JPH0857766A - ガラス用研磨砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研磨加工中における潤滑作用の持続性の向上
と、固体潤滑剤の影響による加工速度の低下を防止す
る。 【構成】 周囲にカップリング剤３を塗布した平均粒径
が研磨砥粒４の１／５以下である固体潤滑剤２と、前記
研磨砥粒４とを結合剤５中に分散配置したガラス用研磨
砥石１を用いる。 【効果】 固体潤滑剤を結合剤中に配置した際、固体潤
滑剤の脱粒を防止できると共に、被加工物の面精度の低
下を生じさせないことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学部品等のガラス加工
に適した研磨砥石に関する。

【０００２】

【従来技術】被加工物を研磨加工する研磨砥石として
は、研磨砥粒と固体潤滑剤とを結合剤で一体化させたも
のが知られている。固体潤滑剤は、研磨加工中に砥石表
面の結合剤と被加工物との間に生じる加工抵抗を抑え
て、被加工物の研磨加工を円滑に行うために用いられ
る。

【０００３】従来、研磨砥粒と固体潤滑剤とを結合剤中
に分散配置した研磨砥石としては、特公昭５５−２８８
２９号公報に、固体潤滑作用を有する平均粒径３〜５μ
ｍの弗化炭素と研磨砥粒とを結合剤により一体化したも
のが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
の研磨加工のように、表面を高い面精度に加工する際
は、研磨砥粒の平均粒径を５μｍ以下にする必要があ
る。このため、上記研磨砥石をガラス用研磨砥石として
使用しても、固体潤滑剤となる弗化炭素の平均粒径は、
研磨砥粒の平均粒径と同径もしくはそれ以上となってし
まう。

【０００５】これにより、図５で示すように結合剤１２
中の研磨砥粒１３が被加工物であるガラス１４と接触し
て加工が行われる際、ガラス１４と弗化炭素１５とが接
触することによって、研磨砥粒１３がガラス１４へ食い
込もうとする作用を阻害することになる。この結果、研
磨砥粒１３がガラス１４に作用しにくくなり、加工速度
の低下に伴ってガラス１４の加工時間が増加すると共
に、弗化炭素１５に対する抵抗が増えるため、弗化炭素
１５の脱落が多くなってしまい、研磨加工中の潤滑作用
が得られなくなってしまう。

【０００６】また、研磨加工中に生じる弗化炭素１５の
加工抵抗を減少させるために、弗化炭素１５の平均粒径
を小さくすると、結合剤１２との接触面積が小さくなっ
てしまうので、弗化炭素１５はガラス１４との加工抵抗
によって結合剤１２即ち研磨砥石から脱落することが多
くなってしまう。更に、固体潤滑剤として結合剤１２と
の接着性があまり良くない弗化炭素１５を用いているた
め、弗化炭素１５は研磨砥石からの脱落が多くなってし
まう。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、研磨加工中における潤滑作用の持続性の向上
と、固体潤滑剤の影響による加工速度の低下を防止する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】周囲にカップリング剤を
塗布した平均粒径が研磨砥粒の１／５以下である固体潤
滑剤と、前記研磨砥粒とを結合剤中に分散配置したガラ
ス用研磨砥石を用いる。

【０００９】

【作用】固体潤滑剤の平均粒径が研磨砥粒の１／５以下
であるため、砥石表面における固体潤滑剤の突出量は砥
粒よりも小さく抑えられる。これにより、研磨加工中の
際の研磨砥粒は、被加工物であるガラスに充分に食い込
み、固体潤滑剤の影響による加工速度の低下はなく研磨
加工が行える。

【００１０】また、固体潤滑剤周囲に結合剤との結合力
を大きくするカップリング剤を塗布しているため、結合
剤との結合力が小さい固体潤滑剤や砥粒の粒径より小さ
い固体潤滑剤を用いても、固体潤滑剤が容易に脱落する
ことはなくなり、潤滑作用の持続性が向上する。

【００１１】

【実施例】

（第１実施例）本発明の実施例のガラス用研磨砥石の製
造工程を図１に示す。まず、研磨砥石の結合剤となるポ
リイミド樹脂の粉体と、これの溶媒となるＮ−メチルピ
ロリドンとを、重量比が１：２になるように秤量し、混
合・溶解させて、樹脂溶液を得る。一方、砥粒として用
いる平均粒径が１．４μｍの酸化セリウムを、研磨砥石
の結合剤となるポリイミド樹脂の粉体に対して２／３容
量を秤量する。更に、固体潤滑剤として用いる二硫化モ
リブデンを、湿式ボールミルにて平均粒径が０．２μｍ
になるように粉砕して、ポリイミド樹脂と酸化セリウム
との総量に対して１／２０容量を秤量する。この秤量し
た二硫化モリブデンを、シランカップリング剤（日本ユ
ニカー株式会社・シランカップリング剤Ａ−１１００）
の溶液に浸漬し、溶液から取り出して乾燥させることに
より、二硫化モリブデンの周囲にシランカップリング剤
の膜を塗布する。

【００１２】次に、秤量した酸化セリウムを樹脂溶液に
添加して、樹脂溶液中に酸化セリウムが均一に分散する
ように混合する。この酸化セリウムと樹脂溶液との混合
物を７０℃の乾燥炉で乾燥させて、溶媒であるＮ−メチ
ルピロリドンを蒸発除去させる。この蒸発除去で得られ
た固形物を自動乳鉢で粉砕したものにシランカップリン
グ剤の膜を塗布した二硫化モリブデンを加え、充分に混
合する。そして、この混合したものを金型にて圧縮成形
し、ここで得られた成形体を２００℃・１２時間の条件
で焼成して、研磨砥石を得る。

【００１３】この製造工程で製造した研磨砥石の模式図
を図２に示す。研磨砥石１は、周囲にシランカップリン
グ剤３を塗布した固体潤滑剤２となる二硫化モリブデン
と、研磨砥粒４となる酸化セリウムとを、結合剤５のポ
リイミド樹脂中に分散配置して結合されている。以下、
本実施例の作用を説明する。

【００１４】本実施例におけるガラスの研磨加工の状態
を図３に示す。上記研磨砥石１により、直径２０ｍｍの
ガラス（光学硝材ＢＳＬ７）９を研磨加工する。研磨砥
石１は、固体潤滑剤２の平均粒径が０．２μｍであり、
研磨砥粒４の平均粒径の１．４μｍより充分に小さい。
このため、砥石１表面の砥粒面６と固体潤滑剤面７との
間に隙間８ができるので、研磨砥粒１が被加工物となる
ガラス９に充分に食い込んで、ＮＲ（ニュートンリン
グ）のクセがなく９３ｓｅｃで良好に研磨加工が行われ
る。

【００１５】また、固体潤滑剤２周囲に結合剤５との結
合力を大きくするシランカップリング剤３を塗布してい
るため、研磨砥粒４の粒径より小さい固体潤滑剤２を用
いても、固体潤滑剤２が容易に脱落することはなくな
り、潤滑作用の持続性が向上する。この固体潤滑剤２の
平均粒径やシランカップリング剤３の塗布による効果
は、加工時間やガラス９の面精度に反映される。表１に
固体潤滑剤の平均粒径と研磨加工時間の関係を示し、カ
ップリング剤の塗布の有無とＮＲクセの評価も合わせて
示す。

【００１６】研磨砥石の製造方法は上述と同様にして、
固体潤滑剤の平均粒径のみを変えて製作した。

【００１７】

【表１】

【００１８】ここで、カップリング剤を塗布している場
合は有とし、塗布していない場合は無とした。また、Ｎ
Ｒクセの評価は干渉縞写真でガラス９の研磨加工面にダ
レが確認されないものを良好とし、確認されるものを不
良とした。No.1は、本実施例で用いた研磨砥石であり、
結果は上述に示した通りである。No.2・No.3は、No.1の
研磨砥石より固体潤滑剤の平均粒径を小さくした研磨砥
石であり、No.1の研磨砥石とほとんど差のない加工時間
でＮＲクセのない良好なガラスを得ることができた。ま
た、固体潤滑剤の平均粒径が砥粒の１／５以下になる
と、ほとんどガラスの加工時間に差がなくなるという結
果が得られた。

【００１９】以下、本実施例に対する比較例（No.4〜N
o.10)を示す。No.4の研磨砥石は、固体潤滑剤を添加し
ていないものである。この研磨砥石は、研磨完了までの
加工時間は９０ｓｅｃと早いが、固体潤滑剤を添加して
いないため、ダレが発生してしまった。No.5〜No.9の研
磨砥石は、研磨砥粒の平均粒径の１／５より大きい固体
潤滑剤を添加して、この固体潤滑剤周囲にカップリング
剤を塗布したものである。これらの研磨砥石は、固体潤
滑剤を添加しているため、加工抵抗を減少させることが
でき、ＮＲクセは良好になった。しかしながら、固体潤
滑剤の平均粒径が研磨砥粒の１／５より大きいため、研
磨砥粒がガラスに対して充分に作用できない。これによ
り、ガラスの加工時間がNo.1の研磨砥石と比較して遅く
なってしまった。

【００２０】No.10 の研磨砥石は、固体潤滑剤を添加し
てカップリング剤を塗布していないものである。この研
磨砥石とNo.1の研磨砥石とを比較して、カップリング剤
の有無の差を確認した。カップリング剤の有無にかかわ
らず、加工時間はほぼ同等であったが、カップリング剤
を塗布しない研磨砥石には、ＮＲクセが確認された。こ
れは固体潤滑剤周囲にカップリング剤を塗布しないと、
固体潤滑剤と結合剤との結合力が小さくなり、固体潤滑
剤が脱粒しやすくなるため、研磨加工中の潤滑作用が低
下してしまい、加工中に被加工物が振動を起こした結果
と考えられる。

【００２１】本実施例は、固体潤滑剤の平均粒径が研磨
砥粒の１／５以下と充分に小さいため、砥石表面の砥粒
面と固体潤滑剤面との間に隙間ができるので、砥粒が被
加工物となるガラスに食い込もうとする作用を阻害する
ことはなくなり、円滑にレンズの加工を行うことができ
る。また、固体潤滑剤の周囲にカップリング剤を塗布し
ているため、固体潤滑剤が小さくても結合剤と強固に結
合でき、固体潤滑剤の脱落を少なくすることができる。

【００２２】（第２実施例）製造した第２実施例の研磨
砥石の模式図を図４に示す。研磨砥石の製造方法は第１
実施例と同様であるため、説明は省略する。本実施例の
研磨砥石１０は、固体潤滑剤２として、潤滑作用に優れ
ているが結合剤５との接着性があまり良くない弗化炭素
を用い、カップリング剤としてチタンカップリング剤１
１を用いる。これ以外の第１実施例と同一の部分には同
一の符号を付し、説明は省略する。

【００２３】上記研磨砥石１０により、直径２０ｍｍの
ガラス（光学硝材ＢＳＬ７）を研磨加工する。また、比
較例として固体潤滑剤を添加しない研磨砥石と、固体潤
滑剤周囲にカップリング剤を塗布しない研磨砥石でも、
同様のガラスを研磨加工した。 表２に各研磨砥石のＮ
Ｒクセの大きさをＰＶ値（PEAK TO VALLEY）として示
す。

【００２４】

【表２】

【００２５】カップリング処理なしの固体潤滑剤を添加
した研磨砥石のＰＶ値は、固体潤滑剤を添加しない研磨
砥石のＰＶ値と、ほとんど変わらない高い値になってい
る。これは、固体潤滑剤としてカップリング処理なしの
弗化炭素を用いているので、結合剤との接着力が充分得
られず、固体潤滑剤が結合剤からすぐに脱落してしま
い、研磨加工中の潤滑作用が充分に発揮できないためで
ある。

【００２６】一方、カップリング処理ありの固体潤滑剤
を添加した研磨砥石のＰＶ値は、格段に小さくなってい
ることがわかった。本実施例は、固体潤滑剤の平均粒径
が研磨砥粒の１／５以下と充分に小さいため、砥石表面
の砥粒面と固体潤滑剤面との間に隙間ができるので、砥
粒が被加工物となるレンズに食い込もうとする作用を阻
害することはなくなり、円滑にレンズの加工を行うこと
ができる。

【００２７】また、固体潤滑剤の周囲にカップリング剤
を塗布しているため、固体潤滑剤に結合剤と結合力の小
さい弗化炭素を用いても、結合剤と強固に結合でき、固
体潤滑剤の脱落を少なくすることができる。なお、上述
の各実施例では研磨砥粒に酸化セリウムを用いたが、合
成ダイヤモンド、酸化ジルコニウム又は酸化アルミニウ
ムを用いても良い。

【００２８】固体潤滑剤は上述の実施例で用いた二酸化
モリブデンや弗化炭素以外に、二酸化タングステン又は
グラファイトを用いることができ、これらの固体潤滑剤
と研磨砥粒とは任意の組み合わせをとることが可能であ
る。カップリング剤は上述の実施例で用いたシラン系や
チタン系以外には、ジルコアルミネート系を用いても良
い。

【００２９】また、上述の各実施例では、固体潤滑剤の
添加量を結合剤に対して８．３３容量％にしているが、
これは固体潤滑剤の添加量が結合剤に対して１０容量％
を越えると結合剤の砥粒保持能力が低下し加工速度の遅
い研磨砥石となってしまい、一方２容量％より小さくな
ると、固体潤滑剤としての作用が低下して加工抵抗の高
い研磨砥石となりＮＲクセを生じてしまうためである。
従って、固体潤滑剤の添加量は結合剤に対して２容量％
以上１０容量％以下が好ましい。

【００３０】

【発明の効果】固体潤滑剤の平均粒径が研磨砥粒に対し
て充分小さく、固体潤滑剤の周囲にカップリング剤を塗
布しているため、固体潤滑剤の影響による加工速度の低
下を防止できると共に、固体潤滑剤の脱粒を防止でき、
研磨加工中における潤滑作用の持続性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の研磨砥石の製造方法を示す図であ
る。

【図２】第１実施例の研磨砥石を示す模式図である。

【図３】第１実施例の研磨砥石におけるガラスの研磨加
工の状態を示す図である。

【図４】第２実施例の研磨砥石を示す模式図である。

【図５】従来の研磨砥石におけるガラスの研磨加工の状
態を示す図である。

【符号の説明】

１ 研磨砥石 ２ 固体潤滑剤 ３ シランカップリング剤 ４ 研磨砥粒 ５ 結合剤 ６ 砥粒面 ７ 固体潤滑剤面 ８ 隙間 ９ ガラス １０ 研磨砥石 １１ チタンカップリング剤 １２ 結合剤 １３ 研磨砥粒 １４ ガラス １５ 弗化炭素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周囲にカップリング剤を塗布した平均粒
   径が研磨砥粒の１／５以下である固体潤滑剤と、前記研
   磨砥粒とを結合剤中に分散配置したことを特徴とするガ
   ラス用研磨砥石。