JP2005288597A - 研磨ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】研磨ディスクにおいて使用後に廃却し易く、使用できる寿命が長く、長期保存しても反りが生じないようにする。
【解決手段】研磨面を有する研磨布８と、この研磨布８の研磨面の反対面にバックアップパッド２を接着させて成る研磨ディスクにおいて、
前記バックアップパッド２は、少なくとも複数の有機繊維糸９が三次元的に絡合された基体１０に合成樹脂１１を含浸充填し硬化させて形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスクグラインダーに用いられる研磨ディスクに関するものである。

この種の研磨ディスクとしては、特許文献１に示すように、ゴム製の薄板とステンレス製の研磨板とから成るバックアップパッドと、このバックアップパッドの研磨板側に研磨布を接着して成るディスクグラインダー用の研磨ディスクが知られている。
実開平７−４００６９号公報

前記研磨ディスクのバックアップパッドは、ステンレスを含む複合材料で形成されており、焼却できないので、埋め立てなどで処理される産業廃棄物として廃却するしかなく、廃却にコストがかかるという問題があった。また、ディスクグラインダー用研磨ディスクは円板形状の端面から摩耗するが、前記研磨布がすり減ってもステンレスなどの硬質材料で形成されているバックアップパッドは摩耗されることが無く、研磨ディスクをそれ以上使用できなくなるので寿命が短くコストパフォーマンスが良くないという問題も有している。さらに、バックアップパッドに紙などの天然素材を用いている研磨ディスクもあるが、これらは製品状態で長期保存すると、紙が空気中の水分を吸収しバックアップパッドに反りが生じるという品質安定性に関する問題を有している。

本発明は、このような問題点を解決し得る研磨ディスクを提供することを目的とする。
本発明は、使用後に廃却し易く、使用できる寿命が長く、長期保存しても反りが生じない研磨ディスクを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、研磨面を有する研磨布８と、この研磨布８の研磨面の反対面にバックアップパッド２を接着させて成る研磨ディスクにおいて、前記バックアップパッド２は、少なくとも複数の有機繊維糸９が三次元的に絡合された基体１０に合成樹脂１１を含浸充填し硬化させて形成されている。
これによって、使用後の研磨ディスク１を焼却でき、廃却が容易となる。また、バックアップパッド２も研磨布８の摩耗に伴って摩耗するので、研磨ディスク１を使用できる寿命が長くなる。さらに、バックアップパッド２は水分を吸収しないので、長期保存しても反り等が発生することなく品質を維持できる。

前記合成樹脂１１は、熱硬化性のものが用いられる。
これによって、研磨ディスク１の加工時に生じる発熱によって可塑的変形が生じ難くなる。
前記合成樹脂１１は、研磨布８とバックアップパッド２の接着剤としても用いられ、バックアップパッド２の前記合成樹脂１１含浸後の熱硬化に合わせて接着剤が硬化し、研磨布８とバックアップパッド２の接着が行われている。
これによって、基体１０に充填する合成樹脂１１を熱硬化させるのに合わせて研磨布８とバックアップパッド２の接着を行うことができ、製造工程数が減らせられるので生産性を向上させることができる。

前記基体１０は、繊維屑または古繊維をほぐした有機繊維糸９から構成されている。
これによって、繊維屑または古繊維などから基体１０を形成できるので製品コストを安価にでき、地球環境に与える影響を少なくした製品（エコプロダクツ）として優れた製品を提供することができる。
前記基体１０がニードルボンデッド布である。
これによって、ニードルボンデッド布は有機繊維糸９を三次元的に均一に絡合することができるので、バックアップパッド２が反るのを防止することができる。

本発明により、研磨ディスクは有機繊維糸と合成樹脂で構成されるため研磨使用後に焼却で廃却することができ、研磨布の摩耗に伴って摩耗するバックアップパッドを用いているので使用できる寿命を長くすることができ、水分を吸収しないバックアップパッドは長期保存しても反りが生じない。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
本願発明の研磨ディスク１は、図１に示すように、中央部３が上方に突隆した略円板状であって、中央部３に設けた開孔部４に係止具５を下方から差し込むとグラインダー本体６に取り付けられるようになっている。ディスクグラインダーのモータ等を駆動させると（図示省略。）、研磨ディスク１が回転し、研磨作業やバリ取り作業等を行うことができる。
前記研磨ディスク１の中央部３は上方に円形に突隆し、前記開孔部４が穿孔されている。中央部３を上方に突隆させることで、前記係止具５の頭部が研磨面から突出して、研磨の邪魔にないようになっている。また、前記研磨ディスク１は、プレートまたはシート状のバックアップパッド２と研磨布８をそれぞれ上層と下層に積層し、その間に接着剤層７を形成してバックアップパッド２の下面側と研磨布８の上面側が接着されている。

前記バックアップパッド２は、少なくとも複数の有機繊維糸９を絡合させた基体１０と、この基体１０に含浸充填される熱硬化性の合成樹脂１１から構成されている。前記中央部３に合わせて中央が上方に膨出した略円板状であって、その中心には前記開孔部４に対応する円形の開口部４’が形成されており、厚みは１〜１０ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍである。厚みが１ｍｍ未満であると研磨時にバックアップパッド２が変形する可能性があるので、厚みは１ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上が良い。また、厚みが１０ｍｍより厚いと原料費が嵩み生産コストに負担をかけ過ぎるので、１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下であるのが良い。

前記有機繊維糸９は径、長さまたは材質が異なる単糸または紡糸である。有機繊維糸９の径は、細すぎると基体１０の剛性を低下させるため、０．０５ｍｍ以上が良く、太すぎると基体１０の表面に有機繊維糸９の型移りが生じるため、３ｍｍ以下が良い。また、有機繊維糸９の長さは、短すぎると基体１０の強度が低下し研磨ディスク１の割れの原因となるので、０．５ｍｍ以上が良く、長すぎると基体１０より飛び出た有機繊維糸９がバックアップパッド２の表面から突出して、研磨面に凹凸が生じる可能性があるので１００ｍｍ以下が良い。

前記有機繊維糸９の材質は、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維またはこれらを複合して成る繊維から構成される。天然繊維には木綿、麻、羊毛、絹などを選択でき、再生繊維にはレーヨン、強化レーヨンなどが挙げられる。また、半合成繊維にはアセテートなどを、合成繊維にはポリアミド系、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリ塩化ビニル系、ポリプロピレン系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリアクリルニトリル系、ポリビニルアルコール系などを用いることができる。前記有機繊維糸９を用いることで、廃却処理を焼却で行えるようになり、埋め立てに比べて廃却が容易かつ安価になる。特に、木綿、麻、羊毛、絹などの天然繊維を用いると、石油資源を用いないので地球環境に与える影響を少なくした製品（エコプロダクツ）として優れた製品を得ることができる。

前記有機繊維糸９は、衣類、敷物、寝具等のリサイクルで得られる古繊維や繊維工場で生じる繊維屑などを集積しマット状に成形された後、ニードル（針）を用いて有機繊維糸９を絡め合わせてニードルボンデッド布に加工され、基体１０が得られる。（図２参照。）基体１０をニードルボンデッド布とすると、有機繊維糸９が三次元的に均一に絡合された基体１０を得ることができ、研磨ディスク１に反りが生じるのを防止できる。また、繊維屑または古繊維などを原料に用いることで、安価に基体１０を製造し入手できるようになる。さらに、繊維屑または古繊維などの廃棄物を再利用することで、省石油資源および省エネルギーが可能となり、地球環境に与える影響を少なくした製品（エコプロダクツ）として優れた製品を提供できる。

前記合成樹脂１１は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、またはメタクリル酸メチルなどの変性アクリル系重合体に代表される熱硬化性樹脂である。熱硬化性樹脂を合成樹脂１１に用いることにより、研磨ディスク１の加工時に生じる発熱によって可塑的変形が生じるのを防止できる。
前記接着剤層７は、前記合成樹脂１１と同じ合成樹脂を用いている。基体１０に充填するのと同じ合成樹脂１１を研磨布８とバックアップパッド２の接着に用いることで、バックアップパッド２の基体１０に含浸した合成樹脂１１が硬化してその形状が固定されるのと同時に、バックアップパッド２と研磨布８の接着が行われる。合成樹脂１１に熱硬化性樹脂を用いた場合、その硬化には加熱が必要であるが、同一の合成樹脂１１であれば同じ硬化反応が生じるので、バックアップパッド２の形状固定と研磨布８の接着が一つの工程で実施でき、製造工程数を減らせ、生産性を向上させることができる。

前記研磨布８は、ディスクグラインダーに用いられる研磨布紙であって、和紙、クラフト紙、綿布、合繊布などの基材表面にガーネット、エメリー、アルミナ、ジルコニア、シリカ、炭化珪素、ダイヤモンド、セラミックス、超硬合金等の研磨砥粒１２をニカワ、合成樹脂系接着剤などで固定してあるものであって、基材の裏面はバックアップパッド２と接着剤層７で接着されている。また、基材をナイロンやウレタンなどの合成樹脂製の不織布としたり、この基材に研磨砥粒１２を内包するものも含まれる。
次に、本発明の製造方法を図２〜図１０および図１１のブロック図を参照しながら説明する。

前記基体１０は、図２に示すように、前記有機繊維糸９で構成されるマット状のニードルボンデッド布である基体１０’に、図３において合成樹脂１１を含浸させ、図４のオーブン１６中に半乾燥状態にしてシート状のバックアップパッド２’を形成し、その後図５に示すようにドーナッツ状に切り出してバックアップパッド２を得る。乾燥工程を設けることで、合成樹脂１１が含浸した基体１０から合成樹脂１１が垂れて設備を汚すのを防止でき、基体１０のハンドリングが楽になる。
前記研磨布８は、図６に示すように、マット状の研磨布８’からドーナッツ形状に切り出すことで得られる。

次に、図７に示すようにバックアップパッド２と研磨布８の貼り合せを、合成樹脂１１と同じ接着剤をバックアップパッド２または研磨布８の研磨面に塗布して行い、図８のプレス機１３で接着面同士を貼り合わせる。合成樹脂１１の乾燥が十分でない場合、合成樹脂１１の含浸量が多い場合または基体１０に空隙が多くある場合などは、接着剤の塗布は行わなくても貼り合わせは可能である。プレス機１３では、中心部が上方に窪んだ雌型１３ａにバックアップパッド２が対面し、バックアップパッド２の反対側が雄型１３ｂに対向するようにセットされ、次いで上下からプレスされる。プレス機１３を用いた貼り合わせは、接着面の気泡を追い出し、接着剤の回り込みを良好にするという利点を有する。

プレス機１３で貼り合せを行った研磨ディスク１は、図９に示すように、雰囲気温度１２０〜１５０℃で処理時間２〜３ｈｒかけて熱硬化雰囲気に曝され、合成樹脂１１の熱硬化が促進されて図１０に示す最終製品の研磨ディスク１が得られる。雰囲気温度が１２０℃未満または処理時間が２ｈｒ未満の場合は、熱硬化反応が十分に行われず、研磨ディスク１の剛性不足を招く可能性がある。また、雰囲気温度１５０℃以上または処理時間３ｈｒ以上の場合は、熱硬化反応が十分に行われた後も熱硬化雰囲気で処理することになり、生産性を損う可能性がある。

本発明は前記実施形態における各部材の形状およびそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図１〜１１に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。
有機繊維糸９は、繊維屑や古繊維などを細分化したものが好ましいが、リサイクル品でない繊維製品を細分化しても良く、新品の有機繊維糸９から基体１０を形成させても良い。

細分化された有機繊維糸９を集めてマット状の基体１０を加工するときに、新たに有機繊維糸を加えて加工したり、合成樹脂接着剤などを加えて加工しても良い。また、有機繊維糸９を基体１０に加工するのに、ニードルを用いず、カーネットなどを用いることもできる。
研磨布８は円形に限らず、研磨機器や研削機器の研磨面の形状に合わしてドーナッツ形状やその他の形状に加工してあっても良い。また、研磨布８はスポンジ状の合成樹脂地に研磨砥粒を内包した仕上げ研磨布やスウェード調の光沢仕上げ研磨布などを用いても良い。

合成樹脂１１は主剤の他に硬化剤を用いる２液型の合成樹脂でも良いし、必ずしも熱により硬化する合成樹脂でなくても良いのは無論である。
基体１０を構成する有機繊維糸９は径や長さが異なる複数の有機繊維であるが、これは径や長さや構成する有機繊維の種類が必ず異なる場合に限定する意味ではなく、これらが同一であることを妨げない。

研磨ディスクの断面を示す図である。 マット状のニードルボンデッド布である基体を示す説明図である。 基体への合成樹脂の含浸工程を示す説明図である。 基体に含浸させた合成樹脂の乾燥工程を示す説明図である。 マット状のバックアップパッドの打抜きを示す説明図である。 マット状の研磨布の打抜きを示す説明図である。 バックアップパッドと研磨布の貼り合わせを示す説明図である。 バックアップパッドと研磨布のプレス機による貼り合わせを示す説明図である。 研磨ディスクを構成する合成樹脂の熱硬化を示す説明図である。 最終製品の研磨ディスクを示す斜視図である。 研磨ディスクの製造工程を示すブロック図である。

符号の説明

１ 研磨ディスク
２ バックアップパッド
８ 研磨布
９ 有機繊維糸
１０ 基体
１１ 合成樹脂

Claims (5)

1. 研磨面を有する研磨布（８）と、この研磨布（８）の研磨面の反対面にバックアップパッド（２）を接着させて成る研磨ディスクにおいて、
   前記バックアップパッド（２）は、少なくとも複数の有機繊維糸（９）が三次元的に絡合された基体（１０）に合成樹脂（１１）を含浸充填し硬化させて形成されていることを特徴とする研磨ディスク。
2. 前記合成樹脂（１１）が、熱硬化性であることを特徴とする請求項１に記載の研磨ディスク。
3. 前記合成樹脂（１１）は、研磨布（８）とバックアップパッド（２）の接着剤としても用いられ、バックアップパッド（２）の前記合成樹脂（１１）含浸後の熱硬化に合わせて接着剤が硬化し、研磨布（８）とバックアップパッド（２）の接着が行われていることを特徴とする請求項２に記載の研磨ディスク。
4. 前記基体（１０）は、繊維屑または古繊維をほぐした有機繊維糸（９）から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の研磨ディスク。
5. 前記基体（１０）がニードルボンデッド布であることを特徴とする請求項４に記載の研磨ディスク。

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