JPH0360979A - ダイヤモンド砥石の製造方法 - 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、ダイヤモンド砥粒を用いた樹脂砥石の製造方
法に関する。

（従来の技術） ダイヤモンド砥粒は、極めて硬度が高く、強い研削力と
その持続性に優れており、例えばダイヤモンドポイント
を具備した旋盤、金属表面にダイヤモンド砥粒を単層に
電着せしめた工具、合金中にダイヤモンド砥粒を分散せ
しめたメタルボンド砥石、あるいは合成樹脂を結合材と
したダイヤモンド樹脂砥石など各種研削工具や砥石に応
用されている。

例えば硬脆材料に対する仕上げ研磨には、ダイヤモンド
砥粒の持つ優れた研削力と研磨力を合せもつ砥石として
、合成樹脂を結合材とした多孔質砥石が好適であるが、
樹脂とダイヤモンド砥粒との接着性があまり良くないの
で、従来の樹脂砥石を製造する方法を適用したのでは、
ダイヤモンド砥粒が極めて脱落し易く、製造工程での無
駄も多く、実際の研磨作業に供した場合も、すぐに脱落
して正常な研磨が続けられないか又は砥石の減り方が大
きくなるといった問題点があった。この傾向は、ダイヤ
モンド砥粒が細かい程、又砥石の気孔率が大きい程顕著
であった。このため、ダイヤモンド砥粒を用いた多孔質
体の樹脂砥石は未だ満足すべきものがないのが現状であ
る。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者等は、上述の問題点に鑑み、鋭意研究を行った
結果、ダイヤモンド砥粒をあらかじめポリビニルアルコ
ール水溶液で湿潤することによって、結合材である１１
１１１との接着性が改善されることを見出し本発明を完
成したものであり、その目的は、ダイヤモンド砥粒が結
合材と強固に固着し、且つ気孔率の高い多孔質構造の樹
脂系ダイヤモンド砥石の製造方法を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的は、レゾール型フェノール系樹脂とメラミン
系樹脂を気孔生成材及びメラミン系１Ｍ脂の硬化触媒と
ともに混合し、これにポリビニルアルコール水溶液で湿
潤させたダイヤモンド砥粒を加えて均一に撹拌した後、
加熱して固化せしめた中間体とし、該中間体を乾燥した
後、引き続き加熱して硬化体とすることを特徴とするダ
イヤモンド砥石の製造方法により達成される。

本発明に用いるレゾール型フェノール系１ｉ１６！（以
下、レゾール樹脂と記す）とは、フェノール類とアルデ
ヒド類を塩基性触媒の存在下で縮合させた一般に粘稠な
液状１１脂で、水、アルコール。

アセトン等水性溶剤によく溶けるが、これをさらに加熱
すると！！！脂化反応が進んで溶剤に対し次第に難溶と
なり、粘着性のないもろい固状樹Ｉｌ！　（レジトール
）を経て、最終的には不溶不融性の硬化樹脂（レジット
）になる。

本発明に用いるメラミン系樹脂とは、原料のメラミンと
ホルムアルデヒドとを塩基性ＭＷ存在下に反応して得ら
れた液状樹脂で、硬化触媒の存在下で縮合し硬化する熱
硬化性樹脂である。

本発明の方法において、上記レゾール樹脂とメラミン系
樹脂の混合割合は、好ましくはレゾール樹脂／メラミン
系樹脂＝１／９〜９／１　（重量比ンで用いられ、レゾ
ール樹脂の割合が高い程靭性が強く、メラミン系樹脂の
割合が高い程脆性が強いものとなる。

本発明に用いるメラミン系樹脂の硬化触媒としては、硫
酸、塩酸等の無機酸類、蟻酸、酢酸、マレイン酸、ベン
ゼンスルホン酸等の有機酸類を用いることができるが、
好ましくは塩化第２鉄、硝酸亜鉛等の酸性塩あるいは有
機ア屹ンの塩酸塩等が用いられる。硬化触媒として塩類
を用いた場合、メラミンの硬化反応が緩慢になり、より
安定で均質な多孔構造体を得ることができる。

本発明に用いる気孔生成材は、比較的粒径の揃った粉末
を用いるのが好ましく、例えば馬鈴薯澱粉等の植物から
抽出された澱粉粒が好適である。

用いる澱粉の種類は、所望する気孔径により適宜選定す
ればよい。連続気孔を有する多孔質体とするためには、
気孔生成材の各粒子が互いに相隣接すればよ＜、澱粉を
用いた場合には０．５〜５　ｗｔ／Ｖ％が好ましい。気
孔生成材としてはその他に例えば界面活性剤、ポリエチ
レンオキサイド、ポリプロピレングリコールあるいはそ
の誘導体等の水溶性高分子が挙げられ、これらはより微
細な気孔を形成するのに好適である。

本発明に用いるダイヤモンド砥粒の粒径は、目的に応じ
適宜選定すればよいが、通常１〜１００μであり、粒径
の大きい程研削効果が大きく、粒法で得られるダイヤモ
ンド砥石は研削よりも研磨作業においてその特徴をより
発揮するものである。

本発明に用いるポリビニルアルコールは、酢酸ビニルの
重合体をケン化して得られる水溶性高分子であり、例え
ば平均重合度３００〜２０００の完全ケン化又は部分ケ
ン化のものが一種又は二種以上を併用して用いられる。

更にこれ等の誘導体であってもよい。

本発明において上記ポリビニルアルコールは水溶液とし
て用いられ、その濃度は好ましくは１〜１６重量％で、
より好ましくは２〜１０重量％である。ポリビニルアル
コールの濃度が高いと得られる砥石は軟かい物性のもの
となる。

本発明の方法において、上記のダイヤモンド砥粒は、あ
らかじめ上記のポリビニルアルコール水溶液で湿潤状態
とする必要がある。湿潤方法としては、上記ポリビニル
アルコール水溶液に、上記ダイヤモンド砥粒を浸漬し、
撹拌して均一に分散せしめるのが好適である。ここで、
ダイヤモンドくは４０〜１００　ｗｔ／ｖ％の割合で分
散される。

本発明の方法においては、ダイヤモンド砥粒をポリビニ
ルアルコール水溶液で十分湿潤することにより、ダイヤ
モンド砥粒の表面が完全に濡れて、結合材である樹脂と
の接着部分に間隙を生ずることなく、その結果接着力が
強化し、強固に結合材Ｉｆｊ！脂と固着するのである。

又、樹脂反応原液中においてポリビニルアルコールは、
分散剤としての効果も発現し、ダイヤモンド砥粒だけで
なく気孔生成材も均一に分散せしめ、これらの微粉の二
次凝集をも防止し、均質な構造のダイヤモンド砥石を得
る効果も有する。

前記レゾール樹脂、メラミン系蜀脂、気孔生成材、硬化
触媒及びポリビニルアルコール水溶液で湿潤したダイヤ
モンド砥粒を用いてダイヤモンド砥石を製造するには、
所定量のレゾール樹脂とメラミン系樹脂の水性ｆ８ｔｓ
溶液に気孔生成材と硬化触媒を加え均一に攪拌混合した
後、ポリビニルアルコールで湿潤したダイヤモンド砥粒
を加えて更に撹拌混合する。

次にこの混合液を型枠に注型し、例えば４０〜８０°Ｃ
に加熱して反応せしめ、脆い固化物である中間体を得る
。得られた中間体を型枠より取り出して、通風乾燥機等
で例えば８０℃でゆっくりと乾燥し、引き続き好ましく
は１００〜２００°Ｃ１より好ましくは１２０〜１７０
°Ｃで加熱処理（キユアリング）することにより多孔性
の硬化体となり、本発明のダイヤモンド砥石が得られる
。

上記方法において、中間体の乾燥は比較的ゆっくりと行
なうのが好ましく、乾燥が早過ぎると割れやヒビが入り
易い。キユアリングの温度も低温から徐々に行なうのが
均質な硬化体を得るのに好適である。

上述の方法で得られたダイヤモンド砥石は、連続気孔を
有する多孔質体で、通常気孔率は４０〜７０容量％で、
平均気孔径は３０〜２００μ程度であり、ダイヤモンド
砥粒が砥石全体に均質に分散している。又、ダイヤモン
ド砥粒を用いた研磨材としては軟質且つある程度の弾性
をもつものであり、比較的低荷重で高速回転で用いる軽
研削あるいは磨き効果を必要とする用途に好適である。

（発明の効果） 本発明の方法によれば、ダイヤモンド砥粒を結合材中に
均質に分散せしめ且つ強固に固着し、更に高い気孔率の
連続気孔を有するダイヤモンド砥石を製造することがで
きる。

本発明の方法により得られたダイヤモンド砥石は、気孔
率の高い微細連続気孔を有する多孔質体であり、研磨作
用において発生する研磨屑を砥石作用画より速やかに排
除し、砥面の目づまり現象を効果的に防止するとともに
、研磨作用に伴う発熱を効率よく放散せしめるものであ
り、長時間に渡り良好な研磨作用を維持することができ
る。

更に、本発明の方法により得られたダイヤモンド砥石は
、被研磨材（ワーク）に対しあまり強い剪断力を与えな
いため、研削力は多少劣るものの、仕上げ面粗さに極め
て優れ、高い精度の面を形成するとともに、ダイヤモン
ド砥石に超り易い欠点である深い条痕（スクラッチ）を
残す事が比較的少ないものである。従って、被研磨材（
ワーク）としては、硬脆材料であるセラミックスやシリ
コン単結晶等の研磨に好適に用い得るものである。

以下、実施例により本発明を詳述する。

（実施例１） 平均重合度５５０の完全ケン化ポリビニルアルコール（
クラレ（株）Ｉ！！１０５　）を温水に溶解し、０度５
％の水溶液を調整した。該水溶液３００ｍＩ！中に平均
粒径２〜１３μの合成ダイヤモンド砥粒’ｚｏａｙを投
入し、静かに撹拌した後、−昼夜静置して混在する気泡
を除去し、砥粒をポリビニルアルコール水溶液に十分な
じませ用意した。レゾール樹脂ＰＲ９６１Ａ（６６％水
溶液、住友デュレズ！！りを４５０　ｍｌとメラミン系
樹脂スミテックスレジンＭ−３（７０％水溶液、住友化
学工業製）を２３０　ｍｌ混合した後、触媒として塩化
第２鉄１０１を水５０　ｍｌに溶解した液と硝酸亜鉛５
ｇを水５０　ｍｌに溶解した液を加え、更に馬鈴薯澱粉
１００ｆを１５０　ｍｌの水に分散した液を投入し均一
に撹拌して粘稠スラリー状の混合液を得た。該混合液に
先に用意したダイヤモンド砥粒の分散溶液を静かに投入
し、更に水を加えて全量を１４００　ｍｌに調整した後
、十分に撹拌混合し均質な粘稠スラリー状原液とした。

該原液を硬質塩ビ製の円筒状型枠に注型し、該型枠を６
０°Ｃの温水浴中に２４時間静置して内容物を固化せし
め中間体を得た。この中間体は若干柔軟性を有する固形
物であった。該中間体を型枠より取り出し通風乾燥機に
より８０°Ｃで３日間乾燥し、引き続きこれを熱処理炉
に入れ室温からゆっくりと１４５℃まで昇温し、この温
度で更に１０時間熱処理を行い硬化せしめてダイヤモン
ド砥石とした。

得られたダイヤモンド砥石は、気孔率５Ｂ容量％、平均
気孔径約８０μの連続気孔を有する多孔質構造体で、ダ
イヤモンド砥粒が砥石全体に均質に分散し且つ結合材樹
脂に強固に固着していた。

砥石としての硬度はロツクウェルスーパーフィシャル１
５−Ｙスケールで測定して２５であった。

（比較例） ダイヤモンド砥粒の湿潤をポリビニルアルコール水溶液
に替えて水で行う他は実施例と同様の方法によりダイヤ
モンド砥石を！ｌｉ造した。

この方法では、ダイヤモンド砥粒の分散が悪く、混合撹
拌する工程において、砥粒の凝集による団塊状のものが
見られた。また砥粒の一部は原液の表面に浮く現象が認
められた。

得られたダイヤモンド砥石は、砥粒の団塊が認められる
とともに、砥石の上層と下層とでは砥粒の分散状態に微
妙な差が認められた。更に砥粒の固着性が実施例に比べ
劣っていた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　レゾール型フェノール系樹脂とメラミン系樹脂を気孔
   生成材及びメラミン系樹脂の硬化触媒とともに混合し、
   これにポリビニルアルコール水溶液で湿潤させたダイヤ
   モンド砥粒を加えて均一に撹拌した後、加熱して固化せ
   しめた中間体とし、該中間体を乾燥した後、引き続き加
   熱して硬化体とすることを特徴とするダイヤモンド砥石
   の製造方法。