JP2000288943A - 繊維状中空グラファイトを含む砥石 - Google Patents
繊維状中空グラファイトを含む砥石Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 研削抵抗を抑え、砥石の機械的強度を向上さ
せて寿命を向上させる。 【解決手段】 樹脂結合相３中に超砥粒４を分散配置す
る。同時に樹脂結合相３中にフィラーとして固体潤滑剤
ＣａＦ2１５を分散配置する。更にフィラーとして繊維
状中空グラファイト６を樹脂結合相３中に３〜１５vol
％の範囲で分散配置する。繊維状中空グラファイト６が
３vol％未満であると強度、耐衝撃性、弾性率、摺動性
の向上効果が弱く、１５vol％を越えると耐摩耗性が上
がりすぎて樹脂結合相３の強度が高くなって自生発刃作
用が低下する。
せて寿命を向上させる。 【解決手段】 樹脂結合相３中に超砥粒４を分散配置す
る。同時に樹脂結合相３中にフィラーとして固体潤滑剤
ＣａＦ2１５を分散配置する。更にフィラーとして繊維
状中空グラファイト６を樹脂結合相３中に３〜１５vol
％の範囲で分散配置する。繊維状中空グラファイト６が
３vol％未満であると強度、耐衝撃性、弾性率、摺動性
の向上効果が弱く、１５vol％を越えると耐摩耗性が上
がりすぎて樹脂結合相３の強度が高くなって自生発刃作
用が低下する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば鏡面研削な
どに用いられるレジンボンド砥石などの砥石に関するも
のである。
どに用いられるレジンボンド砥石などの砥石に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】レジンボンド砥石は、エポキシ樹脂やフ
ェノール樹脂等の熱硬化性樹脂の原料粉末と、ダイヤモ
ンドやＣＢＮ等の超砥粒とを混合し、単独で、或いは必
要に応じて台金と共に型込めした上、プレス成形及び焼
成してレジンボンド砥粒層を形成したものである。レジ
ンボンド砥石は超砥粒を保持する樹脂結合相が比較的軟
質で脆いために、比較的硬い被削材に対して研削を行っ
た場合、超砥粒の先端が摩耗して切れ味が低下するより
早く、超砥粒を支える樹脂結合相が破砕または摩耗して
超砥粒が脱落する。そのため、レジンボンド砥石は摩耗
が激しい欠点を有するが、研削面の目詰まりや砥粒の摩
耗による切れ味低下が起きにくく、メタルボンド砥石な
どと比較して研削を効率よく行え、しかも樹脂結合相で
保持された超砥粒に弾性効果があるために被削材のダメ
ージが小さく仕上げ面が良好である。そのため、例えば
半導体ウエーハなどの被削材の鏡面研削など、小さい面
粗さが要求される研削に好適に用いられるという利点を
有している。
ェノール樹脂等の熱硬化性樹脂の原料粉末と、ダイヤモ
ンドやＣＢＮ等の超砥粒とを混合し、単独で、或いは必
要に応じて台金と共に型込めした上、プレス成形及び焼
成してレジンボンド砥粒層を形成したものである。レジ
ンボンド砥石は超砥粒を保持する樹脂結合相が比較的軟
質で脆いために、比較的硬い被削材に対して研削を行っ
た場合、超砥粒の先端が摩耗して切れ味が低下するより
早く、超砥粒を支える樹脂結合相が破砕または摩耗して
超砥粒が脱落する。そのため、レジンボンド砥石は摩耗
が激しい欠点を有するが、研削面の目詰まりや砥粒の摩
耗による切れ味低下が起きにくく、メタルボンド砥石な
どと比較して研削を効率よく行え、しかも樹脂結合相で
保持された超砥粒に弾性効果があるために被削材のダメ
ージが小さく仕上げ面が良好である。そのため、例えば
半導体ウエーハなどの被削材の鏡面研削など、小さい面
粗さが要求される研削に好適に用いられるという利点を
有している。
【０００３】ところで、従来のレジンボンド砥石では、
研削抵抗により発生する摩擦熱を抑制するために例えば
ｈＢＮや黒鉛などの固体潤滑剤がフィラーとして樹脂結
合相中に分散されたものがある。このようなレジンボン
ド砥石を用いて研削を行う場合、樹脂結合相中の固体潤
滑剤が樹脂結合相や超砥粒と共に逐次脱落する際、潤滑
剤として機能して超砥粒による研削を円滑に行うと共に
超砥粒及び樹脂結合相からなる砥粒層や被削材の摩擦熱
を抑制することができる。
研削抵抗により発生する摩擦熱を抑制するために例えば
ｈＢＮや黒鉛などの固体潤滑剤がフィラーとして樹脂結
合相中に分散されたものがある。このようなレジンボン
ド砥石を用いて研削を行う場合、樹脂結合相中の固体潤
滑剤が樹脂結合相や超砥粒と共に逐次脱落する際、潤滑
剤として機能して超砥粒による研削を円滑に行うと共に
超砥粒及び樹脂結合相からなる砥粒層や被削材の摩擦熱
を抑制することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
レジンボンド砥石ではフィラーとして固体潤滑剤を用い
ることで研削抵抗を低減できるが、同時に固体潤滑剤を
含めた分だけ樹脂結合相の強度が低下するために砥粒層
の形状くずれが一層早くなり、砥石寿命が短くなるとい
う問題があった。本発明は、このような実情に鑑みて、
研削抵抗を低減できると共に機械的強度を向上させて寿
命を向上させることのできる砥石を提供することを目的
とする。
レジンボンド砥石ではフィラーとして固体潤滑剤を用い
ることで研削抵抗を低減できるが、同時に固体潤滑剤を
含めた分だけ樹脂結合相の強度が低下するために砥粒層
の形状くずれが一層早くなり、砥石寿命が短くなるとい
う問題があった。本発明は、このような実情に鑑みて、
研削抵抗を低減できると共に機械的強度を向上させて寿
命を向上させることのできる砥石を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る繊維状中空
グラファイトを含む砥石は、結合相中に超砥粒が分散配
置されてなる砥石において、結合相中に繊維状中空グラ
ファイトがフィラーとして分散されていることを特徴と
する。繊維状中空グラファイトは比表面積が大きくてア
スペクト比が高く、潤滑性とその形状による保水性があ
るために砥粒層の外表面における存在比率が高く、ぬれ
性と冷却効果が高くて結合相の耐摩耗性と潤滑性と耐衝
撃性と摺動性に優れ、結合相から脱落しにくいために結
合相の強度を向上させて形状保持力が高く寿命を向上で
きる。尚、繊維状中空グラファイトは、カーボンチュー
ブであってもよい。
グラファイトを含む砥石は、結合相中に超砥粒が分散配
置されてなる砥石において、結合相中に繊維状中空グラ
ファイトがフィラーとして分散されていることを特徴と
する。繊維状中空グラファイトは比表面積が大きくてア
スペクト比が高く、潤滑性とその形状による保水性があ
るために砥粒層の外表面における存在比率が高く、ぬれ
性と冷却効果が高くて結合相の耐摩耗性と潤滑性と耐衝
撃性と摺動性に優れ、結合相から脱落しにくいために結
合相の強度を向上させて形状保持力が高く寿命を向上で
きる。尚、繊維状中空グラファイトは、カーボンチュー
ブであってもよい。
【０００６】また繊維状中空グラファイトは超砥粒を含
まない結合相の全体中に３〜１５vol％の範囲で含まれ
ていてもよい。結合相中の繊維状中空グラファイトの含
有量を３vol％以上としたことで結合相の強度と耐衝撃
性と弾性率と摺動性を高めることができ、また１５vol
％以下としたことで耐摩耗性と強度が大きくなりすぎる
ことによる結合相強度の過大な上昇を抑制して自生発刃
作用を確保することができる。尚、砥石はレジンボンド
砥石、電着砥石、或いは電鋳砥石であってもよい。
まない結合相の全体中に３〜１５vol％の範囲で含まれ
ていてもよい。結合相中の繊維状中空グラファイトの含
有量を３vol％以上としたことで結合相の強度と耐衝撃
性と弾性率と摺動性を高めることができ、また１５vol
％以下としたことで耐摩耗性と強度が大きくなりすぎる
ことによる結合相強度の過大な上昇を抑制して自生発刃
作用を確保することができる。尚、砥石はレジンボンド
砥石、電着砥石、或いは電鋳砥石であってもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
により説明する。図１は実施の形態によるレジンボンド
砥石の砥粒層の要部拡大断面図である。図１に示すレジ
ンボンド砥石１は、例えば鏡面研削用の砥石であり、砥
粒層２は例えばカップ型砥石の図示しない台金に固定さ
れていてもよいし、台金を設けることなく砥粒層２のみ
によって砥石が構成されていてもよい。そして砥粒層２
は、例えばフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を主組成物
とする樹脂結合相３と、この樹脂結合相３中に分散され
たダイヤモンド（またはＣＢＮ等）の超砥粒４とを備え
ている。更に樹脂結合相３中には複数種類のフィラーが
分散配置されており、これらフィラーのうち第一のフィ
ラーとして固体潤滑剤、例えばＣａＦ2（ふっ化カルシ
ウム）５を含み、第二のフィラーとして繊維状中空グラ
ファイト６を含んでいる。ここで、固体潤滑剤としてＣ
ａＦ2５等を樹脂結合相４中に分散させることで、研削
抵抗による摩擦熱を抑制することができる。
により説明する。図１は実施の形態によるレジンボンド
砥石の砥粒層の要部拡大断面図である。図１に示すレジ
ンボンド砥石１は、例えば鏡面研削用の砥石であり、砥
粒層２は例えばカップ型砥石の図示しない台金に固定さ
れていてもよいし、台金を設けることなく砥粒層２のみ
によって砥石が構成されていてもよい。そして砥粒層２
は、例えばフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を主組成物
とする樹脂結合相３と、この樹脂結合相３中に分散され
たダイヤモンド（またはＣＢＮ等）の超砥粒４とを備え
ている。更に樹脂結合相３中には複数種類のフィラーが
分散配置されており、これらフィラーのうち第一のフィ
ラーとして固体潤滑剤、例えばＣａＦ2（ふっ化カルシ
ウム）５を含み、第二のフィラーとして繊維状中空グラ
ファイト６を含んでいる。ここで、固体潤滑剤としてＣ
ａＦ2５等を樹脂結合相４中に分散させることで、研削
抵抗による摩擦熱を抑制することができる。
【０００８】また繊維状中空グラファイト６は、例えば
直径０．０１〜０．０１５μｍ程度、長さ１〜１０μｍ
程度とする。好ましくは、繊維状中空グラファイト６は
カーボンチューブ、カーボンナノチューブであり、上記
外観寸法に加えて内径０．００５μｍ以上０．０１μｍ
未満の孔を備えた中空形状または円筒形状とされてい
る。この繊維状中空グラファイト６はアスペクト比（縦
横比）が強大であり、砥粒層２の表面に露出する部分の
見掛け上の存在比率が大きく樹脂結合相３中に分散配置
されて脱落しにくい。そのため樹脂結合相３の強度を高
め、耐衝撃性と弾性率を向上させることができる。しか
も耐摩耗性と非溶着性が高く、摺動性が良くて研削抵抗
を低減でき相手攻撃性が少ないために樹脂結合相３中に
フィラーとして用いられて被削材を傷つけることがなく
被削材の加工損傷が加工面の周辺に及ばないという利点
を有する。また樹脂結合相３中に含有される繊維状中空
グラファイト６はその表面積が大きいために潤滑性と保
水性を確保でき、樹脂とのぬれ性と冷却効果を高めるこ
とができる。繊維状中空グラファイト６は、砥粒層２に
おいて超砥粒４を除く樹脂結合相３全体中に３〜１５vo
l％の範囲で含まれている。繊維状中空グラファイト６
が３vol％未満であると上述した効果が発揮されず、ま
た１５vol％を越えると樹脂結合相３の耐摩耗性が増大
しすぎて樹脂結合相３の強度が上がりすぎて自生発刃作
用が十分に働かず、研削精度と研削能力が低下するとい
う欠点が生じる。
直径０．０１〜０．０１５μｍ程度、長さ１〜１０μｍ
程度とする。好ましくは、繊維状中空グラファイト６は
カーボンチューブ、カーボンナノチューブであり、上記
外観寸法に加えて内径０．００５μｍ以上０．０１μｍ
未満の孔を備えた中空形状または円筒形状とされてい
る。この繊維状中空グラファイト６はアスペクト比（縦
横比）が強大であり、砥粒層２の表面に露出する部分の
見掛け上の存在比率が大きく樹脂結合相３中に分散配置
されて脱落しにくい。そのため樹脂結合相３の強度を高
め、耐衝撃性と弾性率を向上させることができる。しか
も耐摩耗性と非溶着性が高く、摺動性が良くて研削抵抗
を低減でき相手攻撃性が少ないために樹脂結合相３中に
フィラーとして用いられて被削材を傷つけることがなく
被削材の加工損傷が加工面の周辺に及ばないという利点
を有する。また樹脂結合相３中に含有される繊維状中空
グラファイト６はその表面積が大きいために潤滑性と保
水性を確保でき、樹脂とのぬれ性と冷却効果を高めるこ
とができる。繊維状中空グラファイト６は、砥粒層２に
おいて超砥粒４を除く樹脂結合相３全体中に３〜１５vo
l％の範囲で含まれている。繊維状中空グラファイト６
が３vol％未満であると上述した効果が発揮されず、ま
た１５vol％を越えると樹脂結合相３の耐摩耗性が増大
しすぎて樹脂結合相３の強度が上がりすぎて自生発刃作
用が十分に働かず、研削精度と研削能力が低下するとい
う欠点が生じる。
【０００９】上述のように本実施の形態によれば、レジ
ンボンド砥石１の樹脂結合相３中に繊維状中空グラファ
イト６をフィラーとして含有することで、樹脂結合相３
の強度を高め、耐衝撃性と弾性率と摺動性を向上させる
ことができ、形状崩れを防いで砥石寿命を向上できる。
しかも自生発刃作用を確保できて研削精度を維持でき
る。
ンボンド砥石１の樹脂結合相３中に繊維状中空グラファ
イト６をフィラーとして含有することで、樹脂結合相３
の強度を高め、耐衝撃性と弾性率と摺動性を向上させる
ことができ、形状崩れを防いで砥石寿命を向上できる。
しかも自生発刃作用を確保できて研削精度を維持でき
る。
【００１０】尚、上述の実施の形態では、樹脂結合相３
中のフィラーとして繊維状中空グラファイト６以外に固
体潤滑剤５を分散配置したがこれに限定されることなく
他の種類のフィラーを配設してもよい。或いは図２に示
すように、フィラーとして繊維状中空グラファイト６の
みを樹脂結合相３中に含有するようにしてもよい。この
場合でも研削抵抗を抑制して樹脂結合相３の強度と耐衝
撃性と弾性率と摺動性を向上させることができる。
中のフィラーとして繊維状中空グラファイト６以外に固
体潤滑剤５を分散配置したがこれに限定されることなく
他の種類のフィラーを配設してもよい。或いは図２に示
すように、フィラーとして繊維状中空グラファイト６の
みを樹脂結合相３中に含有するようにしてもよい。この
場合でも研削抵抗を抑制して樹脂結合相３の強度と耐衝
撃性と弾性率と摺動性を向上させることができる。
【００１１】尚、上述の説明では、レジンボンド砥石１
に繊維状中空グラファイト６を分散配置した砥石につい
て説明したが、これに限定されることなく他の種類の砥
石に繊維状中空グラファイト６を分散配置するようにし
てもよい。例えば電着砥石や電鋳砥石の金属めっき相中
に繊維状中空グラファイト６を分散させてもよい。この
場合、繊維状中空グラファイト６は水、アルコール、ケ
トン中に分散できるから、超砥粒を含むめっき液中に繊
維状中空グラファイト６を分散混合して一方の電極に繊
維状中空グラファイト６が分散された金属めっき相を超
砥粒と共に析出させて電着砥石や電鋳砥石を製作するこ
とができる。この場合には繊維状中空グラファイト６に
よって潤滑性を高めて研削抵抗を抑制すると共に耐摩耗
性を向上でき、更に相手攻撃性を弱めて被削材の加工損
傷を加工面の周辺に及ばせないという効果を奏する。こ
の場合、繊維状中空グラファイト６はめっき液中に８vo
l％程度まで分散させて含有させることができ、金属め
っき相中への析出割合は８vol％を下回るが、界面活性
剤をめっき液に投入することで８vol％まで析出割合を
上げることができる。尚、フィラーを含む樹脂結合相３
や金属めっき相は結合相を構成する。
に繊維状中空グラファイト６を分散配置した砥石につい
て説明したが、これに限定されることなく他の種類の砥
石に繊維状中空グラファイト６を分散配置するようにし
てもよい。例えば電着砥石や電鋳砥石の金属めっき相中
に繊維状中空グラファイト６を分散させてもよい。この
場合、繊維状中空グラファイト６は水、アルコール、ケ
トン中に分散できるから、超砥粒を含むめっき液中に繊
維状中空グラファイト６を分散混合して一方の電極に繊
維状中空グラファイト６が分散された金属めっき相を超
砥粒と共に析出させて電着砥石や電鋳砥石を製作するこ
とができる。この場合には繊維状中空グラファイト６に
よって潤滑性を高めて研削抵抗を抑制すると共に耐摩耗
性を向上でき、更に相手攻撃性を弱めて被削材の加工損
傷を加工面の周辺に及ばせないという効果を奏する。こ
の場合、繊維状中空グラファイト６はめっき液中に８vo
l％程度まで分散させて含有させることができ、金属め
っき相中への析出割合は８vol％を下回るが、界面活性
剤をめっき液に投入することで８vol％まで析出割合を
上げることができる。尚、フィラーを含む樹脂結合相３
や金属めっき相は結合相を構成する。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る繊維
状中空グラファイトを含む砥石は、結合相中に超砥粒が
分散配置されてなる砥石において、結合相中にフィラー
として繊維状中空グラファイトが分散されているから、
砥石の超砥粒を保持する結合相の強度、耐衝撃性、弾
性率、摺動性を向上でき、耐摩耗性に優れ形状保持力が
高く寿命を向上できる。
状中空グラファイトを含む砥石は、結合相中に超砥粒が
分散配置されてなる砥石において、結合相中にフィラー
として繊維状中空グラファイトが分散されているから、
砥石の超砥粒を保持する結合相の強度、耐衝撃性、弾
性率、摺動性を向上でき、耐摩耗性に優れ形状保持力が
高く寿命を向上できる。
【図１】 本発明の実施形態によるレジンボンド砥石の
要部断面図である。
要部断面図である。
【図２】 図１に示すレジンボンド砥石の変形例を示す
同様な要部断面図である。
同様な要部断面図である。
１ レジンボンド砥石 ２ 砥粒層 ３ 樹脂結合相 ４ 超砥粒 ６ 繊維状中空グラファイト
Claims (1)
- 【請求項１】 結合相中に超砥粒が分散配置されてなる
砥石において、前記結合相中に繊維状中空グラファイト
がフィラーとして分散されていることを特徴とする繊維
状中空グラファイトを含む砥石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09556799A JP4513135B2 (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | 繊維状中空グラファイトを含む砥石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09556799A JP4513135B2 (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | 繊維状中空グラファイトを含む砥石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000288943A true JP2000288943A (ja) | 2000-10-17 |
| JP4513135B2 JP4513135B2 (ja) | 2010-07-28 |
Family
ID=14141183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09556799A Expired - Fee Related JP4513135B2 (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | 繊維状中空グラファイトを含む砥石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4513135B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003048168A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-18 | Noritake Co Ltd | 樹脂結合材薄刃砥粒工具 |
| JP2007253318A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-10-04 | Yamagata Prefecture | ナノカーボン繊維含有電着工具とその製造方法 |
| JP2009545462A (ja) * | 2006-07-31 | 2009-12-24 | エレメント シックス （プロダクション）（プロプライエタリィ） リミテッド | 研磨剤コンパクト |
| JP2010064217A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Yamagata Prefecture | 砥粒加工用工具及び被覆砥粒 |
| JP2014156004A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Yamagata Prefecture | 複合めっき被膜およびそれを用いた薄型砥石 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4959386A (ja) * | 1972-10-12 | 1974-06-08 | ||
| JPS61205764U (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-25 | ||
| JPH07138838A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-05-30 | Nec Corp | カーボンナノチューブを用いた織布とシート |
| JPH07291610A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-07 | Res Dev Corp Of Japan | フラーレン複合体 |
| JPH08325504A (ja) * | 1995-05-30 | 1996-12-10 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 焼成鉛筆芯の製造方法 |
| JPH1088256A (ja) * | 1996-09-19 | 1998-04-07 | Tokyo Univ | カーボンナノチューブ強化アルミニウム複合材料 |
-
1999
- 1999-04-01 JP JP09556799A patent/JP4513135B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2014156004A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Yamagata Prefecture | 複合めっき被膜およびそれを用いた薄型砥石 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4513135B2 (ja) | 2010-07-28 |
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