JPH01109063A - 砥石による切断および研削方法 - 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、砥石による切断や研削の能率が低くあるいは
砥石による切断や研削が困蒐な１例えば金属、１ｉ］！
質セラミツクスや焼結合金等を、能率よくあるいは容易
に砥石で切断や研削を行う方法に関する。

［従来の技術］ 例えば硬質のセラミックス材料等の被加工材料の切断や
研削には、ダイヤモンド砥石が汎用されている。ダイヤ
モンド砥石は砥石の刃部や研削面にダイヤモンドの砥粒
が、樹脂やメタルやガラス質を用いて結合されている。

この砥石を用いてセラミックス材料を切断すると、セラ
ミックスの切粉がダイヤモンドの砥粒間を埋め、目詰り
を発生させる。目詰りが進行してセラミックスの粉がダ
イヤモンド砥粒の高さまで目詰りすると、ダイヤモンド
の砥粒はセラミックス材料に切り込まれなくなり、従っ
て切断は困難となる。目詰りした砥石を、例えばグリー
ンカーボランダム砥石のような目立て用の砥石を用いて
、目立てすることもあるが、この目立て方法では目詰り
したセラミックスが除去されると同時にダイヤモンド砥
粒も削られるため、目立て後の切れ味は悪く又砥石の寿
命も短くなる。

ダイヤモンドの砥粒の間に目詰りが発生すると、砥石と
セラミックス材料間の摩擦熱の発生が大きくなり、ダイ
ヤモンド砥粒や被加工材料の表面の温度が上昇するが、
温度が高くなり過ぎるとダイヤモンド砥粒は変質したり
切断粉、研削粉等が砥石に焼き付いて砥石は使用出来な
くなり、又被加工材料にも熱歪を発生させることとなる
。

水冷しながら切断や研削を行うと、目詰りや摩擦熱の発
生は軽減されるが十分ではなく、又水冷して切断や研削
が行えない被加工材料も多いため。

この水冷法も万能ではない。

ボラゾン砥石は窒化ボロン系の砥粒を用いた砥石で１例
えば硬質の金属材料やセラミックス材料等の切断や研削
に汎用されているが、目詰りが発生するとダイヤモンド
砥石と同様に加工を継続する事が困難となる。

以上述べた如く、ダイヤモンド砥石やボラゾン砥石は切
断や研削が難しい例えば硬質セラミックス等の切断や研
削に汎用されているが、従来は砥石に目詰りが発生する
ため、長時間に亘って高速度で切断や研削を継続するこ
とは困難で加工能率が低く、また目詰りすると砥石の寿
命は短くなるため切断や研削のコストは高かった。

更に例えば窒化珪素系セラミックス（サイアロン）等は
、砥石による乾式の切断や研削は不可能なものとされて
いた。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、砥石による切断や研削に際して、長時間に亘
って高速度で切断や研削を継続しても砥石に目詰りを発
生させることのない、砥石による切断方法や研削方法を
提供する事を目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は （１）重量比で４５〜８５％のガラス繊維を熱硬化性樹
脂により固めた砥石の目立て材を、被切断材料と一緒に
砥石で切断する事を特徴とする、被切断材料の砥石によ
る切断方法であり、又 （２）重量比で４５〜８５％のガラス繊維を熱硬化性樹
脂により固めた砥石の目立て材を砥石で研削する目立て
研削を、被研削材料の研削バスの間に行い。

あるいは被研削材料の研削と交互に行い、被研削材料を
該砥石で研削する事を特徴とする、被研削材料の砥石に
よる研削方法である。

［作用］ 本発明の特徴である砥石の目立て材について先ず説明す
る。

本発明に使用する目立て材は、ガラス繊維と熱硬化性樹
脂よりなる目立て材である。第１図は本発明の目立て材
の作用を示す図である。目立て材１を回動している砥石
２の刃部や研削面に押し当てると、目立て材１のガラス
繊維７が、砥粒５の隙間に目詰りしている目詰り物６を
除去する。このガラス繊維は熱硬化性樹脂でバインドさ
れた腰の強いブラシ状となって目詰り物６をブラッシン
グ除去する。しかしガラス繊維は脆く且つ熱硬化性樹脂
は軟質なため、砥粒に当るとガラス繊維は折れて砥粒を
損う事はなく、目立て材１は砥粒によって順次研削され
る。従って本発明の目立て材は砥石によって研削される
が、新しいガラス繊維が研削の都度表れて、目詰り物６
を継続してブラッシング除去する。

本発明で使用するガラス繊維は、例えば直径が３〜２５
μ簡のガラス繊維である。ガラス繊維はダイヤモンド砥
粒の間に入ってセラミックス粉等を掻き出せる太さのも
のが適当である。

本発明のガラス繊維の配合量は重量比で４５〜８５％で
ある。最密充填は８３．７％であるが、樹脂中に気泡が
残留することを考慮すると８５％まで配合することが可
能となる。

ガラス繊維の配合量が４５％以下ではガラス繊維が少な
いために目立ての能率が悪く、又８５％以上では熱硬化
性樹脂の配合量が少なくなり過ぎて、ガラス繊維を十分
バインドする事が困難となる。

本発明の目立て材は、ガラス繊維を熱硬化性樹脂で固め
たものである。その中でも、ガラス繊維の向きが一方向
あるいは致方向に揃った目立て材は、目立てに際してブ
ラシ状となるガラス繊維が十分に確保されているため、
目立ての効果が特に大きい。

例えば硬質セラミックスを研削したダイヤモンド砥石を
目立てする際に、７５％以上のガラス繊維が一方向に対
して４５″以内に揃えられた目立て材を、目立て材の揃
えたガラス繊維の向きを目立て材を押しつける第１図の
矢印３に示す方向と同じ向きにして使用したが、目詰り
したセラミックス粉を極めて効率よく除去することがで
きた。

本発明の（１）は目立て材を被切断材料と一緒に砥石で
切断する方法である。第２図は本発明の切断方法のこの
例を示す図である。置台１０の上に本発明の目立て材ｌ
を置きその上に被切断物である例えばセラミックス片９
を重ねて載置し固定する。２は砥石で矢印４の方向に回
転し、矢印ｌｌの切断方向に進行して、セラミックス片
９と目立て材ｌを一緒に切断する。なお前述したように
ガラス繊維の向きが一方向に揃えられた目立て材を使用
する場合は、ガラス繊維の揃えられた方向が切断方向（
矢印１１）と同じになるように目立て材と被切断材を重
ねて裁置することが好ましい、この方法ではセラミック
ス片９の切断時に発生した切断粉等の目詰り物は、目立
て材ｌの切断で目立て材のガラス繊維群によって直ちに
除去され、砥石は常に目立てされているため目詰りは発
生しない。従って長時間に亘って連続して切断作業をし
ても、切れ味は常に鋭く高速度の切断が継続でき、又砥
石に目詰りがないために摩擦が少なく、砥粒や被切断物
の温度は適正に保たれる。

切断作業ではセラミックス９が、矢印１１の方向に切断
された後、更に矢印１２の方向にも切断される場合が多
い。前述のように繊維の方向が一方向に揃えられた目立
て材を使用して効率的に目立てを行い切断するには矢印
１２の方向に切断する際は目立て材を９０″回転させて
、目立て材のガラス繊維の向きを変えることとなる。し
かし例えば約半量のガラス繊維が矢印１１の方向に揃え
られ、残り半量のガラス繊維が矢印１２の方向に揃えら
れた目立て材を使用すると、目立て材１を回転させなく
ても、矢印１１の場合も矢印１２の場合も砥石は常に効
率よく目立てされ、従って被切断材料９と目立て材ｌと
を常に一体物として取扱う事が出来て便利である。

第３図は円筒形の被切断物９を、金属帯の端部２１にダ
イヤモンド砥粒を接着した砥石２で切断している状態を
示す図である。置台１０上に置かれた被切断物９と目立
て材１とは、砥石２を矢印４の方向に走行させて、矢印
１１の切断方向に一緒に切断する。

なお、第３図（Ａ）は被切断材を目立て材で囲んで切断
する例、第３図（Ｂ）は被切断材の一端に目立て材を置
いて切断する例を示す。

この際も砥石２の目詰り物は目立て材ｌを切断した際に
除去されているため、砥石２は常に目詰りのない状態で
被切断物９を切断し、長時間に亘って高速度の切断を継
続する事ができ、被切断物や砥粒の温度も適正に保たれ
る。

第４図は本発明（２）の研削方法の例を示す図である。

置台１０に被研削材料例えばセラミックス片９と目立て
材１を並べて固定する０例中２はセラミックスを研削す
る砥石で矢印４方向に回転し、矢印１１方向に進行する
。セラミックス片９の研削は、砥石２が１３の位置に来
ると終了するが、更に砥石を回転させたまへて目立て材
１の表面を継続して研削し１４の位置まで移動させると
、セラミックス片９の研削時に生じた目詰りは目立て材
１を研削する際に目立てされることどなる。セラミック
スの研削は砥石をセラミックス表面上で多数回往復させ
て行うが、第４図の方法で行うと、目立て研削とセラミ
ックス片の研削が交互に行われるため。

セラミックス片は常に目詰りのない砥石で研削される６
従って長時間に亘って高速度の研削を継続して行う事が
でき、又研削物や砥粒の温度も適正に保たれる。以上は
目立て研削と被研削材料の研削とを交互に行う例である
が、砥石を１３の位置まで移動して研削する研削パスを
数回行い、この間に１４の位置まで移動して目立てする
目立てパスを１回組合せた研削スケジュールで研削を繰
返すと、目立て研削は被研削材料の研削パスの間に行わ
れる事となるが、砥石が甚しい目詰りを発生させない場
合は、前記と同様の効果が得られる６尚本発明で使用す
る目立て材のガラス繊維を熱硬化性樹脂により固める方
法は、例えばフィルム上に付着させたエポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂上に適当に切断したガラス繊維を、繊維の
向きを多様にして分散させ、更にこの上に熱硬化性樹脂
を付着させ、加圧して含浸させた後加圧下で加熱硬化さ
せるものである。また例えば一方向性プリプレグを方向
を揃えて重ね合わせて積層し、これをオートクレーブ中
で加圧硬化させると、ガラス繊維は一方向に向きが揃っ
て熱硬化性樹脂によって固められるし、又ガラス繊維の
経糸と緯糸を直交させて織ったガラス繊維の布に熱硬化
性樹脂を含浸したものを重ね合わせて積層し加熱硬化し
て固めると、向きを二方向に揃えたガラス繊維を有する
目立て材が得られる。

また上記のガラス繊維の布に熱硬化性樹脂を含浸させて
得られたプリプレグを多数層積み重ね、これを加熱板の
間でプレス成形することによっても得ることができる。

また、前述した一方向に引き揃えたガラス繊維に熱硬化
性樹脂を含浸させ、加熱板の間でプレスして得られるい
わゆるＵＤプリプレグ（υｎｉ　Ｄｉｒｅｃｔｉ−ｏｎ
ａｌ　Ｐｒｅｐｒｅｇ）を繊維方向を揃えて多数層積み
重ねた上に次の層として、前記の繊維の方向とは直角方
向に、多数層を積層するかあるいは各層毎に繊維の方向
が前層と直交するようにＵＤプリプレグを多数積層して
もよい、・ また繊維の方向を揃えた目立て材を得る他の方法は１円
筒の円周方向に熱硬化性樹脂を含浸させたガラス繊維を
巻つけこれを円筒の軸方向に切り開いて板状とし、これ
をこのまま又は必要に応じて多数層積層してオートクレ
ーブで加熱硬化させるか、又は加熱金型を用いてプレス
成形することにより目立て材用成形板を得ることができ
る。また。

切り開いた板状の層を積層する際に繊維の方向が互いに
直角となるように積層すれば、二方向に繊維の方向を持
った目立て材用成形板が得られる。

［実施例］ 実施例（１）　　エポキシ樹脂（ＡＥＲ３３１［商品名
：旭化成工業（株）１１００重量部とＨＮ２２００［商
品名：日立化成工業（株）］８８０重量を混合したもの
）に硬化促進剤（２Ｈ４ＭＺ−ＣＮ［商品名：四国化成
工業（株）］）を１重量部添加混合した熱硬化樹脂をＳ
ＭＣ（シートモールデイングコンパウンド）装置により
フィルム上に一定厚さに付着させた。この樹脂の上に約
１インチの長さに切断した直径１３μｍのガラス繊維を
重量比で６０％となるように繊維の向きを多様な向きに
して均一に分散付着させた・ 更にこのガラス繊維の上に、前述の装置で他のフィルム
上に一定の厚さに付着させた前述の樹脂をかぶせて１両
フィルムの間にエポキシ樹脂とガラス繊維を保持し、こ
れをローラーで圧してガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸
せしめた。これを３５℃に数日間放置しＢステージ（加
圧、加熱硬化するのに適した半硬化状態）化し、１２０
℃に加熱したポジティブ金型にチャージして１時間加熱
、加圧して、樹脂を硬化させガラス繊維を重量比で６０
％含む目立て材を得た。

実施例（２）エポキシ樹脂（ＡＥＲ３３１［商品名、旭
化成工業（株）］１１００重量と１ｌＮ２２００［商品
名、日立化成工業（株）］８８０重量を混合したもの）
に硬化促進剤（２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ　［商品名、四国化成
工業（株）］）を１重量部添加混合した熱硬化性樹脂に
ＰＰ０社（米国）のガラス繊維１０６２（２０００７Ｅ
Ｘ）を含浸さセ、コれを２４本引き揃え、直径１ｍのド
ラムにあや角度８５°で均一に巻きつけ、これを軸方向
に切り開いてシート状とし、このシートを５８ｃｍ角に
カットし、繊維方向を揃えて積重ねた。これを３５℃に
数日間放置してＢステージ化し、１２０℃に加熱したポ
ジティブ金型（６０ｃｍ角）にチャージして１時間加熱
、加圧して、樹脂を硬化させ、一方向に揃ったガラス繊
維を重量比で７５％含む目立て材を得た。

実施例（３）　　ガラス繊維の方向を揃えた目立て材を
用いてドレッシングを行いながら、サイアロン（厚さ１
４ｍｍ、長さ１２０ｍｍ）の板を、ダイヤモンド回転砥
石により切断した。砥石による切断方向（置台の移動方
向）を一定とし、目立て材のガラス繊維の揃え方、およ
び目立て材の繊維を揃えた方向と切断方向との関係をか
えた場合についてその切断能率、砥石の摩耗量について
調査した。

切断条件と調査結果をそれぞれ第１表および第５図に示
す、なお、比較材として、従来の目立て材（グリーンカ
ーボランダム）、および目立て材を用いない場合につい
ても調査した。

また切断方法は、第６図に示すように切断用ベツド（置
台）１０の上にサイアロン板１５、および本発明の目立
て材ｌを切断方向に直列に並べて固定し。

置台を切断方向に左右に移動させながら切断した。

すなわち置台をＢの方向に移動させることによって砥石
はサイアロン１５を一定深さ切断し、引続きドレッシン
グされ１次に置台をＡ方向に移動させることによってド
レッシング後サイアロンが再び切断される。このような
操作を繰返して切断した。

第５図からもわかるように砥石のドレッシング（目立て
）を行わない場合には目詰りのため切断困難であり、ま
た従来の目立て材（グリーンカーボランダム砥石）によ
って目立てをしても砥石の摩耗量が多く又本発明の目立
て材程には切断速度は向上しなかった。

一方、本発明の目立て材を使用すると切断速度も向上し
、砥石の摩耗量も少なくなっている。

またガラス繊維の方向が砥石の目立て面に対して重直に
なっていると目立て効果が著しいことがわかる。

実施例（４）第６図に示す方法と同様の方法で置台１０
上に純鉄の板１６および実施例（２）の方法で得られた
本発明の目立て材１ｔｉ−繊維を揃えた方向と切断方向
（ｒ１１台の移動方向）を同じになるようにし、直列に
並べて固定し、回転切断砥石２により、砥石の目立てを
行いながら、純鉄の板を切断し、切断後の砥石の外径の
減少量を調査した。なお比較例として目立て材を使用し
ない場合も併せて調査した。結果を第２表に示す。また
切断条件について第３表に示す。

本発明の目立て材を使用した場合、砥石の摩耗量は目立
て材を使用しなかった場合に比べて３０％程度少なく、
本発明の目立て材の目立て効果が明らかである。

実施例（５）本発明の目立て材は加工が容易であるため
、第７図（Ａ）のように目立て材１をカッティングベー
ス１９の形状に加工し、これにシリコン単結晶インゴッ
ト１７を固着してダイヤモンドブレード内周刃１８によ
りウェハーに切断した。ウェハーが切断される毎に内周
刃は目立てされ、円滑にかつ効率的に切断できた。なお
りッティングベースは一方向に繊維の方向を揃えた目立
て材を加工したものであり、カッティングベースをセッ
トした際にガラス繊維の向きが内周刃の回転軸に垂直な
方向となるように加工した。また第７図（Ｂ）の如くイ
ンゴットと通常のカッティングベース２０との間に本発
明の目立て材を重ねて介在させることにより切断を終了
する毎に目立て材によりブレードは目立てされ、円滑な
切断が可能であった。

［発明の効果］ 本発明により、砥石に目詰りを発生させないで切断や研
削を行う事が可能となる。

本発明の方法では砥石に目詰りが常にないため。

長時間に亘って高速度で切断や研削を継続する事ができ
、切断や研削の能率が大幅に向上する。

又切断や研削を自動機により行っても、切断や研削の仕
上りは常に同じに保たれる。

又本発明の方法では、砥粒や、切断又は研削される材料
の温度は適当に保たれ、砥石の寿命は延長し、切断又は
研削される材料に熱歪を与える事がない。

更に本発明の方法では、研削作業を中断して砥石を目立
てする作業を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の目立て材の作用を示す同第２図は本発
明の切断方法の例を示す間第３図は円筒形の被切断物を
本発明の方法で切断している例を示す図 第４図は本発明の研削方法の例を示す同第５図は実施例
３の切断条件と調査結果を示す同第６図は実施例３の切
断状況を示す同 第７図は本発明の目立て材の実施例（５）の使用方法の
例を示す図 である。 第１図 第２図 ／１１ １υ　　１　　　　　　　　　　　　４第３図 １υ ′４４図 第５図 砥石　　第６図 （Ｂ） −　図 （Ａ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量比で４５〜８５％のガラス繊維を熱硬化性樹
   脂により固めた砥石の目立て材を、被切断材料と一緒に
   砥石で切断することを特徴とする、砥石による切断方法
2. （２）重量比で４５〜８５％のガラス繊維を熱硬化性樹
   脂により固めた砥石の目立て材により砥石を目立てする
   目立て研削を、被研削材料の研削パスの間に行い、ある
   いは被研削材料の研削と交互に行い、被研削材料を該砥
   石で研削することを特徴とする、砥石による研削方法