総説

セラミックス基盤工学研究センター年報 (2007). Vol. 7, 45-48

工業用砥石廃材の再生による有用化（1）山口幸男
名古屋工業大学セラミックス基盤工学研究センター〒 507-0071 岐阜県多治見市旭ヶ丘 10-6-29

Utilization by Recycling of Waste Grinding Wheels I
Yukio Yamaguchi
Ceramics Research Laboratory，Nagoya Institute of Technology
Asahigaoka 10-6-29, Tajimi, Gifu 507-0071 JAPAN
From viewpoint of resources utilization and environmental protection，first of all waste vitrified grinding wheels were recovered，separated，crushed，pulverized，sorted and so on，subsequently were developed abrasive grains for barrel polishing，grits forgardening and water clarification， etc．Part of the circulatory manufacturing system was achieved．

１．はじめにわが国の主要産業である鉄鋼・金属産業をはじめ、自動車産業やその部品関連産業など多くの産業においては、年間約 40,000ton の工業用砥石が使用1） されているが、そのうちの 1/4 〜 1/3 は使用されず、産業廃棄物として管理型処分場において埋め立て処分されている。そこで、深刻となっている管理型処分場の不足問題への対処、環境への負荷低減や資源の有効利用の観点から、砥石廃材を回収し、適正な再生処理を施して、その有用化を図ることが強く求められている。ここではその有用化についての取り組みを紹介する。
Fig.1 工業用砥石の外観

２．工業用砥石とは
工業用砥石は、アルミナ系または炭化珪素系の砥材を、前者はビトリファイド砥石と称し、主に自動車部品などガラス質（ビトリファイド）または有機質（レジノイド）の精密加工に、後者はレジノイド砥石と称し、主に鉄鋼・の結合剤で固化した、一般的には多孔質の複合体である。

金属の加工に供されている。その構成成分は Table1 にTable1 工業用砥石の主な構成成分
ビトリファイド砥石
砥材

結 合 剤
添

気 孔 材

加材

補 強 材
研削助剤

レジノイド砥石

アルミナ系（Al2O3）

アルミナ系（Al2O3）、炭化珪素系（SiC）

炭化珪素系（SiC）

両者のコンビあり

ガラス質バインダー

有機質（フェノール樹脂、エポキシ樹脂、等）（製造工程で消失）

シリカバルーン、顆粒状物（水溶性）、等
ガラスクロス、等（一部硫黄含浸あり）

硫化鉄、等― 45 ―

工業用砥石廃材の再生による有用化（1）は法遵守の下、適正な再生方法を選定し、適正なコストで再生可能であることなどが挙げられる。
そこで、砥石の特徴である、砥材の研磨力と、気孔を多量に有する多孔質体であることに着目した用途開発を行なった。また、2 章でも記述したよ
うに、ビトリファイド砥石とレジノイド砥石では、その構成成分が大きく異なるため、同じような再生方法を用いて製品開発を行なうことは難しいので、先ずは無機質のみで構成されるビトリファイ
2）3）ド砥石の再生に取り組んだ。

3-1．ビトリファイド砥石廃材の再生方法
再生製品を製造するために考案した再生フロー

Fig.2 工業用砥石の製造工程概略を Fig.3 に示す。より良い品質の再生品を製造するためのポイントとなる工程は、顧客より回収し示す如くである。表からも分かるように、ビトリファイた砥石廃材の種類毎の選別と目的の粒度に仕上げる分級

ド砥石は主に 2 成分系であるが、レジノイド砥石は砥の工程である。

材・結合剤の他に、気孔材・補強材・研削助剤として無各工程の簡単な説明は以下の通りである。

機質・有機質の化合物を添加している場合が多い。

・顧客より砥石廃材の回収：顧客にて使用済みとなっ一般的な工業用砥石の外観を Fig.1 に示す。

た砥石廃材を回収（収集・運搬）する。

また、その製造工程は概略 Fig.2 に示す如く、ビトリ・回収砥石廃材の計量：回収した砥石廃材の重量を計

ファイド砥石は高温度で焼成することにより製造されて測し記録する。

いるが、レジノイド砥石は 200℃ 以下の低温で有機質結・選別・破砕：砥石廃材を砥材の種類・色別に選別し、合剤（樹脂）の化学反応（重縮合や付加重合）にて製造クラッシャーを用いて破砕する。

されている。

・熱処理：破砕物に熱歪を与えることによって、後工程の粉砕を容易にする。

３．砥石廃材の再生について

・粉砕：粉砕用のクラッシャーを用いて、砥材一粒サイズや 3 〜 10mm のグリットに粉砕する。
・目的の粒度に分級：粉砕物を目的とする製品の粒度再生に取り組むに際して最も重要なことは、再生したやグリットサイズに分級する。

後の製品の用途が明確であること、且つ持続的な運営に顧客より砥
石廃材回収

→回収砥石
廃材計量→種類別に選別・破砕→

熱処理→粉砕→目的の粒度に分級→

再生製品

Fig.3 ビトリファイド砥石の再生フロー

特徴用砥材の研磨力

多孔質体再生製品・形状途

再生砥材；粒状（砥材一粒 0．1 〜 0．3mm）

ベアリング部品のバレル研磨

①ガーデニング②水浄化

グリット；塊状（3 〜 10mm 大）
光触媒担持グリット；同上（TiO2 コーテイング）③研削液浄化

同上④空気清浄化

同上

Fig.4 ビトリファイド砥石廃材を利用した再生製品― 46 ―

山口幸男

状物の表面に、TiO2 をコーティングして光触媒効

3-2．ビトリファイド砥石廃材の用途探索
ビトリファイド砥石の特徴である、砥材の研磨力、多果を持たせたもの

孔質体を活かすべく用途探索を行なった結果、Fig.4 にこのグリットを観賞用の金魚鉢に適用したところ、示す用途向けの製品開発に至った。

藻の発生が抑制され、水の汚れが殆ど生じなかっ

次に砥石廃材の再生から開発した製品群を紹介する。

1） バレル研磨用再生砥材；再生工程（粉砕→分級）にて生成する凡そ 0.1 〜た。

4） 研削液浄化用光触媒担持グリット
項と同じグリットを、自動車部品の研削加工に；3）0.3mm 大（＃ 46 〜＃ 150 相当）の研磨材用いられる研削液に適用し、長期間に亘り研削液ローラーベアリング用部材であるニードルピンのの性能低下や研削加工作業場の臭気をモニタリン

バレル研磨に適用したところ、その研磨力は新砥グしたところ、研削液のロングライフ化や作業場材とほぼ同等であった。の臭気低減効果が見いだされた。

2） ガーデニング用グリット；再生工程にて生成される 3 〜 10mm 大の多孔性塊

5） 空気清浄化用光触媒担持グリット
項と同じグリットを自動車内の臭気低減用に使；3）状物（グリット）用したところ、目的とする脱臭効果が認められた。

Fig.6 に示すような用途に用いたところ、植物の（Fig.10 参照）また、その効果の実証試験としてア発育が良い（グリットの保水性）、外観が美しいセトアルデヒドの除去実験を行なったところ、（グリットの色：赤・青・緑・白）、雑草が生えにFig.11 に示すような結果が得られた。光触媒担持くいなどの効果が見いだされた。

3） 水浄化用光触媒担持グリット；再生工程にて生成される 3 〜 10mm 大の多孔性塊

Fig.8 浄化装置による他油分解メカニズム

Fig.5 バレル研磨用再生砥材と被加工物

Fig.6 ガーデニング用グリット

Fig.9 分解性能加速試験結果

Fig.7 水浄化用光触媒担持グリット

Fig.10 脱臭器具
― 47 ―

工業用砥石廃材の再生による有用化（1）

その概念を図式化すると Fig.12 のようになる。
4-2．工業用砥石分野における資源循環型生産システム
資源の有効活用や環境負荷削減の観点より、工業用砥石の分野において我々が目指すものは、Fig.13 に示す資源循環型の生産システムである。図中の実線が主たる再生工程で、破線が二次的な再生工程を示す。
５．今後の課題

Fig.11 アセトアルデヒド除去試験結果

大きく 2 種類に分類される工業用砥石のうち、ビトリなしのグリットでは、アセトアルデヒド濃度の低ファイド砥石の再生・有用化は前述の如くほぼ確立する下は僅かであったが、光触媒担持ありのグリットことができ、目指す資源循環型生産システムに一歩近づでは著しい低下が認められた。

いたものと考える。しかしながら、レジノイド砥石につ以上の他にも用途は考えられるが、大略のビトリファ

いては、例えば構成成分の複雑さからくる再原材料化コストの問題、樹脂結合剤の除去 4） に伴う煤塵・臭気対策

イド砥石廃材の有用化は確立できたものと考える。

問題などから、その有用化が遅れているのが実情である。
現在、レジノイド砥石についてもビトリファイド砥石

４．資源循環型生産システムを目指して同様に、資源循環型の砥石生産システム構想に基づき、回収した砥材は再び砥材として研削・研磨用に活用する

4-1．逆生産の概念とは部品・製品などの通常の流れを人の血液に例えて動脈ことを基本的な考えとして、レジノイド砥石に最適な再物流と称するのに対し、顧客にて使用・消費されて不要生方法を見出し、その再生方法を用いた有用化に取り組になったものを回収、選別、分解して、再び素材・部品・んでいる。その成果については工業用砥石廃材の再生にエネルギーとして利用する流れを静脈物流と称する。前での紹介を予定している。
よる有用化
（2）

者の生産に対して後者を逆生産と呼び、資源の有効活用や環境負荷削減活動においては極めて重要な概念である。

［参考文献］
1） 経済産業省ホームページ（2006 年度版）
http://www.meti.go.jp/statistics/
2） 株式会社ノリタケカンパニーリミテド：社会・環境報告書
2006 年度版 pp.4-53） 株式会社ノリタケリサイクルセンター：「2007 愛知環境賞」
事例集 pp.17

4） 佐々木健作，小島義弘，松田仁樹，寺田好晴，加納勝博：
工業砥石廃材の酸化処理および水蒸気処理による砥材の回収，廃棄物学会論文誌別冊，Vol.15, No.1 pp.19-27, 2004

Fig.12 逆生産の概念

Fig.13 資源循環型の工業用砥石生産システム（構想）― 48 ―