JP2000079567A - ラッピング材 - Google Patents

ラッピング材

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JP2000079567A
JP2000079567A JP10264012A JP26401298A JP2000079567A JP 2000079567 A JP2000079567 A JP 2000079567A JP 10264012 A JP10264012 A JP 10264012A JP 26401298 A JP26401298 A JP 26401298A JP 2000079567 A JP2000079567 A JP 2000079567A
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wrapping material
abrasive grains
resin
inorganic long
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JP10264012A
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English (en)
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Takuma Miyazawa
琢磨 宮澤
Takehiko Sumiyoshi
毅彦 住吉
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Xebec Technology Co Ltd
Taimei Chemicals Co Ltd
Original Assignee
Xebec Technology Co Ltd
Taimei Chemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 研磨要素として無機長繊維と砥粒を樹脂マトリックス内
に配したスティック状のラッピング材において、厚み1
mm以内の肉薄状に形成され、金型の放電加工面のリブ
溝の研磨等、微細なラッピング処理に適したラッピング
材を提供する。 【課題】 研磨要素として無機長繊維を樹脂マトリック
ス内に配し、厚み1mm以内に形成した肉薄スティック
状ラッピング材であって、前記無機長繊維として弾性率
が100Gpa以上の無機長繊維を用いると共に前記マ
トリックス内に砥粒を5〜20重量%含ませ、曲げ強度
450Mpa以上、曲げ弾性率30Gpa以上に構成し
たラッピング材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はラッピング材に関
し、特に微細加工に適した、厚み1mm以内の肉薄ステ
ィック状のラッピング材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のラッピング材として、研
磨要素として無機長繊維と砥粒を樹脂マトリックス内に
配し、スティック状に形成したラッピング材が提案され
ている。しかしながら、この様なスティック状のラッピ
ング材では厚みを1mm以下にした場合、弾性率が低い
ため剛性が足りず、実用上の強度を持たせるのが困難
で、研磨時にスティックに力を入れると曲がって反って
しまい、スティックの先端部及び側面部で力がうまく入
らず、研磨することが不可能であった。このため、前記
研磨要素として無機長繊維と砥粒を樹脂マトリックス内
に配したスティック状のラッピング材は厚み2mm程度
のものしか知られていなかった。従って、この種のラッ
ピング材では精密金型のラッピング処理等、微細なラッ
ピング処理に限界があった。そこで、放電加工面のリブ
溝の磨き等、微細なラッピング処理には、従来、厚み
0.3mmから0.5mmの電着ダイヤスティックが使
われてきたが、電着層が一層だけのためにすぐにダイヤ
層が脱落し絶えずダイヤモンドスティックを取り替える
必要があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、研
磨要素として無機長繊維と砥粒を樹脂マトリックス内に
配したスティック状のラッピング材において、厚み1m
m以内の肉薄状に形成され、金型の放電加工面のリブ溝
の研磨等、微細なラッピング処理に適したラッピング材
とその製造方法を提供することを課題とするものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のラッピング材
は、前記目的を達成するべく、研磨要素として無機長繊
維を樹脂マトリックス内に配し、厚み1mm以内に形成
した肉薄スティック状ラッピング材であって、前記無機
長繊維として弾性率が100Gpa以上の無機長繊維を
用いると共に前記マトリックス内に砥粒を5〜20重量
%含ませ、曲げ強度450Mpa以上、曲げ弾性率30
Gpa以上に構成したことを特徴とする。また、請求項
2記載のラッピング材は、前記請求項1記載のラッピン
グ材において、前記無機長繊維はアルミナ繊維、炭素繊
維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維の少なくとも何れかで
あることを特徴とする。また、請求項3記載のラッピン
グ材は、前記請求項1または2記載のラッピング材にお
いて、前記砥粒はダイヤモンド砥粒、CBN砥粒、炭化
ケイ素質砥粒の少なくとも何れかであることを特徴とす
る。また、請求項4記載のラッピング材は、前記請求項
1乃至3の何れかに記載のラッピング材において、前記
樹脂マトリックスはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリマレイミド樹脂、或いは、不飽和ポ
リエステル樹脂であることを特徴とする。また、請求項
5記載のラッピング材は、前記請求項1乃至4の何れか
に記載のラッピング材において、前記無機長繊維は組み
紐体からなることを特徴とする。また、請求項6記載の
ラッピング材は、前記請求項1乃至4の何れかに記載の
ラッピング材において、前記無機長繊維はUDシートの
積層体、或いは、織布の積層体からなることを特徴とす
る。また、7記載のラッピング材の製造方法は、前記請
求項5記載のラッピング材の製造方法であって、無機長
繊維の組み紐体にマトリックス樹脂を含浸し、その表面
に砥粒を付着させ、その後、ホットプレスすることを特
徴とする。また、請求項8記載のラッピング材の製造方
法は、前記請求項6記載のラッピング材の製造方法であ
って、UDシート、或いは、織布にマトリックス樹脂を
含浸し、その表面に砥粒を付着させ、積層した後、ホッ
トプレスすることを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】使用する無機長繊維としては、弾
性率が100Gpa以上であることが必要で、特に15
0Gpa以上であることが好ましく、具体点には、アル
ミナ繊維、炭素繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維等の
使用が好ましい。
【0006】また、前記砥粒としては、本発明のラッピ
ング材においては、ダイヤモンド砥粒、CBN砥粒、炭
化ケイ素質砥粒等の硬度の大きな砥粒の使用が適してお
り、勿論、アルミナ質砥粒、ジルコニアーアルミナ質砥
粒、ジルコニア質砥粒等が使用される。更には、炭化ホ
ウ素、炭化チタン、炭化タングステン等の炭化物、窒化
ホウ素、窒化チタン等の窒化物、ホウ化ジルコニウム、
ホウ化チタン、ホウ化タングステン等のホウ化物等の粉
体、或いは、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウ
ム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、アルミナ
等のウイスカーの使用も可能である。また、この砥粒の
サイズは#60〜#200,000の範囲で添加が可能
である。また、配合量は5重量%〜20重量%程度の少
量に押さえる必要がある。
【0007】また、前記樹脂マトリックスは、フェノー
ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリマレイミ
ド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂の使
用が好ましい。
【0008】これらの構成材料を用いてラッピング材を
得る方法としては、無機長繊維として組み紐体を用い、
この組み紐体にマトリックス樹脂を含浸させてプリプレ
グとし、表面に砥粒を付着させてからホットプレスで厚
さ1mm以下のスティック状に成形すればよい。幅や長
さはトリミング代を含め、始めから所望の形状、サイズ
に成形するのが好ましい。尚、ホットプレス時に、砥粒
はマトリックス表面から内部に、或いは、無機長繊維間
にも充分に食い込むことになる。
【0009】或いは、マトリックス樹脂を含浸したUD
プリプレグシート、或いは、織布(クロス)プリプレグ
シートの表面に砥粒を付着させてから適当枚数を積層
し、ホットプレスで、厚さ1mm以下のスティック状に
成形すればよい。尚、厚み方向のカットは比較的容易で
あるので、幅方向や長さ方向に複数本のスティックを切
り出せるように薄板状に成形することも可能である。
尚、ホットプレス時に、砥粒はマトリックス表面から内
部、或いは、無機長繊維間にもに充分に食い込むことに
なる。
【0010】以上のような構成のラッピング材によれ
ば、厚み1mm以内の肉薄のスティック状に形成され、
前記無機長繊維として弾性率が100Gpa以上の無機
長繊維を用いると共に前記マトリックス内に砥粒を5〜
20重量%という少量範囲で含ませ、曲げ強度450M
pa以上、曲げ弾性率30Gpa以上に構成したため
に、適度な強度と弾性を有し、特に、CBN砥粒、ダイ
ヤモンド砥粒を使用すれば、金型の1mm以下の放電加
工を施された溝の側面及び底面の放電加工面の様な粗目
の微細部分の研磨が容易となる。また、マトリックスに
砥粒を含ませたため、少なくともラッピング材の表面に
研磨要素としての砥粒が存在することになり、前記加工
性と相乗され、極めて微細なラッピング加工も可能とな
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例につき説明する。 (実施例1)22錘の組み紐機を使ってフィラメント径
10μm、フィラメント数3000本からなるアルミナ
長繊維のロービングヤーンを中空状の組み紐に編成し
た。得られた組み紐にエポキシ樹脂(DER383J
ダウケミカルジャパン)100重量部、テトラヒドロメ
チル無水フタル酸(HN2200 日立化成工業)80
重量部、イミダゾール(2E4MZ−CN 四国化成工
業)2重量部からなる樹脂組成物を含浸させ100℃で
30分間加熱して表面にやや粘性が残る程度に半硬化さ
せた。このようにして得た組み紐プリプレグの表面にC
BN砥粒(#37ー400 GE社製)を万遍なく塗布
して付着させた後、余剰の砥粒を取り除いてから紐の長
手方向に引っ張った状態でホットプレスにかけ、圧力5
0Kg/cm2 、温度160℃で1時間硬化させて中空
状を潰した状態の厚さ0.5mmの平板を作成した。こ
の板より幅10mm、長さ100mm(厚さ0.5m
m)の試験片を切り出してラッピング材とした。図1は
得られたラッピング材の斜視図を示すもので、図中1は
組み紐状に編み成されたアルミナ繊維、2は樹脂マトリ
ックス、3は砥粒を示す。
【0012】このラッピング材の組成比は10枚の平均
でアルミナ繊維68重量%、CBN砥粒14重量%であ
った。また、曲げ強度は10枚の平均で525MPa、
曲げ弾性率は39Gpaであった。
【0013】次に、リブ電極を使った金型の放電加工に
おいて、放電加工後の加工面の仕上げ研磨工程で本実施
例のラッピング材を用いてスウィング式のエア工具(タ
ーボラップTLSー0.7 UHT(株))を使って仕
上げ作業を実施した。本実施例のラッピング材は側面
(幅10mmの面)でも優れた研磨性があり、作業中も
研磨性能の低下は見られなかった。また、細いスリット
部分のような複雑形状の加工面の研磨も容易に実施でき
た。更に、より微細な部分の研磨においては、本ラッピ
ング材の先端を別のダイヤモンド工具で簡単に細く切り
出し、ワークの面形状に合わせて研磨することができ
た。更に、本ラッピング材は加工時に発生する熱に対し
ても充分な耐熱性があるため、エア工具や超音波振動工
具に取り付けて研磨することもでき、このため、従来よ
り短時間に作業が完了できた。
【0014】(実施例2)繊維径15μmでフィラメン
ト数1000本のアルミナ繊維ロービングヤーンと実施
例1と同じ組成の樹脂組成物を使って同じ温度条件で繊
維を1方向に引き揃えたいわゆるUDプリプレグを作成
した。このプリプレグから20cm角のシートを3枚切
り出し、実施例1と同様にそれぞれの表面に人造ダイヤ
モンド砥粒(粒径30ー40μm、米国エンギス社製)
を万遍なく付着させてから余剰の砥粒を取り除き、この
3枚を繊維の方向を揃えて積層し、実施例1と同じ条件
でホットプレスにかけ、厚さ0.8mmの板状に成形し
た。この板から繊維の長手方向と平行に長さ100m
m、幅10mmの板を切り出しラッピング材を得た。図
2は得られてラッピング材の斜視図を示すもので、図中
1はUDシートとして引き揃えられてアルミナ繊維、2
は樹脂マトリックス、3は砥粒を示す。
【0015】得られたラッピング材の繊維コンテントは
67重量%、砥粒は16重量%であり曲げ強度は500
MPa、曲げ弾性率は37Gpaであった(いずれも1
0枚の平均値)。本ラッピング材の先端の断面を顕微鏡
で観察したところ、当初3枚のアルミナ繊維シートの層
間部分に分布させたダイヤモンド砥粒がプレス成形後は
繊維間にも入り込み、表面から内部まで砥粒が分布して
いた。
【0016】次に、本ラッピング材で部分安定化ジルコ
ニア製ダイスのベル部およびバックリリーフの焼結肌の
除去を試みた。その結果、通常実施されているダイヤモ
ンド砥粒にキャリアとしてオリーブ油を添加した竹べら
で研磨作業するのに比べ、研磨性は遜色なく、作業性に
おいては極めて簡便で作業の大幅な効率化が図れた。
【0017】前記実施例2では無機長繊維としてUDシ
ートを用いたが、無機長繊維として織布(クロス)を用
いても前記実施例と同様のラッピング性能を備えたラッ
ピング材が得られた。
【0018】(比較例1)次に比較例として、実施例1
と同じ放電加工面の仕上げ研磨を実施例1と同じスウィ
ング式のエア工具を使って市販のダイヤモンド電着砥石
(厚さ0.3mm、砥粒の粒径30−40μm)を用い
実施した。研磨性は初期において優れていたが、砥粒が
欠落するにつれて顕著に低下した。また、複雑形状の加
工面に対してもある程度の対応が可能であったが、特に
微細な加工面に対しては実施例1のラッピング材のよう
に先端をワークの形状に合わせて加工してから研磨する
ということは困難であった。更に、超音波振動工具に取
り付けて研磨すると発生する熱のためにダイヤモンド砥
粒と研磨面とが反応してしまうため、結局手研磨しか実
施できなかった。
【0019】一方同じ作業を市販のアルミナ繊維とエポ
キシ樹脂2成分だけでできたラッピング材を使って実施
した。この場合は、加工面の硬度に対して砥材としての
アルミナ繊維の硬度があまり高くないために研磨性が不
十分で実用的でなかった。
【0020】
【発明の効果】このように、本発明によれば、厚み1m
m以内の肉薄状に形成され、今までダイヤモンド電着ス
ティックでなければ研磨が不可能であった金型の1mm
以下の幅のリブ溝の側面及び底面の研磨や微細なラッピ
ング処理に適したラッピング材が得られる。また、本発
明のラッピング材の製造方法によれば、前記優れたラッ
ピング性能を備えたラッピング材を簡単に、且つ、確実
に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明ラッピング材の一実施例の斜視図
【図2】 本発明ラッピング材の他実施例の斜視図
【符号の説明】
1 無機長繊維 2 樹脂マトリックス 3 砥粒
フロントページの続き Fターム(参考) 3C063 AA06 BA34 BB02 BB04 BB11 BB19 BB24 BC03 BE04 BE12 CC19 FF23

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 研磨要素として無機長繊維を樹脂マトリ
    ックス内に配し、厚み1mm以内に形成した肉薄スティ
    ック状ラッピング材であって、前記無機長繊維として弾
    性率が100Gpa以上の無機長繊維を用いると共に前
    記マトリックス内に砥粒を5〜20重量%含ませ、曲げ
    強度450Mpa以上、曲げ弾性率30Gpa以上に構
    成したことを特徴とするラッピング材。
  2. 【請求項2】 前記無機長繊維はアルミナ繊維、炭素繊
    維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維の少なくとも何れかで
    あることを特徴とする請求項1記載のラッピング材。
  3. 【請求項3】 前記砥粒はダイヤモンド砥粒、CBN砥
    粒、炭化ケイ素質砥粒の少なくとも何れかであることを
    特徴とする請求項1または2記載のラッピング材。
  4. 【請求項4】 前記樹脂マトリックスはフェノール樹
    脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリマレイミド樹
    脂、或いは、不飽和ポリエステル樹脂であることを特徴
    とする請求項1乃至3の何れかに記載のラッピング材。
  5. 【請求項5】 前記無機長繊維は組み紐体からなること
    を特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のラッピン
    グ材。
  6. 【請求項6】 前記無機長繊維はUDシートの積層体、
    或いは、織布の積層体からなることを特徴とする請求項
    1乃至4の何れかに記載のラッピング材。
  7. 【請求項7】 請求項5記載のラッピング材の製造方法
    であって、無機長繊維の組み紐体にマトリックス樹脂を
    含浸し、その表面に砥粒を付着させ、その後、ホットプ
    レスすることを特徴とするラッピング材の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項6記載のラッピング材の製造方法
    であって、UDシート、或いは、織布にマトリックス樹
    脂を含浸し、その表面に砥粒を付着させ、積層した後、
    ホットプレスすることを特徴とするラッピング材の製造
    方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002144242A (ja) * 2000-11-09 2002-05-21 Xebec Technology Co Ltd 振動工具用バリ取り研磨砥石
JP2008264976A (ja) * 2007-04-24 2008-11-06 Xebec Technology Co Ltd 板状砥石、金型の加工方法、およびワークの加工方法
JP2018164969A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 富士紡ホールディングス株式会社 ラッピング材及びその製造方法、並びに、研磨物の製造方法

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