JPH05320623A - セラミック繊維研磨材 - Google Patents

セラミック繊維研磨材

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JPH05320623A
JPH05320623A JP11074391A JP11074391A JPH05320623A JP H05320623 A JPH05320623 A JP H05320623A JP 11074391 A JP11074391 A JP 11074391A JP 11074391 A JP11074391 A JP 11074391A JP H05320623 A JPH05320623 A JP H05320623A
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JP
Japan
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fiber
alumina
polishing
abrasive
ceramic fiber
Prior art date
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JP11074391A
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English (en)
Inventor
Shigeyuki Date
重之 伊達
Takeshi Sekino
武志 関野
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Mitsui Mining Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 取扱が容易で、研磨能力が高く、精密研磨に
適したセラミック繊維研磨材を提供する。 【構成】 粒子径が0.02μm以上のα−アルミナ結
晶粒子で構成された多結晶アルミナ質セラミック繊維を
研磨成分として含有するセラミック繊維研磨材

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、研磨性能が高く精密研
磨に適したセラミック繊維研磨材に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミックを研磨成分として含有する研
磨材として、ダイヤモンド、ボラゾン、アルミナ、炭化
珪素等の多結晶若しくは単結晶粒子よりなる粒子状研磨
材、あるいは、炭化珪素、アルミナ−シリカ等のセラミ
ック繊維を研磨成分とする繊維状研磨材が知られてい
る。粒子状研磨材は、一般にセラミック焼結体を粉砕し
て製造されており、結晶相は多結晶体で、研磨時には多
結晶粒子が崩れ、結晶粒子が徐々に破壊や脱落すること
によって被研磨物の表面を研磨していく。これらの粒子
状研磨材の研磨成分は、セラミック焼結体を粉砕したも
のであるため形状や粒子径が不揃いで、均一で滑らかな
研磨面を得るのは難しいという欠点がある。これに対し
繊維状研磨材は、研磨成分のセラミック繊維を一方向に
揃え樹脂で固めたり、一方向に並べたUDシ−トを積層
したものをブラシ状あるいは砥石状に構成し、主として
繊維の断面で研磨を行うものである。しかし、従来のセ
ラミック繊維研磨材に使用されるセラミック繊維は、通
常結晶構造を有しないアモルファス繊維、又は結晶が非
常に細かい低結晶性の繊維であり、繊維の側面部分は非
常に滑らかで、この側面部分には研磨能力がなく、研磨
は主として繊維の断面部分で行われる。この場合、研磨
面の粗さ、即ち研磨精度は、セラミック繊維の繊維径に
依存するが、アモルファス又は低結晶性繊維は固いた
め、研磨面のエッジ部分が崩れ難く、繊維径のバラツキ
により大きく影響を受け、研磨面が、不均一になるなど
問題点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題点を解決し、取扱が容易で、研磨能力が
高く、精密研磨に適したセラミック繊維研磨材を提供す
ることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の目
的に鑑み鋭意検討の結果、結晶性の高い多結晶アルミナ
質セラミック繊維を用いることにより、前記課題を解決
できることを見出し本発明を完成した。すなわち、本発
明は、粒子径が0.02μm以上のα−アルミナ結晶粒
子で構成された多結晶アルミナ質セラミック繊維を研磨
成分として含有することを特徴とするセラミック繊維研
磨材である。本発明の研磨材は、研磨成分として粒子径
が0.02μm以上のα−アルミナ結晶粒子により一様
に構成された多結晶アルミナ質セラミック繊維を含有す
る。この多結晶アルミナ質セラミック繊維は、主として
α−アルミナ結晶粒子により構成されているので、繊維
の表面には結晶粒子径の約1/10〜1/4の深さに相当す
る凹凸が存在する。この凹凸及び繊維断面のエッジ部分
により研磨が行われる。また、この繊維は多結晶体であ
るので研磨の進行に伴い表面が崩れて行き、滑らかな研
磨が行われ、α−アルミナ結晶粒子自体は充分な硬度を
有するので研磨能力も大きい。なお、ここで使用される
繊維の断面形状は円形のみならず楕円形、星形など種々
の形状をとることができる。
【0005】多結晶アルミナ質繊維としては、アルミナ
含有率90%以上、好ましくは95%以上であることが
望ましい。特に、アルミナ純度が99%以上の繊維は、
電子部品など被研削面にSi分など特定の不純分の残存
を嫌うものの研磨にも使用できるという利点がある。ア
ルミナ含有率が90%未満ではα−アルミナ結晶が充分
成長せず良好な多結晶アルミナ質繊維が得られ難い。多
結晶アルミナ質セラミック繊維の製造方法は特に制限さ
れるものではなく、それ自体公知の多結晶アルミナ質セ
ラミック繊維の製造方法に従って製造したものを使用す
ればよいが、アルミナ前駆体の溶液にアルミナ粉末を分
散させ必要によりMgOやZrO2等の結晶粒子成長調
整剤などを添加したスラリ−を紡糸後焼成するスラリ−
法が高純度の多結晶α−アルミナ繊維を得ることができ
るので特に好適である。α−アルミナ結晶粒子の大きさ
は、焼成温度、焼成時間あるいは結晶粒子成長調整剤の
使用などによって調整することができる。α−アルミナ
結晶粒子径及び多結晶アルミナ質セラミック繊維の繊維
径は、セラミック繊維研磨材の研磨性能及び研磨精度に
大きく影響する。本発明の研磨材においては、α−アル
ミナ結晶粒子径は、0.02μm以上、好ましくは0.
1μm以上、多結晶アルミナ質セラミック繊維の繊維径
は100μm以下とするのが望ましい。α−アルミナ結
晶粒子径が0.02μm未満では繊維表面の凹凸による
研磨性能が低くなり、また、繊維径が100μmを越え
ると研磨面が粗くなり過ぎるほか、繊維自体の強度や取
扱性が低下するので好ましくない。
【0006】本発明のセラミック繊維研磨材は、前記の
多結晶アルミナ質セラミック繊維を種々の形状に加工し
た研磨成分を主体として構成される。先ず、多結晶アル
ミナ質セラミック繊維を5mm以下の長さに切断したチ
ョップドファイバ−は粒子状研磨材の形で使用すること
ができる。すなわち、チョップドファイバ−を、必要に
より適当な助剤と共に水やアルコ−ル等の溶剤中に分散
させてスラリ−状の研磨材としたり、不織布や紙の表面
に接着させて布状、紙状の研磨材とする。この短繊維状
の研磨成分は、被研磨物と接触すると容易に圧壊し、微
細な粒子となるので滑らかな研磨が可能で精密研磨に好
適である。また、複数本の多結晶アルミナ質セラミック
繊維を収束したフィラメント糸を一方向に並べたUDシ
−トを作製し、このUDシ−トを不織布や紙の表面に接
着させシ−ト状の研磨材にしたり、UDシ−トを任意に
角度を変えて積層し樹脂で固め、必要により切削加工を
施して棒状、板状等の成形研磨材とすることもできる。
このUDシ−トを使用したシ−ト状研磨材は、多結晶ア
ルミナ質セラミック繊維の側面部の研磨能力を利用した
ものである。また、成形研磨材は、繊維の断面部及び側
面部の研磨能力を利用したものであり、高い研磨能力を
有し、精密な研磨を行うことができる。さらに、多結晶
アルミナ質セラミック繊維のフィラメント糸を樹脂で被
覆するか、複数本のフィラメント糸を一方向に揃えて樹
脂で固めて紐状の研磨材とすることができる。この研磨
材を適当な長さに切断し、円盤状あるいは円筒状等の基
材に植生したブラシ状の研磨材は、特に優れた研磨性能
を示す。本発明のセラミック繊維研磨材の研磨成分であ
る多結晶アルミナ質セラミック繊維は、α−アルミナ結
晶粒子で構成されているため、繊維の断面及び側面の全
表面に凹凸があり、従来のセラミック繊維研磨材のよう
に繊維の断面のエッジ部分だけではなく全表面での研磨
が可能である。しかも多結晶体であり、被研磨物と接触
した部分から徐々に崩れていくため、滑らかで均一な研
磨が行われる。さらに、崩壊したα−アルミナ粒子自体
は硬度が高いので研磨能力は高い。本発明のセラミック
繊維研磨材は、研磨能力が高く、α−アルミナ粒子の粒
径あるいは繊維径を適宜調整することにより、粗削りか
ら精密研磨まで広範囲にわたって適用が可能な高性能研
磨材である。
【0007】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。 (実施例1)スラリ−法で製造したアルミナ純度99.
5%で、結晶平均粒子径0.2μmの多結晶アルミナよ
りなる繊維径10μmのアルミナ長繊維を、長さ1mm
にカットし、チョップドファイバ−とした。このチョッ
プドファイバ−をナイロン製の不織布に、不織布1cm
2当り0.2gの割合でエポキシ樹脂と共に接着させ、
研磨布を得た。この研磨布を用いて、表面粗さRav4.
2μm、Rmax21μmのアルミニウム板を研磨したと
ころ表面粗さRav0.20μm、Rmax1.2μmの研
磨面が得られた。
【0008】(実施例2)スラリ−法で製造したアルミ
ナ純度99.5%で、結晶粒子径1〜3μmの多結晶ア
ルミナからなる繊維径50μmのアルミナ長繊維を一方
向に並べ、エポキシ樹脂を用いて、厚さ150μm、繊
維の体積率55%のUDシ−トを形成した。このUDシ
−トを紙に接着させて研磨紙を作製し、この研磨紙を用
いて、表面粗さRav18μm、Rmax42μmの鉄板の
表面を研磨した。その結果、表面粗さRav0.92μ
m、Rmax3.0μmの研磨面が得られた。
【0009】(実施例3)スラリ−法で製造したアルミ
ナ純度95%でマグネシアを5%含み、繊維径13μ
m、結晶平均粒子径0.1μmの多結晶繊維からなる繊
維径13μmのセラミック繊維を一方向に並べ、エポキ
シ樹脂を用いて、厚さ110μm、繊維の体積率60%
のUDシ−トを形成した。このUDシ−トを交互に角度
を変えて積層後硬化し、厚さ1.3mm、幅10mm、
長さ100mmの棒状砥石を作製した。この砥石を用い
て、表面粗さRav4.8μm、Rmax15μmの高速度
鋼(SKD45)の研磨を行った。その結果本砥石によ
って研磨した表面の表面粗さは、Rav0.51μm、R
max1.8μmであった。
【0010】(実施例4)実施例1で用いたアルミナ繊
維2000本からなるフィラメント糸をナイロン樹脂
(ナイロン612)でコ−テイングし、直径0.7mm
の連続長繊維状の砥石を作製した。得られた砥石は可撓
性のあるものであった。この研磨用長繊維砥石を長さ1
00mmにカットし二つ折りにしたもの5000本を、
直径50mmφ、長さ100mmのロ−ラ−に繊維の断
面を同心円周面に揃え治具で固定させて研磨ブラシを作
製し、回転数2000rpmにて5分間、表面粗さRav
18μm、Rmax42μmの鉄板の表面研磨を行った。
その結果鉄板の表面は研磨され表面粗さRav0.25μ
m、Rmax0.92μmの研磨面が得られた。
【0011】(比較例1)原料繊維として、アルミナ8
0%及びシリカ20%を含有し、結晶粒子径0.005
μm(測定限界)以下のδ−Al2O3及び無定形SiO
2を主成分とする繊維径10μmのアルミナ−シリカ長
繊維を用いた以外は、実施例1と同様にして研磨布を作
製した。この研磨布を用いて、表面粗さRav4.2μ
m、Rmax21μmのアルミニウム板を研磨したところ
表面粗さRav1.6μm、Rmax6.1μmの研磨面が
得られた。
【0012】(比較例2)原料繊維として、アルミナ8
5%及びシリカ15%を含有し、結晶粒子径0.005
μm(測定限界)以下のγ−Al23及び無定形SiO
2を主成分とする繊維径15μmのアルミナ−シリカ長
繊維を用いた以外は、実施例2と同様にしてUDシ−ト
形成し、これを紙に接着させて研磨紙を作製し、この研
磨紙を用いて鉄板の表面を研磨した。しかし、研磨効果
は全く認められなかった。
【0013】(比較例3)原料繊維として、アルミナ6
2%、シリカ24%及びボロニア14%を含有し、結晶
粒子径0.01μmの9Al232B23及び無定形S
iO2を主成分とする繊維径12μmのアルミナ−シリ
カ−ボロニア長繊維を用いた以外は、実施例3と同様に
してUDシ−トの棒状砥石を作製した。この砥石を用い
て、表面粗さRav4.8μm、Rmax15μmの高速度
鋼(SKD45)の研磨を行った。その結果本砥石によ
って研磨した表面の表面粗さは、Rav2.5μm、Rma
x15μmであった。
【0014】
【発明の効果】本発明の多結晶セラミック繊維を研磨成
分として含有する研磨材は、従来のアモルファス繊維又
は低結晶性繊維では製造できなかった、繊維の全表面が
研磨能を有する研磨材であり、さらに繊維の使用形態を
変えたり、α−アルミナ結晶の粒子径や繊維径を変える
ことによって仕上げ研磨から粗研磨までの広い範囲にわ
たって適用可能な研磨材である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒子径が0.02μm以上のα−アルミ
    ナ結晶粒子で構成された多結晶アルミナ質セラミック繊
    維を研磨成分として含有することを特徴とするセラミッ
    ク繊維研磨材
JP11074391A 1991-04-17 1991-04-17 セラミック繊維研磨材 Pending JPH05320623A (ja)

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JP11074391A JPH05320623A (ja) 1991-04-17 1991-04-17 セラミック繊維研磨材

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ID=14543408

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000263447A (ja) * 1999-01-14 2000-09-26 Taimei Chemicals Co Ltd 研磨材
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