JPH0755497B2 - 硬脆材料の切断方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は硬脆材料の切断方法に関し、一層詳細には水
溶性であるポリビニールアルコール（以下PVAという）
を用いることにより接着剤の乾燥時間および接着剤の溶
解、洗浄時間を大幅に短縮できる硬脆材料の切断方法に
関する。

（従来の技術） 従来水晶、シリコン等の硬度が高く脆い電子部品材料等
を切断加工する場合には、例えば棒状の複数本の素材
を、表面に熱可塑性の合成樹脂接着剤を塗布してスライ
ス台上に平行に積み上げて相互に固着したあと、ディス
クソー、バンドソー又はワイヤーソー等を用いてスライ
ス加工し、煮沸洗浄又は有機溶剤を溶解すると共に製品
の洗浄をおこなっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、熱可塑性接着剤は加熱された状態で使用する
ため、素材を加熱しておいて接着剤をこの素材に押しつ
けて溶融して塗布するか、接着剤を加熱溶融しておい
て、加熱された材料に塗布しているが、塗布作業が煩雑
なうえに、接着剤が濃厚なため必要以上に消費され、材
料同志の周面を密着させるためには特別な治具で押し付
けて固着させなければならない。

平行に固着しないままでスライス加工した場合に軸線が
傾いてしまう。

また、洗浄は煮沸熱湯や有機溶剤洗浄によらなければな
らず、特に接着剤が加熱時に焦げ付いて炭化した場合に
は全体の洗浄時間を極めて長時間にし、時には加工材料
の一部又は全部を廃棄しなければならないこともあり、
特に加工材料が研究サンプルのような場合は貴重なもの
であるため取返しがつかない。

さらには、加工材料が急加熱を禁じられているものにあ
っては、120℃〜140℃まで加熱するには乾燥器中で半日
程度かけて加熱するとか、熱可塑性樹脂の接着剤ではな
く、さらに高価な瞬間接着剤やエポキシ樹脂を用いるな
どしている。

この場合は加工材料間に一層の不整間隙が生じやすかっ
たり、また洗浄時には煮沸熱湯を用いることができない
ため有機溶剤を用いている。

熱可塑性樹脂や有機溶剤は悪臭や有害ガスが発生し作業
環境を悪くし、労働衛生上の問題がある。

（問題点を解決するための手段） このような加工材料の接着剤としての条件は、 （１）接着力が強力で、切断加工時の外力に耐えて安定
性があり、製品の高い寸法精度が得られること。（２）
カッターの目詰まりにつながらないこと。（３）潤滑油
等に反応しないこと。（４）接着時、剥離洗浄時の作業
性が良いこと。（５）コストが安いこと。等である。

発明者は上記の条件を満たすものとして、水溶性接着剤
を用いることに想到し、種々の接着剤を用いて実験を重
ねた結果、PVAを用いることによって初期の目的を達成
するに至った。

すなわち、この発明の目的は従来の熱可塑性樹脂接着剤
の問題点を解決すると共に上記加工材料の望ましい接着
剤の条件を満たすうえに、スプレー方式による接着工程
の自動化が可能になり、洗浄工程も時間の短縮化が計れ
るためライン全体の自動化が実施できる硬脆材料の切断
方法を提供するにある。

この発明は、硬脆材料等の材料を接着剤によってスライ
ス台上に複数固定し、さらに材料同志を多段に俵積み又
は重ね積みまたは積層して固定し、多数の加工材料を同
時にスライスする加工処理の際の接着剤を水溶性の接着
剤を用い、接着工程および剥離洗浄工程を容易にすると
共に接着剤が固定している間は切断作業による外力によ
って固定状態が耐えうる強度を有する接着剤を用いるも
のである。水溶性接着剤としてはPVAを用い、その水溶
液中へ加工材料を浸漬して、スライス台上へ積層し、乾
燥器中で乾燥固着させる。

このブロックを多刃切断機等でスライス切断して互いに
接点で固着されて一枚の板状になった多数の切断品とし
て取出す。

これら板状に接合された切断品を温水へ導いて接着剤を
溶解し、さらに洗浄を続けて製品に仕上げる。

接着剤としてPVAを用いた場合、重合度において500〜20
00、ケン化度において70％〜90％程度のものが結果が良
好であった。

（発明の効果） 以上のようにポリビニールアルコールを主体とする水溶
性接着剤を用いたため、予め接着剤や加工素材を加熱し
ておく必要がなく、常温で加工素材を接着剤溶液中に浸
漬又は加工素材に接着剤溶液をスプレーすれば良いので
接着剤塗布作業の条件が単純になり、接着剤の被膜が薄
くてよいため、加工素材同志が確実に接して平行配列に
おける不整が無く、したがって切断品の寸法精度が良
く、使用接着剤も少量で足りる。

丸棒状の硬脆材料を平行に密接させて積層するので、硬
脆材料が互いの接点で水溶性接着剤によって固着され、
したがって乾燥時間も短くて足り、剥離洗浄も短時間で
行える。焦げつきが生じることもない。特に急加熱をき
らう素材の場合には常温で接着できるので、乾燥時低温
で行うように心がければ足り、接着剤の悪臭や有害ガス
も発生しないうえ、公害防止上、洗浄に強アルカリ又
は、洗剤リン（リン酸ナトリウム）等を使用しないた
め、大変安全である。又、労働安全衛生上も有機溶剤や
強アルカリ、強酸等を使用しないため大変安全である。

切断時には外力を加えても接着が強固で安定しているの
で、加工の寸法精度を正確に出すことができ、カッター
の目詰りもなくドレシング等カッターの保守が容易であ
り、また接着剤が潤滑油に反応することもない。

またポリビニールアルコールを主体とする水溶性接着剤
は膜がうすくでき、必要以上に硬くないため切断時間を
短縮できる。

洗浄時においては洗浄剤による煮沸やメタノール等有機
溶剤による洗浄の必要がなく、温水だけでもよく、しか
も短時間で剥離洗浄が完了する。

また乾燥温度を変化させることにより洗浄の条件を変え
ることができる。

たとえば水溶性でありながら、高温で乾燥した場合は常
温の水には溶解しないが沸騰水には溶解する。

又常温乾燥すると常温の水に溶解し、多様な条件をみた
す、接着剤としての特徴を有する。

また、接着剤をスプレー塗布でき、洗浄条件も容易であ
るから、全体ラインを自動化することが可能となるなど
の著効を奏する。

（実施例） 以下に実施例を示す。

重合度1700、ケイ化度98.5％のPVA60gに水940gを加え溶
解してトレー中に約15mm厚さに貯留する。このトレー中
へ直径9mmのガラス丸棒を浸漬させ、スライス台の上へ
三段に俵積みして、100℃〜110℃温風乾燥機の中で１〜
２時間乾燥する。

その後従来通り切断工程を経て、80℃程度の温水槽で約
10分洗浄し、接着剤が溶解したところで、温水超音波洗
浄約５分の後温風乾燥して仕上げた。

従来の熱可塑性接着剤の場合を比較例として記載する。

加工素材をホットプレート上で140℃〜160℃に加熱し、
固形の接着剤を加工素材の熱で溶融しながら塗りつけ、
そのまま従来通り治具で固定して冷却して接着する。切
断工程を経て、約30分間５％カセイソーダにて煮沸熱湯
洗浄し、更に中性洗剤にて10分間超音波洗浄し、温水の
超音波洗浄を５分した後温風乾燥した。ただし接着剤が
一部焦げついた部分は洗浄では落ちなかった。

急加熱を禁じられている素材の場合は、水溶性接着剤の
場合、乾燥時に100℃までゆっくり温度を上げていけば
洗浄は温水のため問題ないが、熱可塑性接着剤の場合は
接着剤を塗布する場合にも素材を徐々に加熱していく必
要があると共に、洗浄時に有機溶剤などを用いて１日〜
２日ぐらい浸漬しなければ接着剤が溶解しなかった。

熱可塑性接着剤とPVA接着剤の洗浄比較 熱可塑性接着剤の場合は直径9mm長さ165mmのガラスの丸
棒を三段に俵積みしてスライス加工したものの洗浄状
態。

PVA（１），（２）の場合は直径9mm長さ165mmのガラス
の丸棒を三段に俵積みしてスライス加工したものの洗浄
状態。

PVA（１）は熱可塑性接着と同じ工程を通した場合。

PVA（２）は3,8槽を省いた場合。

上記の結果はPVA（１）PVA（２）共に極めて短時間で洗
浄が完了した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】丸棒状の硬脆材料を薄片に切断加工する硬
   脆材料の切断方法において、 複数本の硬脆材料に、重合度500〜2000、ケン化度70〜8
   0％のポリビニールアルコールを主体とする水溶性接着
   剤を塗布して台上に平行に密着させて積層し、 次いで水溶性接着剤を乾燥させて硬脆材料を互いの接点
   で固着し、 この固着した状態で硬脆材料を直角方向から切断して複
   数枚の切断片が水溶性接着剤で互いに接点で固着された
   板状体として取出し、 該板状体を水に浸漬して水溶性接着剤を水で溶解除去し
   て切断片を分離することを特徴とする硬脆材料の切断方
   法。