JP3108104B2 - 平板ガラスを面取りするための改良された研削砥石 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、研削用の研削工具に関する。より詳しく
は、本発明は、主として、平板ガラスを面取りするため
のポリマー結合の研削砥石に関する。

発明の背景と概要 イタリアのメーカーであるBavone社製の機械などが、
平板ガラス物品のエッジを面取りするために広く使用さ
れている。これらの機械は、縦に並んだ多数の研削砥石
を使用する。砥石の第１グループは粗研削を行い、一般
に、金属で結合された割合に大きい粒子サイズの砥粒を
使用する。砥石の中間と最終のグループは、より細かい
粒子サイズの砥粒を使用し、それぞれ前段階と仕上の研
削を行う。

本発明は、主として中間グループに関するものであ
り、一般に、約４つの砥石を有する。これらの砥石は、
通常、コップ形のハブ（場合によりコアと称される）に
同心状に装着された研削リムを有する複合構造である。
通常、ダイヤモンドや立方晶窒化ホウ素のような粒状研
磨材が、ポリマー基剤の結合組成物を用いてリムの全体
的に分散される。ハブは、ポリマー基剤の組成物である
こともできる。

ホルムアルデヒドを原料とする熱硬化性ポリマーの例
えばフェノールホルムアルデヒドポリマーは、良好な接
着性、寸法安定性、及び耐熱性を有し、このため、研削
工具の結合用接着剤として使用されることが多い。これ
らのポリマーは、非常に強く結合し得るため、砥粒がな
まくらになり、研削面は、ポリマーが摩耗して除去され
るよりも速く、研削される材料を取り込む。このような
ことが起きると、研削は再生が行われるまでは事実上停
止し、再生は、目直し基材を研削面に押しつけ、新しい
砥粒を露出させることによって行われる。研削面の目直
しは、機械を生産から離れさせるため、このような結合
組成物のかなりの欠点である。Bavone型機器の砥石の目
直しは、周知のように困難であるため、目直しの必要性
は、生産性をかなり低下させる。

結合用組成物の強度を弱くするには、いくつかの方法
が利用できる。しかしながら、砥粒がリムから過度に速
く離れる程度に結合強度が弱くされると、砥石の有効寿
命が短くなる。

ホルムアルデヒドを原料とするポリマーの結合強度を
所望のレベルまで下げる１つの方法は、ポリマーが硬化
する程度をコントロールするために使用される架橋剤の
量を調節することである。もう１つの方法は、メラミン
や尿素のような種々のコモノマーを種々の割合で導入す
ることである。また、結合強度は、ポリマーを、金属酸
化物やグラファイトのような無機フィラーで希釈して調
節することもできる。これらの方法は、一般に、ポリマ
ーのメーカーで用意されるポリマー処方によって決ま
り、このため、砥石メーカーがコントロールすることは
難しい。

本発明によると、上記の方法は、ポリマーの可塑剤を
結合用組成物に添加することによって満たされる。この
技術は、新規な砥石がその全寿命にわたって目直しを殆
ど全く必要としない程度まで結合強度をコントロールす
ることを可能にする。また、本新規な砥石の１つの局面
は、ハブの熱膨張率が研削リムのそれと効果的にマッチ
する比率で組み合わされたエンジニアリングポリマーと
無機材料のハブを特徴とする。これは、リムの均一な応
力分布を与え、これがさらに見直しの必要性をなくすの
に役立つ。研削砥石のハブの熱膨張を調節するための特
定の無機材料が、特開平６−009975号公報に記載のよう
に公知である。」 また、本新規な研削砥石は、製造が効果的である。複
合研削砥石を製造するプロセスは、通常、結合用組成物
中の研磨材を調製し、ハブの組成物を別個に調製し、こ
れらの組成物を型の中で適切にまとめ、圧力下で型の内
容物を熱処理し、ポリマーを硬化させる各工程を含む。
砥石は、従来より、付加的な焼付工程に供され、そこで
砥石はかなりの時間加熱された状態にされ、次いで冷却
される。この工程は、ポリマーをより完全に硬化させ、
結合を強化させる。しかしながら、この焼付工程は相当
に遅い製造工程であり、しかもエネルギーを浪費する。
本新規な研削砥石は、余分な焼付工程なしに製造するこ
とができ、このためエネルギーの無駄が少なく、従来の
砥石よりも製造が経済的である。

多数砥石の研削機に関する問題として、従来、異なる
粒子サイズの研磨材を有する砥石が、見た目に物理的に
同一であるように製造されていたことである。このた
め、機械装備の作業者が、誤った砥粒サイズの砥石を装
着することが多かった。また、Bavone型機器の砥石は、
検索しながらの検査が難しく、また、研削リムが摩耗し
たかどうかの判断が難しい。

したがって、本発明の目的は、研磨材の特性について
識別することが容易な、多数砥石の機種に使用される研
削砥石を提供することである。各々の新規な研削砥石の
リム、ハブ、又はその両者は、研磨材の粒子サイズ、形
状、タイプを特定するための所定の色コード様式にした
がって着色されることができる。このことは、砥石が適
切な順序で砥石が装着されたことの簡単な確認を可能に
する。本発明のもう１つの特徴は、各砥石のハブとリム
で対照的な色が選択され得ることである。このことは、
作業者が、離れた位置から且つ機械を運転しながら、研
磨材が摩耗したかを見視検査によって容易に見つけるこ
とができるといった利点を提供する。

ユニバーサル・スーパーアブレーシブズ・インコーポ
レーティッド（シカゴ、イリノイ州）は、ガラスを面取
りするための複合研磨砥石を供給している。サンプル砥
石の分析によると、ユニバーサル・スーパーアブレーシ
ブズの砥石は、メラミン尿素ホルムアルデヒドポリマ
ー、酸化セリウム、及びグラファイトを含んでなる結合
媒体の中のダイヤモンドの研削リムを備えると考えられ
る。ユニバーサル・スーパーアブレーシブズの砥石のハ
ブは、メラミンホルムアルデヒドポリマーとその他の材
料を含んでなると考えられる。サンプルの分析は、可塑
剤の存在を示さなかった。本発明者は、可塑剤は、首尾
よい製造と、ユニバーサル・スーパーアブレーシブズ様
式の砥石のような複合研削砥石の使用に寄与する材料の
１つであることを見出した。ここで、可塑剤がそのサン
プルに存在していたかもしれないが、採用した分析法の
限界により検出できなかった。したがって、ユニバーサ
ル・スーパーアブレーシブズの結合媒体が可塑剤を含む
かどうかは不確かである。この分析法は、フェノールホ
ルムアルデヒドポリマーとリチア輝石の存在を検出する
ことができたが、これらの材料は全くサンプル中に見つ
からなかった。

複合研削砥石の特に多数砥石の研削機に用いられてガ
ラスを面取りするためのもので、砥石の寿命の途中で見
直しを必要とせず、付加的な焼付工程を必要とせずに製
造することができる複合研削砥石が必要とされている。

このため、 （ａ）ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素、
ガーネット、酸化ホウ素、酸化アルミニウム、微晶質酸
化アルミニウム、及びこれらの混合物、及び （ｂ）研削リムの中で研磨材を結合するための有効量の
結合用組成物であって、 （１） アミノアルデヒドポリマー、 （２） フェノール系ポリマー、 （３） 可塑剤、 を含む結合用組成物、 を含んでなる研削リムを備えた研削砥石が提供される。

また、アミノアルデヒドポリマー、フェノール系ポリ
マー、及び可塑剤を含む、研削工具の研磨材の結合用組
成物が提供される。また、上記の研削砥石を使用する物
品の研削方法が提供される。さらにまた、多数砥石の研
削盤用のポリマー結合研削砥石のセットが提供され、こ
のセットは、複数の研削砥石を含み、ここで、各砥石は
ハブによって支持された研削リムを備え、研削リムとハ
ブの少なくとも１つは、所定の色コード様式で研磨材を
はっきりと特定する色である。

詳細な説明 研削リムは、結合用組成物の中に均一に分散された粒
子の形態の研磨材を含んでなる。好ましくは、研磨材粒
子は、リムの約１〜50体積％、より好ましくは２〜40体
積％を構成する。結合用組成物は残余の量で存在し、好
ましくは約50〜99体積％であり、より好ましくは約60〜
98体積％である。特に好適なリムは、約95体積％の結合
用組成物と約５体積％のダイヤモンド研磨材である。こ
の用途に当該技術で周知の粒状研磨材の例えばダイヤモ
ンド、立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウ
ム、ガーネット、酸化ホウ素などが使用可能である。ダ
イヤモンド（例えば、ゼネラルエレクトリック社から入
手可能な脆砕性ダイヤモンドのタイプRVG）と立方晶窒
化ホウ素が、ガラスの面取りに適切である。

微晶質アルミナは、本発明で使用するのに適するもう
１つの研磨材である。微晶質アルミナは、単独の研磨材
であってもよいが、好ましくは、一般に、ダイヤモン
ド、立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素などの少なくとも１
種の別なより硬い研磨材との配合物である。「微晶質ア
ルミナ」は、焼成されたゾルゲルアルミナであって、α
アルミナの結晶が基本的に均一なサイズであり、一般に
直径は約10mmより小さく、より好ましくは約5mmを下回
り、最も好ましくは約1mmを下回る。結晶とは、高角度
の粒界によって隣の結晶から隔てられた、本質的に均一
な結晶配向の領域である。

一般に、ゾルゲルアルミナ研磨材は、通常ベーマイト
（必須ではない）であるαアルミナ前駆体のゾル又はゲ
ルを乾燥し、乾燥したゲルを所望のサイズと形状の粒子
にし、その粒子をαアルミナの形態に転化させるのに十
分高い温度まで加熱することによって製造される。ゾル
ゲルプロセスは、例えば米国特許第4,314,827号、同4,5
18,397号、イギリス特許出願第2,099,012号に記載され
ており、これらの開示事項は本願でも参考にして取り入
れられている。

ゾルゲルプロセスの特に好ましい態様において、αア
ルミナ前駆体は、αアルミナそのものと同じ結晶構造、
及び出来るだけ近い格子パラメーターを有する物質で
「種添加」される。「種添加」は、出来るだけ微細に分
割された形態で添加され、ゾル又はゲルの全体に均一に
分散される。これは最初に添加してもよく、又はその場
で生成させてもよい。種の役割は、α型への変態を生じ
させるにおいて、種がない場合に必要なよりもはるかに
低い温度で前駆体の全体にわたって均一に生じさせるこ
とである。このプロセスは、αアルミナの個々の結晶の
サイズが非常に均一で、直径が実質的に全てサブミクロ
ンである結晶構造を生成する。適切な種にはαアルミナ
そのものが挙げられるが、その他に、α酸化第２鉄、亜
酸化クロム、チタン酸ニッケルのような化合物、及びこ
のような種が存在しないときに普通に転化が生じる温度
よりも低い温度で前駆体からαアルミナへの生成を有効
に引き起こすに足るαアルミナに似た格子定数を有する
その他のいろいろな化合物が挙げられる。このような種
添加ゾルゲルプロセスの例は、米国特許第4,623,364
号、同4,744,802号、同4,954,462号、同4,964,883号、
同5,192,339号、同5,215,551号、同5,219,806号などに
記載されており、これら及びこの他の多くの特許の開示
事項は、本願でも参考にして取り入れられている。

材料の種類、粒子サイズ、硬度、及び鋭利さなどの研
削特性は、意図する研削操作に見合うように選ぶことが
できる。例えば、多数砥石のガラス面取り装置に関し、
公称粒子サイズは、砥石の中間グループについては約15
0mm以下でよく、また、粗い研削砥石の第１グループに
ついては既してこれよりも大きい。一般に、各中間グル
ープの砥石の公称研磨材粒子サイズは、例えば少なくと
も約10mmほど隣の砥石のそれと相異するが、隣の砥石の
粒子サイズ分布は重なり合ってもよい。中間グループの
研削砥石の一連の構成例は、それぞれ約75,65,50、及び
35mmの公称研磨材粒子サイズを有することができる。場
合により、グループ内で同じ公称研磨材粒子サイズを有
する多数砥石を備えることが望ましいこともある。

結合用組成物は、架橋性のアミノアルデヒドポリマー
の例えばアニリンホルムアルデヒドポリマー、ユリアホ
ルムアルデヒドポリマー、ユリアアルデヒドポリマー、
メラミンホルムアルデヒドポリマー、メラミンユリアホ
ルムアルデヒドポリマーを含む。アミノアルデヒドポリ
マーは、一般に、研削リムの他の成分と混合されると熱
架橋性であり、砥石の製造の際に硬化する。ユリアホル
ムアルデヒドポリマー、メラミンホルムアルデヒドポリ
マー、及びメラミンユリアホルムアルデヒドポリマー
（以降は、「M/U/F」ポリマー）が好ましい。M/U/Fは、
ホルムアルデヒドの重合反応生成物であり、メラミン：
尿素の比は体積部で0:100〜100:1、好ましくは約50:50
〜90:10、より好ましくは約75:25である。メラミンに対
する尿素の割合を増やすと、結合用組成物を弱くする傾
向にあり、リムのより早期の摩耗を生じさせることがあ
る。適切なM/U/Fポリマーは、BTLスペシャリティレジン
ズ社より商標MUF−184として入手可能である。BTLの製
品のMUF−182も同様な組成を有すると考えられ、同じく
良好に機能するであろう。結合用組成物は、約30〜約80
体積％、好ましくは約45〜約65体積％、より好ましくは
約55体積％のアミノアルデヒドポリマーを含むことがで
きる。

また、結合用組成物は、約５〜約25体積％、好ましく
は10〜20体積％、より好ましくは約15体積％のフェノー
ルホルムアルデヒドポリマー（以降は「フェノール」ポ
リマーと称する）を含む。フェノール系ポリマーは、ホ
ルムアルデヒドとフェノール化合物の例えばフェノー
ル、レゾルシノール、ｍ−クレゾールが化学的に架橋し
た反応生成物である。フェノールが好ましい。砥石の製
造の際に、一般に、架橋剤が結合用組成物の成分に添加
され、フェノールポリマーを架橋させる。通常の架橋剤
はヘキサメチレンテトラミンである。フェノールポリマ
ーは、アミノアルデヒドポリマーの強靭化剤として使用
し、このため、リムの脆性を抑え、使用中のクラックの
発生を少なくするように観察される。好ましいフェノー
ルポリマーは、プラスチックス・エンジニアリング社か
ら入手可能な、６体積％のヘキサメチレンテトラミンを
含む商標Varcum29−345樹脂である。

フィラー成分が結合用組成物中に存在することができ
る。フィラー成分は、単一の化学物質でもよいが、好ま
しくは、複数の化学成分を含んでなる。フィラーの硬度
は、加工物の引掻きが望ましくないガラス面取りその他
の用途についてはそれ程重要ではないが、フィラーは、
研削されるべき材料と高々同じ硬度であることが好まし
い。フィラー成分は、一般に、耐摩耗、潤滑、及び架橋
プロセスの副生物をコントロールするため、ポリマー成
分を希釈して混和される。酸化物、窒化物、炭化物のよ
うな周知の耐摩耗性フィラー成分が使用可能である。代
表的な固体潤滑剤フィラー成分には、例えば、酸化セリ
ウム、グラファイト、六方晶窒化ホウ素、ポリテトラフ
ルオロエチレン、二硫化モリブデン、二ケイ化モリブデ
ンが挙げられる。酸化カルシウム（焼石灰）が場合によ
り水分吸収剤として含められるが、ホルムアルデヒドポ
リマー硬化の反応副生物を調整するために当該技術で公
知の任意の化学物質が使用されてよい。水分吸収剤は、
本願の目的のための、フィラー成分の１つとして挙げら
れる。ここで、具体的には、ポリマー成分の特にフェノ
ールポリマーに混和されることが多い。好ましくは、結
合用組成物は約２〜70体積％のフィラーを含む。特に好
ましい多成分フィラーは、約10体積％のグラファイト、
約10体積％の酸化セリウム、及び約0.1〜２体積％の酸
化カルシウムを含み、ここで、これらの体積％は結合用
組成物の全体積を基準とする。

本発明にしたがうと、結合用組成物は、約0.5〜約30
体積％、好ましくは約１〜約20体積％、より好ましくは
約８〜約12体積％の、アミノアルデヒドポリマー／フェ
ノールポリマー配合物用の可塑剤をさらに含む。可塑剤
はポリマーをより可撓性にし、このため結合の強度に影
響を及ぼす。結合強度は、結合用組成物中の可塑剤の濃
度を調節することによって最適化することができる。本
発明に使用するのに適切な可塑剤は、抽出や染み出しに
耐える固体又は低揮性液体であって、アミノアルデヒド
とフェノールポリマーに適合するもの即ち、可塑剤の溶
解パラメーターがポリマーのそれと実質的に同じもので
あるべきである。代表的な可塑剤には、塩化炭化水素の
例えば塩化パラフィン可塑剤、スルホン酸誘導体の例え
ばベンゼンメチルスルホンアミド、ｏ−トルエンスルホ
ンアミド、ｐ−トルエンスルホンアミド、ｏ−トルエン
エチルスルホンアミド、ｐ−トルエンエチルスルホンア
ミドが挙げられる。トルエンスルホンアミド（アクゾケ
ミカルズ社より商標ketjenflexとして入手可能）が好ま
しい。

所望により、結合用組成物は、下記に示す目的でリム
に識別性のある均一な色を与えるのに有効な量で顔料の
ような媒体を含む。

本発明による砥石のハブは、一般に架橋性の強くて硬
いエンジニアリングポリマー、ハブの熱膨張率（以降、
「CTE」）を調整するための無機材料、及び随意の着色
手段の例えば顔料の混合物である。代表的なエンジニア
リングポリマーには、ホルムアルデヒドポリマー熱硬化
性ポリウレタン、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、
フラン樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリユリア、アクリル系ポリマー、ポリカーボネー
ト、ポリオレフィンの例えばポリエチレンやポリプロピ
レン、ポリプロピレンオキサイド、ポリフェニレンスル
フィド、スチレン無水マレイン酸ポリマー、及びこれら
の混合物が挙げられる。リムのポリマーに化学的に似て
いるため、リムとハブの境界を橋渡しする結合によって
一体性を提供し得るホルムアルデヒドが好ましい。ホル
ムアルデヒドポリマーには、例えば、アニリンホルムア
ルデヒドポリマー、ユリアホルムアルデヒドポリマー、
メラミンホルムアルデヒドポリマー、メラミンユリアホ
ルムアルデヒドポリマー、フェノールポリマー、メラミ
ンフェノールポリマーが挙げられる。メラミンフェノー
ルポリマーが特に好ましい。メラミンフェノールポリマ
ーはプラスチックスエンジニアリング社（Sheboygan、
ウィスコンシン州）より商標Plenco00732として入手可
能な、セルロース系フィラーを含むと考えられる成形用
配合物である。

熱硬化性ポリマーを原料とする研削砥石は、一般に、
ある反応温度と圧力で成形することによって製造され
る。通常の砥石は、成形後にクラックを発生することが
多い。クラック発生の頻度を抑えることその他の利点
が、リムをほぼ無負荷（neutral）からやや圧縮の応力
状態にあるようにすることで得られることが見出されて
いる。応力が張力である場合、リムにクラックが生じ易
い。同様に、リムの応力が過度の圧縮であれば、ハブの
応力を張力にさせ、ハブにクラックが発生し易い。リム
の応力をほぼ無負荷から若干の圧縮にあることを確保す
る好ましい方法は、ハブとリムの熱膨張率をマッチさせ
ることである。「マッチ」とは、熱膨張率が実質的に同
等であることを意味し、厳密に同一である必要はない。
本発明にしたがって熱膨張率がマッチすると、リムの深
さ方向の応力分布も、他の仕方で得られるよりも均一に
なる。この均一な応力分布は、より安定した砥石の性能
に寄与する。即ち、研削リムは均一に磨耗し易く、研削
の際の動力消費は、一般に、砥石の全寿命にわたって安
定して維持される。

リムは、一般に、ハブの熱膨張率がリムの熱膨張率よ
りも大きいと圧縮下にあり、ハブの熱膨張率がリムのそ
れよりも低いと張力下にある、リムの望ましい応力は、
ハブの熱膨張率が、研削リムの熱膨張率の約90％〜約11
0％、好ましくは約100％〜約110％、最も好ましくは約1
00％〜約105％のときに生じる。熱膨張率は、直接の測
定、又は米国特許第4,652,277号に記載のP.S.Turnerの
方法による計算（本願でも参考にして取り入れてい
る。）によって求めることができる。

ハブの熱膨張率を調整するための無機材料は、リムよ
りも低い熱膨張率を有するべきである。このことは、無
機材料がハブの熱膨張率を下げてリムのそれにマッチさ
せ得ることを保証する。また、一般に、研削リムが完全
に摩耗してしまった直ぐ後で砥石を交換するのでなけれ
ば、加工物の引掻きを避けるため、無機材料が十分に非
研磨性であることが望ましい。代表的な熱膨張率調整材
料には、溶融シリカ、NaZr₂P₃O₁₂,BaZr₄P₆O₂₄、マグネ
シウムアルミニウムシリケート、ムライト、アルミニウ
ムシリケート、リチア輝石（LiAlSi₂O₆）が挙げられ
る。熱膨張率を調整するのに適切な無機材料はリチア輝
石であり、米国No.200の篩を通過するのに十分小さい粒
子の形態で使用される。ハブの熱膨張率は、一般に、混
和されるリチア輝石の量に比例して低下する。リチア輝
石は、ハブとリムの熱膨張率でマッチさせるのに有効な
量でハブ組成物に添加されるべきである。好ましくは、
リチア輝石は、リチア輝石／エンジニアリングポリマー
混合物の約５〜約40体積％、好ましくは約11体積％であ
る。

所望により、ハブは、識別性のある均一な色を提供す
るのに有効な量で顔料のような媒体を含む。ハブの色
は、リムの色と対照的であるように、砥石メーカーによ
る所定の様式で選択される。研削リムが完全に摩耗して
なくなると、露出したハブの色は作業者に砥石を交換す
べきことを明示する。作業者は、ある距離から機械を停
止させる必要なしに見視検査でリムの状態を観察するこ
とができる。また、色のコード様式は、例えば、研削材
の種類、性質、粒子サイズ、鋭利性を特定するために使
用することができる。即ち、本発明は、製造ラインの各
砥石の研削材の種類を特定し、研削材が完全に摩耗した
ときの判断の助けとなる色コード化された複合研削砥石
を、製造ラインに提供する。

仕上げられた砥石の外面を、例えば浸漬、スプレー、
又はブラシ塗布することによって得られる「上塗り」着
色は、所与の砥石の特性を特定するのに役立つ。しかし
ながら、本発明による着色は、研削面が摩耗の程度によ
らない色を示すように、砥石本体の全体にわたって色を
与える。

本新規な研削砥石の製造方法は、当該技術で公知のも
のと似ている。一般に、リムとハブの材料の別個な均一
な混合物が調製される。ポリマー材料が、何らかの架橋
剤と一緒に未硬化状態で混和される。多くの場合、ポリ
マー材料は、架橋剤、顔料、及び一部又は全部のフィラ
ーを含む予備配合物として入手される。混合物は型の中
に入れられ、加熱・加圧され、ポリマーを架橋させる。
成形された砥石は、例えば洗浄、検査、包装の最終製造
工程のため、直接外界温度まで冷却されてよい。

多数砥石のガラス面取り装置について説明したが、本
発明の結合用組成物と研削砥石は、その他のタイプの研
削操作、例えばホーニング、発刃、ポリシングにも使用
可能である。一般に、本新規な研削材と結合用組成物の
切削工具の切削面は、幅約12〜40mmの加工物をワンパス
あたり約0.0025〜0.10mmの深さまで切削するために、約
20〜50m/秒で操作されることができる。加工物の線速度
は約1.5〜7m/分に維持されることができる。最適な操作
条件はこれらの範囲内で変えることができ、研削される
材料の性質と、条件間の関連によって決まる。例えば、
所与の加工物について、最大線速度は、切前の幅と深さ
にって決まることがある。ここで、最適な操作条件は、
当業者によれば、妥当な実験によって決めることができ
よう。次に、本発明を特定の代表的な態様によって説明
するが、重量単位を最初からSI単位で得られなかった測
定値は、全てSI単位に変換した。

例 例１ フェノールホルムアルデヒドポリマーを、米国No.200
篩を通過させ、微粉末を、表１の他の結合用組成物の成
分と混合した。この混合物を米国No.120の篩に通した。
公称80mmの脆砕性ダイヤモンド砥粒を添加し、５体積％
ダイヤモンド/95体積％結合用組成物の混合物を作成し
た。この混合物をTurbulaミキサーで５分間混合し、均
一なリム組成物を得た。表２の成分を混合し、均一なハ
ブ組成物を得た。

ハブ組成物を複合研削砥石の型のハブ区画に入れ、圧
密した。リム組成物を型のリム区画に入れ、次いで型を
4.23kg/mm²（3T/平方インチ）まで加圧し、150〜160℃
で30分間加熱した。研削砥石を型から取り出し、外界温
度まで放冷し、洗浄し、検査した。ハブ区画はコップ形
状であり、34.5mmの高さ、基部で10.2mm（４インチ）の
外径、15.0cm（5.9インチ）のリム外径、22mmのスピン
ドル穴径を有した。リムは、外径15.0cmと、幅9.5mm（3
/8インチ）と深さ9.5mmの四角い横断面のリングであっ
た。

この結合用組成物には顔料は全く添加せず、このた
め、リムは濃い灰色を示した。ハブに使用したメラミン
フェノール系成形用配合物は、予め分離させた顔料を含
み、リムと対照的な均一な色をハブに与えた。

例２〜４ いろいろなダイヤモンド砥粒サイズと、いろいろな顔
料を含むハブ組成物の成形用配合物を用いて例１の方法
を繰り返し、いろいろな色のハブを備えた研削砥石を作
成した。各々のハブの色は、濃い灰色のリムとは対照的
であった。公称ダイヤモンド砥粒サイズを表３に示し
た。

例５ 例１〜４の研削砥石を、Bavoneガラス面取り装置の10
ステーションのそれぞれステーションNo.4〜７に装着し
た。この装置で平板ガラスを研削し、最大2.85m/分で面
取り幅25mmの2654.6mを行なった。この運転の際に磨損
したリムの深さを測定し、表３に示した。最初のリム深
さを基に、表に示したように、リムの推定寿命面取り能
力が計算された。研削は約24時間継続して行い、その間
に見直しは全く必要としなかった。全てのガラス生産品
は、引掻き、曇り、その他の面取り不規則性の品質調節
試験に合格し、研削は、試験の最初から終りまで安定し
ていたことを示した。比較として、ユニバーサル・スー
パーアブレーシブズから入手した砥石を装着した同様な
構成の装置を、約25,400m継続して運転したが、生産速
度は1.9〜2.1m/分と低めであった。本新規な砥石を装着
した装置の面取り生産性は、一交代あたり889m増加し
た。通常の装備の装置の生産性は、一交代あたり635mで
あった。

例６ 例１〜４と同様にして作成した新しい４つの砥石のセ
ットを、Bavone面取り装置の中間ステーションに装着し
た。この装置は、6.1m/分で幅12.7mm（1/2インチ）の面
取りをすることができた。これに対し、ユニバーサル・
スーパーアブレーシブズから入手した砥石を装着した同
じ面取り装置は、わずか5.1m/分で運転することができ
たに過ぎなかった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリストン，ウィリアム エイチ. アメリカ合衆国，マサチューセッツ 01520，ホールデン，ドナルド アベニ ュ 37 (72)発明者 ブリアン，サーゲイ−トミスラブ アメリカ合衆国，マサチューセッツ 01720，アクトン，ワシントン ドライ ブ 23 (56)参考文献 特開 平５−279624（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−139486（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−230760（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−1390（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−1967（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−169765（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−92159（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24D 3/34 B24D 3/00 B24D 3/02 B24D 3/28 C09K 3/14

Claims (28)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、
   炭化ケイ素、ガーネット、酸化ホウ素、酸化アルミニウ
   ム、微晶質酸化アルミニウム、及びこれらの混合物から
   なる群より選択された研磨材、及び （ｂ）研削リムの中でその研磨材を結合するのに有効な
   量の結合用組成物、 を含んでなる研削リムを備えた研削砥石であって、その
   結合用組成物が、 （１） 架橋性アミノアルデヒドポリマー、 （２） フェノールポリマー、及び （３） 0.5〜30体積％のスルホン酸誘導体可塑剤、 を含んでなる研削砥石。
2. 【請求項２】アミノアルデヒドポリマーが、ユリアホル
   ムアルデヒドポリマー、メラミンホルムアルデヒドポリ
   マー、及びメラミンユリアホルムアルデヒドポリマーか
   らなる群より選択された請求項１に記載の研削砥石。
3. 【請求項３】アミノアルデヒドポリマーがメラミンユリ
   アホルムアルデヒドポリマーであり、メラミン：尿素の
   体積比が50:50〜90:10である請求項２に記載の研削砥
   石。
4. 【請求項４】研削リムがある熱膨張率を有し、その研削
   リムを支持するハブをさらに備えた研削砥石であって、
   そのハブ組成物が、 （ａ）高強度で硬質のエンジニアリングポリマー、 （ｂ）研削リムの熱膨張率よりも低い熱膨張率を有する
   ある量の無機材料であって、その量が、ハブの熱膨張率
   を研削リムの熱膨張率にマッチさせるのに有効な量であ
   る無機材料、を含んでなる請求項１に記載の研削砥石。
5. 【請求項５】高強度で硬質のエンジニアリングポリマー
   がホルムアルデヒドポリマーである請求項４に記載の研
   削砥石。
6. 【請求項６】無機材料がリチア輝石であり、そのリチア
   輝石が、研削リムの熱膨張率の90％〜110％のハブの熱
   膨張率を発現するのに有効な量で存在する請求項４に記
   載の研削砥石。
7. 【請求項７】可塑剤が、スルホン酸誘導体と塩化炭化水
   素からなる群より選択された請求項１に記載の研削砥
   石。
8. 【請求項８】可塑剤がトルエンスルホンアミドである請
   求項７に記載の研削砥石。
9. 【請求項９】アミノアルデヒドポリマーがメラミンユリ
   アホルムアルデヒドポリマーであり、可塑剤がトルエン
   スルホンアミドである請求項５に記載の研削砥石。
10. 【請求項１０】結合用組成物が、 （１） 30〜80体積％のメラミンユリアホルムアルデヒ
    ドポリマー、 （２） ５〜25体積％のフェノールポリマー、及び （３） 0.5〜30体積％のトルエンスルホンアミド、 を含んでなる請求項９に記載の研削砥石。
11. 【請求項１１】結合用組成物が、次のフイラーを、合計
    で100体積％に対する相補量でさらに含み、 （ｉ）５〜40体積％のグラファイト、 （ii）５〜35体積％の酸化セリウム、及び （iii）0.1〜２体積％の酸化カルシウム、 （ｉ）、（ii）、及び（iii）の体積％が、（１）〜
    （３）と（ｉ）〜（iii）の成分の合計を基準とする請
    求項10に記載の研削砥石。
12. 【請求項１２】研削リムが、 （ａ）２〜40体積％のダイヤモンド、及び （ｂ）合計で100体積％に対する相補量の結合用組成
    物、を含んでなる請求項10に記載の研削砥石。
13. 【請求項１３】無機材料がハブ組成物の５〜40体積％の
    範囲で存在するリチア輝石であり、硬質で高強度のエン
    ジニアリングポリマーが合計で100体積％のハブ組成物
    の相補量で存在するメラミンフェノールポリマーである
    請求項10に記載の研削砥石。
14. 【請求項１４】（１） アミノアルデヒドポリマー、 （２） フェノールポリマー、及び （３） スルホン酸誘導体と塩化炭化水素からなる群よ
    り選択された0.5〜30体積％の可塑剤、 を含んでなる研磨研削工具に使用される結合用組成物。
15. 【請求項１５】アミノアルデヒドポリマーが、ユリアホ
    ルムアルデヒドポリマー、メラミンホルムアルデヒドポ
    リマー、及びメラミンユリアホルムアルデヒドポリマー
    からなる群より選択された請求項14に記載の結合用組成
    物。
16. 【請求項１６】アミノアルデヒドポリマーがメラミンユ
    リアホルムアルデヒドポリマーであり、メラミン：尿素
    の体積比が50:50〜90:10である請求項15に記載の結合用
    組成物。
17. 【請求項１７】可塑剤がトルエンスルホンアミドである
    請求項16に記載の結合用組成物。
18. 【請求項１８】（１） 30〜80体積％のメラミンユリア
    ホルムアルデヒドポリマー、 （２） ５〜25体積％のフェノールポリマー、及び （３） 0.5〜30体積％のトルエンスルホンアミド、 を含んでなる研磨研削工具に使用される結合用組成物。
19. 【請求項１９】結合用組成物が、次のフイラーを、合計
    で100体積％に対する相補量でさらに含み、 （ｉ）５〜40体積％のグラファイト、 （ii）５〜35体積％の酸化セリウム、及び （iii）0.1〜２体積％の酸化カルシウム、 （ｉ）、（ii）、及び（iii）の体積％が、（１）〜
    （３）と（ｉ）〜（iii）の成分の合計を基準とする請
    求項18に記載の結合用組成物。
20. 【請求項２０】（ａ）30〜35体積％の次の組成の結合用
    組成物、 （１） 55体積％のメラミンユリアホルムアルデヒドポ
    リマー、 （２） 15体積％のフェノールポリマー、 （３） 10体積％のトルエンスルホンアミド、 （４） 10体積％のグラファイト、 （５） 10体積％の酸化セリウム、 （６） 0.1〜２体積％の酸化カルシウム、 （ｂ）合計で100体積％に対する相補量のダイヤモンド
    研磨材、を含んでなり、ある熱膨張率を有する研削リ
    ム、及び （ａ）89体積％のメラミンフェノールポリマー、及び （ｂ）11体積％のリチア輝石、 を含んでなる、研削リムを支持するハブ、 を備えた請求項11に記載の研削砥石。
21. 【請求項２１】多数砥石の研削盤に装着するために選択
    された請求項１に記載の研削砥石のセットであって、複
    数の研削砥石を含み、各砥石はハブで支持された研削リ
    ムを備え、研削リムとハブの少なくとも一方が、所定の
    色コード様式にしたがって研磨材を明確に特定する色で
    ある研削砥石のセット。
22. 【請求項２２】（ｉ）切削工具の切削面を20〜50m/秒で
    運動するように設定し、その切削面は12〜40mmの幅を有
    し、その切削面は、 （ａ）ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素、
    ガーネット、酸化ホウ素、酸化アルミニウム、微晶質酸
    化アルミニウム、及びこれらの混合物からなる群より選
    択された研磨材、及び （ｂ）切削面でその研磨材を結合するのに有効な量の結
    合用組成物を含んでなり、その結合用組成物は、 （１） 架橋性アミノアルデヒドポリマー、 （２） フェノールポリマー、及び （３） 可塑剤、 を含んでなり、 （ii）0.0025〜0.10mmの深さまで研削すべき材料の加工
    物に切削面を接触させ、 （iii）接触を維持しながら、1.5〜7m/分で研削工具に
    対して加工物を移動させ、それによって、幅と深さが規
    定される加工物の部分を研削・除去し、 （iv）所望の量の加工物が研削・除去されるまで工程
    （ii）と（iii）を繰り返す、 各工程を含む研削方法。
23. 【請求項２３】研削工具が研削砥石であり、切削面がハ
    ブに同心に取り付けられた研削リムである請求項22に記
    載の方法。
24. 【請求項２４】研削リムがある熱膨張率を有し、 ハブが、 （ａ）高強度で硬質のエンジニアリングポリマー、 （ｂ）研削リムの熱膨張率よりも低い熱膨張率を有する
    ある量の無機材料であって、その量が、ハブの熱膨張率
    を研削リムの熱膨張率にマッチさせるのに有効な量であ
    る無機材料、を含んでなる組成である、請求項23に記載
    の方法。
25. 【請求項２５】無機材料が、研削リムの熱膨張率の90％
    〜110％のハブの熱膨張率を発現するのに有効な量で存
    在するリチア輝石である請求項24に記載の方法。
26. 【請求項２６】可塑剤がスルホン酸誘導体である請求項
    22に記載の方法。
27. 【請求項２７】可塑剤がトルエンスルホンアミドである
    請求項26に記載の方法。
28. 【請求項２８】結合用組成物が、 （１） 30〜80体積％のメラミンユリアホルムアルデヒ
    ドポリマー、 （２） ５〜25体積％のフェノールポリマー、 （３） 0.5〜30体積％のトルエンスルホンアミド、及
    び （４） 合計で100体積％に対する相補量で存在する次
    のフィラー、 （ｉ）５〜40体積％のグラファイト、 （ii）５〜35体積％の酸化セリウム、及び （iii）0.1〜２体積％の酸化カルシウム、 （（ｉ）、（ii）、及び（iii）の体積％は、（１）〜
    （４）の成分の合計を基準とする）を含んでなる請求項
    27に記載の方法。