JPH0430971A - 切削材および切削方法 - 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、切断、研削用の材、及び切断、研削の方法に
関する。

更に詳細には、有機系繊維集合体および有機系の強化繊
維で強化された材料を研削、切断する材及び、研削、切
断する方法に関する。

〈従来技術〉 従来の切削材は、ダイアモンド、ザクロ石、ケイ砂等の
天然研磨砥粒や溶融アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化
チタン、炭化珪素、窒化珪素、窒化ポロン、焼成アルミ
ナ等の人工砥粒を鋳鉄等の金属や紙、布、不織布等に塗
布したり、樹脂等で接着、または固めた物が用いられて
きた。

しかし、これら切削材において砥粒は表面に出ている一
部であり、しかも加工途中で砥粒が脱落したりするので
切削効率、切削材の耐久性が低い。

これを解決すべく砥粒を大量に配合しようとする試みも
あるが、この場合は切削材の強度の低下、切断面が湾曲
し、切削精度が低下する等の問題が有った。

これらの点を解決すべく特開昭５２−３７９６号公報で
は炭化珪素繊維で補強した砥石が、特開昭５４−８２７
８６号公報、特開昭５５−１３１４７３号公報、特開昭
５９−９７８４５号公報ではガラス繊維で補強した砥石
が、特開昭６３−３４０７２号公報では炭素繊維で補強
した砥石が提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記、繊維で強化した砥石のごとき切削材は、補強の為
に混合された繊維の相当する分だけ砥粒の含有率が低下
し、切削性能、耐久性が劣り、かつ精度も充分でない。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、アルミナ質繊維を樹脂で固めてなる、有機系
繊維集合体および有機系繊維強化材料用の切削材であり
、該、切削材を用いた切削方法を提供するにある。

アルミナ質繊維は、周知のものが使用できる。

なかでも、ＡｈＯｚが６０重量％以上、ＳｉＯ□が３Ｏ
Ｎ量％以下の成分からなり、引張強度が１００ｋｇ／ｆ
ｉ”以上、モース硬度が４以上の高強度、高硬度のアル
ミナ繊維が好ましい。

アルミナ質繊維の長さは、その機械的強度の補強効果か
ら１０ｆｉ以上、好ましくは１００以上、より好ましく
は２０鶴以上の長さを有する物が好ましい。

連続長繊維の場合は、そのまま用いても良いが、布、紐
等に加工したものでも良い。

アルミナ質繊維の径は、３μ以上１００μ以下程度で、
直径が大きいと、切削効率は優れるが切削面の平滑性が
劣り、直径の小さいアルミナ質繊維は、切削面の平滑性
は優れるが効率が劣るので、それぞれの用途に応して適
宜選択すればよい。

なお、アルミナ質繊維に、炭素繊維、アラミド繊維、ポ
ロン繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維、ガラス繊維、
シリカ繊維等の他の繊維を強度、耐衝撃性、電気抵抗、
熱伝導率等の物性を改良するために混合しても良い。

アルミナを繊維を固める樹脂としては、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエス
テル樹脂、アルキッド樹脂、尿素−ホルマリン樹脂、ポ
リイミド樹脂等の勢硬化性樹脂；ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、
ポリ塩化ビニール、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリアクリ
ルアミド、ポリアセタール、ポリスルフォン、ポリカー
ボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルス
ルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイ
ミド等の熱可塑性樹脂がある。

これらの中でエポキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン樹
脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアミドイミ
ド樹脂等の強靭な樹脂か特に好適である。

これらの樹脂を用いてアルミナ質繊維を固めるには、繊
維強化複合材料を作る周知の手法が通用できる。

つまり、熱硬化性樹脂では、未硬化または半硬化あるい
は溶剤に溶かした状態で、熱可塑性樹脂では、ン容融ま
たはン容剤にン容かした状態で、アルミナ質繊維に含浸
させる。

繊維の形状が連続長繊維でない場合は、そのまま樹脂に
混合したり、不織布や予備成形体に加工した物を樹脂で
固めても良い。

アルミナを繊維を樹脂で固めたものを、種々の切削材の
形状に成形する方法は、繊維強化複合材料で用いられて
いる、各種の成形方法が採用出来る。

連続長繊維の場合は、プリプレグ積層法、フィラメント
ワインディング法、プルトルージョン法等がある。

非連続繊維の場合は、射出成形等が用いられる。

これらの方法により、切削材の形状は板、棒、パイプ、
円盤等使途に合わせて任意の物を用いることが出来る。

切削材に、溝や穴等の加工を施して、切削くずの排出や
潤滑剤の流通を改善することは、切削性能を高めるのに
有効である。

本発明で、切削材の中に占めるアルミナ質繊維の割合が
高い程、機械的強度及び切削性能が優れるが、２０容量
％から８０容量％、好ましくは、５０容量％から７０容
量％である。

２０容量％未満では、切断性能が低く、８０容量％を越
えると、固着させる樹脂が過少になるので好ましくない
。

また、高強度、高剛性を達成するためには、応力の方向
に繊維が配向するのが好ましい。

被切削材料の内、有機系繊維集合体とは、その繊維の種
類は、例えば木綿、生糸、羊毛、麻等の天然繊維；合成
繊維としてアラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエーテル
エーテルケトン繊維、ポリオキシヘンジイル繊維、ポリ
フェニレンスルフィド繊維、ポリエーテルスルフォン繊
維、ポリスルフォン繊維、ポリエチレンテレフタレート
繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、
ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等があり、これ
らの繊維を２種以上組合せても良いし、さらに少量の金
属繊維、炭素繊維、セラミック繊維が混在したものであ
る。

そして、集合体の形態としては、トウ、織布、不織布、
などである。

また繊維太さ、繊維長も任意で良い。

有機系繊維強化材料とは、いわゆる繊維強化樹脂（ＦＲ
Ｐ）や繊維強化ゴムの内、強化繊維が有機系繊維のもの
をいう。

この有機系繊維の種類は、 上記のものと同じで ある。

また繊維太さ、繊維長も任意で良い。

繊維の形態は、一方向引揃え、織布、不織布等いずれの
ものでも良い。

強化される樹脂、ゴムの種類も、熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂、合成ゴム、天然ゴム及びこれらを組み合せたも
のが該当する。

有機系繊維強化材料は、周知の繊維強化樹脂、繊維強化
ゴムの製法によって得られものである。

また、その形状も、平板状、円柱、角柱、円筒、角筒、
■ビーム状、ハニカム状、塊、タイヤ状等、いずれでも
切削可能であるし、他の材料との組み合せたサンドイッ
チ構造、ハニカム構造のものでも可能である。

咳、切削材を用いて、被切削材料を切削するには、周知
の技術、方法で行えば良い。

切削材の形状は、該切削材の駆動方法、駆動方向によっ
て、それに適合した形状にする。

例えば、該切削材を回転させて切削するには、該切削材
を円板、円筒、円柱、円錐、円柱プラノ状等の形状とす
る。

そして、切削材を回転具に設置して、約５００〜１０．
　０００ｒｐ＋ｗ程度で回転させて、被切削材料へ押し
当てることにより、切削する。

切削中には、冷却の目的で水や、切削油を添加すること
も可能である。

切削材の駆動方法として、往復動させるもの、超音波振
動によるもの等がある。

その他、該切削材を、鋏として、人手により剪断切断す
ることもできる。

（発明の効果〉 本発明の切削材は、有機質繊維集合体および有機質繊維
強化材料を、研削、切断したりするのに、その性能つま
り精度、効率、耐久性において、従来からの砥粒やガラ
ス繊維を基にした研磨研削材料に比べて優れている。

つまり、研削、切断によっても、毛羽やハリの発生がな
く、その後の仕上げも不、要である。

また、アルミナ質繊維は耐蝕性、耐酸化性に優れ、熱伝
導率が大きいので摩擦熱の除去が容易に行え、被切削材
料の軟化による切削不良も起り難く、また、切削材の変
質も起らず耐久性に優れている。

さらに、アルミナ！繊維が補強材としても、働くので機
械的強度も特に優れている。

〈実施例〉 以下、実施例にてさらに説明するが、本発明はこれに限
定されるものではない。

実施例１ ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（スミー〇エポキソＥ
ＬＡ−１３４住友化学工業■製）６０重量部、クレゾー
ルノポラフク型エポキシ樹脂（スミ　■エポキシＥＳＣ
Ｎ−２２０８住友化学工業■製）４０重量部に、ジンア
ンジアミド５重量部、３（３，４ジクロロフエニル）−
１，１−ジメチル尿素、４重量部を混合し、７５℃に加
熱して、連続した離型紙上に流下させ、ドクターナイフ
を通過させ樹脂膜を得た。

アルミナ質繊維Ａｌｔｅｘ　　（Ａｌ□Ｏｘ８５重量％
、ＳｉＯ□１５重量％、太さ１５μ、住友化学工業■製
）の連続長繊維トウを一方向に引揃え、シート状に拡げ
、これに該樹脂膜を有する離型紙を上下から挟み１２０
℃のプレスロールにて３ｋｇ／ａｍＯ線圧をかけて、繊
維目付３３０　ｇ／ｍのプリプレグシートを得た。

該プリプレグシートを切り出し、繊維配向角度０”／９
０°／９０°１０°の４桟積層した後、中央に３ｃ１１
の穴を有する、外径２００１の円盤も打ち抜いた。

該円盤を金型に入れ、５　ｋｇ　／　ｄ、１２０℃で熱
プレスし、厚み０．７ｆｉ、繊維容積含有率（ｖｒ）６
０％の切削材を得た。

アラミド繊維トワロン■１０００　（日本アラミド（有
））の連続長繊維トウを用い、ビスフェノールＡ型エポ
キシ権脂４０重量部、グリシジルアミノ型エポキシ樹脂
（スミー■エポキシＥＬＭ−１２０住友化学工業特製）
２０重置部、タレゾールノボラック型エポキシ樹脂、４
０重量部とジンアンジアミド５重量部、イミダゾール系
硬化剤２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ　（四国化成■製）１部を混合
したちのを用い、前記のアルミナ’Ｉｔ繊維のプリプレ
グノートと同様な方法で繊維目付２１６　ｇ／ｎ（のプ
リプレグシートを得た。

このプリプレグシートを切り出し、繊維配向角度４５°
１０°／−４５’／９０°／９０゜／−４５°１０’　
／４５”の８桟積層した後、金型に入れ５　ｋｇ／ｃｄ
、１２０℃の熱プレスし、厚み２ｆｉ、縦横１５０ｍ、
■、６０％のアラミド繊維強化樹脂板を得た。

別途、上記アラミド繊維、連続長繊維トウに代えて６，
６ナイロン平織布を用いた以外は、同様に行い、繊維目
付Ｂｏｇ／ｇのプリプレグシートを得た。

このプリプレグシートを切り出し、繊維方向を９０°交
互に変えて１６枚積層した以外は、同様に行い、厚み２
謳、縦横１５０ｍ、Ｖｖ６０％のナイロン繊維強化樹脂
板を得た。

前述のアラミド繊維強化樹脂板及び、ナイロン繊維強化
樹脂を台に固定し、各々をグラインダー　（１１１マル
ト−製テク二方ルカフターＭＣ−５１３型）の回転輪に
、該切削材を取り付け、周速度２５００ｍ／分で回転さ
せ、送り速度３０龍／分で注水しながら押し当て切断し
て、切削材の性能を評価した。

被切削材料の切断面に毛羽、ハリ、焦げ付きが確認でき
ないものを良、確認されるものを不良とした。

切削材の目詰の程度を目視で判定し、良、やや不良、不
良とした。

切削材の損耗量が１０■以下を良、５０■以上を不良、
中間をやや不良とした。

結果を第１表に示す。

実施例２ 実施例１の切削材において、アルミナ質繊維のプリプレ
グの繊維目付を１６６　ｇ／ｎ（とじ、該プリプレグの
積層を繊維配向角度４５°１０゜／−４５°／９０°／
９０°／−４５”１０゜／４５゛の８枚とした以外は、
同様に行い、厚み、■、も同じ切削材を得た。

この切削材を同様に評価した。

結果を第１表に示す。

実施例３ 実施例１の切削材において、アルミナ質連続長繊維トウ
に代えて、アルミナ質繊維平織布を用い、繊維目付６６
２　ｇ／％のプリプレグとし、ＩＩＩをＯ’／９０°の
２層で行った以外は同様にし、厚み、■、が同し切削材
を得た。

この切削材を同様に評価した。

結果を第１表に示す。

実施例４ 実施例１の切削材において、アルミナ質連続長繊維トウ
を、Ａ　ｌ　ｔｅｘに代えて、ＡＬＭＡＸ（α−Ａｌｚ
ｏｉ　９９．５χく、太さｌＯμ、三井鉱山■製）とし
た以外は同様にし、厚み、Ｖ、が同し切削材を得た。　
この切削材を同様に評価した。

結果を第１表に示す。

実施例５ 実施例１の切削材において、アルミナ質連続長繊維トウ
を、Ａｌｔｅｘに代えて、Ａｌｃｅｎ　（Ａ１．０゜８
０Ｘ、　５ｉＯｉ２０！　、太さ１０μ、電気化学工業
■製）とした以外は同様にし、厚み、■、が同し切削材
を得た。

この切削材を同様に評価した。

結果を第１表に示す。

比較例１ 実施例１の切削材において、アルミナ質連続長繊維トウ
に代えて、ガラス繊維（日本硝子繊維■製、太さ１７μ
）の連続長繊維トウを用い、繊維目付２６３ｇ／ｍのプ
リプレグシートとした以外は、同様に行い、厚み、Ｖ、
も同じ切削材を得た。　この切削材を同様に評価した。

評価結果を第１表に示す。

比較例２ 実施例２の切削材において、比較例１と同しガラス繊維
を用いて、繊維目付１３２　ｇ／％のプリプレグとした
以外は、同様に行い、切削材を得た。　　この切削材を
同様に評価した。

評価結果を第１表に示す。

比較例３ 実施例３の切削材において、アルミナ質繊維平織布に代
えて、ガラス繊維平織布を用いて、繊維目付５２８ｇ／
ｍのプリプレグとした以外は、同様に行って切削材を得
た。

この切削材を同様に評価した。

評価結果を第１表に示す。

比較例４ 市販の切削材、ダイヤモンドブレード（−マルト−製）
を用い、同様にして評価した。

結果を第１表に示す。

第１表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）アルミナ質繊維を樹脂で固めてなる、有機系繊維集
   合体および有機系繊維強化材料用の切削材。 ２）アルミナ質繊維を樹脂で固めてなる切削材を用いて
   、有機系繊維集合体および有機系繊維強化材料を切削す
   る方法。