JPH05337833A

JPH05337833A - 光学硝子研磨用工具

Info

Publication number: JPH05337833A
Application number: JP17171592A
Authority: JP
Inventors: Manabu Tomitani; 学富谷
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1992-06-05
Publication date: 1993-12-21

Abstract

(57)【要約】【目的】被研磨部材にキズを生じさせず、工具の表面
が目詰まりすることのない研磨を可能とする。【構成】金属酸化物からなりＭｏｈｓ硬さ４〜７．５
を有する研磨砥粒３を用い、この砥粒３に界面活性剤５
で表面処理をして脱落性砥粒４を作成し、この表面処理
した脱落性砥粒４と、全く表面処理しない研磨砥粒３と
の混合物を樹脂からなる結合剤２で結合させる。また、
研磨砥粒１２にカップリング剤１３で表面処理をして結
合性砥粒１４を作成し、この表面処理した結合性砥粒１
４と、全く表面処理しない研磨砥粒１２との混合物を樹
脂からなる結合剤１１で結合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレンズ等の光学硝子等を
研磨するために使用する光学硝子研磨用工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、砥粒を結合剤により焼結して得
られる砥石は公知である。しかし、このように砥粒を結
合剤で焼結した砥石では、加工面に目詰まりが生じると
いう難点がある。この目詰まりを防止する作用を有する
砥石として、特開昭５７−１４９１６２号公報にはダイ
ヤモンド等からなる研削砥粒と、ホウ素からなる脱落性
無機粒子とをポリイミド系高分子材料からなる結合剤に
て結合した加工用工具が開示されている。

【０００３】この加工工具は、ポリイミド系高分子材料
でダイヤモンド等からなる研削性砥粒と、この研削性砥
粒に比べて脆さを有する無機質粒子、あるいは前記ポリ
イミド系高分子材料や研削性砥粒に比べ密着力の劣る無
機質微粒子とを結合することによって構成されている。
これにより研削加工時に無機質粒子、あるいは無機質微
粒子が強制的に脱落、欠落し、常に新しい研削砥粒面を
露出するため、目詰まりのない安定した加工が可能とな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の加工用
工具は、脱落性無機質粒子をホウ素粒子に限定してい
る。ところで、光学硝子研磨においては砥粒の硬度が加
工面の品質に強く影響し、Ｍｏｈｓ硬さ９の砥粒を用い
ると、硝子の硬軟を問わず、チリメンジワを生じ良好な
研磨面が得られないという報告がある（光学素子加工技
術 '８７、Ｉ−３光学材料、Ｐ１９〜２０、１９８７，
社団法人日本オプトメカトリニクス協会）。従来技術で
用いるホウ素粒子はＭｏｈｓ硬さ９．３の砥粒であり、
光学硝子の研磨加工面に無数の傷が生じることは明らか
である。

【０００５】また、従来技術の研削性砥粒には、ホウ素
粒子よりも脆くない砥粒、あるいはポリイミド系高分子
に対してホウ素粒子よりも密着力の優れた砥粒であるダ
イヤモンド等の砥粒を用いている。

【０００６】このような構成では、（１）ホウ素粒子よりも脆くない砥粒として、Ｍｏｈ
ｓ硬さ１０のダイヤモンド以外に存在せず、上述した文
献によると光学硝子部品の研磨には適さない。（２）また、ポリイミド系高分子材料に対して、化学
的に共有結合性の強いホウ素粒子よりも密着力の優れた
砥粒として、化学的に共有結合性の強いダイヤモンドあ
るいは高分子物質による砥粒以外使用できないところか
ら、いずれも光学硝子研磨工具に適さない問題点があっ
た。

【０００７】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、被研磨部材にキズを生じさせず、工具の表面が
目詰まりせずに研磨できる光学硝子研磨用工具を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光学硝子研
磨用工具は、金属酸化物からなるＭｏｈｓ硬さ４〜７．
５を有する研磨砥粒を用いると共に、この砥粒を界面活
性剤で表面処理して脱落性砥粒を作成し、この表面処理
した脱落性砥粒と、全く表面処理しない砥粒との混合物
を樹脂からなる結合剤で結合させている。

【０００９】また、本発明に係る他の光学硝子研磨工具
は、金属酸化物からなるＭｏｈｓ硬さ４〜７．５を有す
る研磨砥粒を用いると共に、この砥粒をカップリング剤
で表面処理して結合性砥粒を作成し、この表面処理した
結合性砥粒と、全く表面処理しない砥粒との混合物を樹
脂からなる結合剤で結合させている。

【００１０】

【作用】Ｍｏｈｓ硬さ４〜７．５を有する金属酸化物を
主成分とする研磨砥粒は、光学硝子部品に対して適度の
脆性を示しながら研磨加工を行う作用がある。この研磨
砥粒を用いたことによるの結合剤との密着性の差が減少
する問題点を解消するために、カップリング剤や界面活
性剤等の表面処理剤を砥粒表面にコート処理し、結合剤
との密着力を変化させる。そして、表面処理剤を用いて
結合剤との密着力の異ならせた砥粒を、２種類以上用い
ることで、研磨加工の際に研磨抵抗により密着力が弱い
砥粒が脱落、欠落し、これによりドレッシング作用が生
じる。また、カップリング剤によるコート処理は研磨用
砥粒と結合剤との密着力を向上させ、界面活性剤による
コート処理は研磨用砥粒と結合剤との密着力を低下させ
る作用がある。

【００１１】

【実施例１】以下、図１および図２に従って本発明の実
施例１を述べる。図１に示す光学硝子研磨用工具１はフ
ェノール樹脂からなる結合剤２と、金属酸化物からなり
Ｍｏｈｓ硬さ４〜７．５を有する酸化セリウム系研磨砥
粒３と、この前記酸化セリウム系研磨砥粒３の表面に陽
イオン界面活性剤５をコート処理した脱落性研磨砥粒４
とから構成されている。ここで結合剤２と、研磨砥粒３
と、脱落性研磨砥粒４の体積比率が、結合剤：研磨砥
粒：脱落性研磨砥粒＝４０：５０：１０の割合となって
いる。

【００１２】光学硝子研磨用工具１は、平均粒径１．５
μｍの酸化セリウム系研磨用砥粒２００ｇと、予め陽イ
オン界面活性剤５を表面にコート処理した酸化セリウム
系研磨砥粒４０ｇとを混合分散し、フェノール系高分子
材料４０ｇを揮発性有機溶剤に溶解した溶液にこの混合
砥粒を分散混入し、７５℃で３時間乾燥させた後粉砕
し、この粉体を金型内において１４５℃〜１６５℃で４
時間硬化させることにより作成した。

【００１３】表面に陽イオン界面活性剤５をコートした
脱落性研磨砥粒４は、陽イオン界面活性剤５の作用によ
り結合剤２との密着力が低下する。研磨加工中、研磨砥
粒３はＭｏｈｓ硬さ４〜７．５を有し、結合剤２に相対
的に強力に保持されているため、被加工部材である光学
硝子部品に対して適度の脆性を示しながら研磨加工する
ことができる。しかも、この脱落性研磨砥粒４は結合剤
２による保持力が小さいため、図２に示すように研磨加
工時に発生する研磨抵抗によって脱落し、研磨表面にド
レッシング効果をもたらす。

【００１４】本実施例に示した光学硝子研磨陽工具を用
いて、形状が径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、硝材がＢＫ
７、ＳＦ１の光学硝子材料を荷重３ｋｇｆ、工具軸回転
数５００ｒｐｍの条件で平面研磨加工したところ、どち
らの硝材においても１００個連続加工しても脱落性研磨
砥粒４のドレッシング作用がなされ、これにより目詰ま
りによる加工能力の低下がないと共に、キズ発生による
加工面の研磨不良の発生がなく、研削比は３〜４であっ
た。加工結果を以下、表１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】本実施例では、結合剤２の樹脂としてフェ
ノール樹脂を用いたが、他にエポキシ樹脂、ポリイミド
樹脂を用いても同様の効果がある。また砥粒の表面処理
に陽イオン界面活性剤５を用いたが、他に陰イオン界面
活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤を用いて
も同様の効果がある。

【００１７】

【実施例２】以下、図３に従って本発明の実施例２を述
べる。本実施例は実施例１に掲げた光学硝子研磨用工具
よりもさらに、効果的なドレッシング作用を有する光学
硝子研磨用工具を提供することを目的としている。図３
に示す光学硝子研磨用工具６は、フェノール樹脂からな
る結合剤７と、金属酸化物からなりＭｏｈｓ硬さ４〜
７．５を有する平均粒径１．５μｍの酸化セリウム系研
磨砥粒８と、平均粒径０．５μｍの酸化セリウム系砥粒
表面に陰イオン界面活性剤９をコート処理した脱落性研
磨砥粒１０とから構成されている。また、結合剤７と、
研磨砥粒８と、脱落性研磨砥粒１０の体積比率が、結合
剤：研磨砥粒：脱落性研磨砥粒＝４０：５０：１０の割
合となっている。この光学硝子研磨用工具６は、実施例
１に示した製造工程に従って製造することができる。

【００１８】本実施例において、界面活性剤９をコート
処理した砥粒１０は実施例１と同様な脱落作用を有して
いる。加えて脱落性研磨砥粒１０として結合剤７と相対
的に密着性の良い研磨砥粒８よりも粒径の小さい砥粒を
用いたことによって、砥粒１個当りの結合剤７との接触
面積が小さくなり、これにより脱落性研磨砥粒１０の脱
落を促進する作用を有する。しかも砥粒８の１個に対し
て脱落する砥粒１０が小さいため無駄に離脱し過ぎるこ
ともなく、効果的なドレッシング作用が得られる。

【００１９】本実施例の光学硝子研磨用工具６を用いて
光学硝子材料を研磨加工したところ、実施例１と同様の
効果が得られたのに加えて、研削比（研磨用工具の減耗
量に対する光学硝子材料の減耗量）が実施例１では３〜
４であるのに対し、本実施例では５〜６に向上し、加工
能力のばらつきも小さくなる効果も得られた。

【００２０】

【実施例３】以下、図４に従って本発明の実施例３を述
べる。本実施例は、実施例１，２に示された光学硝子研
磨用工具よりも砥粒の保持力が強く、大きな加工負荷に
も耐えうる耐久性を持つ光学硝子研磨用工具を提供する
ことを目的としている。

【００２１】図４に示す光学硝子研磨工具はフェノール
樹脂からなる結合剤１１と、金属酸化物からなるＭｏｈ
ｓ硬さ４〜７．５を有する酸化セリウム系研磨用砥粒１
２と、この酸化セリウム系研磨砥粒１２の表面にアルミ
カップリング剤１３をコート処理した結合性研磨砥粒１
４とから構成されており、結合剤１１と、研磨砥粒１２
と、結合性研磨砥粒１４の体積比率が、結合剤：研磨砥
粒：結合性研磨砥粒＝４０：１０：５０の割合となって
いる。

【００２２】この光学硝子研磨用工具は、実施例１に示
した製造工程に従って製造できる。表面にアルミカップ
リング剤１３をコートした結合性研磨砥粒１４は、アル
ミカップリング剤１３の作用により結合剤１１との密着
力が向上する。そのため、アルミカップリング剤１３で
表面処理した結合性研磨砥粒１４と、全く表面処理を施
さない研磨砥粒１２とで、結合剤との密着力の差が生じ
る。研磨加工中、研磨砥粒１２に比べて結合性研磨砥粒
１４は結合剤１１に相対的に強力に保持されているた
め、被加工部材を研磨加工する作用がある。また、研磨
砥粒１２は結合性研磨砥粒１４と比べて相対的に結合剤
１４による保持力が小さくなるため、図４に示すように
研磨加工時に発生する研磨抵抗により脱落し、研磨表面
にドレッシング効果をもたらすことができる。

【００２３】本実施例では、表面処理を施していない研
磨砥粒１２を脱落性とし、よりボンドとの結合力の高い
カップリング剤１３でコート処理した研磨砥粒を結合性
研磨砥粒１４として用いたことにより、表面処理を施し
ていない研磨砥粒１２を結合性にし、よりボンドとの結
合力が低い界面活性剤でコート処理した研磨砥粒を脱落
性研磨砥粒として用いた実施例１，２に示された光学硝
子研磨工具よりも、ボンドによる研磨砥粒を保持する力
が向上する。

【００２４】本実施例の光学硝子研磨用工具を用いて、
実施例１の３倍の加工荷重（９Ｋｇｆ）を負荷して研磨
加工を行ったところ、加工速度が３倍に向上し、また研
削比が１５に向上し、加工面には実施例１に示す加工結
果と同様にキズは見られず、平面精度も良好だった。比
較例として、実施例１に示された光学硝子研磨用工具を
用いて同様の加工を行ったところ、３倍の加工速度で、
しかも加工面にキズはみられなかったものの、研削比が
１以下になり、工具外周の研磨砥粒が早期に脱落して平
面精度が得られなかった。

【００２５】本実施例では、砥粒の表面処理にアルミカ
ップリング剤１３を用いたが、他にチタンカップリング
剤、シランカップリング剤を用いても同様の効果があ
る。

【００２６】

【実施例４】本実施例は実施例３と同等のドレッシング
効果が得られ、加えて研磨面の磨耗量が全面にわたって
均一な光学硝子研磨用工具を提供することを目的とす
る。図５（Ａ），（Ｂ）は本実施例の光学硝子研磨用工
具の縦断面及び横断面をぞそれ示す。図５（Ａ），
（Ｂ）に示される光学硝子研磨用工具１５は、フェノー
ル樹脂からなる結合剤１６と、金属酸化物からなるＭｏ
ｈｓ硬さ４〜７．５を有する酸化ジルコニウム系研磨砥
粒１７と、この酸化ジルコニウム系研磨砥粒１７の表面
にアルミカップリング剤１８をコート処理した結合性研
磨砥粒１９とから構成されており、単位体積当りの結合
剤１６の割合は一定であるが、酸化ジルコニウム系研磨
砥粒１７と結合性研磨砥粒１９の割合が異なる領域２
０，２１及び２２によって構成されている。領域２０，
２１及び２２は工具回転軸Ｏを中心として同心環状に結
合されており、各領域の結合性研磨砥粒割合（結合性研
磨砥粒／全砥粒）をそれぞれ２０ａ，２１ａ及び２２ａ
とするとき２０ａ＜２１ａ＜２２ａなる関係を有する。

【００２７】アルミカップリング剤１８でコート処理し
た結合性研磨砥粒１９と全く表面処理を施さない研磨砥
粒１７との密着力の相違は、実施例３に示した通りであ
り、結合性研磨砥粒１９が多い領域は結合剤１６の砥粒
保持力が強く、ドレッシング作用を受けにくい。したが
って、流域２０，２１及び２２における結合性研磨砥粒
１９の割合を変化させることで、磨耗量を制御すること
ができる。

【００２８】加工時の工具磨耗量は、周速との関係から
工具回転軸を中心として中心部が最小で外周部が最大で
あるが、結合性研磨砥粒割合２０ａ〜２２ａを実験値に
基て設定することにより、光学硝子研磨用工具の磨耗量
を全面にわたって均一にすることができる。

【００２９】本実施例に示された光学硝子研磨工具は、
酸化ジルコニウム系研磨砥粒１７をアルミカップリング
剤１８でコート処理した結合性研磨砥粒１９と、全く表
面処理を施さない酸化ジルコニウム系砥粒１７とを混合
して砥粒として用いたことにより、実施例３と同様のド
レッシング効果が得られると共に、結合性研磨砥粒割合
を工具回転軸Ｏを中心として同心環状に変化させたこと
により、加工時の研磨面の磨耗量が均一になる効果もあ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光学
硝子研磨用工具によれば、光学硝子部品に対して適度の
脆性を有する砥粒を研磨砥粒として用いたことによっ
て、キズのない良好な研磨面が得られると共に、界面活
性剤やカップリング剤等の表面処理剤を用いて結合剤と
の密着力の異ならせた砥粒を２種類以上用いたので、目
詰まりのない安定した加工が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学硝子研磨用工具の実施例１を
示す縦断面図である。

【図２】図１のドレッシング効果を示す縦断面図であ
る。

【図３】本発明に係る光学硝子研磨用工具の実施例２を
示す縦断面図である。

【図４】本発明に係る光学硝子研磨用工具の実施例３を
示す縦断面図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る光学硝子研磨用
工具の実施例４を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１光学硝子研磨用工具２結合剤３酸化セリウム系研磨砥粒４脱落性研磨砥粒５陽イオン界面活性剤１１結合剤１２酸化セリウム系研磨砥粒１３アルミカップリング剤１４結合性研磨砥粒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属酸化物からなりＭｏｈｓ硬さ４〜
７．５を有する砥粒と、この砥粒を界面活性剤で表面処
理した脱落性砥粒とを樹脂からなる結合剤で結合したこ
とを特徴とする光学硝子研磨用工具。
【請求項２】金属酸化物からなりＭｏｈｓ硬さ４〜
７．５を有する砥粒と、この砥粒をカップリング剤で表
面処理した結合性砥粒とを樹脂からなる結合剤で結合し
たことを特徴とする光学硝子研磨用工具。