JPH09103964A

JPH09103964A - 研磨砥石用ブロック並びに研磨砥石

Info

Publication number: JPH09103964A
Application number: JP28255895A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Sumiyoshi; 毅彦住吉
Original assignee: JIIBETSUKU INTERNATL CORP KK
Current assignee: JIIBETSUKU INTERNATL CORP KK
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】スティク状等の所望形状に形成しても研磨性
と共に良好な強度を備える研磨砥石と研磨砥石用ブロッ
クを提供する。【解決手段】絡み糸状にして一方向に引き揃えたガラ
ス長繊維に、研磨用砥粒を含有する熱硬化性樹脂を含浸
硬化させて得た研磨砥石用ブロックから所望形状の研磨
砥石を切り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は研磨砥石用ブロック
並びに研磨砥石に関する。物体の表面を磨く方法は大き
く分けて研削と研磨に分けられる。研削とは文字通り表
面を削り取って仕上げていくいわゆる荒削りの工程であ
り、研磨とは荒削りの済んだ物体の表面を滑らかに仕上
げるためのいわば仕上げのために表面を磨き上げる工程
を云う。本発明の研磨砥石用ブロック並びに研磨砥石
は、主として後者の鉄等の金属の表面を磨き上げる、研
磨用としての使用がその目的であり、用途に応じてこの
研磨砥石用ブロックからスティック状、棒状等の所望形
状に切り出して研磨砥石として使用するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、研削用、或いは、研磨用の砥石
は、用途に応じてふるい分けされたサイズ別の研削用、
研磨用のアルミナ、カーボランダム等の砥粒をバインダ
ー等を用いて焼結してブロック化し、このブロックより
用途に応じてスティック状や棒状等の所望形状に切り出
して使用するようにしていた。この従来の砥石によれ
ば、焼結したブロックの砥粒と砥粒の間に無数の隙間
（以下「ボイド」と呼ぶ）が存在し、研削や研磨の際に
削られた削りかすがこのボイドに入り込み、研削や研磨
時に被研削物、被研磨物の削りかすで被研削物、被研磨
物が傷つけられるのを防ぐことができるとされるもので
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、ブロックからスティック状や棒状等に切り
出された砥石は強度が弱く、特に１ｍｍ〜数ｍｍ程度の
厚みのスティックでは普通に力をいれて金型等の表面を
研削、研磨することができず、少し力を入れ過ぎると折
損してしまうという欠点を有していた。特に、研削、研
磨用回転工具、振動工具等に取り付けての使用でのこの
欠点は改善のしようのない難題であった。このような厚
みが１ｍｍ〜数ｍｍのスティック状、或いは、直径が数
ｍｍの丸棒状等の砥石は、特に鉄等の金属の金型等の削
り、仕上げ用には金型の形状によっては不可欠なもので
ありながら、従来の技術ではカバーが不可能な領域であ
った。

【０００４】これを解決する方法として、特開平１−２
２２８６５号公報において、研磨材となり得る素材（ア
ルミナ、ＳｉＣ等）の長繊維状になったもの、すなわ
ち、アルミナ長繊維、ＳｉＣ長繊維等を用いることによ
り繊維としての強度を利用しながら、なおかつ素材自体
の持つ研磨性能を利用することにより研磨スティックや
丸棒を作る方法が考えられた。すなわち、熱硬化性樹脂
を含浸したアルミナ長繊維、ＳｉＣ長繊維等を引き揃
え、これを加熱プレスすることにより硬化させ研磨用ブ
ロックを作る方法である。このブロックから切り出され
た厚み１ｍｍ〜数ｍｍのスティックはスティックの長手
方向に繊維が引き揃えられているため力をいれて研磨し
てもスティックが折れることなく、かつ繊維の先端の破
断面で金属面の研磨が可能となる。しかも、驚くべきこ
とに、こうして作られたスティックは繊維同士の隙間に
樹脂が完全に詰まっており、焼結により作られる砥石と
違ってボイドが全く存在しないにもかかわらず研磨が可
能である。これはおそらく削りかすが逆に入り込むよう
なボイドが全くないことにより、研磨時の研磨面に削り
かすが入り込むことがなく完全に研磨面より排出される
ためと思われる。この方法によればスティックの強度は
長繊維が受け持つため十分である。

【０００５】しかし、研磨がスティックの先端部、すな
わち、繊維の先端部でしかできないのでスティックの側
面では削れないという欠点を有する。例えば、手でステ
ィックを使って金型を磨くときは通常は磨く面積を増す
ためにスティックの曲がりを利用してスティックのはら
部（側面部）を使って磨くようにしているが、このステ
ィックにそれを期待するのは無理である。すなわち、側
面部では磨けないのである。また、同様に丸棒にしてド
リルのような回転工具に取り付けてものを磨くとき、小
さな立体物の側面も同時に磨きたいため丸棒の側面で磨
こうとしても磨けないという欠点がある。また、このよ
うなアルミナ長繊維等の繊維類は非常に高価であるとい
う欠点を有する。また、この方法でガラス長繊維を用い
た場合、ガラス繊維の硬度が低いため、アルミとか黄銅
類は研磨可能であるが鉄類は研磨が不可能であった。

【０００６】上記に述べた研磨材にもなる繊維を使って
研磨用ブロックを作る方法は繊維が強度と研磨性を兼ね
る面白い方法ではあるが上記に述べたような種々の欠点
も有していた。そこで、上記の方法の強度要素と研磨要
素を分離し、強度要素は研磨性はないが研磨用スティッ
クの強度を受け持つような繊維により達成し、研磨要素
は従来の研磨用砥粒を使用することにより研磨用スティ
ックに強度と研磨能力を持たせようと云う発想に基づき
種々検討してみた。しかし、研磨用ブロックにこのよう
に繊維と砥粒を均一に入れ、かつ１ｍｍ程度の厚みのス
ティックにしても折れることのない研磨砥石用ブロック
を作ることは至難の業であった。考えられる一番よい方
法は、短繊維と砥粒の混合物をプレス成形することであ
り、これは均一性については非常にうまくいくが、十分
な強度を得ることが不可能であった。また、通常のガラ
ス長繊維の使用では砥粒を含む樹脂組成物が繊維を樹脂
組成物の中を通した際に均一に繊維に付着されず砥粒を
均一にしかも研磨に対し十分な量を含む研磨用ブロック
として得ることはできなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】これに対し、更に、鋭意
研究した結果、強度要素として絡み糸状にしたガラス長
繊維を使用し、このたるんだ絡み糸の隙間にまで砥粒を
含む樹脂組成物を一定量保持させることにより前記課題
を解決できることを見いだし、本発明を完成させるにい
たった。すなわち、本発明の研磨砥石用ブロックは、絡
み糸状にして一方向に引き揃えたガラス長繊維に、研磨
用砥粒を含有する熱硬化性樹脂を含浸硬化させたことを
特徴とする。この場合、本発明の研磨砥石用ブロックは
前記熱硬化性樹脂１００重量部に対して、前記ガラス長
繊維を２０重量部〜７０重量部、前記研磨用砥粒を１０
０重量部〜６００重量部とすることが好ましい。また、
前記ガラス長繊維は、ガラス長繊維に空気を吹き込んで
絡み糸状にしたインターレス糸であることが好ましい。
また、前記熱硬化性樹脂は不飽和ポリエステル樹脂、或
いは、エポキシ樹脂からなることが好ましい。また、前
記研磨用砥粒はアルミナ、チタンボレート、チタンナイ
トライド、或いは、チタンカーバイドであることが望ま
しい。また、本発明の研磨砥石は、前記本発明研磨砥石
用ブロックから所望形状に切り出したことを特徴とす
る。その形状はスティック状、丸棒状等任意である。

【０００８】

【発明の実施の形態】前記研磨砥石用ブロックを製造す
るには、例えば、細い管の中で横から空気を吹き込みガ
ラス長繊維同士を絡ませて作った絡み糸を使用し、この
絡み糸を砥粒を一定量混合した熱硬化性樹脂組成物の入
った樹脂槽の中を通すことにより、このたるんだ絡み糸
の隙間に砥粒を含んだ樹脂組成物を一定量保持させ、こ
うして樹脂組成物を一定量含むガラス繊維の絡み糸を回
転する回転体（円筒でも角柱でも平板でもよい）に巻き
取り（この際綾をふって巻きとっても平行巻きにしても
よい）、この回転体上に巻き取った絡み糸と砥粒を含む
樹脂組成物が一体となった成形材料を回転体の軸方向に
カットし、切り開いてシート状に拡げ、これを金型のサ
イズにカットし、厚みに応じて必要ならば成形材料を積
層し、加熱した金型に入れ、加熱加圧プレスすることに
より硬化させ、研磨、研削用の砥石ブロックを作成す
る。そして、このブロックから必要な厚みのスティック
状等、所望形状に切り出して金型その他の研磨、研削用
の砥石として使用するのである。

【０００９】先に述べたように、空気により絡ませて製
作したインターレース糸等の絡み糸状のガラス長繊維は
引っ張り強度が大きく、得られた研磨砥石用ブロックは
研磨、研削用スティックに必要な曲げ強度１０ｋｇ〜１
２ｋｇ／ｍｍ²を十分に備える。また、絡んだ糸が引き
揃えられた方向と直角方向の強度アップに寄与するた
め、１ｍｍの厚みにカットしても（このカット方向は当
然スティックの長手方向が繊維の並んでいる方向になる
ようにする）、削っている最中にスティックが縦に割れ
るというような現象は生じない。なお、横方向の曲げ強
度は６ｋｇ／ｍｍ²程度である。曲げ強度が１０ｋｇ／
ｍｍ²に満たないとこれまでの概念と違って砥石が曲が
ることを利用しての研磨作業の効率は望めない。これは
曲げ強度が低く過ぎると砥石が曲がり過ぎるため、磨く
ときの力を研磨力として利用できないためである。すな
わち、曲がる砥石は被研磨物のでこぼこや曲面によくな
じみ、効率よく研磨することが可能となるが、曲がり過
ぎる砥石は研磨時に力がうまくいれられず効率よく研磨
することが不可能となる。なお、インターレース糸を使
用しないで通常の直すぐなガラス長繊維を使用した場合
には糸に砥粒を含む樹脂組成物が均一に付着せず、でき
あがったブロックも砥粒が均一に分散したブロックに仕
上がらない。したがって、研磨用ブロックとしては不適
切なブロックにしか仕上がらない。

【００１０】バインダ、すなわちガラス長繊維と研磨用
砥粒のマトリクスとしての樹脂成分は熱硬化性樹脂であ
れば特に限定されるものではないが、不飽和ポリエステ
ル樹脂やエポキシ樹脂が一般的である。

【００１１】研磨用砥粒としては、ダイアモンド粉、炭
化ホウ素粉、窒化ホウ素粉、炭化珪素粉、窒化珪素粉、
炭化タングステン粉、ホウ化タングステン粉やこれらの
ウィスカー類が使用できるが、アルミナ、チタンボレー
ト、チタンナイトライド、或いは、チタンカーバイドの
使用がコストの上から好ましい。また、この研磨用砥粒
のサイズは＃６０〜＃２００，０００の範囲で添加が可
能であるが、＃６０未満という砥粒の大きいものについ
ては巻き取り中に樹脂層での沈殿が激しく、うまく成形
材料が作れないので、＃８０を超える砥粒の使用が好ま
しい。また、熱硬化性樹脂中の研磨用砥粒の量としては
熱硬化性樹脂１００重量部に対して１００重量〜６００
重量部程度の配合が適当である。これは砥粒が１００重
量部未満では強度は十分であるが、研磨、研削性が十分
に得られず、単に滑る感じとなり、また、６００重量部
を越えると強度を受け持つガラス繊維が十分入らず強度
的に満足できるものは得られないからである。

【００１２】また、ガラス長繊維は繊維径３μ〜２５μ
程度のものを用いるのが好ましい。これは現在市販され
ている領域のものであり、この範囲を逸脱したものは実
用上生産が困難であるからである。また、熱硬化性樹脂
１００重量部に対して２０〜７０重量部程度の配合が適
当である。これはガラス長繊維が２０重量部未満では厚
さ数ｍｍのスティック状に切り出したものの強度が十分
得られず、７０重量部を超えると研磨、研削に必要な砥
粒が十分入らず研磨、研削が満足できるものが得られな
いからである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例につき比較例と共に説
明する。（実施例）不飽和ポリエステル樹脂としてＸＲ３０１
（ポリウレタン化成株式会社製）を使用し、この樹脂１
００重量部に対して硬化剤としてパーキュアＯ（日本油
脂株式会社製）を１重量部及び研磨用砥粒として白色溶
融アルミナ（フジミインコーポレイテッド品番ＷＡ＃
２４０）を１５０重量部添加し、攪拌器によりよく混合
し、この樹脂を樹脂槽に入れた。次いで、この樹脂槽の
中にあるガイドに絡み糸状のガラス長繊維、サーモロッ
クヤーン（発売元日東紡績株式会社製造元富士ファイ
バーグラス株式会社品番ＧＢＹ１３０ＳＰ）１本を通
過させ、この樹脂組成物をガラス繊維に含浸せしめた。
次いで、この樹脂含浸糸を耐磨耗性のある３．８ｍｍの
直径の穴を持つ丸ガイドを通過させ、樹脂組成物を一定
量に絞り込み、回転体としてのマンドレルに３ｍｍ間隔
で１３８ｍｍの幅に平行巻きにした。これを３往復繰り
返し全体として６層からなる成形材料とし、これをマン
ドレルの軸方向に沿ってカッターナイフで切り開き、６
層からなるシート状の成形材料を作成した。このシート
状成形材料を６ｃｍ×１５ｃｍのポジティブ（加圧型）
金型に同サイズにカットして２枚重ねにして入れ、加圧
力４．２トンでプレス成形を行い研磨砥石用ブロックを
得た。このときの金型温度は１２０℃、加圧時間は３０
分であった。

【００１４】このようにして作成した研磨砥石用ブロッ
クから幅１５ｍｍ、厚み１ｍｍ、長さ５０ｍｍの試験片
５枚を切り出して研磨性と曲げ強度の測定を行った。鉄
製品に対する研磨性に関しては＃４００砥石と同等の研
磨性が得られた。また、曲げ強度の測定結果を表１に示
す。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１から明らかな通り、得られた試験片は
全個数十分な曲げ強度を有していた。

【００１７】（比較例）次に、比較例として実施例と同
一条件で、但しガラス繊維のサーモロックヤーンを使わ
ず、白色溶融アルミナと不飽和ポリエステル樹脂のみか
らなる系の樹脂混合物をプレス成形したものから試験片
５枚切り出し（強度が弱いので２ｍｍ厚みに作成）、曲
げ強度の測定を行った。その測定結果を表２に示す。

【００１８】

【表２】

【００１９】表２から明かな通り、得られた試験片は実
施例の試験片に比べて曲げ強度が不十分であった。

【００２０】

【発明の効果】このように、本発明によれば、スティク
状等の所望形状に形成しても研磨性と共に良好な強度を
備える研磨砥石と研磨砥石用ブロックを提供することが
できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絡み糸状にして一方向に引き揃えたガラ
ス長繊維に、研磨用砥粒を含有する熱硬化性樹脂を含浸
硬化させたことを特徴とする研磨砥石用ブロック。
【請求項２】前記熱硬化性樹脂１００重量部に対し
て、前記ガラス長繊維を２０重量部〜７０重量部、前記
研磨用砥粒を１００重量部〜６００重量部としたことを
特徴とする請求項１記載の研磨砥石用ブロック。
【請求項３】前記ガラス長繊維は、ガラス長繊維に空
気を吹き込んで絡み糸状にしたインターレス糸であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の研磨砥石用ブロ
ック。
【請求項４】前記熱硬化性樹脂は不飽和ポリエステル
樹脂、或いは、エポキシ樹脂からなることを特徴とする
請求項１乃至３の何れかに記載の研磨砥石用ブロック。
【請求項５】前記研磨用砥粒がアルミナ、チタンボレ
ート、チタンナイトライド、或いは、チタンカーバイト
であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載
の研磨砥石用ブロック。
【請求項６】前記請求項１乃至５の何れかに記載の研
磨砥石用ブロックから所望形状に切り出した研磨砥石。