(57)【要約】　　　（修正有）【課題】スクラッチ発生を大幅に抑制できる研磨砥石を提供すること【解決手段】本発明の研磨砥石の製造方法は、運動している状態の研磨材粒子に、液状の結合剤を噴霧装置から噴霧して、研磨材粒子を結合剤で被覆することを特徴とする。また、本発明の研磨砥石の製造装置は、研磨材粒子を供給する供給装置１７、液状の結合剤を噴霧する噴霧装置１８、及び、研磨材粒子を運動させた状態で結合剤により被覆する被覆装置１６を有することを特徴とする。【選択図】　図３
2004114253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動している状態の研磨材粒子に、液状の結合剤を噴霧装置から噴霧して、前記研磨材粒子を前記結合剤で被覆する工程を有することを特徴とする研磨砥石の製造方法。
【請求項２】
前記運動している状態の研磨材粒子が、スプレー装置から供給され、かつ、旋回流を与えられて流動しているものである請求項１に記載の研磨砥石の製造方法。
【請求項３】
前記研磨材粒子の平均粒径が、ＪＩＳ　Ｒ　６００１に記載された＃２４０〜＃８０００に示された粒径、あるいは＃８０００に示された粒径以下の粒子である請求項１又は２に記載の研磨砥石の製造方法。
【請求項４】
前記結合剤が熱硬化性樹脂である請求項１ないし３のいずれかに記載の研磨砥石の製造方法。
【請求項５】
前記結合剤の噴霧量（固形分）が、研磨材粒子１００重量部に対し５〜５０重量部である請求項１ないし４のいずれかに記載の研磨砥石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨砥石の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
研磨砥石の製造にはいくつかの製法が実用化されている。大別すると、▲１▼研磨材粒子に液状樹脂を被覆し、次いで粉末状樹脂を被覆して「コーテッドグレイン」を調製し、これを金型に充填し、コールド成形またはセミホット成形し、その後加熱硬化させる方法、▲２▼研磨材粒子に液状樹脂を多量に添加し十分混合し、これを金型に流し込み、常温硬化させた後加熱硬化させる方法、などがあり、古くから採用されている製造方法である。このような方法についての例として、最近では、特許文献１，２などが出願されている。
【０００３】
このような従来の製造方法においては、▲１▼の乾式法では　コーテッドグレインの作成時に液状樹脂の被覆工程で微小研磨材粒子同士の凝集が発生しやすく、結果的に元の微小研磨材粒子より粒径の大きくなりスクラッチの原因になる、また、▲２▼の湿式法では混練混合物の静置期間に研磨材粒子と樹脂の偏在が発生し研磨特性のばらつきを生じやすい。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２０５５６６号公報
【特許文献２】
特開２００２−１０３２３２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の方法とは基本的に異なる研磨砥石の製造方法を提供するものであり、上記従来法の欠点を改善し、さらには、５０μｍ以下の平均粒径を有する微小研磨材粒子を主成分として使用した研磨砥石の製造工程において、個々の研磨材粒子に結合剤を均一に被覆することにより、被研磨材に対するスクラッチ（引っかき傷）不良の発生を少なくしようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、以下の本発明（１）〜（５）により達成できる。
（１）　運動している状態の研磨材粒子に、液状の結合剤を噴霧装置から噴霧して、前記研磨材粒子を前記結合剤で被覆する工程を有することを特徴とする研磨砥石の製造方法。
（２）　前記運動している状態の研磨材粒子が、スプレー装置から供給され、かつ、旋回流を与えられて流動しているものである前記（１）に記載の研磨砥石の製造方法。
（３）　前記研磨材粒子の平均粒径が、ＪＩＳ　Ｒ　６００１に記載された＃２４０〜＃８０００に示された粒径、あるいは＃８０００に示された粒径以下の粒子である前記（１）又は（２）に記載の研磨砥石の製造方法。
（４）　前記結合剤が熱硬化性樹脂である前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の研磨砥石の製造方法。
（５）　前記結合剤の噴霧量（固形分）が、研磨材粒子１００重量部に対し５〜５０重量部である前記（１）ないし（４）のいずれかに記載の研磨砥石の製造方法。
【０００７】
以下に、本発明の研磨砥石の製造方法及び製造装置について説明する。
本発明の研磨砥石の製造方法は、運動している状態の研磨材粒子に、液状の結合剤を噴霧装置から噴霧して、研磨材粒子を結合剤で被覆することを特徴とする。
また、本発明の研磨砥石の製造装置は、研磨材粒子を供給する供給装置、液状の結合剤を噴霧する噴霧装置、及び、研磨材粒子を運動させた状態で結合剤により被覆する被覆装置を有することを特徴とする。
【０００８】
はじめに、本発明の研磨砥石の製造方法について説明する。
本発明において、研磨材粒子を運動している状態とする方法は特に限定されないが、噴射装置、噴霧装置などのスプレー装置を用いて所定の系内に供給することが好ましい。これにより、重量が大きい研磨材粒子に対しても十分な運動エネルギーを与えることができる。
【０００９】
運動している状態の研磨材粒子に、液状の結合剤を噴霧して、研磨材粒子を結合剤で被覆する方法は、特に限定されないが、研磨材粒子をスプレー装置から供給して、所定の系内で旋回流を与え、これに液状の結合剤を噴霧装置から噴霧することが好ましい。これにより、研磨材粒子が系内で運動している時間を長くすることができ、結合剤と接触する機会をより多くすることができるので、研磨材粒子に対する結合剤の配合量が少ない場合でも、精度良く被覆することができる。さらに、研磨材粒子は旋回流によって流動する際に自転運動もしているので、粒子の全表面が結合剤と接触する機会を得やすくなる。これにより、結合剤による被覆バラツキを低減することができる。被覆後の研磨材粒子は旋回流にのせたままサイクロン等により回収してもよいし、そのまま重力分離することもできる。
【００１０】
本発明で用いられる研磨材粒子は特に限定されず、褐色溶融アルミナ（業界略称：Ａ、以下同じ）、白色溶融アルミナ（ＷＡ）、黒色炭化ケイ素（Ｃ）、緑色炭化ケイ素（ＧＣ）及び酸化セリウム等、いかなるものでも使用することができる。粒径についても、特に限定されないが、本発明の方法は、ＪＩＳ　Ｒ　６００１で表示されている＃２４０（平均粒径５７μｍ）以下のような微小研磨材粒子を用いる場合に特に効果的である。また、５７μｍ以上の粒径を有する研磨材粒子に対しても有効である。
【００１１】
本発明において、液状の結合剤を使用する。液状の結合剤は特に限定されない。研磨砥石は、多くの場合研削液とともに被研磨材を研磨する湿式法で使用される。研削液として弱アルカリ性水溶液や研削油を用いる。従って研磨砥石の製造に使用する液状の結合剤には、耐水性、耐アルカリ性、耐熱性等の特性が要求される。このため、熱硬化性樹脂、特にフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂が好ましく使用される。
【００１２】
上記結合剤を液状とする方法としては特に限定されないが、例えば、反応により結合剤を得る際に水等の溶媒を使用し、そのまま溶液状の結合剤とする方法、固形の結合剤を溶剤に溶解して用いる方法などが挙げられる。
これらの中でも、液状のレゾール型フェノール樹脂、特にレゾール型フェノール樹脂を反応した後、若干の脱水を行った水溶媒の樹脂、あるいはこれにアルコールまたはケトン類等の有機溶剤を添加した樹脂が好ましい。
【００１３】
研磨材粒子と結合剤の混合比率は、作成する研磨砥石のグレード（結合度の分類）によって決まる。従って結合剤量の添加範囲はかなり広い。通常は、研磨材粒子１００重量部に対し、結合剤５〜５０重量部であるが、例えば、研磨材が＃２４０〜＃１０００（粒径１１．５μｍ）のような比較的粗目グレードでは、研磨材粒子１００重量部に対し、結合剤５〜２５重量％が好ましく、また、＃１２００（粒径９．５μｍ）のような微細グレードでは、研磨材粒子１００重量部に対し、結合剤２５〜５０重量％が好ましい。
【００１４】
以上に述べたように本発明の研磨砥石の製造方法は、コーテッドグレインを製造する際に、運動している状態の研磨材粒子に、液状の結合剤を噴霧装置から噴霧して研磨材粒子を結合剤で被覆するので、研磨材粒子に対する結合剤の配合量が少ない場合でも、研磨材粒子を結合剤で精度良く被覆することができる。
以上のようにして製造したコーテッドグレインは、通常の成形方法により、砥石に成形される。
【００１５】
次に、本発明の研磨砥石の製造装置について説明する。
本発明の研磨砥石の製造装置は、上記の製造方法を適用するための装置であり、研磨材粒子を供給する供給装置、液状の結合剤を噴霧する噴霧装置、及び、研磨材粒子を運動させた状態で結合剤により被覆する被覆装置を有するものである。
【００１６】
本発明の装置の一例を図１に示す。図１、図２及び図３は、結合剤を噴霧し、旋回流を与えられ流動している研磨材粒子に結合剤を被覆する装置である。
図１は研磨材粒子を供給する供給装置、図２は結合剤を噴霧する噴霧装置あり、図３はこれらを用いた本発明の装置である。
【００１７】
図１は研磨材粒子の供給装置である。研磨材粒子１は、ホッパ２にストックされ、ホッパ内部でのブリッジ発生を防ぐため、必要に応じて撹拌装置３を用いる。研磨材粒子１は結合剤との混合比率に応じてロータリーバルブ４により順次定量供給され、スプレー装置５により図３の被覆装置内に供給される。６は供給に用いられる圧縮空気の供給装置である。
図２は結合剤の噴霧装置である。結合剤７は、貯留装置８内に貯留されていて、液送ポンプ９により定量供給され、噴霧装置１０により、図３の被覆装置内に噴霧される。１１は噴霧に用いられる圧縮空気の供給装置である。
【００１８】
図３は、図１及び図２に示した装置を用いた本発明の装置であり、先細りの円筒形状である被覆装置１６、研磨材粒子が結合剤により被覆されたコーテッドグレインの回収装置２１、及び供給空気排出用のサイクロン２３とから構成される。研磨材粒子１は、供給部１７から被覆装置１６内に接線方向に供給された後、旋回流２０を与えられ、装置内を旋回しながら下降していく。一方、結合剤７は供給部１８から被覆装置１６内に噴霧される。結合剤７の一部は、噴霧時に研磨材粒子１と接触するとともに、旋回流２０にのって研磨材粒子と同じ方向に流動する。流動中に研磨材粒子と結合剤が接触することにより被覆が行われる。被覆後の研磨材粒子、即ちコーテッドグレイン２２は、被覆装置下部に設けられた回収装置２１へ送られる。また、研磨材粒子と結合剤を供給するために用いられる空気や被覆処理中に発生した微粉などは、サイクロン装置２３により回収される。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
図１に示す装置を用い、研磨材粒子１（東洋研磨材工業（株）製「ＧＣ＃８０００」）をスプレー装置５から１０ｋｇ／時間の速度で、図３に示す装置の供給部１７から被覆装置１６内に供給した。同時に図２に示す装置を用い、結合剤７（住友ベークライト（株）製レゾール型フェノール樹脂「ＰＲ−９４８０」）を噴霧装置１０から１．５ｋｇ／時間の速度で、図３に示す装置の供給部１８から被覆装置１６内に噴霧した。被覆装置１６内に供給された研磨材１は、旋回流２０を与えられながら、結合剤７により被覆され、回収装置２１に送られ、「コーテッドグレイン」として回収された。このようにして得られた「コーテッドグレイン」２２０ｇを４０×８０×２０（高さ）ｍｍの砥石が成形できる金型に入れコールド成形した。さらにこれを、１６０℃まで６時間で昇温し、１６０℃で６時間加温したあと４時間かけて室温まで徐冷し研磨砥石を得た。
【００２０】
比較例のために、以下のようにして、従来の方法により研磨砥石を製造した。容量５Ｌの石川式擂潰機に、研磨材粒子（東洋研磨材工業（株）製「ＧＣ＃８０００」）３ｋｇを入れ、次いで結合剤（住友ベークライト（株）製「ＰＲ−９４８０」）０．７５ｋｇを添加し室温で４時間混合した。この混合物２２０ｇを４０×８０×２０（高さ）ｍｍの金型に流し込み１２時間静置した。その後、金型に封入した状態のまま１６０℃まで６時間で昇温し、１６０℃で６時間加温したあと４時間かけて室温まで徐冷し金型から取り出して研磨砥石を得た。
【００２１】
このようにして得られた研磨砥石の特性は下表の通りである。
2004114253.tif 000003
【００２２】
（測定方法）
１．硬度（ロックウエル）：スケールＲ
２．スクラッチ：ＧＣ＃２０００砥粒を用いて研磨したＳＵＳ−３０４の鏡面を、予め顕微鏡で観察してスクラッチが無いことを確認しておく。
その鏡面に上記の研磨砥石を用いて研磨し、再びＳＵＳ−３０４の鏡面を顕微鏡で観察してスクラッチの発生量を比較した。
【００２３】
上記結果から、実施例により得られた研磨砥石は、比較例で得られた砥石より、スクラッチの発生が少ないことがわかった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、運動している状態の研磨材粒子に、流動状態の結合剤をスプレーノズルから噴霧することにより、研磨材粒子に均一に結合剤を被覆することにより、従来法より工程を省略でき、従来法に比較してスクラッチ発生を大幅に抑制した研磨砥石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法を適用した研磨材粒子の供給装置の一例（側断面図）
【図２】本発明の製造方法を適用した結合剤の噴霧装置の一例（側断面図）
【図３】本発明の製造方法を適用した被覆装置の一例（側断面図）
【符号の説明】
１　鋳物砂
２　ホッパ
３　撹拌装置
４　ロータリーバルブ
５　スプレー装置
６　圧縮空気の供給装置
７　結合剤
８　貯留装置
９　液送ポンプ
１０　噴霧装置
１１　圧縮空気の供給装置
１６　被覆装置
１７　研磨材粒子供給部
１８　結合剤供給部
２０　旋回流
２１　コーテッドグレイン回収装置
２２　コーテッドグレイン
２３　サイクロン装置
【図１】
2004114253.tif 000004
【図２】
2004114253.tif 000005
【図３】
2004114253.tif 000006