(57)【要約】【課題】レジノイド型ディスク砥石の機械取り付け部の再生方法において、再生作業に手間がかからず、かつ再生品に欠陥等が発生する恐れがない再生方法を確立する。【解決手段】使用済みディスク型砥石を回収し研削部の残留部分を除去し残留部分が除去された機械取り付け部を成型金型に固定しその上から液状の研削部となるレジノイド砥石混合原料を流し込み所定温度で研削部を硬化させる。使用済み砥石から研削部の残留部分を除去し、その後新たな研削部分とが接合される機械取り付け部と研削部との接合部分の面粗度はＲｚで５〜２００μｍの範囲で仕上げられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削部と機械取り付け部とで形成され、研削部はレジノイド砥石で形成されたディスク型砥石の機械取り付け部の再生方法であって、使用済みディスク型砥石から研削部の残留部分を除去する工程と、残留部分が除去された機械取り付け部を成型金型に固定する工程と、その上から液状の研削部となるレジノイド砥石混合原料を流し込みにより充填する工程と、所定温度で研削部を硬化させる工程を含み、かつ使用済み砥石から研削部の残留部分を除去しその後新たな研削部分とが接合される機械取り付け部と研削部との接合部分の面粗度はＲｚで５〜２００μｍの範囲で仕上げられることを特徴とするディスク型砥石の再生方法。
【請求項２】
前記ディスク型砥石の機械取り付け部は金属製、プラスティック製又はレジノイド砥石で形成されていることを特徴とした請求項１記載のディスク型砥石。
【請求項３】
前記ディスク型砥石の機械取り付け部はレジノイド砥石で形成されていることを特徴とした請求項１及び２記載のディスク砥石。
【請求項４】
前記ディスク型砥石は、研削部又は機械取り付け部は、フェノール樹脂又はエポキシ樹脂を結合剤として使用することを特徴とする請求項１〜３記載のディスク型砥石。
【請求項５】
前記ディスク型砥石は、研削部及び機械取り付け部共に、エポキシ樹脂を結合剤として使用することを特徴とする請求項１〜４記載のディスク型砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械取り付け部と研削部を備えたディスク型砥石の機械取り付け部の再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プレート類、各種自動車部品及びベアリング部品などの研削研磨にはディスク型砥石が用いられており、ディスク型砥石は一般的に研削研磨を行う研削部と研削盤に固定するための機械取り付け部により構成されており、一般的に研削部はレジノイド砥石が使用されている。機械取り付け部は金属製、プラスティック製又はレジノイド砥石を使用している。
最近の環境問題の高まりのもと、資源の有効利用について盛んに議論されている。
研削砥石業界においても、研削に関与しない部分、主にはコア材の有効利用が盛んに行われている。
【０００３】
特開平８−１１２７６８は外周部にセグメント砥石を貼り付けた砥石のコア材の再生方法に関する技術で、使用済みセグメント砥石を引取り、セグメント砥石を固着している接着を加熱により接着剤を軟化させてセグメント砥石を取り外し、接着面をブラストにより処置し新たなセグメント砥石を貼り付けることによりコア材の繰り返し利用をはかる。
特開２００３−３９３３１は樹脂製コア材の再生方法で使用済み砥石の樹脂製コア材を粉砕しペレット状に加工し熱可塑性樹脂を加えて樹脂製コア材を再生している。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１１２７６８
【特許文献２】特開２００３−３９３３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特開平８−１１２７６８を応用した場合、再生時に使用部と機械部を有機接着剤にて接着する工程が入り手間がかかる。また使用済み砥石から研削部の残留部を除く場合、加熱により接着剤を軟化させてセグメント砥石の取り外しを行っているが、この場合接着剤は熱可塑性樹脂を用いる必要があり、接着剤の選定に制限が生じる。
また加熱により接着剤が炭化した場合、新たな接着時に接着不良が生じる可能性があるので残留接着剤の除去は完全にしておく必要があり、その為の作業に手間もかかりその保証も必要である。
【０００６】
特開２００３−３９３３１では使用済み樹脂製コア材を粉砕する工程に手間がかかる。加えて本発明で使用するディスク型砥石の機械取り付け部はレジノイド砥石の他に研削機械固定の為、金属製のボルト固定ネジ部が具備されているので、粉砕工程時にそれが混入した場合、粉砕機械の破損の恐れがあり、かつ再生コア材にその粉砕品が混入した場合、その箇所が欠陥部分となり砥石の破損等の可能性が考えられる。
【０００７】
本発明の課題としては、レジノイド型ディスク砥石の機械取り付け部の再生方法において、再生作業に手間がかからず、かつ再生品に欠陥等が発生する恐れがない再生方法を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）研削部と機械取り付け部とで形成され、研削部はレジノイド砥石で形成されたディスク型砥石の機械取り付け部の再生方法であって、使用済みディスク型砥石から研削部の残留部分を除去する工程と、残留部分が除去された機械取り付け部を成型金型に固定する工程と、その上から液状の研削部となるレジノイド砥石混合原料を流し込みにより充填する工程と、所定温度で研削部を硬化させる工程を含み、使用済み砥石から研削部の残留部分を除去し、その後新たな研削部分とが接合される機械取り付け部と研削部との接合部分の面粗度はＲｚで５〜２００μｍの範囲で仕上げられることを特徴とするディスク型砥石の再生方法。
【０００９】
（２）前記ディスク型砥石の機械取り付け部は金属製、プラスティック製又はレジノイド砥石で形成されていることを特徴とした（１）記載のディスク型砥石。
【００１０】
（３）前記ディスク型砥石の機械取り付け部はレジノイド砥石で形成されていることを特徴とした（１）及び（２）記載のディスク型砥石。
【００１１】
（４）前記ディスク型砥石は、研削部又は機械取り付け部は、フェノール樹脂又はエポキシ樹脂を結合剤として使用することを特徴とする（１）〜（３）記載のディスク型砥石。
【００１２】
（５）前記ディスク型砥石は、研削部及び機械取り付け部共に、エポキシ樹脂を結合剤として使用することを特徴とする（１）〜（４）記載のディスク型砥石。
【発明の効果】
【００１３】
このような方法と取ることにより、ディスク型砥石の機械取り付け部が効率的再生でき、かつ再生品も再生前品と変わらず使用でき、繰り返し使用も可能となる。加えて再生品は研削部と機械取り付け部との接着強度がアップするのでより安全に使用できる。
本発明は、資源の有効な再利用と安全な研削作業をもたらすものであり、地球環境と研削作業に対する貢献は大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明で使用されるディスク型砥石は、レジノイド砥石で形成された研削部と機械取り付け部により構成されている。研削部のレジノイド砥石に使用される砥粒は、ＣＢＮ砥粒及びＤＩＡなどの超砥粒、ゾルゲルアルミナ質砥粒、溶融アルミナ質砥粒、炭化ケイ素質砥粒、アルミナジルコニア砥粒、ジルコニア砥粒などの公知の硬質砥粒、その他シリカ、酸化セリウム等の公知の軟質砥粒などが挙げられる。当業者は、研削条件に応じて、使用すべき砥粒をそれら公知の砥粒から適宜選択することができる。一般的な砥粒率は１５〜５５％で使用される。
【００１５】
砥粒のほかに研削条件により、充填剤を添加する場合がある。具体的にはクリオライト、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム等の公知のあらゆる充填剤が含まれる。但し、充填剤を使用するかしないかは任意であり、場合によっては不要である。当業者は、研削条件等に応じて使用すべき充填剤を適宜選択することができる。また研削条件により、多気孔の砥石を形成する必要がある場合は気孔形成剤を添加する。具体的には無機質の中空体、有機質の中空体、加熱により焼失する発泡スチロール等、又は特願２００３−３１１３６４で示した液状の発泡剤などが挙げられる。但し、気孔形成剤を使用するかしないかは任意であり、場合によっては不要である。当業者は、研削条件等に応じて使用すべき充填剤を適宜選択することができる。
【００１６】
本発明で使用する結合剤は有機質化合物が使用できるが、一般的にレジノイド砥石に使用されるフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＰＶＡ、ポリイミド、ウレタン等が使用できる。好ましくは安価で耐熱性があり耐久性が良好でかつ本再生方法の流し込み工程に適合するフェノール樹脂及びエポキシ樹脂が好ましい。さらに本再生方法の流し込み工程にもっとも適合し、耐熱性がありかつ接着強度が良好なエポキシ樹脂はなお好ましい。
【００１７】
本発明のレジノイド砥石の気孔率は０〜６０％で当業者は、研削条件等に応じて適宜決定することができる。結合剤率は１００から砥粒率と気孔率を引いた値である。
【００１８】
本発明の再生方法は以下の手順で行われる。
使用済みディスク型砥石を引き取る。
２．使用済みディスク型砥石から残留した研削部分をとり除く。
３．使用済み砥石から研削部の残留部分を除去しその後新たな研削部分とが接合される機械取り付け部と研削部との接合部分の面粗度はＲｚで５〜２００μｍの範囲で仕上げる。
４．前記処置を行った機械取り付け部を成型金型の下側にセットする。
５．機械取り付け部を固定する。
６．新たに形成する研削部の液状混合原料を調整する。
７．液状混合原料を成型金型に流し込んで成型する。
８．所定の条件にて研削部を硬化させる。
９．硬化後、仕上げ作業を行い本ディスク型砥石が完成する。
【００１９】
本発明の再生方法においては、発明者らは機械取り付け部と研削部との接着強度が初期製造時より少なくとも劣化しないことが必要であると考えた。その点について鋭意検討した結果、再生時新たな研削部分とが接合される機械取り付け部と研削部との接合部分の面粗度はＲｚで５〜２００μｍの範囲で仕上げると良好な接着強度が得られることを見出した。これは接合部分の物理的密着性すなわち投錨効果によるものと発明者らは考えた。接合部分の面粗度はＲｚで５〜２００μｍが好ましく、７〜１５０μｍはより好ましく、８〜１１０μｍがさらに好ましく、１０〜１００μｍが最も好ましい。接合部分の面粗度はＲｚで５μｍより小さいと接着強度は悪くなる。これは十分な投錨効果が得られないためである。また接合部分の面粗度が２００μｍより大きいと接着強度は悪くなる。これは面の凹凸が大きくなりすぎて流し込んで成型する研削部分が凹凸面に十分に浸透しないためと考えられる。仕上げの方法は使用済み砥石に残留した研削部を研削盤にて除去する作業及び作業の後、砥石の仕様にあった研削砥石を選定し適宜面粗度を調整できる。
【００２０】
機械取り付け部の材質であるが、金属製、プラスティック製、またはレジノイド砥石等が使用できるが研削中破壊が起こらない強度が保証されればよい。金属製の機械取り付け部の場合、研削液により金属に錆が発生する恐れがあり、その場合錆の度合いが大きいと金属製の機械取り付け部を交換する必要があるので効率的な再利用が図れない可能性がある。また、砥石の軽量化という観点から金属製機械取り付け部を使用することはそぐわない。以上の点からプラスティック製、またはレジノイド砥石が好ましく、さらに再生時の物性の安定性、材質強度、同系統の製品については生産設備及び材料がととのっているとい点から製造のしやすい研削部と同系統であるレジノイド砥石が特に好ましい。機械取り付け部に使用するレジノイド砥石は、研削部と同様な砥粒、充填剤、結合剤が使用できる。
砥粒率、気孔率及び結合剤率は研削部と同様な範囲で用いられる。これらは研削部と合わせて、研削条件により当業者が適宜選択することができる。
【００２１】
また機械取り付け部の結合剤材質は研削部と同一材料の樹脂を使用すれば好ましく研削部同じくフェノール樹脂又はエポキシ樹脂がなお好ましい。さらに研削部はエポキシ樹脂を使用すれば最も好ましいので機械取り付け部もエポキシ樹脂を結合剤として用いたレジノイド砥石を用いることが最も好ましい。尚、エポキシ樹脂は研削部及び機械取り付け部共にビスフェノールＡタイプのエポキシ樹脂、硬化剤はアミン系硬化剤を用いることができる。常温硬化性、熱硬化性どちらでもよいが、一般的には熱硬化性のエポキシ樹脂が使用される。
【００２２】
尚、再生前のディスク型砥石の研削部と機械取り付け部との接合方法については、機械取り付け部についてあらかじめ流し込み成型し、硬化後または半固定後研削部を流し込んで硬化させる方法でもよいし、研削部と機械取り付け部を別々に成型し、後に有機接着剤で固着してもよい。本発明の趣旨を逸脱しない限り特に制限は受けない。
本発明の再生回数は１回だけではなく本発明の再生方法のサイクルを複数回繰り返しての再生が可能である。
【００２３】
以下、本発明の実施例を比較例とともに説明するが、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、本発明の構成を何ら限定する意図はない。
【実施例１】
【００２４】
機械取り付け部と研削部との接合部分の面粗度と接着強度との関係
機械取り付け部と研削部との接合部の面粗度を調整し、研削部を流し込みで成型後、引っ張り試験により接着強度の差を見た。
【００２５】
使用材料
砥粒    白色溶融アルミナ質砥粒  ８０番                    １０００重量部
結合剤  液状エポキシ樹脂（ビスフェノールＡタイプ）          ３２５重量部
硬化剤  アミン系硬化剤                                        ８０重量部
充填剤  クリオライト                                        ３２５重量部
砥石組成  Ｖｇ＝２９、Ｖ（充填剤）＝１２、Ｖｂ＝３８、Ｖｐ＝２１
上記の使用材料は本実施例１の機械取り付け部及び研削部共に使用する。
【００２６】
試験する面粗度（Ｒz）
実施例１  １０μｍ
実施例２  ６０μｍ
実施例３  １００μｍ
比較例  ７００μｍ
【００２７】
試験片成型手順
１．使用材料を均一に混合する。
２．底辺１５ｍｍ×１５ｍｍの成型金型を用意する。
３．機械取り付け部の液状混合原料を成型高さ２０ｍｍとなる重量分流し込む。
４．１５０℃  ６時間加熱し機械取り付け部を硬化させる。
５．金型から取り出しで研削面との接触面を以下の仕様で仕上げる。
実施例１：無処理
実施例２：＃２０のＳｉＣ砥粒を使用したレジノイド砥石を使用して接合面を仕上げた。
実施例３：＃２０のＳｉＣ砥粒を使用したレジノイド砥石と粒径１ｍｍ以上の鉄粉を遊離砥粒として用いて接合面を仕上げた。
比較例１：混合原料流し込み後、直径約１ｍｍの発泡スチロールを流し込み原料の上部に均一に敷きつけて硬化させた。
６．研削面との接触面の面粗度（Ｒｚ）を測定する。
７．前記までで調整した１５ｍｍ角×２０ｍｍ高さの機械取り付け部の砥石片を底辺１５ｍｍ×１５ｍｍの成型金型にセットする。
８．研削部の液状混合原料を成型高さ２０ｍｍ（トータル成型高さ４０ｍｍ）になる重量分流し込む。
９．１５０℃  ６時間加熱し研削部を硬化させる。
１０．金型から取り出す。
【００２８】
Ｒｚ
面粗度Ｒｚは、十点平均粗さとして測定される。
十点平均粗さＲｚは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率方向に測定し、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高Ｙｐの絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高Ｙｖの絶対値の平均値との和として求められる。本実施例では、評価長さ２５ｍｍで測定した。
【００２９】
引っ張り試験片作成手順
前記にて用意した試験片の両底辺（１５ｍｍ角）に直径１０ｍｍ高さ２０ｍｍさらにその先に固定器具を具備した金属棒を有機製接着にて固定する。
島津製作所製、オートグラフ、ＡＧ−１０ＴＤに固定し、ヘッドスピード０．５ｍｍ／ｍｉｎにて引っ張り試験を行い接合部が剥離したときの強度を測定する。
【００３０】
試験結果
実施例１  １０ＭＰａ
実施例２  １２．５ＭＰａ
実施例３  １３ＭＰａ
比較例      ７ＭＰa
すべての試験片は接合部にて剥離した。
実施例と比較例を比較すると実施例の方の引っ張り強度が高くなっている。
尚、実施例１は再生前製造工程の１形態に該当する。本発明を実施するまえ、つまり再生前に本方法で製造し使用したディスク型砥石は問題なく使用されており接合面に関する安全上の問題はなかった。再生前の製造工程に該当する面粗度に加工しても問題がなく、加えて実施例２又は実施例３の面粗度の場合はなお高い強度となり安全性が良好となる。
【実施例２】
【００３１】
硬化サイクルを繰り返した時の機械取り付け部の曲げ強度及び曲げ弾性率の変化。
【００３２】
使用材料
実施例１で使用した材料を使用した。
【００３３】
試験片成型手順
１．使用材料を均一に混合する。
２．底辺１２０ｍｍ×４０ｍｍの成型金型を用意する。
３．機械取り付け部の液状混合原料を成型高さ３０ｍｍとなる重量分流し込む。
４．１５０℃  ６時間加熱し機械取り付け部を硬化させる。
５．金型から取り出す。
【００３４】
加熱サイクルの繰り返し
前記で得られた試験片は、以下の物性を調査した。
研削部の硬化条件、１５０℃  ６時間のサイクルを複数回繰り返すことにより以下の物性値の変化を確認する。
加熱サイクルの回数は以下の条件である。
試験１：加熱なし
試験２：１５０℃  ６時間  １回
試験３：１５０℃  ６時間  ２回
試験４：１５０℃  ６時間  ３回
試験５：１５０℃  ６時間  ４回
【００３５】
評価する物性
上記の試験砥石の曲げ強度及び曲げ弾性率を測定した。
【００３６】
曲げ強度測定方法
ＪＩＳ規格（ファインセラミックスの曲げ強さ試験方法Ｒ１６０１、１９８６年）に従い、各試験砥石をスパン間距離１００ｍｍ、加重降下速度５ｍｍ／ｍｉｎにて３点曲げ強度を行った。各砥石について３個の平均値をとった。
【００３７】
弾性率測定方法
ＪＩＳ規格（ファインセラミックスの弾性率試験方法Ｒ１６０２−、１９８６年）に従い、前記曲げ強度試験で得られた試験片の歪から弾性率を算出した。
【００３８】
測定結果
【表１】
2005074589.tif 000003
【００３９】
本結果で明らかなように複数回の加熱サイクル（研削部硬化条件）を繰り返しても曲げ強度値及び曲げ弾性率に変化がなかった。
本実施例で使用した加熱条件は研削部を製造工程で研削部の硬化を行う温度条件と時間である。エポキシ樹脂の硬化温度では温度が高い部類である。その加熱サイクルを複数回繰り返しても機械的物性である曲げ強度及び曲げ弾性率に変化がないということは、機械取り付け部の再生を複数回繰り返しても機械取り付け部の機械的物性に変化ない、つまり劣化が発生しないということがわかる。
また実施例１で実証したように研削部と機械取り付け部との接合面の面粗度を所定の値にすれば再生前の接合強度より大きな値が得られる。以上のことより本発明の機械取り付け部の再生は複数回（少なくとも４回）繰り返しても良好に使用できると言える。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の活用例として、ディスク型砥石だけでなく円筒研削用砥石、平面研削用砥石などにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の１実施形態であるディスク型砥石の断面図である。
【図２】本発明の１実施形態であるディスク型砥石を機械取り付け面から見た図である。
【符号の説明】
【００４２】
１      研削部
２      機械取り付け部
３      機械取り付け用ボルト固定具
４      機械取り付け用ボルト固定具
【図１】
2005074589.tif 000004
【図２】
2005074589.tif 000005