JPS62241669A - 石灰系砥石の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、水酸化カルシウムと砥粒を混合成形し炭酸化
硬化させる石灰系砥石の製造方法に関する。

［従来の技術］ 砥石には天然砥石と人造砥石があるが、天然石灰石は国
内では資源枯渇から高品質で安定したものが大量にかつ
安価にえることが困難となっている。

一方、人造砥石は、砥粒という微少切刃とこれを支え、
工具としての形状を保つ結合剤からなっており、砥粒は
天然砥粒や人造砥粒などを目的により砥粒の種類と粒度
が決められ、結合剤は無機質と有機質があり、無機質と
して長石、陶石、シャモットなどがあり、有機質として
合成樹脂、ゴムなどが用いられている。

一般に、砥粒と無機質結合剤とは混合、加圧成形後、窯
の中で１０００°Ｃ以上で数十時間焼成している。

［発明が解決しようとしている問題点］上記した焼成工
程において、窯中の温度むらや最適温度までに上昇させ
る速度や冷却温度などの調節には熟練を要し、品質安定
化に大きな問題点となると同時に大量の熱エネルギーを
使用するために省エネルギーに問題がある。また無機質
結合剤の資源も国内では、少なくなっている。その他窯
入れ、窯出しに人力が必要と同時に窯内の生砥石の積込
には、熟練を要しそのために人材不足になるばかりかコ
ストアップの原因にもなっている。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点に対処するもので、水酸化カルシ
ウム１００重量部と砥粒２００〜８００重量部との混合
物に水を加え、加圧成形した後炭酸ガスを含む雰囲気中
で強制的に炭酸化硬化させることを特徴とし、その目的
とするところは、天然砥石に代わるものであると同時に
人造砥石の欠点である無機質結合剤の資源的不安や熱エ
ネルギーの多量消費や人材不足などを未然に解決したも
のである。

［実施例コ 次に本発明の最も好ましい実施例について説明する。

本実施例において、水酸化カルシウムと砥粒を均一に混
合する時は、粉砕していない水酸化カルシウムでも良い
が、好ましくは水酸化カルシウムをメツ９１１５０ｍμ
以下のふるいを通過したものが良い。また砥粒は砥石の
用途に応じて整粒にした一定粒度分布のものを使用し、
原料としては天然砥粒９人造砥粒、産業廃棄物的鉱物砥
粒たとえば靭性な有し、かつ硬質であればいずれでも良
い。また上記した天然砥粒としては、エメリー。

オリヒン、ガーネット、ジルコン砂、珪石、珪砂、ダイ
ヤモンドなどがあり、人造砥粒としては、窒化炭素、窒
化珪素、炭化珪素、コランダム、炭化ホウ素、アルミナ
、ジルコニア、窒化ホウ素。

人造ダイヤモンドなどがあり、産業廃棄物的砥粒として
はニッケル精錬スラグがあり、砥粒としてはこれらの砥
粒の内一種類もしくは二種類以上を混合しても良い。

上記した水酸化カルシウム１００重量部に対して砥粒を
２００〜８００重量部好ましくは４００〜６００重量部
で、２００重層部未満では砥粒が砥石表面あるいは内部
に疎らにしか存在しないので、研削能率が低く砥石の役
割を果たさない。また８００重量部を越えると結合剤と
しての水酸化カルシウムの含有量が少なくなり、炭酸化
した後の石灰系砥石の曲げ強度の低下や砥粒の雛脱が著
しく、砥石としての使用に耐えらなくなる。

なお、この水酸化カルシウムと砥粒の混合物１゜ＯＩ量
部に、水を３〜２０重量部添加してよく混合する。水の
添加量は好ましくは５〜１０重量部で、３重量部未満て
は後の成形時に型面れを起こし易くなり、成形圧あるい
は水酸化カルシウムと砥粒の混合比にもよるが、１０〜
２Ｃ１ｔ量部を超えると成形時に余分の水が出るため、
これを取り除く手間や成形物の乾燥工程を付加するなど
の余分な工程が増えるので好ましくない。また後の炭酸
化工程において、成形物の含水率が５〜２０％の時に炭
酸化速度が速いと言われていることと一致している。

さらに加圧成形圧は２００〜１０００ｋｇ／ａｍ２で、
このましくは３００〜６００　ｋｇ／ｃｍ２て、成形圧
２００　ｋｇ　／ｃｍ２未満では生成砥石の強度が低く
砥石としての使用に耐えられず、成形圧が１０００　ｋ
ｇ　／　ａｍ２　を越えると、水酸１ヒ力ルシウム粒子
間に適当な空間がなくなり、炭酸化工程で炭酸カスが砥
石の中に侵入しにくくなり、炭酸化に時間がかかりすぎ
るため生産性が悪くなる。

次に炭酸化工程での炭酸カス濃度は、８容量％以上あれ
ば充分であるが、炭酸ガス濃度が濃い程度酸化速度が速
くなる。なお、この炭酸化工程は発熱反応であり、炭酸
ガス反応量と等モルの水分を遊離する。特に初期反応速
度が大きく急激に温度が上昇し水分が遊離する。炭酸化
硬化反応がすみやかに進行する含水状態を保つためには
、反応初期は乾燥状態にし、反応後期は温度上昇による
自己乾燥を防ぐため、加湿状態に保つのが理想的である
が、工業的な炭酸硬化雰囲気としては、温度４０〜１０
０’　Ｃ，湿度５０〜１００％が適切である。ここで、
高圧成形した高密度成形体を高温で長時間炭酸化を行な
うと、水酸化カルシウムが炭酸カルシウムになるときの
膨張と炭酸カルシウム結晶の粗大化のため、生成砥石の
強度低下をきたすので、高強度を得るためには、高温短
時間または低温長時間の炭酸化を行なう必要がある。

以下本発明を実験例について、さらに詳細に説明する。

実験例　ｌ エメリー砥粒は、エメリー原石をジョークラッシャーで
粗細した後、ブラウン粉砕機でさらに粉砕し、ＪＩＳ標
準ふるいによって１２５〜５３μｍに整粒した。水酸化
カルシウムは、ＪＩＳ標準ふるいによって６２μｍ以下
に調整した。

水酸化カルシウム６０．０ｇとエメリー砥粒２４０、Ｏ
ｇと水２１．０ｇを混合機で良く混合し１６Ｘ４ｃｍの
金型を用いて、５００　Ｋｇ／ｃｍ２で加圧成形した。

この時砥石の厚さは２ｃｍであった。この成形体を炭酸
ガス１００容量％、炭酸ガス温度８０°Ｃ２湿度９０〜
１００％、炭酸ガス流速１００ｗｌ／ｍｉｎの気流中で
２０時間炭酸化した。

この砥石を平面往復動式研磨機を用いて、５Ｓ４１．５
０Ｘ３５’Ｘ２．５ｍｍを荷重５に８，４６往復／分、
ストローク１４ｃｍで１時間研磨し、砥石の減量、鉄片
の減量を測定した。また研磨試験に供しない砥石は炭酸
化率、吸水率２曲げ強度、硬度を測定した。結果は表１
に示した。

実験例　２〜９ この実験例２〜９は、実験例１と同じ方法で砥粒、混合
割合、加圧成形圧、炭酸ガス濃度、炭酸ガス温度、炭酸
化時間を変えて、実験した。この結果は表１に示した。

比較例 市販の天然砥石二種類を使用して実験例１と同しような
物性測定を行った結果を表１に示す。

［発明の効果コ 本発明は、前記実施例から明かなように、常温〜１００
’Ｃ以下の炭酸ガスを用いて、安価でしかも従来のごと
く高度な熟練を要することなく高品質な人造砥石として
天然砥石よりも優れた研磨性を示し、天然砥石に代わる
ものとして極めて実用的効果を発揮しろるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水酸化カルシウム１００重量部と砥粒２００〜８００重
   量部との混合物に水を加え、加圧成形した後炭酸ガスを
   含む雰囲気中で強制的に炭酸化硬化させることを特徴と
   する石灰系砥石の製造方法