JPH03166063A - 研摩布紙材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一般的に言えば、研摩布紙材料及びそれから
製造された物品に関する。もっと詳しく言えば、本発明
は、砥粒の組み合わせ、詳しく述べるならばゾルゲル法
アルミナの砥粒と共溶融アルミナ−ジルコニアの砥粒と
の組み合わせを含んでなる研摩布紙材料に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題］研摩布
紙材料は典型的に、前面が接着剤層、いわゆる「基礎接
着剤層」でコーティングされ、続いてこれがなお湿って
いる間に基礎接着剤層上へ砥粒の層が適用される比較的
可撓性の支持部材を含む．次いで、基礎接着剤層は部分
的に硬化させられて硬化層になり、この後にもう一つの
接着剤層、すなわち上引き接着剤層が適用される。これ
らの接着剤層は次いで完全に硬化させられる。研摩布紙
材料は続いて、いくらかは製造された研摩布紙材料の特
定の戒分とその加工の様式とに応じて、種々の製品例え
ば紙やすり、研摩ディスク、エンドレスベルト等にされ
る。

任意の特定の研摩布紙材料で砥粒として使われる研摩材
の効力は、特定の研削条件によってばかりでなく研削さ
れる特定の材料又は加工物によっても変わる。例えば、
ある一定の砥粒は速い金属研削速度でステンレス鋼及び
低炭素鋼を研削するのにそのほかの砥粒よりも有効であ
ることが分っている。またある一定の他の砥粒は、比較
的遅い研削用途でそのほかのものよりも有効であること
が分っている。所定の研摩材の効力が異なる研削用途の
下では異なることの説明は、往々にしてはっきりと分ら
ない。それにもかかわらず、このようなことは少なくと
も、研摩材の化学組戒とその微細構造、そして研摩材の
例えば硬さ、破砕靭性、衝撃強さ及び熱的性質といった
ような物理的性質に関連がありそしてこれらに依存する
。このような理解を欠くと、従来の経験なしに任意の特
定の研削用途について所定の研摩材又は砥粒の効力を予
測することが当然困難になる。このように、砥粒が任意
の特定用途において有効であるかどうかを決める際に、
あるいはそのような効力を拡張する際には、試行錯誤に
大きく依存する。

１９６０年代の初めより前には、研摩布紙材料で使用さ
れる砥粒は一般には、フリントか、エメリーか、ガーネ
ットか、酸化アルミニウムか、あるいは炭化ケイ素であ
った。後の二つは周知の技術によって電気炉で人工的に
作られている。いわゆる「溶融アルミナ」は、一般には
炭化ケイ素よりもがっちりしてより強靭な砥粒を提供し
、そして何年にもわたって高炭素鋼、合金鋼、強靭ブロ
ンズ及びある一定の硬質木材のような高張力材料の研削
作業に特によく適合していることが分ってきた。

木工用の研摩布紙として意図される場合には、粗原料の
破砕技術は苛酷な金属加工のために一般に用いられる砥
粒よりもいくらかとがった砥粒を作るように変えられる
。その硬さ及び尖鋭度は、長い間炭化ケイ素を低張力金
属類、ガラス、プラスチ−ツク、繊維質木材、皮革、エ
ナメル及びそのほかの比較的柔い材料を研削するための
理想的な研摩布紙材料にしてきた．それにもかかわらず
、このような砥粒が現在最もよく適していることが知ら
れている用途は、これらの研摩材がこれらの砥粒を種々
の用途で且つ種々の研削条件下で評価及び試験をしてま
ず製造されたものであるので、何年もかけてたくさんの
時間と努力を費してのみ発見されたものであった。

とは言うものの、１９６０年代の初期には、溶融合金型
のアルミナ−ジルコニア（又は「ジルコニアーアルミナ
Ｊ）組成物を含んでなる砥粒が商業的に入手可能になっ
た。そのような研摩材は、いずれもこの出願の譲受人で
あるノートン・カンパニーに譲渡された米国特許第３１
８１９３９号、第３８９１４０８号及び第３８９３８２
６号各明細書に開示れる。これらの米国特許明細書の開
示全体は、参照によりここに組み入れられる。後者の二
つの米国特許明細書に開示されたように、これらで開示
された共溶融アルごナージルコニア研摩材は、速い金属
研削速度で低炭素鋼を研削するため及び３０４ステンレ
ス鋼を研削するための研摩布紙材料でかなり有効である
ことが分ったけれども、このような材料は比較的ゆっく
りの研削条件では溶融アルミナと比べて効果が少ないこ
とが開示されている。それにもかかわらず、初めて紹介
されて以来、アルミナ−ジルコニア砥粒は溶融アルミナ
よりもどの用途でも研摩布紙の良好な汎用研摩材である
ことが経験により発見されている。しかしながら、その
ようにより一般的に用いるのは、溶融アルミナの砥粒の
みを含有している研摩布紙材料の費用と比べて割高にな
る。

もっと最近では、研摩布紙材料の製造に使用するための
もう一つの砥粒が入手可能になった。そのような新規の
研摩材は、一般には、様々な量の例えばＦＩｇｏやＺｒ
（ｈのような添加剤を含有しても差支えない永和アルミ
ナゲルを乾燥及び焼結して得られる．乾燥された材料は
典型的には、所望の大きさの範囲内の不規則なずんぐり
した形状の多結晶性砥粒が得られるように、焼結を行う
前かあるいは後に破砕される．これらの砥粒は、後に例
えば研摩ディスク又はベルトの如き研削用製品に取入れ
ることができる． このような研摩材を開示している従来技術の典型例は、
この出願の譲受人であるノートン・カンパニーへ譲渡さ
れた１９８６年１１月１８日発行の米国特許第４６２３
３６４号明細書である．この米国特許明細書の開示全体
は、参照によりここに取り入れられる。ゾルゲル法（す
なわち非溶融）アルミナの研摩材及びこのような砥粒を
含有してなる研摩用製品を開示しているそのほかの特許
文献は、米国特許第４３１４８２７号、第４５４３１０
７号、第４７４１７４３号、第４７４４８０２号及び４
８００６８５号各明細書である。米国特許第４５４３１
０７号及び第４７４１７４３号は両方ともノートン・カ
ンパニーに譲渡されており、これらの明細書の開示全体
は参照によりここに取り入れられる． ライシーザー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）らの米国特許第
４３１４８２７号明細書は、αアルミナ及び改質用戒分
のランダムに配向した微結晶の実質上微結晶性の構造を
有し、アルくナが支配的な連続相であって、カルシウム
イオンがなく且つアルカリ金属イオンのない緻密な酸化
アルミニウム系研摩材から焼結された砥粒が得られるゾ
ルゲル法によって製造される砥粒を開示する．開示され
た鉱物は、結晶の大きさが全体を通して非常に微細であ
る。

米国特許第４５４３１０７号明細書は、サブξクロンの
大きさのαアルミナの結晶を含んでなる焼結されたゾル
ゲル法アルミナの砥粒を有する、ビトリファイド（セラ
ミック結合）研削砥石を開示する。

従来技術の焼結されたゲル型のアルミナ又は溶融アルく
ナに反して、この米国特許明細書に開示された研摩材を
ビトリファイド砥石で用いる場合には、砥石の焼成温度
に極めて敏感であることが発見された．結果として、結
合剤の粘度及び／又は焼成の温度を調節して結合剤と研
摩材との反応を回避することが必要であることが分った
。

米国特許第４６２３３６４号明細書は、性質の向上した
、アルミナ質の砥粒と砥粒以外の例えばコーティング、
薄膜、繊維、棒又は小さな有形部品といったような製品
とを製造するゾルゲル法を開示する。この米国特許明細
書には、永和アルミナのαアルミナへの転化が乾燥前に
種材料をゲルへ持込むこと又はゲル前駆物質を持込むこ
とによって促進されることが開示される．砥粒を作るた
めには、種入りのゲルを乾燥させ、破砕し、そして焼戒
する。このように製造された砥粒は、研摩ディスクや研
削砥石のような製品を製造するのに用いることができる
． ゾルゲル研摩材、詳しく言えば米国特許第４６２３３６
４号明細書に開示された種入りのゾルゲル法アルミナ研
摩材は、数年前にそれらが紹介されて以来、ある一定の
研摩布紙用途において他の研摩材よりも、アルくナージ
ルコニアのような高く評価された研摩材よりざえも実質
的に有利なことが証明されている．しかしながら、アル
ミナ−ジルコニア研摩材と比べて、ゾルゲル法で処理さ
れたアルミナ研摩材は研摩布紙嶌の用途においてはその
性能がより選択的であることが分っている。

従って、アルミナ−ジルコニア研摩材と比較して、一定
の金属研削用途でのみ、例を挙げるならば、超合金や航
空機用合金の如き、例えばニッケルと工具鋼等の用途で
のみ、優れた性能を発揮するということが見いだされて
いる。それにもかかわらず、一定の低炭素鋼の用途では
、それの性能はアルミナ−ジルコニア研摩材と同等か、
あるいは多分わずかだけ良好であることが分っている。

一般に、アル壽ナージルコニア砥粒と比較して研摩布紙
材料でゾルゲル法アルミナ砥粒を使用する低炭素鋼研削
用途における改良は、高圧力、高応力及び高速の研削用
途においてのみ見いだされている。

このような砥粒は、アルごナージルコニア研摩材よりも
かなり高価であり、そしてそのために、性能上の真の利
益が得られないようないずれの用途でも通常は使用され
ないであろう。更に、ステンレス鋼、チタンの研削で及
び木工用途のうちの一部では、ゾルゲル法アルミナ研摩
材は研摩布紙材料においてはアルミナ−ジルコニア研摩
材よりも一層効果が少ないことが分っている。

アルミナ−ジルコニア砥粒及びゾルゲル法アルミナの砥
粒は、初期に使用された上述の例えば酸化アルミニウム
、炭化ケイ素等の如きいくらか「劣る」研摩材と比べて
、様々な幅広い用途の研摩布紙材料で優れた性能を発揮
することが分っているとは言え、そのようなものを研摩
布紙材料で使用すると値段が割高一になる。それゆえに
、これらの優れた砥粒を使用してそれらの優れた性能特
性を利用するが、値段はより安い研摩布紙材料に対する
要望を満たし、そしてそれらを提供するための努力が続
けられている。

研摩布紙材料で二つの異なる研摩性鉱物の砥粒を組み合
わせることは、様々な理由から、例えば、特定用途向け
のより廉価な研摩製品を得るため、異なるあるいは改良
された性能特性を提供するため、特定用途での切削性能
を向上させるため、等の理由から長いこと行われてきた
．そのほかの場合には、砥粒は、製造法を改良するため
にあるいは製造される研摩布紙材料の全般経費を低下さ
せるために研摩布紙の製造で組み合わされている．研摩
布紙製品で異なる砥粒を組み合わせることは、いくらか
は所望される具体的な性能又は他の結果に応じて、様々
な製造手順で行われている。場合によっては、化学組戒
を異にする砥粒の混合物が単一の砥粒層に与えられる。

他の場合には、異なる砥粒が別々の砥粒層で提供され、
すなわち研摩布紙材料に二つの基礎接着剤層と二つの砥
粒層とが与えられる。そのほかの研摩布紙材料は、一つ
の基礎接着剤層と二つの砥粒層とを、比較的細かい方の
等級の砥粒を下にそして粗い方の等級の砥粒を上にして
有することができる。そのような研摩布紙材料を開示し
ている従来技術の典型例は、米国特許第３００７５６０
号、第３６０６７６４号、第３８９１４０８号、第３８
９３８２６号、第４３１４８２７号、第４４０９７９１
号、第４７４１７４３号、第４７４４８０２号及び第４
８００６８５号各明細書である。けれども一般に、研摩
布紙材料の値段を低下させるために組成の異なる砥粒を
組み合わせる場合には、それと交換に性能がいくらか低
下する。これは特に、砥粒が加工物と接触する層すなわ
ち砥粒の二重層のうちの上層が化学ＩＪ１７ｉ！を異に
する砥粒の組み合わせである場合に言えることである。

ノートン・カンパニーに譲渡されている米国特許第３０
０７５６０号明細書は、セルラーガラスのマトリックス
とこれらのセルの壁に包み込まれる砥粒粒子とを含んで
なる研摩布紙材料で使用するための研摩材凝集体を開示
する。砥粒は、共溶融アルミナ−ジルコニア、炭化ケイ
素もしくはアルミナ砥粒、又はそれらの混合物でよい。

けれども一般には、そのような凝集体を用いて得られる
仕上がりは、いずれかの砥粒だけを用いて通常のように
ＵＰ静電塗装された研摩布紙材料から得られる仕上がり
ほど良好ではない。

米国特許第３６０６７６４号明細書は、支持部材に結合
した、焼結された硬質の金属炭化物例えば炭化タングス
テンの粒子、より硬質の例えばアルミナ、ジルコニアー
アルミナ、天然コランダム、炭化ケイ素又はエメリーの
如き材料とを含んでなる研摩布紙材料を開示する．その
ような研摩布紙材料は、好ましくはディスク又はエンド
レスベルトの形をしており、そして特に金属基材、とり
わけ鋼を研摩するために利用される。

米国特許第３８９１４０８号及び第３８９３８２６号明
細書は、両方ともこの出願の譲受人であるノートン・カ
ンパニーに譲渡されており、それぞれ砥粒の二重塗装が
施される研摩布紙材料を開示する。例えば、米国特許第
３８９１４０８号明細書には、第一の基礎接着剤層に高
純度アルミナ砥粒の第一の層を、そして第二の基礎接着
剤層にアルミナ−ジルコニア砥粒の上層を有する研摩布
紙材料が開示されている。そのような研摩用製品は、Ａ
−６ｔＭ及び３０４ステンレス鋼により評価した場合に
、層のおのおのに通常の高純度アルミナ砥粒だけを含有
している二重塗装された研摩用製品より優れている、と
いうことが分った。とは言うものの、この米国特許明細
書には、アルミナージルコニア砥粒と他の砥粒との混合
物が存在する研摩布紙材料は開示されていない。

米国特許第３８９３８２６号明細書は、一つの砥粒を異
なる形状及び／又は組威の他の砥粒と混ぜ合わせること
の一つの理由はその砥粒による力を強めるためであるこ
とが開示されている。こうして、ジルコニア含有量のよ
り少ないある一定のアルミナ−ジルコニア砥粒による力
を強めるために、米国特許第３８９１４０８号明細書に
開示されているような二重塗装された製品が開示される
。やはり、溶融アルミナ砥粒の層とアル５ナージルコニ
ア砥粒の層とを含む二重塗装された研摩用製品は、１０
１８高炭素鋼及び３０４ステンレス鋼により評価すると
、溶融アルミナ砥粒だけを含有している研摩布紙材料よ
りも優れている、ということが分った．とは言うものの
、単一層にアルミナ−ジルコニア砥粒と他の砥粒との混
合物の存在することは開示されていない。

初期に開示された１９８２年２月９日発行の米国特許第
４３１４８２７号明細書は、例４４〜４６において、不
織研摩用製品で使用され、また１０１８冷間圧延鋼によ
り評価した、ゾルゲル法アルミナと溶融アルミナ砥粒と
の様々な性質の混合物を開示する。試験結果は、全量が
非溶融アルミナ砥粒であり又はかなりの量の非溶融アル
ミナ砥粒を含有してなる不織研摩用製品は、溶融アルご
ナ砥粒を５０％以上含有している研摩用製品よりも、最
初の２分の試験の間にはるかにたくさんの研削を行い、
また全部で８回の試験の間によりたくさんの研削を行っ
た、ということを示す。この米国特許明細書によれば、
溶融アルミナは同一の試験でアルミナ−ジルコニアより
も優れている。ゾルゲル法アルミナ砥粒とアルミナージ
ルコニア砥ねとの混合物は開示されておらず、あるいは
示唆もなされていないと信じられる。

米国特許第４４０９７９１号明細書は、可撓性の支持用
部材上へ塗布された結合剤中の砥粒粒子の分散系を含む
研摩布紙材料を開示する。適当な研摩材は、フリント、
ガーネット、アルミナ又はそのジルコニアとの混合物、
炭化ケイ素、ダイヤモンド等である。そのようなスラリ
ー塗装された研摩布紙の性能は、幾分かは少なくともよ
り細かな粒径の砥粒が使用されるという事実ゆえに、通
常のＵＰ塗装された砥粒から得ることができるものより
もいくらか望ましさが少ない。

ノートン・カンパニーに譲渡されている１９８８年５月
３日発行の米国特許第４７４１７４３号明細書は、研削
砥石の製造で使用されるゾルゲル法アルミナ砥粒と共溶
融アルミナ−ジルコニア砥粒との混合物を開示する。こ
の米国特許明細書に開示された材だけの砥石よりも良好
に働いている。この砥粒は結合研削砥石では用途がいく
らか制限されることが分っているだけでなく、結合研摩
材用途における砥粒の性能は、歴史的に見て、そのよう
な砥粒が研摩布紙材料で使用される場合にどのような性
能を達或すること，ができるかを予報するものとしては
働いていない． 研摩布紙材料の製造で使用することのできる種入りゾル
ゲル法アル果ナを目指す１９８８年５月１７日に発行さ
れた米国特許第４７４４８０２号明細書は、そのような
砥粒が溶融酸化アルミニウム、炭化ケイ素、ガーネット
及び溶融アルミナ−ジルコニアのような値段のより安い
通常の砥粒と好ましく混合されることを開示する。それ
にもかかわらず、この米国特許明細書がたとえ多数の例
を開示するとしても、それは開示されたゾルゲルアルミ
ナと別の研摩材とを含んでなるものはもちろんのこと、
砥粒混合物の例も一つも開示しないと信じられる。

１９８９年１月３１日発行の米国特許第４８００６８５
号明細書は、ゾルゲル法アルミナ砥粒と通常の溶融アル
ミナ砥粒との混合物及び炭化ケイ素砥粒との混合物を開
示する。このような組み合わせは、この米国特許明細書
によれば、いずれかの砥粒だけを含んでいる研削砥石と
比べて、鋳鉄を研削する際のすなわち非常に特定の用途
における研削砥石で優れた性能を発揮することが分って
いる。しかしながらこの特許明細書には、そのような研
摩材混合物が研摩布紙材料で用いるのに適していること
が見いだされるであろうという示唆、あるいはそのよう
な混合物が何らかの用途の研摩布紙材料の性能を向上さ
せることができるであろうという示唆は見られない．こ
の米国特許明細書は、ゾルゲル法アルミナ砥粒及びアル
ミナ−ジルコニア砥粒のどちらをも開示しない。実際の
ところ、その開示からは、この米国特許明細書に開示さ
れた研摩材混合物はこの用途において使用されるアルく
ナージルコニア砥粒だけを含んでなる研削砥石のための
より経済的な代替物のつもりであるように思える。

この出願の譲受人であるノートン・カンパニーは、研摩
材層が溶融アルミナ砥粒と共溶融アルミナ−ジルコニア
砥粒との混合物を含んでなる研摩布紙製品を上市してい
る。一般に、そのような研摩布紙製品は、アル果ナージ
ルコニア砥粒１００％の研摩布紙製品ほど良好な研削性
能を示さない。

それにもかかわらず、そのような研摩材混合物は結果と
して、溶融アル４ナ砥粒だけを有する製品と比べて性能
を向上させる。もっといくらか最近になって、研摩材層
にゾルゲル法アルミナ砥粒と溶融アルミナ砥粒との混合
物を有する通常のファイバーディスクの形をした研摩布
紙製品が市場に現れた。これらの研摩ディスクは、少な
くとも場合によって、例えば平らな溶接部の研削におい
て、アルミナージルコニア砥粒だけを有する研摩布紙製
品よりも優れている、ということが分っている．これら
のディスクにおける砥粒混合物は、少なくとも５０重量
％がゾルゲル法アルミナ砥粒であるように思われる。そ
のようなゾルゲル法アルミナ混合物の研摩布紙製品は、
米国特許第４７３４１０４号及び第４７３７１６３号各
明細書に開示されているようである．これらの米国特許
明細書に開示されたように、優れた砥粒例えばジルコニ
アーアルミナ又はゾルゲル法アルミナの砥粒は、溶融ア
ルミナのような質の劣った砥粒の全グレードにおいて、
粗い分を又は少なくともそのうちの一部を取替えるため
に用いられる．この砥粒は、所望ならば、二層に適用し
てもよく、もっと詳しく述べるならば最後に言及された
米国特許明細書に開示されたように、粗い砥粒が二番目
のあるいは上の層に適用される． １９８９年５月３１日に公開された欧州特許出願第０３
１８１６８号明細書には、小板の形を有するゾルゲル法
アルミナの砥粒が開示されている。これらの砥粒小板は
、その開示によれば、他の材料の砥粒と混ぜ合わせるこ
とができ、研摩用製品中の砥粒のうちの少なくとも１５
重量％、好ましくは５０〜１００重量％はこれらの小板
形の砥粒である。

本発明の一つの目的は、ゾルゲル法アルミナの砥粒とア
ルミナ−ジルコニアの砥粒との新規な組み合わせを有す
る研摩布紙材料を提供することである。

もう一つの目的は、ゾルゲル法アルミナ砥粒とアルミナ
−ジルコニアの砥粒との混合物を単一層に有する研摩布
紙材料を提供することである。

更にもう一つの目的は、ゾルゲル法アルミナの砥ねとア
ルごナージルコニアの砥粒との混合物を有し、どちらか
の砥粒だけの研摩布紙材料で見られる性能と比較してあ
る一定の研削用途において優れた性能を発揮する研摩布
紙材料を提供することである。

本発明のなおもう一つの目的は、ゾルゲル法アルミナ砥
粒とアルミナ−ジルコニア砥粒との混合物を有し、おの
おのの別個の砥粒の最良の特徴を併せ持つ研摩布紙材料
を提供することである。

〔課題を解決するための手段及び作用効果〕従来から知
られており且つこの発明の発明者らが知っている砥粒の
種々の組み合わせの全部、もっと詳しく言うと従来技術
の特許明細書に開示されたものは、ある一定の用途にお
いて優れた性能を発揮し、あるいは他の所望の特性を提
供することが分っているかもしれないながらも、そのよ
うなもののいずれも、発明者らが見いだしてこの明細書
に開示している発明を予言すると言うことはできないで
あろうと信じられる。これの一つの理由は、ゾルゲル法
アルミナ及びアル≧ナージルコニアの研摩材、並びにお
のおのから得られた砥粒は、これらの砥粒が違ったふう
に割れあるいは破壊する原因となる非常に異った微細構
造と材料特性とを有するからである。更に、いずれの特
定用途でも、砥粒における応力及び結果として得られる
破壊のタイプは、任意の特定の研摩布紙製品中の砥粒へ
適用される圧力とそれらの粒度分布（等級分け）に影響
される。このように、いずれかの特定用途における過去
の性能を根拠として、このような砥粒の任意の混合物に
おける将来の性能を予測することが可能であるとは信じ
られない．特に、研摩布紙材料における非溶融ゾルゲル
法アルミナ砥粒と溶融アルミナ−ジルコニア砥粒との一
定の混合物が、この明細書で後に開示されるようにある
一定の用途でどちらかの砥粒だけの研摩布紙材料よりも
優れた性能をもっと十分に発揮するであろうということ
を予言することはできないだろう、と信じられる。

全く有利なことに、ゾルゲル法（非溶融）アル≧ナの砥
粒と溶融アルミナ−ジルコニアの砥粒との混合物を含ん
でなり、そしてインコネル鋼の研削を除いてこれまでに
試験を行った全ての用途において純粋なゾルゲル法研摩
材と実質上同じようにうまくあるいはそれより良好に働
く研摩布紙材料を、本発明に従って提供することができ
る。

更に別の利点は、ステンレス鋼の場合を除いてアルミナ
−ジルコニア砥粒のみを有する研摩布紙材料よりも劇的
に優れている研摩布紙材料を本発明に従って提供するこ
とができる、ということであり、そしてステンレス鋼を
除くとは言ってもこの用途では、それはそのような研摩
布紙材料と実質上同等の働きをする。

その結果として、全部の用途にとって最適な性能を発揮
するのに適当であるわけではないながらも、それにもか
かわらず用途及び作業条件のかなりの範囲を包含するの
に必要とされる研摩布紙材料の多様性を軽減するという
経済的な利点を有する研摩布紙材料が、本発明によって
提供されるという別の利点が得られる。このように、非
常に様々な研摩布紙材料を製造する必要性がある程度軽
減され、その結果として製造者のみならず使用者にとっ
ても手間をかけて在庫を維持する必要が減少し、更に結
果として全般の経費が低減される。

次に、従来技術と本発明の好ましい態様とを説明する． 本発明に従う研摩布紙材料は、大部分は、当業者にとっ
て周知の通常の技術により製造することができる。支持
用部材は、研摩布紙の製造で現在普通に使われているい
ずれの材料のものでもよいこれには、いくらかは当該研
摩布紙材料について意図される最終用途に応じて、一定
の寸法にされあるいはさもなければ通常の技術に従って
種々の材料で前処理された、紙、フィルム、織布及び縫
合された布、例えばレーヨン、太あや綿布、細あや綿布
、ナイロン及びポリエステルの如きもの、組み合わせ織
物、例えばナイロンのよこ糸とポリエステルのたて糸か
らなるもの、バルカナイズドファイバー、寸法的に安定
なポリエステルフィルム、その他同様のものが包含され
る。支持用部材゛のためのサイズ剤及び充填材は、使用
するとすれば、充填されたあるいはさもなければ所望の
ままの、スターチ、グルー、又は例えばフェノールーア
ルデヒドの如き樹脂状材料のものでよい。

最初の結合層又は基礎接着剤層は、例えばフェノールー
アルデヒドやエボキシ樹脂、その他同様のものの如き通
常の樹脂状材料のいずれでもよい砥粒層の適用に続いて
、所望ならば、サンド上引き接着剤層を適用してもよい
。この接着剤層は、基礎接着剤層と同じものでも、ある
いは典型的に施されるように異なるものでもよい。例え
ば、サンド上引き接着剤層が熱硬化樹脂状材料のもので
ある場合には、基礎接着剤層は所望のままにグルーか樹
脂状材料のもののいずれがでよい。通常の樹脂状基礎接
着剤の例には、４８％のフェノールーホルムアルデヒド
樹脂固形分と５２％の炭酸カルシウム充填材を含有する
水溶液が含まれる。

基礎接着剤層を支持用部材上へ塗布後に、湿っている基
礎接着剤層へ通常の技術によって砥粒を適用する．適用
技術としては、大抵の場合には上向きの静電放射又は推
進が好ましい。それにもかかわらず、場合によっては、
砥粒は通常行われるように重力塗布により適用してもよ
い。基礎接着剤層は、フェノールーホルムアルデヒド樹
脂組成物の場合には、次いで配合に応じて通常は部分的
に、例えば約１７５’Ｆ　（７９℃〉から約２３５〒（
１１３゜Ｃ）まで上昇する温度で９０分間、硬化させる
ことができる．これに続いて、上引き接着剤層を適用す
る。

この接着剤の一例は、４８％のフェノールーホルムアル
デヒド樹脂と５２％の炭酸カルシウム充填材とを含有し
ている通常の、もっと希薄な、水溶液である．この研摩
布紙材料は、次いで更に、上引き接着剤層を乾燥させそ
してその層を部分的に硬化させるため約１３５分にわた
って約１６５’Ｆ　（７４℃）から約２３５ａＦ　（１
１３℃）まで昇温することにより通常通りに加熱される
。この研摩布紙シ一ト材料は、次いでオーブンの棚から
降ろされて通常の寸法のロールに巻き上げられ、それか
ら更に、基礎接着剤層及び上引き接着剤層の樹脂を所望
の硬さまで硬化させるため典型的には約２２５〜２３５
〒（１０７〜１１３℃）の温度で６〜８時間硬化させら
れる。続いて、支持用部材に応じて、研摩布紙材料は管
理された湿度、例えば７０〒（２１℃）で５０％相対湿
度の下で一晩状態調節してもよい。研摩布紙材料はこの
時には、当業者にとって周知の通常の技術によって種々
の研摩用製品例えば研摩ディスク、ベルト等へ更に加工
するための用意ができている。

研摩布紙材料の製造で使用される通常の放射線（電子ビ
ーム又は紫外線）硬化性樹脂及びそれらの組底物も、所
望ならば、布の仕上げ処理又は接着剤層のいずれかある
いは全部で使用して差支えない。

支持用部材への接着剤層の塗布は、一般には、研摩布紙
製造の技術分野における当業者に周知である通常の塗装
技術、例えばロール塗布、グラビア塗布等に従って実行
される。

基礎接着剤層及び上引き接着剤層の乾燥及び硬化は、通
常の懸垂式乾燥炉又は研摩布紙材料製造技術分野の当業
者にとっては周知のそのほかの手段で達威することがで
きる。そのような炉における温度及び滞留時間は、早く
から開示されているように、関連する特定の組成物に依
存し、そしてそのような条件は必要に応じて周知の技術
により用意することができる。

本発明による研摩布紙材料における研摩材は、好ましい
態様では、ゾルゲル法アルミナの砥粒とアルミナージル
コニアの砥ねとの混合物を含む。

試験結果から、本発明の研摩布紙材料の改良された又は
実質的に同等の性能は、使用される研摩材混合物におけ
るゾルゲル法アルミナの割合が少なくとも約１５体積％
、好ましくは約２５体積％から７５体積％までである場
合に結果として得られる、ということが示される。しか
しながら重要なことには、最適の性能のためには、ゾル
ゲル法アルミナ砥粒とアルごナージルコニア砥粒の研摩
材混合物はこれらの砥粒のおのおのをおよそ５０体積％
有する混合物であるべきである。それにもかかわらず、
一部の研削用途では、単一層よりもむしろ二つの砥粒層
を備えることができる。そのような二重の砥粒層は、従
来から知られている通常の製造技術によって得ることが
できる。二重砥粒層は、所望ならば通常のやり方に従っ
て分割塗布でもって用意することができ、すなわち、砥
粒を二つにそして基礎接着剤層を一つにし、あるいは他
の場合には基礎接着剤層及び砥粒層を二重にすることが
できる。そのような研摩布紙材料では、第一の砥粒層は
従来から使用されている例えば酸化アルξニウム、炭化
ケイ素、ガーネット等のいずれの研摩材の層でもよい。

砥粒の上層すなわち加工物と接触する層は常に、本発明
によるアルミナ−ジルコニア砥粒とゾルゲル法アル旦ナ
砥粒との、上に示した体積比の混合物である。二つの基
礎接着剤層を使用する場合には、基礎接着剤層の組成は
、所望のままに両方の基礎接着剤層で同じでもよく、あ
るいは違っていてもよい。

好ましいゾルゲル法アルミナの砥粒は、先に明らかにさ
れた米国特許第４６２３３６４号明細書に開示されたよ
うな種入りのゾルゲル法アルミナ研摩材のものである．
そのような研摩材は、その米国特許明細書に開示された
ように、サブξクロンの大きさのαアルミナ結晶を含み
、モして１６ＧＰａより大きい硬さと理論値の９０％よ
り高い密度とを有する。それにもかかわらず、前述の特
許明細書のいずれかに開示されているそのほかのゾルゲ
ル法アルミナ研摩材も、ある一定の用途においてやはり
申し分のないことを見いだすことができよう。

本発明で使用するのに適したアルごナージルコニア研摩
材は、一般的に言えば、先に示された米国特許第３１８
１９３９号明細書に開示される。米国特許第３８９１４
０８号明細書に従って、約３５〜約５０重量％、好まし
くは約３８〜約４３重量％のジルコニア含有量の、アル
ミナージルコニア共融混合物に近い組或を有する研摩材
が好ましい。この好ましい研摩材は、一次数平均の結晶
の大きさが約５０ｎ未満であり、また共融混合物のコロ
ニーの大きさが約６５ｎ未満である。研摩材組或物中の
酸化ジルコニウムは好ましくは、正方晶系が少なくとも
約２５％、より好ましくは約４５％である。それにもか
かわらず、そのほかのそのような共溶融研摩材も、一定
の用途に適当であることが見いだされるかもしれない。

砥粒は、研摩布紙材料の製造で典型的に使用される任意
の粒度のもの、例えばｌ６から４００グリッドまでの粒
度のものでよい。それにもかかわらず、通常のように、
ある一定の研削用途のためにはある一定の粒度が他のも
のよりも性能的に有効であることが分る。砥粒の形状は
好ましくは、当業者にはよく知られている、より弱い形
づくられた砥粒のそれである。そのような形状は、通常
の破砕手段により得られる。

〔実施例〕

以下に掲げる例は、本発明のある一定の具体的態様を例
示するものであるが、これらの例はここに開示された本
発明をよりよく説明するためだけのものであって、特に
指示がなければ本発明を必然的に制限するものと解釈す
べきでない。

班一上 ・ゾルゲル法アルミナの砥粒と溶融アルミナ−ジルコニ
アの砥粒との混合物を含有してなる研摩布紙材料の製造 この例では、ゾルゲル法アル旦ナ砥粒（Ｓ．Ｇ．）とア
ルミナージルコニア砥粒（Ａ．Ｚ．）との、下記の表１
に示されたとおりの種々の砥粒混合物を含んでなる研摩
ファイバーディスクを、種々の研削用途で評価した。こ
の例では「種入りのゾルゲル」であるゾルゲル法のアル
ミナ砥粒は、先に言及した米国特許第４６２３３６４号
明細書の開示に従って得られた。これにより、この米国
特許明細書の開示全体は参照によりここに取り入れられ
る。この研摩材は通常の技術によってロール粉砕され、
次いで粒度５０グリッドの砥粒が得られるように通常の
ように篩分けされた。研摩材は次に掲げる標準Ｕ或のも
のであった。

一底一分一　　　　　　一里見Ｘ一 Ａ　ｉｔ　，ｏ．　　　　　　　　９９．５８ＳｉＯｚ
　　　　　　　　　　０．　１２ＦｅｚＯ：＋　　　　
　　　　　０．０３Ｔｉ（ｈ　　　　　　　　　　Ｏ．
２０ＣａＯ　　　　　　　　　　Ｏ．０４ Ｍｇ０　　　　　　　　　　０．０２ Ｎａｚ０　　　　　　　　　　０．０１またこの研摩材
のそのほかの特性は、密度が３．８９　（水比重瓶”）
　、３．８８　（ヘリウム比重瓶）であり、硬さが２０
．７ＧＰａ　，そして平均の微結晶の大きさが０．１７
μであった。

アルミナ−ジルコニア研摩材は、先に明らかにされた米
国特許第３８９１４０８号明細書の開示に従って得られ
た。この例で使用した砥粒は、多数の試料ロフトを組み
合わせて得られたものであって、次に掲げるおおよその
組威を有し、共融混合物のコロニーの大きさが約６５一
未満であり、そして一次数平均の結晶の大きさが約５０
ｊｎｎ未満であった。

−虞一允一　　　　　　一里量Ｘ一 Ｎａｚ０　　　　　　　　　　０．０１Ｓｉ（ｈ　　　
　　　　　　　０．２９ＺｒＯｚ　　　　　　　　　３
９．　１５ＴｉＯｚ　　　　　　　　　　０．３１ｐｅ
ｚｏｘ　　　　　　　　　０．０５Ｃａ０　　　　　　
　　　　０．１０ ＭｇＯ　　　　　　　　　　Ｏ．０１ Ｈｆ　　　　　　　　　　　Ｏ．７ Ａｌｔｏｓ　　　　　　　　５９．１ 製造された研摩材の大きな塊を通常の技術によって衝撃
粉砕した。その後に、これらの塊を通常のようにロール
粉砕し、そして篩分けを行って５０グリッドの砥粒を得
た。

篩分けされた時の研摩材組或物のおのおのの砥粒は、標
準の砂を規準として５０グリッドの砥粒について、ＡＮ
ＳＩ　（米国規格協会）の刊行物８７４．１８−ｌ９８
４に示された基準、すなわち、偏差オーバーグレード＋
２＋１０、微粉＋１１−１７、を満たした。

次に、ゾルゲル法アル壽ナの砥粒とアルもナージルコニ
アの砥粒とを、通常の粒子ブレンダーでもって通常の技
術により一緒に混合して、下記の表１に指示された所望
の体積百分率の砥粒混合物を得た。

通常の手順、通常の０．０３０”　（０．７６２ｍｍ）
バルカナイズドファイバー支持材、及び通常の、炭酸カ
ルシウム入りのレゾールフェノール樹脂の基礎接着剤層
（樹脂４８％、充填材５２％）と上引き接着剤層（樹脂
４８％、充填材５２％）を使って、研摩ディスク（直径
７インチ（１７７．８皿）、中央の開口７７８インチ（
２２．２ｍ））を個別に製造した。基礎接着剤層の樹脂
は、砥粒の適用後まだ湿っている間に、２２５°Ｆ　（
１０７゜Ｃ）で５時間部分的に硬化させ、その後、上引
き接着剤層を適用してから、２２５’Ｆ　（１０７’Ｃ
）で最終的に乾燥及び硬化させた。塗装は、通常のロー
ル塗装技術を利用して１回の操作で行い、硬化は強制通
風炉で行った。樹脂の塗布（湿式）は、基礎接着剤層が
１５ポンド（６．８ｋｇ）／リーム上引き接着剤層が２
３ボンド（１０．４ｋｇ）　／リームであった。１リー
ムは、３３０平方フィー｝　　（３０．７ボ）の塗装面
積に相当する。砥粒は、静電式の上向きの放射を使って
通常の技術により塗布した。試験を行った種々のディス
クについての砥粒の塗布量を表１に示す。

表　　１ ファイバーディスクの砥粒混合物重量 １００％Ａ．Ｚ． ７５％Ａ．Ｚ．，　　２５％Ｓ．Ｇ．。

５０％Ａ．Ｚ．，　　５０％Ｓ．Ｇ． ２５％Ａ．Ｚ．．　　７５％Ｓ．Ｇ． １００％Ｓ．　Ｇ． ■） 本発明の混合物中の各砥粒の百分率は体積百分率である
。Ｓ．Ｇ．砥粒の密度は３．９５ｇ／ｃｃで？り、一方
Ａ．Ｚ．砥粒の密度は４．６０ｇ／ｃｃである。従って
、Ｓ．Ｇ．砥粒の１０ポンド（４．５ｋｇ）の試料の体
積はアルミナ−ジルコニア砥粒の（１０ボンドＸ１．１
６）あるいは１１．６ボンド（５．３ｋｇ）に等しくな
ろう。

硬化したディスクを、５０％相対湿度及び７０〒（２１
’Ｃ）で状態調節してから、ゴムロールフレクサーを使
って硬質の樹脂結合剤（基礎接着剤層及び上引き接着剤
Ｎ）に制御可能なようにひびを入らせるように定型的に
Ｏ゜〜９０゜曲げ、次いで通常の技術によりカール矯正
し、それからそれらを、ファイバーディスクを低圧（１
１２　Ｄ，ＩＩＩ）及び高圧（１１２　Ｄ，｝ｌ．　１
１２　Ｄ■）目つぶれについて評価するために慣用的に
行われる試験で使用した。一般に、このような試験は、
研摩ディスクを半硬質ゴムのバックアップパッドに取付
け、次にこれを、摩擦のないベアリングにより油圧駆動
の試験片ホルダーに向かって水平方向に内へ自由に移動
し且つこのホルダーから自由に移動することができる往
復台に載せられた、水平に配置された電動機駆動のスピ
ンドル集成体へ取付けることを必要とする。

試験片ホルダーは、１’　ＸＩ’　Ｘ　９３／４’〜１
／８＃（２５．４Ｘ２５．４Ｘ　２４７．７〜２３１．
８　ｍｍ）の山形材かあるいは３　’　ｘ３／１６’　
ｘｌ５’　　（７６．２ｘ　４．　８　ｘ３８１　ｍｍ
）の長い平板のいずれかを受け入れるのに適合しており
、そしてスピンドルに対し９０゜の方向に水平に移動し
、予め決められた距離の間を予め決められた速度で前後
に往復運動する。この試験装置は、実質的に銅製の支持
テーブル上に載せて、操作中の安定性を得る。研削抵抗
は、スピンドル（ディスク）がその上に載せられる上記
の可動式往復台に取付けられたブーり装置へ死荷重をか
けて適用される。ディスクは、平行線から１０゜の角度
で試験片ホルダーへ供給される。

表２ ゾルゲル法アルミナ砥粒と溶融アルミナ−ジルコニア砥
粒との混合物の研削性能の比較結果１００％Ａ．Ｚ．　
（対照）１００％　　ｉｏｏ％　　ｉｏｏ％７５％Ａ．
Ｚ．．　　２５％Ｓ．Ｇ．１２４　　　　　　９８　　
　　　１３９５０％Ａ．Ｚ．，　　５０％Ｓ．Ｇ．１９
２　　　　　１０２　　　　　１５９２５％Ａ．Ｚ．．
　　７５％Ｓ．Ｇ．１５６　　　　　　９Ｂ　　　　　
１５５１００％Ｓ．Ｇ．　　　　　　　　　　１６７　
　　　　　９８　　　　　１６６−　　１１２ＤＨは、
高圧（バックアップパッドにより加工物に抗して維持さ
れた、５０グリッドで１０ボンド（４．５ｋｇ）の力、
３６グリッドで１２ポンド（５．４ｋｇ）の力）の目つ
ぶれ試験であって、ファイバーディスクは１’　ｘｌ’
　Ｘ　９３／４’の１０１８又は１０２０炭素鋼の構造
用山形材の１／８’　　（３．　２　ｍｍ）の厚さのヘ
リを研削するように適用される。山形の加工物を最初に
秤量し、次いで試験片ホルダーに載せる。このホルダー
は、９．７５インチ（２４７．７ｍｍ）の距離の間を８
．５ストローク／分の速度且つ７フィート（２、１ｍ）
／分の線速度で前後に往復運動する。研摩ディスクは３
４５０ｒｐｍで駆動される。研削サイクルは２分であっ
て、この後に山形材の試験片を取出して重量減少を記録
する。次いでこのサイクルを、１０ｇ／ｍｉｎの最小研
削速度に到達するまで必要に応じて新しい山形材試験片
を挿入して繰返す。この最小研削速度に到達したところ
で試験を終える。データは、２分の時間間隔当りに研削
されたダラム数、試験を終えるまでの時間間隔の数、及
び評価されるディスクによって研削された総研削量（ダ
ラム）が記録される。試験結果は通常は対照ディスクの
百分率として示されるので、表２にはそのように記録さ
れている。

試殖」又ユ．−この試験は、試験片が炭素鋼の山形材で
はな＜３０４ステンレス鋼の山形材であること、研削の
時間間隔が１分であること、そして試験を１０回の時間
間隔で終了することを除き、試ｉ％！１１２　Ｄ，Ｉｆ
と同じである。更に、研削抵抗は５０グリッドのディス
クについて７ポンド（３．２ｋｇ）であり、３６グリッ
ドのディスクについて１０ポンド（４．５ｋｇ）である
。

試遣上１土辻旦一この試験は、ｌＯポンド（４．５｝Ｃ
ｇ）の力の低圧試験であること、試験片が３′×３／１
６’　Ｘ１５’の長い冷間引抜き炭素鋼プレートであり
、そしてファイバーディスクがこのプレートの３＃の面
を研削するように台に取付けられることを除いて、試験
１１２　Ｄ．Ｈと同様である。研削の時間間隔は１分で
あり、試験は研削速度が３ｇ／ｍｉｎ未満になった時に
終了される。

上記の表２のデータは、全く驚くべきことに、１０２０
炭素鋼（高圧の試験）の場合にアルミナージルコニア砥
粒５０体積％とゾルゲル法アルくナ砥粒５０体積％との
砥粒混合物はアルミナ−ジルコニア砥粒のみを含有して
いる対照ディスクの１９２％を研削した、ということを
示す。対照ディスクを基準にして、研削量は砥ね混合物
中のゾルゲル砥粒の量を最大で５０％まで増加してゆく
につれて増加し、そしてその後は低下するように見える
。しかしながら５０／５０のレベルでは、総研削量はど
ちらかの砥粒だけを含有しているディスクの場合の研削
量よりも劇的に多い。更に、砥粒混合物が７５％のゾル
ゲル砥粒を含有しているだけの場合にも、研削性能はな
おもディスクが１００％ゾルゲル砥粒のものである場合
とほぼ同じである。

低圧試験（１１２　Ｄ．ＩＩＩ）の場合には、研削結果
は砥粒混合物が５０／５０であろうとあるいはディスク
中の砥粒が１００％ゾルゲル砥粒であろうとほぼ同じで
あることが分る。それにもかかわらず、砥粒混合物のゾ
ルゲル砥粒がわずかに約２５体積％である場合に、総研
削量はファイバーディスクがアルミナ−ジルコニア砥粒
だけのものであるよりも有意に多い。

しかしながら、ステンレス！（１１２　Ｄ，，高圧試験
）についての研削性能は、砥粒混合物を使用しようとあ
るいはファイバーディスクがジルコニアーアルミナ砥粒
のみを含有していようとほぼ同じであることが分る。と
は言うものの一般には、ゾルゲル法アルミナ砥粒のみを
含有している研摩布紙材料の場合のステンレス鋼を研削
する際の性能は、アルミナージルコニア砥粒に比べて劣
る。

従って、上記の結果に基づいて、過去においてはゾルゲ
ル法アルミナ砥粒が最適な性能を示していた一定の用途
のための研摩布紙材料を、その代りにそのような砥粒と
アルミナージルコニア砥粒との砥粒混合物を使用して製
造することができ、そしてその研摩布紙材料は少なくと
も同等の性能を獲得することができ、また場合によって
はより良好な性能さえ得られる。このとおりであれば、
この優れたゾルゲル法砥粒を含有してなる研摩布紙製品
の総括的な製造費を、場合によっては性能を少しも損な
うことなしに、かなり低下させることができる。更に、
過去においてはアルミナージルコニア研摩材が最も効果
的であることが知られていた研摩布紙の用途において、
このような砥粒とゾルゲル法アルミナの砥粒との混合物
を使用すれば一層良好な性能が得られる。現在のところ
では、ゾルゲル法の砥粒だけを含有してなる研摩布紙材
料はアルミナージルコニアの砥粒だけを含有しているも
のよりも高価であるから、研摩布紙の製造においてこれ
ら二つの砥粒を混合すれば、結果としてゾルゲル法アル
ミナの砥粒又はアルミナ−ジルコニアの砥粒だけを含有
してなる研摩布紙材料よりも費用及び性能の面で有効な
研摩布紙材料が得られ拳。

脳一主 ・３６グリッドのゾルゲル法アルミナ砥粒及びアルミナ
−ジルコニア砥粒の混合物を有する研摩布紙材料 製造した。等級分けは、３６グリッドについて先に言及
した基準を満たし、すなわち偏差オーバーグレード＋２
＋１０、微粉＋１４−１４であった。先に説明したとお
りに行った試験の結果を表３に示す。

表３ ゾルゲル法アルミナ砥粒と溶融アルミナージルコニア砥
粒との混合物の研削性能の比較結果 １００％Ａ．Ｚ．　（対照）１００％　　１００％　　
１００％５０％Ａ．Ｚ．，　　５０％Ｓ．Ｇ．１２５　
　　　　　９４　　　　　２２０１００％Ｓ．Ｇ．　　
　　　　　　　　１１６　　　　　　９４　　　　　４
１７このデータは、例１のそれと同じように、ゾルゲル
法アルくナの砥粒とアルミナ−ジルコニアの砥粒との５
０／５０　（体積比）混合物は、混合された砥粒のうち
のどちらか一方だけを含有している研摩ディスクと比べ
ると、１０２０１４での総研削量の点で性能を向上させ
たことを示す。

５０／５０混合物を使用した場合のステンレス鋼の研削
での性能は、混合された砥粒のうちのどちらか一方を単
独で使用した場合のそれと実質上同等であることが分る
。ところが、全く驚くべきことに、３６グリッドの砥粒
を使用する低圧試験は例１の結果を確認しなかった。こ
の例の試験データは、５０／５０混合物を使用すれば、
アルミナ−ジルコニア砥粒だけを使用するのに比べて、
性能が前のように向上するということを示す。それにも
かかわらず、それはまた、このような混合物の有するフ
ァイバーディスクはゾルゲル法の砥粒のみを有するファ
イバーディスクほど十分には働かなかったということを
示す。しかしながら、たとえそうであったも、このよう
な研摩布紙材料は、その優れた性能ゆえに、用途によっ
てはこれまでアル短ナージルコニア研摩材が使用されて
いたものの経済的な代替物を提供する。

班一主 ・上層が砥粒混合物を含有している二重砥粒層を有する
研摩布紙材料の評価 この例で評価される研摩布紙材料は、研摩材が二つの砥
粒層を有し、すなわち当該研摩布紙材料で所望される砥
粒の重量が二つの層に分割されて、第一層又は下層に４
０％があり、上層に６０％がある、いわゆるｒ分割塗布
」のものである。それにもかかわらず、この研摩布紙材
料の有する基礎接着剤層はただ一つである。

ゾルゲル法アルミナの砥粒は、先に例ｌに示されたとお
りの典型的な組成及び特性のものであった。アルミナ−
ジルコニア砥粒の組戒は、およそ４２〜４３％が酸化ジ
ルコニウムであって、それに応じて酸化アルミニウムの
量が例１の組威と比べて少なく、そして残りの成分は本
質的に同じ量のままであった。この砥粒組成中の酸化ジ
ルコニウムは、約５５％より多くのものが正方晶の形で
ある。

粒度３６グリッド及び５０グリッドの両方の砥粒を、下
記に記載される試験でもって、使用した研摩布紙材料が
混合物で使用されたゾルゲル法アルごナ砥粒と同じ組成
のゾルゲル法アル壽ナ砥粒のみを含有していたことを除
いて関係する特定の粒度について同じように製造された
研摩布紙材料を対照として評価した。得られた性能の結
果は表４に示される．おのおのの場合の砥粒は、先に明
らかにされた基準を満たすように等級分けされた。砥粒
の場合は、通常の粒子ブレンダーでもって砥粒を混ぜ合
わせて行った。

それぞれの研摩布紙材料は、次ように製造された。すな
わち、約４３．６％のフェノールーホルムアルデヒド樹
脂と、約５４．５％の炭酸カルシウムと、約１．６％の
水と、そして約０．２５％のシランとを含んでなる、炭
酸カルシウム入りの固形分約７５％の通常のレゾールフ
ェノール系基礎接着剤＆［１戒物を、通常の技術に従っ
て通常のポリエステル織布の支持用部材の上へ、紙やす
りの基礎接着剤１リーム（リームは先に例１で説明した
とおりである）当りの付加重量が約１９ポンド（　８．
　６　ｋｇ）　（３６グリッドでは２８ポンド（１２．
７ｋｇ））となるように塗布した。

その後、基礎接着剤層がまだ湿っている間に、通常の高
純度褐色酸化アルミニウムの第一層（３６グリッドでは
２３．８ポンド（１０．８｝ｃｇ）　／リーム、５０グ
リッドでは１６．２ボンド（７．３ｋｇ）／リーム）を
通常の技術に従って重力塗布によりそれぞれの基礎接着
剤層の塗布された支持材へ適用した。これに続いて、通
常の上方推進静電技術によってゾルゲル法アルミナ砥粒
とアルミナ−ジルコニア砥粒との５０／５０　（体積比
）混合物を、３６グリッドはおおよそ３５．７ポンド（
１６．２４ｃｇ）　／リーム、５０グリッドはおおよそ
２４．４ポンド（１１．１｝ｃｇ）　／リームの量で適
用した。対照の研摩布紙材料では、ゾルゲル法アルミナ
の砥ねのみを上層に適用した（３６グリッドでは３５．
７ボンド（１６．２ｋｇ）　／リーム、５０グリッドで
は２４．４ボンド　（１１．１ｋｇ）　／リーム）。

次に、それぞれの基礎接着剤層を、それぞれの塗装され
た材料を通常の技術により約１７５′″Ｆ（７９”Ｃ）
から約２３５’Ｆ　（１１３゜Ｃ）まで上昇する温度で
約９０分にわたって通常の如く加熱して、乾燥及び部分
硬化させた。次いで、それぞれの砥粒層へ通常の氷晶石
入りレゾールフェノール系上引き接着剤組成物を、作業
員の目視による専門技術をもとに紙やすりの基礎接着剤
層１　１Ｊ−ム当り約２８〜３６ボンド（１２．７〜１
６．３｝ｃｇ）の量で適用した。この上引き接着剤組成
物は約７５％の固形分を含み、モして５０グリッドの砥
粒の場合には約３９．１％がフェノールーホルムアルデ
ヒド樹脂、４８．４％が氷晶石、１０．２％が水、２．
　０％が着色用の染料、そして０．２５％がオルガノシ
ランであった．３６グリッドの研摩材の場合には、上引
き接着剤組或物は、固形分基準でおおよそ４０．５％の
フェノールーホルムアルデヒド樹脂、ｓｏ．　ｉ％の氷
晶石充填材、７％の水、２．０％の着色用染料、そして
０．２５％のオルガノシラン付着促進剤を含んでいた。

次に、おのおのの研摩布紙材料を通常の技術に従い１３
５分にわたり約１６５〒（７４“Ｃ）から２３５〒（１
１３゜Ｃ）までの温度にさらして、上引き接着剤層を乾
燥及び部分硬化させた。この後、研摩布紙材料をロール
に巻き取り、そしてこれを通常のやり方で２３５〒（１
１３゜Ｃ）で１２時間加熱して更に硬化させた． こうして、通常のアル旦ナ砥粒の第一の砥ね層が全砥粒
重量のおよそ５０％であり、そして第二又は上の砥粒層
が５０体積％のゾルゲル法アルミナ砥粒と５０体積％の
通常のアルミナ−ジルコニア砥粒とからなる混合物であ
る、本発明による研摩布紙材料を調製した。結果として
、この研摩布紙材料における研摩材は、より高価なゾル
ゲル法アルミナ砥粒をわずかに約３０体積％だけ含有し
ている。

次に、上で製造された研摩布紙材料を、通常の技術に従
って研摩ベルトにした。次いでこれらの研摩ベルトを、
表４に示される試験で評価した。

その結果はこの表に示される。

表４ 二重砥粒層を有し、上層がゾルゲル法アルミナの砥粒と
アルミナ−ジルコニアの砥粒との混合物である研摩布紙
材料の研摩ベルトの研削性能の比較結果（５０グリ・冫
ト琶連扛Ｄ 対照０１００％　１００％　１００％　１００％１ｏｏ
％５０／５０？ＪＬａ−＄１”　　　　　　　８１　　
　　　　　１１２　　　　　　１２１　　　　　　　９
５　　　　　１３０（３６グリッド硯Ｘつ 対照”　　　　１００％　１００％　１００％　１００
％１００％５０／５帖そ４勿”　　　　　１０８　　　
　　１脚　　　　　７４　　　　　　１１２　　　　１
７５ｌ〉対照ベルトはゾルゲル法アルミナ砥粒。

２）　５０／５０のゾルゲル法アル稟ナ砥粒とアルミナ
−ジルコニア砥粒。

ブランジ　ビ ＳＥＴＣＯ／ＫＬＫ−この試験のための装置は、５　０
　Ｈ　Ｐの電動機で駆動されるウレタンで覆われた直径
２４インチ（６１ｃｍ）の９０ジュロメーターショアー
Ａバックアップホイールを完備した、ＳＥＴＧＯ床上旋
盤ベルト研削機からなる。ホイール速度は９０６ｒｐｍ
であって、その結果ベルト速度は５７００ＳＦＰＭにな
る。

ベルト寸法は３”Ｘ　１３２’　　（７．６２Ｘ３３５
．３　ｃｍ）である． 試験棒を支えそして研摩ベルトへ当てるために、特別な
取付具をバックアップホイールの前に直接取付ける。１
“×ｌ“ｘ３６”　　（２．５４ｘ２．５４ｘ９１．４
４ｃｍ）の金属の試験棒を、口径４　’　　（１０．２
ｃｍ）の空気圧シリンダーに空気圧が適用された時に棒
の１“（２．　５４ｃ讃）四角の面が研摩ベルトの面へ
押しやられるように組み込む。自動タイマーでもって、
３秒間圧力をかけ、３０秒の冷却期間中に試験棒を引き
戻し、そして再び圧力をかける。試験は標準的に、３０
サイクルの間あるいは１０ｇ／ｗｉｎの最小研削速度に
達するまで行う。この評価については、２００ボンド（
９０．７ｋｇ）の力を試験棒へ加えた。試験棒は、第４
表に示されたように４１４１鋼及び３０４ステンレス鋼
であった。

この装置には、研削サイクルの間に研削された金属の量
及び消費された動力の量を読み且つ記録するための計器
を備え付ける。

実行された試験では、ゾルゲル法アル竃ナ砥粒１００％
の研摩ベルトを先に説明した手順を使って試験して、対
照として利用した。次いで、５０／５０混合物のベルト
を使って試験を繰返した。結果は、表４において「対照
の百分率」でもって報告される。

１２２　Ｄ，プランジ研削試験一この試験は、中間的な
圧力範囲でのプランジ研削における研摩ベルトの研削性
能を評価するために計画される。試験手順は基本的に先
に説明したのと同じである。

使用する装置は、２．５“ｘ６０’　　（６．３５ｘｌ
５２．４ｃｍ）の長いエンドレスベルト研摩ベルトを利
用するように改造されたＳＥＴＣＯ床上旋盤ベルト研削
機からなる。ウレタンで被覆された直径７インチ（１７
．８ｃＩＩ＋）の９０ジュロメーターショアーＡバック
アップホイールを、ベルト速度５０００ＳＦＰＭで２５
ＨＰの可変速電動機により駆動する。

当業者に知られているプランジ研削の構或において試験
棒を支え且つその１インチ（２．５４ｃｍ）四角の面を
研摩ベルトへ当てるために、特別な取付具をバックアッ
プホイールの前に直接取付ける。

力は、研削３秒そして冷却３０秒のサイクルを得るため
に自動的に適用されそして取除かれる一組の機械式のお
もりによって発生される。各研削サイクルの間に研削さ
れる金属の量、サイクルの総数及び研削された金属の総
量を記録する。■サイクル当りの研削速度が１０ｇ／Ｉ
Ｉｌｉｎに達したところで試験を終える。

この評価については、８０ポンド（３６．３ｋｇ）の重
量をかけた。試験棒はＩＱ１Ｂ！！ｉ４の棒であった。

結果は、「対照の百分率Ｊでもって報告される。

盪８坐二上上裟塘 試験１０２Ｄは、通常の研削装置での研摩ベルトについ
ての目つぶれ／寿命性能の評価である。

装置は、付属の機械式のおもりの力がかけられと水平方
向に自由に動くことができるように整列させた摩擦なし
のベアリングに載せられた往復台集成体からなる。この
往復台には、３／８’　　（０．９５肋）のランド及び
溝を有するのこぎり状の直径７インチ（１７．８ｃｍ）
を支える、電動機で駆動される垂直に取付けられたスピ
ンドル、ウレタンで覆われた５５ジュロメーターショア
ーＡバックアップホイール、そして床に平行して水平に
取付けられる２．５’　ｘ６０”　　（６．３５ｘｌ５
２．４　ｃｍ）の研摩布紙を受け入れるように形づくら
れた引取ユニットが取付けられる。

この構成でもって、１／２’　Ｘ　３　’　Ｘ　９　３
／４’１．２７ｘ７．６２ｘ２４．７７　ｃｍ）の金属
試験棒を管理された期間通常の往復研削法で１／２″面
に沿って研削する。試験棒を冷却させ、研削サイクルの
間に研削された金属の量を記録し、そしてこのサイクル
を繰返す。

金属試験捧は、１７２″面が研摩ベルトに当てられるよ
うに試験棒を支持する往復する取付具に取付けられる。

この取付具は７フィート（２．１ｍ）／ｗｉｎの速度で
往復する。ベルト速度は５０００ＳＦＰＭである。

この試験では、研削時間は２分、そして試験金属は４１
４０鋼及び３０４ステンレス鋼である。ベルトに加えら
れる力の量は、３６グリッドのベルトの場合に１５ボン
ド（６．　８　ｋｇ）　、５０グリッドのベルトの場合
に１２ボンド（５．４ｋｇ）である。金属試験棒を往復
取付具に取付け、対照ベルトを水平の往復台へ取付け、
そして試験を始める。試験棒を２分間水平方向に往復移
動させながら、研摩ベルトが試験棒の１７２″面と接触
するように機械式のおもりで水平の往復台を前方に進ま
せ、そして２分たったところでタイマーが自動的に試験
棒からベルトを引き戻す。棒を取出して重量減少を記録
する。

このサイクルを、１サイクル当りの研削速度が１０ｇ／
ｍｉｎに達するまで（あるいは、ステンレス鋼の場合に
は２分のサイクルが１０回完了するまで）繰返す。

次に、試料ベルトの試験を同じ手順を使って行い、研削
結果を「対照の百分率」として記録する。

表４の性能データにより示されるように、５０／５０体
積％比のゾルゲル法アルくナ砥粒とアルミナ−ジルコニ
ア砥粒との混合物を有する分割塗布研摩布紙材料は、場
合によってゾルゲル法アルごナ砥粒１００％のベルトよ
りも実質的に良好に働いた。

例えば、１０１８鋼についての試験で５０グリッドの砥
粒の場合に、研削性能は全部がゾルゲル法アルもナ砥粒
のベルトと比べてかなり向上している。そして表４の結
果は、ステンレス銅について特に３６グリッドで劇的な
改良を示している。

このように、上記の様々な例によって示されるように、
ゾルゲル法アル壽ナの砥粒をアルミナージルコニアの砥
粒と混ぜ合わせると、一定の用途においてどちらかの砥
粒を単独に用いた研摩布紙材料よりも明らかに優れた研
摩布紙材料が得られる。その上、そのほかの一定の用途
について、混合砥粒からおのおのの個々の砥粒の最良の
特徴を合わせた研摩布紙材料が得られる． これらの試験の結果として、最適な性能が過去において
はゾルゲル法アルミナの砥粒だけを有する研摩布紙材料
でのみ得られていた多数の用途において使用するのに適
した、ゾルゲル法アルくナの砥粒とアルミナ−ジルコニ
アの砥粒との混合物を有する研摩布紙材料を提供するこ
とができることが明らかになる。この発見は、研摩布紙
材料における砥粒の費用がゾルゲル法アルごナ砥粒だけ
の同様な材料よりもかなり低下することを伴う。

上記の詳しい説明は、理解を明確にするために提供した
だけであって、それらから本発明を不必要に限定するも
のと理解すべきではない。本発明は、ここに示されそし
て説明された正確な詳細には限定されず、そして当業者
には特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲
から逸脱することなしに自明の改変や変形が思い浮かぶ
であろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持用部材を有し、且つ、 （ａ）少なくとも一つの基礎接着剤層、 （ｂ）この基礎接着剤層により上記支持用部材へ付着さ
   せられた少なくとも一つの砥粒層、及び （ｃ）この少なくとも一つの砥粒層の上の上引き接着剤
   層を含んでなる、上記支持用部材に付着した塗装研摩材
   の層を有し、上記少なくとも一つの砥粒層が、少なくと
   も約１５体積％から約７５体積％までの割合のゾルゲル
   法アルミナの砥粒と８５体積％以下から約２５体積％ま
   での量のアルミナ−ジルコニアの砥粒との混合物を含ん
   でなる、研摩布紙材料。 ２、前記ゾルゲル法アルミナ砥粒が種入りのゾルゲル組
   成物の砥粒である、請求項１記載の研摩布紙材料。 ３、前記アルミナ−ジルコニア砥粒が約３５〜約５０％
   の酸化ジルコニウムを含む近共融組成物を含んでなる研
   摩材組成物の砥粒である、請求項１記載の研摩布紙材料
   。 ４、前記塗装研摩材層が砥粒の単一層である、請求項１
   記載の研摩布紙材料。 ５、前記砥粒の層がゾルゲル法アルミナの砥粒とアルミ
   ナ−ジルコニアの砥粒との混合物であり、そしてこの混
   合物における砥粒の体積比が約５０／５０である、請求
   項４記載の研摩布紙材料。 ６、前記ゾルゲル法アルミナの砥粒が種入りのゾルゲル
   組成物の砥粒である、請求項５記載の研摩布紙材料。 ７、前記混合物中の前記砥粒の粘度が５０グリッドであ
   る、請求項６記載の研摩布紙材料。 ８、前記少なくとも一つの砥粒層が第一の砥粒層及びこ
   の第一の砥粒層の上に用意される第二の砥粒層を含み、
   これらの両方の砥粒層が前記基礎接着剤層により前記支
   持用部材へ付着させられており、そして前記上引き接着
   剤層が上記第二の砥粒層の上にあって、この第二の砥粒
   層がゾルゲル法アルミナの砥粒とアルミナ−ジルコニア
   の砥粒との混合物であって当該ゾルゲル法アルミナ砥粒
   の量が少なくとも１５体積％であるものを含んでなる、
   請求項１記載の研摩布紙材料。 ９、前記第一の砥粒層が溶融アルミナの砥粒層である、
   請求項８記載の研摩布紙材料。 １０、各層における前記砥粒が３６グリッドである、請
   求項９記載の研摩布紙材料。 １１、支持用部材へ付着させられた砥粒の層を含んでな
   り、この砥粒層が砥粒の混合物を含み、この混合物が約
   １５体積％から約７５体積％までのゾルゲル法アルミナ
   の砥粒と約８５体積％から約２５体積％までの溶融アル
   ミナ−ジルコニア組成物の砥粒とを含んでなる、高圧研
   削用途に特に適した研摩布紙材料。 １２、前記ゾルゲル法アルミナ砥粒が種入りのゾルゲル
   組成物の砥粒であり、そして前記アルミナ−ジルコニア
   の砥粒が共融組成物を含む組成物の砥粒であって、これ
   らの砥粒の体積比が５０／５０である、請求項１１記載
   の研摩布紙。