作製横軸平面研削盤
型式：ＣＮＣ−５２Ｂ（７．５ｋｗ）
ツルーイング、ドレッシング条件
ツルーア：多石ドレッサ
砥石周速度：４０ｍ／ｓ
ツルーイング送り速度：８．３ｍｍ／ｓ
ツルーイングリード：０．１６ｍｍ／ｒｅｖ
研削条件  研削方式：平面プランジ研削
砥石周速度：４０ｍ／ｓ
テーブル速度：８３．３ｍｍ／ｓ
切込み：０．５μｍ／ｐａｓｓ
研削試験前の被削材面粗度：３．０μｍＲｚＪＩＳに調整
２．試験結果
研削抵抗、被削材除去量及び仕上げ面粗度を測定して、砥石の研削性能を評価した。
２−１．研削抵抗
研削抵抗の結果を表２に示す。
【００４９】
【表２】
2008272835.tif 000006
【００５０】
比較例１の砥石を用いた研削試験においては、設定切込み１００μｍで研削抵抗が増加して異常値を示したため、それ以降の研削試験は中止した。この結果は、比較例１の砥石は多孔質化された砥石であるが、結合剤として可撓性のないエポキシ樹脂を使用しているために、結合剤成分により設定切込みを吸収することができず異常荷重の状態となったことによるものと考えられる。一方、実施例１及び２の本発明にしたがったレジノイド砥石は、比較例１の砥石より気孔率が小さいにもかかわらず、研削抵抗の異常増加は見られなかった。この結果は、結合剤として可撓性エポキシ樹脂を使用しているために、結合剤成分により設定切込みが吸収されたことによるものと考えられる。
２−２．被削材除去量
被削材除去量の結果を表３に示す。
【００５１】
【表３】
2008272835.tif 000007
【００５２】
研削試験の条件は、仕上げ加工を目的とするものであるため、通常の場合と比較すると総体的に被削材除去量は少なめであった。研削試験を中止した比較例１を除外すると、実施例１の砥石を使用した場合に実施例２と比較して被削材除去量が多かった。この結果は、結合剤として使用した可撓性エポキシ樹脂と芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の量的割合が、研削条件に合致していたことによるものと考えられる。したがって、本発明においては、可撓性エポキシ樹脂と芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の量的割合を適宜変更することにより、研削条件により適合した砥石を提供することができる。
２−３．仕上げ面粗度
被削材の仕上げ面粗度の結果を表４に示す。
【００５３】
【表４】
2008272835.tif 000008
【００５４】
一般的に、砥粒の粒径と仕上げ面粗度の関係においては、砥粒の平均粒径が大きいほど仕上げ面粗度が粗くなるのが通常である。しかしながら、表４の結果をみると、平均粒径の大きい＃２２０の砥粒が使用された実施例１及び２の砥石では、平均粒径の小さい＃１０００の砥粒が使用された比較例１の砥石と比較して、特に設定切込み３００μｍまで研削して、ほぼ同等の仕上げ面粗度が得られた。
【００５５】
従来チッピングやマイクロクラックを防止するには平均粒径の小さい砥粒を使用するのが一般的であり、＃１０００の砥粒を使用すれば、チッピングの影響は最小限に抑えられると考えられる。研削試験の結果によれば、仕上げ面粗度が、平均粒径の大きい＃２２０の砥粒が使用された実施例１及び２と粒径の小さい＃１０００の砥粒が使用された比較例１とが同等であったことから、本発明にしたがったレジノイド砥粒は、結合剤として可撓性エポキシ樹脂を用いることにより、チッピングやマイクロクラックが防止されて良好な面粗度が達成されたと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明にしたがったレジノイド砥石は、粗研削及び仕上げ研磨を目的とした、円筒研削、平面研削及び内面研削に使用することができ、更にホーニング等の最終仕上げにも応用することができる。被削材としては、鉄系材料及び非鉄系材料に適用できるが、特に、超硬、シリコン、アルミナ、炭化物、窒化物、サファイア、石英、各種ガラス、その他セラミック材料などの硬脆性材料の研削研磨に好適に適用することができ、特に好適にはＴＦＴ液晶ガラスの素材におけるエッジの仕上研磨に用いられる。その他、本発明にしたがったレジノイド砥石は、プレス打ち抜きされた金属部品のバリ取り加工、凹凸のある薄板状の被削物の研磨、センタレス研削のコントロール用砥石にも好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、砥石の反発弾性率の測定方法を示す概念図である。
【図２】図２は、砥石の２５％圧縮硬度値の測定方法を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  荷重測定  加圧ヘッド
２  試験用砥石
３  下台
４  加圧方向（鉛直方向上から下）
５  鋼球
【図１】
2008272835.tif 000009
【図２】
2008272835.tif 000010