(57)【要約】【課題】使用後のレジンワイヤソーから砥粒やワイヤなどの構成素材を効率良く分離回収することができ、環境負荷も生じ難い、レジンワイヤソー処理技術を提供する。【解決手段】レジンワイヤソー処理装置１０は、使用後のレジンワイヤソー２０をその長手方向に走行させる搬送手段である前段ローラ１１及び後段ローラ１２と、レジンワイヤソー２０の走行経路である前段ローラ１１と後段ローラ１２との中間に回転自在に配置されたプーリ１３と、を備えている。矢線Ａ方向に沿って走行してくる使用後のレジンワイヤソー２０は、前段ローラ１１からプーリ１３に掛け渡され、このプーリ１３の外周に１０周巻き付けられた後、後段ローラ１２に掛け渡されている。プーリ１３とともに回転するレジンワイヤソー２０から剥離された回収物１５（レジンＲ及びダイヤモンド砥粒Ｄ）を電気炉にて加熱処理して、レジンＲを燃焼除去し、ダイヤモンド砥粒Ｄを回収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤの外周にレジンで砥粒が固着されたレジンワイヤソーを曲げ変形させることにより、前記レジンに引張応力及び圧縮応力を生じさせる変形工程を備えたことを特徴とするレジンワイヤソー処理方法。
【請求項２】
前記変形工程において前記ワイヤから剥離させた回収物を加熱し、前記回収物に含まれるレジンを燃焼除去する加熱処理工程を設けた請求項１記載のレジンワイヤソー処理方法。
【請求項３】
前記変形工程において、前記ワイヤの直径の５０〜５００倍の直径を有する円形状をなすように前記レジンワイヤソーを曲げ変形させる請求項１または２記載のレジンワイヤソー処理方法。
【請求項４】
前記加熱処理工程における加熱温度が３００〜６００℃である請求項２または３記載のレジンワイヤソー処理方法。
【請求項５】
砥粒をレジンボンドでワイヤ外周に固着したレジンワイヤソーをその長手方向に走行させる搬送手段と、前記レジンワイヤソーを少なくとも１周巻き付けた状態で前記レジンワイヤソーの走行経路に回転自在に配置されたプーリと、を備えたことを特徴とするレジンワイヤソー処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用後のレジンワイヤソーから砥粒、ワイヤ、フィラなどの構成素材を回収する処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池シリコン、半導体シリコン、磁性体、サファイヤ、ＳｉＣなどを溶融、固化させて形成されたインゴットなどをスライス加工する際に使用されるワイヤソーには、砥粒をワイヤに電着固定した電着ワイヤソー、あるいは、砥粒をレジンで固着したレジンワイヤソーなどがある。
【０００３】
レジンワイヤソー（例えば、特許文献１，２，３参照。）は、弾性率の低いレジンを用いて砥粒をワイヤの外周面に固着しているため、柔軟性が高く、捩れに起因する断線が少なく、加工面の面粗さも良好であるなどの長所を有している。
【０００４】
一方、ワイヤソーと異なる技術分野であるが、ビトリファイド研削砥石の砥石片から超砥粒を回収する技術、エナメル線から金属ワイヤを回収する技術、電線などの被覆線の被覆を切断、剥皮する技術あるいは絶縁被覆導線の絶縁被覆を導線から剥離する技術などが提案されている（例えば、特許文献４，５，６，７参照。）。
【０００５】
同様に、ワイヤソーと異なる技術分野であるが、研削液の廃液から砥粒を回収する技術あるいは研磨作業に供された後のスラリー液から研磨粒子を回収する技術なども提案されている（例えば、特許文献８，９，１０参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０７８０２０号公報
【特許文献２】特開平１０−１３８１１４号公報
【特許文献３】特開平１１−３４７９１１号公報
【特許文献４】特開平８−２５７９１５号公報
【特許文献５】特開平７−２３８２７３号公報
【特許文献６】特開２０００−１６６０４４号公報
【特許文献７】特開２００８−１０９７５３号公報
【特許文献８】特開２０１０−４７４４３号公報
【特許文献９】特許第３９６１６３７号公報
【特許文献１０】特開２００３−２３８９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２，３などに記載されているレジンワイヤソーについては、使用後のこれらのレジンワイヤソーから砥粒を回収する方法として、強い溶解力を有する溶剤を用いてレジンを剥離させる化学的方法あるいは所定の工具を用いてレジンを削ぎ落とす物理的方法などが考えられる。
【０００８】
しかしながら、レジンワイヤソーを構成するレジンは、本来、耐薬品性に優れているため、これを溶解することができるような強力な溶剤を見出すのが困難であり、もし強力な溶剤があったとしても、そのような溶剤はレジン溶解過程において砥粒に大きなダメージを与えるので、前述した化学的方法は実施困難である。
【０００９】
また、レジンワイヤソーにおいては、切削作業中、被切削材との摺動によってワイヤから砥粒が容易に脱落しないようにレジンで強力に固着されているため、前述した物理的方法を実施した場合、削ぎ取り用の工具の方が短時間のうちに激しく摩耗してしまい、現実的には実施不能である。
【００１０】
一方、特許文献４記載の回収技術は、ビトリファイド結合剤中のケイ素、ナトリウム及びカルシウムなどをフッ化物にして除去する工程に多くの時間とコストが必要であり、このフッ化反応工程においては、強力な酸性液であるフッ化水素酸が使用されるため、環境負荷が大きい。
【００１１】
また、特許文献５〜１０記載の回収技術はそれぞれの技術分野において好適に実施することができ、所定の効果を得ることができるが、本発明とは技術分野が全く異なるため、使用後のレジンワイヤソーから砥粒やワイヤを回収する技術として利用することはできない。
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、使用後のレジンワイヤソーから砥粒やワイヤなどの構成素材を効率良く分離回収することができ、環境負荷も生じ難い、レジンワイヤソー処理技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のレジンワイヤソー処理方法は、ワイヤ外周にレジンで砥粒が固着されたレジンワイヤソーを曲げ変形させることにより、前記レジンに引張応力及び圧縮応力を生じさせる変形工程を備えたことを特徴とする。
【００１４】
このような構成とすれば、前記変形工程において曲げ変形させることにより、引張応力や圧縮応力が生じた部分のレジンに、多数のクラックが発生して固着力失い、ワイヤ外周から砥粒とともにレジンが剥離していくので、使用後のレジンワイヤソーから砥粒やワイヤなどの構成素材を効率良く分離回収することができる。また、レジンを溶解する溶剤などの化学薬品を一切使用しないので、環境負荷も生じ難い。なお、前記レジンに生じさせる引張応力や圧縮応力の大きさは限定しないが、レジンの破断強度より大きく前記ワイヤの破断強度より小さいことが望ましい。
【００１５】
また、ワイヤ外周に砥粒を固着するレジン中にフィラを含むレジンワイヤソーであっても、前記曲げ工程を実行することにより、レジンとともに砥粒及びフィラをワイヤ外周から剥離させることが可能であるため、これらの再利用可能な構成素材を効率良く回収することができる。
【００１６】
ここで、前記変形工程において前記ワイヤから剥離させた回収物を加熱し、前記回収物に含まれるレジンを燃焼させる加熱処理工程を設けることが望ましい。
【００１７】
このような構成とすれば、ワイヤから剥離させた回収物中のレジンを除去し、砥粒やフィラなどの再利用可能な素材を効率良く回収することができる。
【００１８】
一方、前記変形工程においては、前記ワイヤの直径の５０〜５００倍の直径を有する円形状をなすように前記レジンワイヤソーを曲げ変形させることが望ましい。
【００１９】
このような構成とすれば、レジンワイヤソーを構成するレジンにその破断強度より大きくワイヤの破断強度より小さい応力を容易に生じさせることができ、ワイヤ外周からレジン及び砥粒を効率良く剥離させることができる。なお、レジンワイヤソーを円形状に曲げ変形させたときの直径がワイヤの５０倍より小さいときはワイヤが塑性変形し、５００倍より大きいときはレジンにクラックが生じ難くなるので、前記直径はワイヤの直径の５０〜５００倍の範囲が好適である。
【００２０】
また、前記加熱処理工程における加熱温度が３００〜６００℃であることが望ましい。
【００２１】
このような構成とすれば、ワイヤから剥離させた回収物中に含まれる砥粒やフィラに対して、再利用に不都合な熱影響を与えることなく、レジンのみを効率良く除去することができる。
【００２２】
次に、本発明のレジンワイヤソー処理装置は、砥粒をレジンボンドでワイヤ外周に固着したレジンワイヤソーをその長手方向に走行させる搬送手段と、前記レジンワイヤソーを少なくとも１周巻回させた状態で前記レジンワイヤソーの走行経路に回転自在に配置されたプーリと、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
このような構成とすれば、長手方向に走行するレジンワイヤソーに対して円形状の曲げ変形を連続的に施すことが可能となり、前記曲げ変形により、ワイヤ外周から砥粒とともにレジンを剥離させることができるので、使用後のレジンワイヤソーから砥粒やワイヤなどの構成素材を効率良く分離回収することができる。また、レジンを溶解する溶剤などの化学薬品を一切使用しないので、環境負荷も生じ難い。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、使用後のレジンワイヤソーから砥粒やワイヤなどの構成素材を効率良く分離回収することができ、環境負荷も生じ難い、レジンワイヤソー処理技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態であるレジンワイヤソー処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】レジンワイヤソーから剥離させた回収物の加熱処理工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１に示すように、本実施形態のレジンワイヤソー処理装置１０は、使用後のレジンワイヤソー２０をその長手方向に走行させる搬送手段である前段ローラ１１及び後段ローラ１２と、レジンワイヤソー２０の走行経路である前段ローラ１１と後段ローラ１２との中間に回転自在に配置されたプーリ１３と、を備えている。
【００２７】
矢線Ａ方向に沿って走行してくる使用後のレジンワイヤソー２０は、前段ローラ１１からプーリ１３に掛け渡され、このプーリ１３の外周に１０周巻き付けられた後、後段ローラ１２に掛け渡されている。なお、プーリ１３に対するレジンワイヤソー２０の巻き付け回数は１０周に限定するものではないので、レジンワイヤソー２０の種類、あるいは、後述する、レジン及びダイヤモンド砥粒の剥離状況などに応じて設定することができる。
【００２８】
レジンワイヤソー２０は、金属被覆されたダイヤモンド砥粒（平均粒子径１２．１μｍ）を砥粒含量が２０体積％になるように、ＵＶ硬化樹脂にて、金属ワイヤ（線径０．１５ｍｍ）の外周に固着して形成されたものである。プーリ１３の直径（レジンワイヤソー２０が巻き付けられている部分の直径）は６０ｍｍである。レジンワイヤソー２０の走行速度（搬送速度）は８５０ｍ／分である。
【００２９】
レジンワイヤソー２０は、プーリ１３とともにその外周を１０回転する過程で円形状に曲げ変形されることにより（変形工程）、レジンに引張応力及び圧縮応力が生じ、この変形工程において、レジンに多数のクラックが生じ、固着力を失うので、レジンＲ及びダイヤモンド砥粒Ｄがワイヤ３０から剥離され、ワイヤ３０のみの状態となった後、後段ローラ１２を経由して矢線Ｂ方向に走行していき、所定の回収用ドラム（図示せず）に巻き取られる。
【００３０】
プーリ１３とともに回転するレジンワイヤソー２０のワイヤ３０外周から剥離されたレジンＲ及びダイヤモンド砥粒Ｄなどの回収物１５は、その自重によって落下し、プーリ１３の下方に配置された容器１４内に収容される。
【００３１】
容器１４内に収容された回収物１５は、図２（ａ）に示すように、容器１４とともに電気炉１４内に装入され、大気雰囲気下で４００℃に加熱され、所定時間経過後（例えば、１０分間経過後）、室温まで徐冷される（加熱処理工程）。回収物１５に前記加熱処理を施すことにより、回収物１５に含まれるレジンＲが燃焼して消失し、図２（ｂ）に示すように、ダイヤモンド砥粒Ｒが残留する。
【００３２】
このように、図１に示すレジンワイヤソー処理装置１０を用いて、使用後のレジンワイヤソー２０を曲げ変形させること（変形工程）により、ワイヤ３０からレジンＲ及びダイヤモンド砥粒Ｄを効率良く分離回収することができる。また、図１に示す変形工程においては、レジンＲを溶解する溶剤などの化学薬品を一切使用しないので、環境負荷も生じ難い。
【００３３】
また、図２に示すように、レジンワイヤソー２０を構成するワイヤ３０（図１参照）から剥離させた回収物１５を電気炉１６で加熱し、回収物１５中のレジンＲを燃焼除去することにより、再利用可能なダイヤモンド砥粒Ｄのみを効率良く回収することができる。
【００３４】
一方、図１に示すレジンワイヤソー処理装置１０においては、レジンワイヤソー２０を構成する直径０．１５ｍｍのワイヤ３０に対し、プーリ１３の直径を６０ｍｍとすることにより、ワイヤ３０の直径の４００倍の直径を有する円形状をなすようにレジンワイヤソー２０を曲げ変形させている。
【００３５】
これにより、レジンワイヤソー２０を構成するレジンにその破断強度より大きくワイヤ３０の破断強度より小さい応力を生じさせることができるので、ワイヤ３０外周からレジンＲ及びダイヤモンド砥粒Ｄを効率良く剥離させることができる。
【００３６】
また、図２（ａ）に示すように、電気炉１６における加熱温度を４００℃としたことにより、回収物１５中に含まれるダイヤモンド砥粒Ｄに不都合な熱影響を与えることなく、レジンＲを効率良く燃焼除去し、砥粒Ｄのみを回収することができた。なお、電気炉１６における加熱温度が６００℃を超えると、ダイヤモンド砥粒Ｄの表面が緑色から黒色に変色し、加熱温度が３００℃未満の場合はレジンＲが残留し、ダイヤモンド砥粒Ｄのみを回収することができなかった。
【００３７】
次に、その他の実施形態として、金属被覆されたダイヤモンド砥粒（平均粒子径１２．１μｍ）及びガラスフィラを、砥粒粒含量２０体積％及びフィラ含有量１０体積％となるように、ＵＶ硬化樹脂にて、金属ワイヤ（線径０．１５ｍｍ）の外周に固着して形成されたレジンワイヤソー（図示せず）の使用後品に対し、図１，図２に示す変形処理及び加熱処理を施したところ、砥粒及びガラスフィラが体積比２：１の割合で混じり合った混合物として回収することができた。前記混合物は、砥粒とガラスフィラとを分離することなく、そのまま再利用することができるので、好都合である。
【００３８】
また、比較例１として、針金や電線などを挟み切る工具であるニッパ（図示せず）の刃部に、使用後のレジンワイヤソー２０（図１参照）を挟み、レジンワイヤソー２０を長手方向に移動させることにより、レジンを物理的に剥離させたところ、約２０ｃｍ移動させた時点で、レジンワイヤソー２０が摺動したニッパの刃部に穴が空いてしまい、それ以降、レジンを剥離することは不可能となった。
【００３９】
さらに、比較例２として、使用後のレジンワイヤソー２０を塩化水素溶液（３４体積％）中に３時間浸漬した後、引上げ、前記ニッパの刃部に挟んで、レジンワイヤソー２０を長手方向に移動させ、レジンを剥離させたところ、約２３ｃｍ移動させた時点で、ニッパの刃部に穴が空いてしまい、それ以降、レジンを剥離することは不可能となった。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、使用後のレジンワイヤソーから砥粒、ワイヤ、フィラなどの構成素材を回収する手段として、切削工具製造業などの分野において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  レジンワイヤソー処理装置
１１  前段ローラ
１２  後段ローラ
１３  プーリ
１４  容器
１５  回収物
１６  電気炉
２０  レジンワイヤソー
３０  ワイヤ
Ｄ  ダイヤモンド砥粒
Ｒ  レジン
【図１】
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【図２】
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