JPH0763936B2 - Grinding stone and method for manufacturing the same - Google Patents
Grinding stone and method for manufacturing the sameInfo
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- JPH0763936B2 JPH0763936B2 JP63071301A JP7130188A JPH0763936B2 JP H0763936 B2 JPH0763936 B2 JP H0763936B2 JP 63071301 A JP63071301 A JP 63071301A JP 7130188 A JP7130188 A JP 7130188A JP H0763936 B2 JPH0763936 B2 JP H0763936B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は硬脆材、金属材、合成樹脂等の被研磨材を精密
研磨仕上げするのに好適な研磨用砥石に関し、さらに詳
しく言うと、研磨表面に水を供給しながら研磨する場合
においても、その水によって軟化・膨潤することのな
い、研磨寿命の長い研磨用砥石に係るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a polishing grindstone suitable for precision polishing finishing of a material to be polished such as a hard and brittle material, a metal material, and a synthetic resin, and more specifically, The present invention relates to a polishing grindstone having a long polishing life, which is not softened or swelled by water even when polishing is performed while supplying water to the polishing surface.
［従来の技術］ 液体ボンド砥石は砥粒に少量の液体を加えて均一に混合
し、型枠に入れて圧縮成形した砥石であり、この液体ボ
ンド砥石は硬脆材のセラミック類、金属材、ガラス、合
成樹脂等の精密研磨に広く使用されている。[Prior Art] A liquid bond grindstone is a grindstone in which a small amount of liquid is added to abrasive grains, uniformly mixed, put in a mold, and compression molded. This liquid bond grindstone is made of hard brittle ceramics, metal materials, Widely used for precision polishing of glass and synthetic resins.
この液体ボンド砥石については、たとえば『谷、河田
「液体ボンド砥石を用いた高能率研磨法の開発」日本機
械学会論文集第50巻、471号、昭和60−11』、『谷、河
田「液体ボンド砥石を用いた高能率研磨法の開発」生産
研究第37巻、７号、1985,7』、『谷、河田「液体ボンド
砥石の境面研磨への適用」昭和60年度精機学会秋季大会
学術講演会論文集』、『谷、河田「液体ボンド砥石によ
るシリコンウエハの高能率研磨」昭和61年度精密工学会
春季大会学術講演会論文集』、『河田「液体ボンド砥石
を用いた高能率・高精度研磨法」日本機械学会誌、第90
巻第821号、昭和62年４月』等に記載されている。Regarding this liquid bond grindstone, for example, "Tani, Kawata" Development of high-efficiency polishing method using liquid bond grindstone ", The Japan Society of Mechanical Engineers, Vol. 50, No. 471, Showa 60-11," Tani, Kawata "Liquid "Development of high-efficiency polishing method using bond grindstone" Production Research Volume 37, No. 7, 1985, 7 ", Tani, Kawada" Application of liquid bond grindstone to surface grinding " Proceedings of Lectures "," Tani, Kawada "High-efficiency polishing of silicon wafers with liquid bond grindstones" Proceedings of the 61st spring meeting of the Japan Society for Precision Engineering, 1986, "Kawada" High efficiency and high performance with liquid bond grindstones " Precision polishing method ”, Journal of Japan Society of Mechanical Engineers, No. 90
Vol. 821, April 1987 ”and the like.
これらの文献に記載の液体ボンド砥石は、砥粒と液体と
の混合比をペンデュラー域とファニキュラー域との間に
あるように設定し、混合、圧縮、成形等の操作により製
造される砥石である。The liquid bond grindstones described in these documents are set such that the mixing ratio of the abrasive grains and the liquid is between the pendular region and the funicular region, and are the grindstones manufactured by operations such as mixing, compression, and molding. is there.
その場合、液体の混合比が小さいので混合物の流動性が
悪く、砥粒と液体との混合が不均一になる。そこで、そ
の不均一な混合状態のままで前記混合物を圧縮成形する
と、成形された液体ボンド砥石は密度や硬さにばらつき
が生じ、研磨の際に部分的に砥石が崩壊したり、研磨の
仕上りにむらが生じる。そのようなペンデュラー域とフ
ァニキュラー域との間になるような砥粒と液体との混合
比は砥粒や液体の種類、砥粒の粒径、形状等により異な
るのであるが、通常、砥粒の10％〜20％程度であると考
えられていて、非常に小さいものである。In that case, since the mixing ratio of the liquid is small, the fluidity of the mixture is poor, and the mixing of the abrasive grains and the liquid becomes non-uniform. Therefore, if the mixture is compression-molded in the non-uniform mixed state, the formed liquid bond grindstone has variations in density and hardness, and the grindstone partially collapses during polishing, or the finish of polishing. Unevenness occurs. The mixing ratio of the abrasive grains and the liquid such that it is between the pendular region and the funicular region is different depending on the type of the abrasive grains and the liquid, the grain size of the abrasive grains, the shape, etc. It is considered to be about 10% to 20%, which is very small.
本出願人は、未だ公知ではないが、前記文献に記載の液
体ボンド砥石の欠点を解消する液体ボンド砥石として、
砥粒を結合する液体を、この液体より揮発し易い他の液
体で希釈し、過剰量のこの稀釈液と前記砥粒とを均一に
混合し、その後に過剰分の液体を除去することにより、
あるいは砥粒と液体との混合比を、混合、圧縮、成形の
操作に都合の良い条件になるように任意に設定し、砥粒
と液体とを混合し、圧縮成形し、その後に乾燥処理によ
り液体の含有量を減少させることにより、ペンデュラー
域に達した状態の液体ボンド砥石を提案し、かつ、ペン
デュラー域に達した状態の液体ボンド砥石を使用する研
磨方法として、研磨時に、前記液体ボンド砥石に水その
他の液体を添加することを提案している。かかる提案に
係る研磨方法では、研磨時の水の添加により、液体ボン
ド砥石における砥粒の充填形態がペンデュラー域からフ
ァニキュラー域に達するので、良好な精密研磨を実現す
ることができる。The present applicant, although not yet known, as a liquid bond grindstone that eliminates the drawbacks of the liquid bond grindstone described in the above document,
The liquid that binds the abrasive grains is diluted with another liquid that is more easily volatilized than this liquid, and an excessive amount of this dilution liquid and the abrasive grains are uniformly mixed, after which the excess liquid is removed.
Alternatively, the mixing ratio of the abrasive grains and the liquid is arbitrarily set so that the conditions of mixing, compression, and molding are convenient, and the abrasive grains and the liquid are mixed, compression-molded, and then dried. By reducing the content of the liquid, to propose a liquid bond grindstone in the state of reaching the Pendular range, and as a polishing method using the liquid bond grindstone in the state of reaching the Pendular range, at the time of polishing, the liquid bond grindstone It is proposed to add water and other liquids to. In the polishing method according to this proposal, by adding water at the time of polishing, the filling state of the abrasive grains in the liquid bond grindstone reaches from the pendular region to the funicular region, so that good precision polishing can be realized.
［発明が解決しようとする課題］ 砥粒を液体で結合してペンデュラー域とファニキュラー
域との間にあるような砥粒の充填状態となった従来公知
の液体ボンド砥石を使用して研磨処理作業を行う場合、
研磨中に発生する摩擦熱による被研磨材の温度上昇を抑
制したり、液体ボンド砥石の表面に付着する切り屑を除
去したりするために、液体ボンド砥石の表面に水もしく
は水性液体を流したり、あるいは噴霧したりすることが
行なわれる。[Problems to be Solved by the Invention] Polishing treatment using a conventionally known liquid bond grindstone in which abrasive grains are bonded with a liquid and filled with the abrasive grains between the pendular region and the funicular region When doing the work,
In order to suppress the temperature rise of the material to be polished due to the frictional heat generated during polishing, or to remove the chips adhering to the surface of the liquid bond grindstone, water or an aqueous liquid is poured on the surface of the liquid bond grindstone. Or, spraying is performed.
しかしながら、前述のように、研磨中に水もしくは水性
液体をかけたり噴霧したりすると、液体ボンド砥石の内
部に水が侵入し、その結果、ペンデュラー域とファニキ
ュラー域との間にある砥粒の充填状態が急速にキャピラ
リー状態あるいは極端な場合にはスラリー状態になって
しまい、液体ボンド砥石による研磨が不可能になってし
まう。However, as described above, when water or an aqueous liquid is applied or sprayed during polishing, water enters the inside of the liquid bond grindstone, and as a result, the abrasive grains between the pendular region and the funicular region are If the filling state is rapidly in a capillary state or in an extreme case, it becomes a slurry state, and polishing with a liquid bond grindstone becomes impossible.
また、本出願人が提案している研磨方法においては、砥
粒の充填状態がペンデュラー域に達している液体ボンド
砥石を使用して研磨する際に前記と同様に液体ボンド砥
石の表面に水もしくは水性液体を流したり、あるいは噴
霧したりすることにより、ペンデュラー域からファニキ
ュラー域へと砥粒の充填状態を変化せしめて良好な研磨
状態を実現している。Further, in the polishing method proposed by the present applicant, when polishing using a liquid bond grindstone in which the filling state of the abrasive grains has reached the pendular region, water or the same as above on the surface of the liquid bond grindstone. By flowing or spraying an aqueous liquid, the filling state of the abrasive grains is changed from the pendular region to the funicular region to achieve a good polishing state.
しかしながら、本発明者らがさらに検討したところ、本
出願人が提案している研磨方法においては、研磨時に添
加する水等が液体ボンド砥石の研磨面からわずかに深い
所までしか侵入しないのであれば良好な研磨が実現され
るのであるが、研磨時に液体ボンド砥石に添加する水の
添加量を管理しないでいると、添加する水等が徐々に液
体ボンド砥石の内部深くに侵入してボンド剤を軟化ある
いは液化させ、液体ボンド砥石全体が軟化することが判
明した。However, as a result of further study by the present inventors, in the polishing method proposed by the present applicant, if the water or the like added at the time of polishing enters only slightly deeper from the polishing surface of the liquid bond grindstone. Although good polishing can be achieved, if the amount of water added to the liquid bond grindstone is not controlled during polishing, the added water will gradually penetrate deep inside the liquid bond grindstone to remove the bonding agent. It was found that the entire liquid bond grindstone was softened by softening or liquefying.
研磨時に液体ボンド砥石に添加する水等の添加量を厳密
に管理するのは極めて煩雑である。Strictly controlling the amount of water or the like added to the liquid bond grindstone during polishing is extremely complicated.
と言って、添加する水等の量を管理しないままに過剰量
の水を添加すると、前述のように、過剰の水が液体ボン
ド砥石の内部深くに浸透することにより、液体ボンド砥
石が軟化し、研磨時の押圧力により崩壊し、その砥粒が
削りとられる。That said, if an excessive amount of water is added without controlling the amount of water to be added, as described above, excess water penetrates deep inside the liquid bond grindstone, softening the liquid bond grindstone. , It collapses due to the pressing force during polishing, and the abrasive grains are scraped off.
そして、研磨中に液体ボンド砥石中に水が侵入すること
により、砥粒の減耗量が異常に大きくなって、砥石の寿
命が短くなり、ひいては加工コストの増大を招いてしま
う。Then, when water enters the liquid bond grindstone during polishing, the amount of wear of the abrasive grains becomes abnormally large, the life of the grindstone is shortened, and eventually the processing cost is increased.
以上のように、従来の液体ボンド砥石においても、また
本出願人の提案に係る液体ボンド砥石においても、研磨
時に研磨面に供給する水やその他の冷却液体による砥石
の軟化を防止することが大きな課題となっている。As described above, even in the conventional liquid bond grindstone, and also in the liquid bond grindstone proposed by the present applicant, it is important to prevent the softening of the grindstone by water or other cooling liquid supplied to the polishing surface during polishing. It has become a challenge.
本発明の目的は前記課題を解決し、研磨時に供給する水
もしくは水性液体による砥石の軟化を防止した研磨用砥
石、あるいは研磨時に添加する水等の添加量を厳格に管
理せずに水等を添加してもその水等によって容易に軟化
しない研磨用砥石を提供することであり、また本発明の
他の目的は前記研磨用砥石を製造する新規な方法を提供
することである。The object of the present invention is to solve the above problems, a polishing grindstone that prevents softening of the grindstone by water or an aqueous liquid supplied at the time of polishing, or water or the like without strictly controlling the addition amount of water or the like added at the time of polishing. It is an object of the present invention to provide a polishing grindstone which is not easily softened by water or the like even when added, and another object of the present invention is to provide a novel method for producing the polishing grindstone.
［課題を解決するための手段および作用］ 前記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、砥
粒を液状結合剤で結合し、圧縮成形してなる成形体が、
砥粒に対して0.05〜５重量％の割合の撥水剤を含有する
ことを特徴とする研磨用砥石である。[Means and Actions for Solving the Problem] The invention according to claim 1 for solving the above problem is that a molded body obtained by bonding abrasive grains with a liquid binder and compression molding is used.
A polishing grindstone characterized by containing a water repellent in a proportion of 0.05 to 5% by weight with respect to the abrasive grains.
前記課題を解決するための請求項２に記載の発明は、砥
粒と液状結合剤と撥水剤とを混合し、圧縮成形すること
を特徴とする研磨用砥石の製造方法である。The invention according to claim 2 for solving the above-mentioned problems is a method for producing a grinding wheel for grinding, which comprises mixing abrasive grains, a liquid binder and a water repellent, and compression-molding the mixture.
前記課題を解決するための請求項３に記載の発明は、砥
粒と液状結合剤との混合物を圧縮して成形体に成形し、
この成形体に撥水剤を付与することを特徴とする研磨用
砥石の製造方法である。According to a third aspect of the invention for solving the above-mentioned problems, a mixture of abrasive grains and a liquid binder is compressed to be molded into a molded body,
A method for producing a grinding wheel for polishing is characterized in that a water-repellent agent is applied to this molded body.
本発明の研磨用砥石を構成する砥粒としては、研磨性を
有する粒子ならば特に制限がなく、例えばダイヤモン
ド、コランダム、エメリ、ザクロ石、珪石、トリボリ、
焼成ドロマイト、熔融アルミナ、人造エメリ、炭化ケイ
素、炭化ホウ素、酸化鉄、焼成アルミナ、酸化クロム、
酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、
炭酸カルシウム、シリカ、シラス等を挙げることができ
る。The abrasive grains constituting the polishing grindstone of the present invention is not particularly limited as long as it has abrasiveness, for example, diamond, corundum, emery, garnet, silica stone, tribolite,
Calcined dolomite, fused alumina, artificial emery, silicon carbide, boron carbide, iron oxide, calcined alumina, chromium oxide,
Cerium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide,
Examples thereof include calcium carbonate, silica and shirasu.
前記砥粒の粒径は、30μｍ以下の微粉が好ましい。な
お、砥粒粒度の選択は、基本的には要求される被研磨材
の仕上り面粗さによるものであるが、砥石の強度として
は砥粒が微細であればある程大きいから、砥粒径が大き
いときには、微細な砥粒を混合して強度を増加させるこ
ともできる。It is preferable that the abrasive grains have a particle size of 30 μm or less. The selection of the abrasive grain size is basically based on the required finished surface roughness of the material to be polished, but the finer the abrasive grains, the greater the strength of the grindstone. When is large, the strength can be increased by mixing fine abrasive grains.
前記液状結合剤としては砥粒を結合して成形体にするこ
とができるものならば特に制限が無く、たとえば、水、
アルカリ性溶液、酸性溶液、その他の塩類を含有する水
溶液、高分子溶液、油状液体、磁性流体などを挙げるこ
とができる。また、観点を変えて言うならば、前記液状
結合剤は、添加剤として有機物質を含有する液状結合
剤、添加剤として無機物質（この場合、金属を含まな
い。）を含有する液状結合剤のいずれでもよい。The liquid binder is not particularly limited as long as it can form abrasive particles by binding abrasive particles, for example, water,
Examples thereof include alkaline solutions, acidic solutions, other aqueous solutions containing salts, polymer solutions, oily liquids, magnetic fluids, and the like. From a different point of view, the liquid binder includes a liquid binder containing an organic substance as an additive and a liquid binder containing an inorganic substance (in this case, containing no metal) as an additive. Either is fine.
前記有機物質としては、たとえば、フェノール樹脂、キ
シレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、アクリル系樹
脂、ウレタン樹脂、カルボキシメチルセルロース（CM
C）、でんぷん、石油樹脂等などを挙げることができ
る。Examples of the organic substance include phenol resin, xylene resin, polyvinyl alcohol resin, acrylic resin, urethane resin, carboxymethyl cellulose (CM
C), starch, petroleum resin and the like.
前記無機物質としては、水ガラス、塩化マグネシウム等
を挙げることができる。Examples of the inorganic substance include water glass and magnesium chloride.
液状結合剤の液の状態としては、溶液、エマルジョン、
サスペンジョンのいずれの形であっても良い。The liquid state of the liquid binder may be a solution, an emulsion,
It may be in any form of suspension.
液状結合剤は、前述のように、砥粒を結合することがで
きれば、単なる水であっても良いのであるが、通常の場
合、添加剤を含有する液状結合剤を使用するのが好まし
い。この添加剤は、砥粒同士をさらに強固に結合させ
て、研磨用砥石の機械的強度を著しく大きくするのとの
作用を有する。As described above, the liquid binder may be mere water as long as it can bond the abrasive grains, but in the normal case, it is preferable to use a liquid binder containing an additive. This additive has a function of further strongly bonding the abrasive grains to each other to remarkably increase the mechanical strength of the polishing grindstone.
液状結合剤の研磨用砥石中の含有量は、砥粒がペンデュ
ラー域とファニキュラー域との中間の充填状態にあり、
好ましくはペンデュラー域の充填状態にあるような含有
量範囲内である。The content of the liquid binder in the grindstone for polishing is such that the abrasive grains are in a filling state between the pendular region and the funicular region,
It is preferably within the content range such that the filled state is in the pendular region.
液状結合剤のかかる含有量は、砥粒の種類、砥粒の平均
粒径、液状結合剤の種類、液状結合剤中に含まれる添加
剤の種類とその量によって変化するので一概に規定する
ことができないが、通常、液状結合剤の含有量は、砥粒
の10〜20重量％であるとペンデュラー域とファニキュラ
ー域との中間の充填状態にある砥粒の充填状態を実現す
ることができ、また、砥粒をペンデュラー域の充填状態
にするのであれば、通常、液状結合剤の砥粒中の含有量
は砥粒の１〜20重量％、好ましくは５〜15重量％であ
る。The content of the liquid binder varies depending on the type of abrasive grains, the average particle size of the abrasive grains, the type of liquid binder, the type of additives contained in the liquid binder, and the amount thereof, so it should be specified unconditionally. However, if the content of the liquid binder is 10 to 20% by weight of the abrasive grains, it is possible to realize the filled state of the abrasive grains in the intermediate filled state between the pendular region and the funicular region. Further, when the abrasive grains are filled in the pendular region, the content of the liquid binder in the abrasive grains is usually 1 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight of the abrasive grains.
液状結合剤に添加剤を含有せしめるのであれば、前記添
加剤の研磨用砥石中の含有量は、砥粒、液状結合剤を形
成する液体の種類等により相違して一概に規定すること
ができないが、一般的には砥粒に対して１重量％以下で
ある。If the liquid binder contains an additive, the content of the additive in the polishing grindstone cannot be unconditionally specified because it varies depending on the type of the liquid forming the abrasive grain and the liquid binder. However, it is generally 1% by weight or less with respect to the abrasive grains.
前記撥水剤としては、撥水性を付与し得る物質ならばい
ずれのものでも用いることができ、例えばシリコンオイ
ル、シリコンエマルジョン、水溶性シリコン、パラフィ
ンワックス、天然ワックス、ワックスエマルジョン、フ
ッ素撥水剤等を挙げることができる。As the water repellent, any substance that can impart water repellency can be used, and for example, silicone oil, silicone emulsion, water-soluble silicone, paraffin wax, natural wax, wax emulsion, fluorine water repellent, etc. Can be mentioned.
前記撥水剤の研磨用砥石における含有量は、通常、砥粒
に対して0.05〜５重量％、好ましくは１〜３重量％であ
る。The content of the water repellent agent in the polishing grindstone is usually 0.05 to 5% by weight, preferably 1 to 3% by weight based on the abrasive grains.
前記撥水剤の含有量が0.05重量％未満であると、研磨用
砥石に良好な撥水性が付与されず、また、前記含有量が
５重量％を超えると、撥水性が強くなり過ぎて研磨用砥
石の研磨表面に水等を添加した場合に研磨用砥石の研磨
面から所定の深さまでに水等が浸透しなくなる。When the content of the water repellent is less than 0.05% by weight, good water repellency is not imparted to the polishing grindstone, and when the content exceeds 5% by weight, the water repellency becomes too strong and the polishing is performed. When water or the like is added to the polishing surface of the polishing grindstone, water or the like does not permeate from the polishing surface of the polishing grindstone to a predetermined depth.
この撥水剤の添加量は、重要な事柄である。と言うの
は、撥水剤を前記範囲の割合で含有することにより、研
磨用砥石で研磨する際に水等を添加すると、水等が研磨
用砥石の研磨面から所定の深さにまで浸透するがそれ以
上には特に浸透しないと言う微妙な作用が働くからであ
る。そして、このような微妙な作用が働くことによっ
て、研磨用砥石の研磨時には、セルフドレッシングが阻
害されることなく達成されると共に、水等が研磨用砥石
の内部深くにまで浸透しないから研磨用砥石の軟化が防
止される。The amount of water repellent added is an important matter. This is because the water repellent is contained in the above-mentioned ratio, and when water or the like is added when polishing with a polishing grindstone, the water or the like penetrates to a predetermined depth from the polishing surface of the polishing grindstone. However, there is a delicate effect that it does not penetrate further than that. And, by such a delicate action, during polishing of the polishing grindstone, self-dressing is achieved without being hindered, and since the water and the like do not penetrate deep inside the polishing grindstone, the polishing grindstone Is prevented from softening.
なお、この撥水剤は、また前記液状結合剤と同様に、研
磨用砥石中では、砥粒を結合する作用をも有していると
考えられる。It is considered that the water repellent agent also has an action of binding abrasive grains in the polishing grindstone, like the liquid binder.
請求項１に記載の研磨用砥石は、様々の方法により製造
することができるのであるが、特に請求項２および請求
項３に記載の方法により製造するのが好ましい。The polishing grindstone described in claim 1 can be manufactured by various methods, but it is particularly preferable that the polishing wheel be manufactured by the methods described in claims 2 and 3.
請求項２に記載の方法は、前記砥粒と前記液状結合剤と
前記撥水剤とを混合し、圧縮成形することを特徴とす
る。The method according to a second aspect is characterized in that the abrasive grains, the liquid binder, and the water repellent are mixed and compression molded.
混合に際する各成分の配合割合としては、各成分の種類
等により相違して一概に規定することができないけれ
ど、一般的には、前記砥粒が砥粒がペンデュラー域とフ
ァニキュラー域との中間の充填状態にあり、好ましくは
ペンデュラー域の充填状態にあるような含有量範囲内で
ある。As the mixing ratio of each component upon mixing, it is not possible to unconditionally specify differently depending on the type of each component, etc., but in general, the abrasive grains are abrasive grains of a pendular region and a funicular region. It is in an intermediate filling state, and preferably within the content range so as to be in a filling state in the Pendular region.
混合に際しては、前記含有量の範囲内となるように設定
された割合の各成分を直ちに混合，混練しても良いが、
混合、圧縮、成形の操作に都合の良い条件になるように
各成分の配合割合を任意に設定し、しかる後各成分を混
合しても良い。Upon mixing, the components may be immediately mixed and kneaded in a ratio set so as to fall within the above range,
The mixing ratios of the respective components may be arbitrarily set so that the conditions of mixing, compression and molding are convenient, and then the respective components may be mixed.
混合操作は通常の混合機、混合造粒機を使用することが
できる。For the mixing operation, an ordinary mixer or a mixing granulator can be used.
混合により得られた混合物は、次いで圧縮されて所定の
形状に成形される。The mixture obtained by mixing is then compressed and formed into a predetermined shape.
圧縮成形は通常の圧縮成形機により行うことができる。The compression molding can be performed by a usual compression molding machine.
圧縮成形に要する圧力は100kg/cm2以上、望ましくは300
kg/cm2以上が好ましい。The pressure required for compression molding is 100 kg / cm 2 or more, preferably 300
It is preferably kg / cm 2 or more.
請求項２に記載の発明においては、前記成形体中の砥粒
がペンデュラー域充填状態にあるように、砥粒と液状結
合剤と撥水剤とを混合して得られる混合物を圧縮成形し
て得られる成形体に、液体の含有量を減少させる液体減
量処理を行うのが好ましい。なお、場合によっては、砥
粒と液状結合剤と撥水剤とを混合して得られる混合物に
ついて前記液体減量処理を行っても良いし、また、砥粒
と液状結合剤と撥水剤とを混合して得られる混合物を圧
縮成形するのと同時に前記液体減量処理を行っても良
い。In the invention according to claim 2, a mixture obtained by mixing the abrasive grains, the liquid binder and the water repellent is compression molded so that the abrasive grains in the molded body are in a filled state in the pendular region. It is preferable that the obtained molded body is subjected to a liquid reduction treatment for reducing the liquid content. In some cases, the liquid weight reduction treatment may be performed on a mixture obtained by mixing the abrasive grains, the liquid binder, and the water repellent, and the abrasive grains, the liquid binder, and the water repellent may be combined. The liquid reduction treatment may be performed at the same time when the mixture obtained by mixing is compression molded.
このような処理を経て得られる研磨用砥石にあっては、
含有される液体が砥粒の表面に吸着された状態になって
いて、前記液体が容易に砥粒から分離しない安定な状態
になる。したがって、砥粒がかかる充填状態にある研磨
用砥石は、長期間の保存によっても機械的強度に変化を
生じず、したがって、長期間の保存が可能になり、ま
た、機械的強度が低下しないので容易に崩壊したり破損
したりしないから、運搬や装置への取り付けを容易なも
のとすることができる。In the polishing grindstone obtained through such treatment,
The contained liquid is in a state of being adsorbed on the surface of the abrasive grains, and the liquid is in a stable state in which it is not easily separated from the abrasive grains. Therefore, the polishing grindstone in the filled state with the abrasive particles does not change in mechanical strength even after long-term storage, and thus can be stored for a long time and the mechanical strength does not decrease. Since it does not easily collapse or break, it can be easily transported and attached to the device.
前記液体減量処理としては、たとえば、乾燥機を使用す
る乾燥処理、吸液剤を接触させる吸液処理などを挙げる
ことができる。Examples of the liquid weight reduction treatment include a drying treatment using a drier and a liquid absorption treatment in which a liquid absorbing agent is brought into contact.
液体減量処理として乾燥処理を採用する場合、好ましく
は50〜70℃で10時間ないし数十時間、一段または多段の
乾燥を行ない、研磨用砥石中の液体含有量を約５重量％
以下にすることが好ましい。When a drying treatment is adopted as the liquid weight reduction treatment, it is preferably dried at 50 to 70 ° C. for 10 hours to several tens of hours in one or more stages, and the liquid content in the grinding wheel for polishing is about 5 wt%.
The following is preferable.
また、液体減量処理として吸液処理を採用する場合にお
いても、研磨用砥石中の液体含有量が前記範囲内にある
ように吸液処理を行なうのが好ましい。Further, even when the liquid absorbing treatment is adopted as the liquid reducing treatment, it is preferable to perform the liquid absorbing treatment so that the liquid content in the polishing grindstone falls within the above range.
請求項３に記載の方法は、砥粒と液状結合剤との混合物
を圧縮して成形し、この成形体に撥水剤を付与すること
を特徴とする。The method according to claim 3 is characterized in that a mixture of abrasive grains and a liquid binder is compressed and molded, and a water repellent agent is applied to this molded body.
混合に際する砥粒と液状結合剤との配合割合は、各成分
の種類等により相違して一概に規定することができない
けれど、一般的には、前記砥粒が砥粒がペンデュラー域
とファニキュラー域との中間の充填状態にあり、好まし
くはペンデュラー域の充填状態にあるような含有量範囲
内である。The mixing ratio of the abrasive particles and the liquid binder at the time of mixing cannot be unconditionally specified because it varies depending on the type of each component, etc., but in general, the abrasive particles are the abrasive particles in the pendular region and the fannier. It is in a filling state in the middle of the curular region, preferably in a content range such that it is in a filling state in the pendular region.
混合に際しては、前記含有量の範囲内となるように設定
された割合の各成分を直ちに混合，混練しても良いが、
混合、圧縮、成形の操作に都合の良い条件になるように
各成分の配合割合を任意に設定し、しかる後各成分を混
合しても良い。Upon mixing, the components may be immediately mixed and kneaded in a ratio set so as to fall within the above range,
The mixing ratios of the respective components may be arbitrarily set so that the conditions of mixing, compression and molding are convenient, and then the respective components may be mixed.
混合操作、混合後の圧縮成形操作については、前記請求
項２における場合と同様である。The mixing operation and the compression molding operation after mixing are the same as in the case of claim 2.
また、前記成形体中の砥粒がペンデュラー域の充填状態
にあるように、砥粒と液状結合剤とを混合して得られる
混合物を圧縮成形して得られる成形体に、液体の含有量
を減少させる液体減量処理を行うのが好ましい。なお、
場合によっては、砥粒と液状結合剤とを混合して得られ
る混合物について前記液体減量処理を行っても良いし、
また、砥粒と液状結合剤とを混合して得られる混合物を
圧縮成形するのと同時に前記液体減量処理を行っても良
い。Further, as the abrasive grains in the molded body are in the filled state of the pendular region, the molded body obtained by compression molding the mixture obtained by mixing the abrasive grains and the liquid binder, the content of the liquid It is preferable to carry out a liquid weight reduction treatment for reducing. In addition,
In some cases, the liquid weight reduction treatment may be performed on a mixture obtained by mixing abrasive grains and a liquid binder,
Further, the liquid reduction treatment may be performed at the same time when the mixture obtained by mixing the abrasive grains and the liquid binder is compression-molded.
液体減量処理については、前記請求項２に置けるのと同
様である。The liquid weight reduction process is the same as that of claim 2.
かくして得られた成形体は、撥水剤を付与する撥水処理
に付される。The molded body thus obtained is subjected to a water repellent treatment for applying a water repellent.
撥水処理は、撥水剤を含有する液あるいは撥水剤そのも
のに前記成形体を浸漬する浸漬操作、撥水剤を含有する
撥水剤含有液あるいは撥水剤を噴霧する噴霧操作等によ
り行なうことができる。The water repellent treatment is carried out by a dipping operation of dipping the molded body in a liquid containing the water repellent or the water repellent itself, a spraying operation of spraying the liquid containing the water repellent or the water repellent, and the like. be able to.
浸漬操作における撥水剤を含有する液の撥水剤の濃度は
適宜に決定することができ、また、その撥水剤の濃度に
応じて浸漬する時間および浸漬回数も決定することがで
きる。The concentration of the water-repellent agent in the liquid containing the water-repellent agent in the dipping operation can be appropriately determined, and the dipping time and the number of times of dipping can also be determined according to the concentration of the water-repellent agent.
噴霧操作における撥水剤含有液における撥水剤の濃度お
よび噴霧時間および噴霧回数も前記浸漬処理に準じて適
宜に決定することができる。The concentration of the water repellent agent in the water repellent agent-containing liquid in the spraying operation, the spraying time, and the number of times of spraying can also be appropriately determined according to the dipping treatment.
なお、この撥水剤も砥粒を結合する作用を有しているの
で、撥水処理後、余分の撥水剤を除去することが望まし
い。Since this water repellent also has a function of binding the abrasive grains, it is desirable to remove the excess water repellent after the water repellent treatment.
請求項２および請求項３に記載の方法により得られる請
求項１に記載の研磨用砥石は、撥水姓を有するのである
が、この研磨用砥石に水等をかけた場合、研磨用砥石の
表面から一定の深さまでにしか水等が浸透しない特異な
性質を備えることになる。The polishing grindstone according to claim 1 obtained by the method according to claim 2 and claim 3 has water repellency, but when water or the like is applied to this polishing grindstone, It has a unique property that water and the like penetrate only to a certain depth from the surface.
そこで、本発明の研磨用砥石を使用して被研磨材を研磨
する場合に、研磨用砥石に水を噴霧したり流しかけたり
しながら研磨すると、その際、研磨用砥石の表面から一
定の深さまでは水が浸透し、内部深くにまで水が浸透し
ないので、研磨用砥石の軟化が防止される。しかも、研
磨時に、研磨用砥石と被研磨材との摺動部において、砥
粒がファニキュラー状態に変換し、セルフドレッシング
機能が一段と促進されることになり、良好な研磨状態に
なる。Therefore, when polishing a material to be polished using the polishing grindstone of the present invention, when polishing while spraying or pouring water on the polishing grindstone, at that time, a constant depth from the surface of the polishing grindstone Since the water penetrates inside and the water does not penetrate deep inside, softening of the grinding wheel is prevented. Moreover, at the time of polishing, the abrasive grains are converted to the funicular state at the sliding portion between the polishing grindstone and the material to be polished, and the self-dressing function is further promoted, resulting in a good polishing state.
［実施例］ 以下に本発明の実施例を説明する。[Examples] Examples of the present invention will be described below.
（実施例１） アルミナＷ＃1000砥粒（砥粒の平均直径15μｍ）500g
に、溶剤型キシレン樹脂（固形分45重量％）80gと砥石
に対して１重量％のシリコンオイル（メチルハイドロジ
エンポリシロキサン）とを添加し、次いで、混合造粒機
で混合，造粒し、型枠に入れて180kg/cm2で圧縮して圧
縮成形し、その成形物を取り出して95℃で８時間乾燥
し、研磨用砥石を得た。このようにして得た研磨用砥石
は接触角110゜の良好な撥水性を有するものであった。
また得られた砥石は被研磨材を研磨するのに充分な硬度
HRR50（JIS Z2245に準拠）、曲げ強度15kg/cm2、圧縮
強度10kg/cm2を有していた。(Example 1) 500 g of alumina W # 1000 abrasive grains (average diameter of abrasive grains 15 μm)
To the above, 80 g of solvent type xylene resin (solid content 45% by weight) and 1% by weight of silicone oil (methylhydrogenpolysiloxane) to the grindstone were added, and then mixed and granulated by a mixing granulator, It was placed in a mold and compressed at 180 kg / cm 2 for compression molding, and the molded product was taken out and dried at 95 ° C. for 8 hours to obtain a grinding wheel for polishing. The polishing grindstone thus obtained had a good water repellency with a contact angle of 110 °.
Also, the obtained grindstone has a hardness sufficient to polish the material to be polished.
It had HR R 50 (according to JIS Z2245), bending strength of 15 kg / cm 2 , and compressive strength of 10 kg / cm 2 .
更に、この液体ボンド砥石を用いて硬脆材である窒化ケ
イ素を、研磨面に水を流しながら加工圧10kg/cm2で相対
回転速度30m/min.で摺動，研磨したところ、加工能率は
1.2μm/min.であり、研磨延時間１時間における加工用
砥石の減耗量は2.0mmであった。これは、セルフドレッ
シングが活発に生じ、砥石の目つまりを十分に抑え、し
かも長時間にわたって高能率に研磨することができたこ
とを示すものである。Furthermore, using this liquid bond grindstone, silicon nitride, which is a hard and brittle material, was slid and polished at a processing pressure of 10 kg / cm 2 at a relative rotation speed of 30 m / min while flowing water on the polishing surface.
It was 1.2 μm / min., And the abrasion loss of the processing grindstone was 2.0 mm after 1 hour of polishing. This shows that self-dressing occurred actively, the clogging of the grindstone was sufficiently suppressed, and moreover, the polishing could be performed efficiently for a long time.
（実施例２） 炭化ケイ素（SiC）Ｃ＃3000砥粒1kgと結合剤であるアク
リルエマルジョン250gとに、砥粒に対して1.5〜3.0重量
％のパラフィンワックス系エマルジョンを滴下し、次い
で、混合造粒機で混合，造粒し、型枠に入れて400kg/cm
2で圧縮して成形し、その成形物を取り出して60〜70℃
で６時間乾燥し、研磨用砥石を得た。このようにして得
た研磨用砥石は接触角100゜の良好な撥水性を有するも
のであった。また得られた砥石は被研磨材を研磨するの
に充分な硬度HRR90、曲げ強度30kg/cm2、圧縮強度15kg/
cm2を有していた。Example 2 To 1 kg of silicon carbide (SiC) C # 3000 abrasive grains and 250 g of acrylic emulsion as a binder, 1.5 to 3.0% by weight of paraffin wax emulsion with respect to the abrasive grains was dropped, and then mixed and prepared. 400kg / cm after mixing and granulating with a granulator and putting in a mold
Compress at 2 to mold, take out the molded product and 60 ~ 70 ℃
And dried for 6 hours to obtain a grindstone for polishing. The polishing grindstone thus obtained had good water repellency with a contact angle of 100 °. The obtained grindstone has a hardness HR R 90 sufficient for polishing the material to be polished, a bending strength of 30 kg / cm 2 , and a compressive strength of 15 kg /
had a cm 2 .
更に、この液体ボンド砥石を用いて硬脆材である３イン
チφのシリコン単結晶を、研磨面に水を流しながら加工
荷重120kgで相対回転速度30m/min.で摺動，研磨したと
ころ、加工能率は10μm/min.であり、研磨延時間１時間
における加工用砥石の減耗量は0.4mmであった。これ
は、セルフドレッシングが活発に生じ、砥石の目つまり
を十分に抑え、しかも長時間にわたって高能率に研磨す
ることができたことを示すものである。Furthermore, using this liquid bond grindstone, a 3 inch φ silicon single crystal, which is a hard brittle material, was slid and polished at a relative rotation speed of 30 m / min. With a processing load of 120 kg while flowing water on the polishing surface. The efficiency was 10 μm / min., And the abrasion loss of the processing grindstone at a polishing time of 1 hour was 0.4 mm. This shows that self-dressing occurred actively, the clogging of the grindstone was sufficiently suppressed, and moreover, the polishing could be performed efficiently for a long time.
（実施例３） 炭化ケイ素Ｃ＃1000砥粒1kgに、耐水性のない水溶性バ
インダーであるCMC溶液（濃度３％）350gとにシリコン
（ジメチルポリシロキサン）系エマルジョン20gを滴下
しながら混合、造粒した。造粒物を型枠に入れて300kg/
cm2で圧縮して成形し、その成形物を取り出して50℃で
８時間乾燥し、研磨用砥石を得た。このようにして得た
研磨用砥石は接触角100゜の良好な撥水性を有するもの
であった。また得られた砥石は被研磨材を研磨するのに
充分な硬度HRR30、曲げ強度25kg/cm2、圧縮強度10kg/cm
2を有していた。(Example 3) 1 kg of silicon carbide C # 1000 abrasive grains was mixed with 350 g of a CMC solution (concentration 3%) which is a water-insoluble water-soluble binder while 20 g of a silicon (dimethylpolysiloxane) emulsion was added dropwise to form a mixture. Grained. 300kg / put granulation in the mold
It was compressed at cm 2 to be molded, and the molded product was taken out and dried at 50 ° C for 8 hours to obtain a grindstone for polishing. The polishing grindstone thus obtained had good water repellency with a contact angle of 100 °. The obtained grindstone has a hardness HR R 30 sufficient to polish the material to be polished, a bending strength of 25 kg / cm 2 , and a compressive strength of 10 kg / cm.
Had two .
更に、この液体ボンド砥石を用いて金属材のアルミニウ
ムを、研磨面に水を流しながら加工圧200g/cm2で相対回
転速度70m/min.で摺動，研磨したところ、加工能率は40
μm/min.であり、研磨延時間10分における加工用砥石の
減耗量は50μｍであった。これは、セルフドレッシング
が活発に生じ、砥石の目つまりを十分に抑え、しかも長
時間にわたって高能率に研磨することができたことを示
すものである。Furthermore, using this liquid bond grindstone, aluminum, which is a metallic material, was slid and polished at a relative rotation speed of 70 m / min. At a processing pressure of 200 g / cm 2 while flowing water on the polishing surface.
μm / min., and the abrasion loss of the processing grindstone was 50 μm after 10 minutes of polishing. This shows that self-dressing occurred actively, the clogging of the grindstone was sufficiently suppressed, and moreover, the polishing could be performed efficiently for a long time.
［発明の効果］ 請求項１に記載の発明によると、水を噴霧したり流しか
けたりしながら研磨しても、研磨用砥石の表面から一定
の深さまでは水が浸透し、内部深くにまで水が浸透しな
いので、研磨用砥石の軟化が防止され、砥石の物理的強
度を低下させないので、砥石の減耗量が少なく寿命を長
くすることができ、また、ドレッシング作用が活発に行
なわれ常に新しい切り刃が生成して超精密研磨できる。
従って本研磨用砥石はガラス、セラミックス、超硬合
金、金属シリコーン、各種金属、プラスチックス、その
他各材料の精密研磨に適用できるものである。[Effect of the Invention] According to the invention of claim 1, even when polishing is performed while spraying or pouring water, water permeates at a certain depth from the surface of the polishing grindstone and reaches deep inside. Since water does not permeate, the softening of the grinding stone is prevented and the physical strength of the grinding stone is not lowered, so the amount of wear of the grinding stone is small and the life can be extended. A cutting edge is generated and ultra-precision polishing is possible.
Accordingly, the present polishing grindstone can be applied to precision polishing of glass, ceramics, cemented carbide, metallic silicone, various metals, plastics and other materials.
また請求項２および３に記載の発明によると、請求項１
に記載の優れた性能を有する研磨用砥石を簡単な操作で
製造することができる。Further, according to the invention described in claims 2 and 3, claim 1
It is possible to manufacture the polishing grindstone having the excellent performance described in 1 above by a simple operation.
Claims (3)
なる成形体が、砥粒に対して0.05〜５重量％の割合の撥
水剤を含有することを特徴とする研磨用砥石。1. A polishing product, characterized in that a molded body obtained by bonding abrasive grains with a liquid binder and compression molding contains a water repellent in a proportion of 0.05 to 5% by weight with respect to the abrasive grains. Whetstone.
縮成形することを特徴とする研磨用砥石の製造方法。2. A method for producing a grinding wheel for polishing, which comprises mixing abrasive grains, a liquid binder, and a water repellent, followed by compression molding.
形体に成形し、この成形体に撥水剤を付与することを特
徴とする研磨用砥石の製造方法。3. A method for manufacturing a grinding wheel for polishing, which comprises compressing a mixture of abrasive grains and a liquid binder to form a compact, and applying a water repellent to the compact.
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|---|---|---|---|
| JP63071301A JPH0763936B2 (en) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | Grinding stone and method for manufacturing the same |
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| JPS521693A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-07 | Kyoei Kenmazai Kk | Abrasives |
| JPS5218286A (en) * | 1975-08-04 | 1977-02-10 | Heiwa Kogyo Shoji Kk | Grindstone for non ferric metal |
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1988
- 1988-03-25 JP JP63071301A patent/JPH0763936B2/en not_active Expired - Fee Related
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