專利名稱：研磨用砂輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用于板狀被研削材料的研削與加工研磨(以下統(tǒng)一用“研磨”或“研磨等”)的研磨用砂輪；更詳細一點說，是涉及在印刷電路板的研磨等、或者金屬板或非金屬板的研磨等中使用的研磨用砂輪。
但是，砂帶一般在初期研磨力比較充足，但容易附著研磨屑，并且由于研磨層比較薄，不能持續(xù)維持穩(wěn)定的研磨力。因此，有著必須頻繁進行砂帶更換的缺點。
在研磨印刷電路板的情況下，要求能均勻研磨板狀被研磨材料的波動、即所謂的具有起伏的被研磨材料，且希望持續(xù)具有穩(wěn)定的研磨性能。
即，本發(fā)明的研磨用砂輪，在圓筒狀的芯材上設多孔性彈性體，在該多孔性彈性體外周上，設置具有纖維的加強層，在該加強層的外周上設置研磨層。
在前述研磨用砂輪中，前述加強層，最好是在橡膠層內(nèi)部具有1個以上的該纖維層的構(gòu)成。前述纖維的材質(zhì)可是有機材料或無機材料。該有機材料的纖維可從芳族聚酰胺(ァラミド)纖維、聚酯纖維、己酰(ケプラ)纖維或尼龍纖維系列中選用。
圖2是本實施例的加強層周邊的放大圖。
圖3是本實施例的研磨用砂輪的平面圖。
圖4是表示在實施例的研磨試驗中所使用的試驗模型的模式圖。
圖5是表示向圖4試驗模型的被研磨材料上做成的模型的模式圖。


圖1是本實施例的研磨用砂輪的斷面圖。在該圖中，符號1是圓筒狀芯材，符號2是多孔性彈性體，符號3是具有纖維層的加強層，符號4是表示研磨層。
芯材1，成中空狀，做成可安裝于研磨機的軸棒。從而，芯材1的中空部直徑與其詳細構(gòu)造，要根據(jù)圖中未示出的研磨機的軸棒的直徑及其構(gòu)造來決定。另外，芯材1的長度方向尺寸也要根據(jù)被研磨材料的大小與形狀來設計。芯材1的材質(zhì)沒有什么特別的限制，但最好是重量輕而且剛性高的材質(zhì)。
在芯材1的外周設多孔性彈性體2。多孔性彈性體2的材料，比如可以是發(fā)泡性有機多孔材質(zhì)。典型的多孔性彈性體2是海綿材料。
在多孔性彈性體2的外周上設加強層3。如圖2所示，加強層3具有由纖維3a構(gòu)成的纖維層。纖維3a給予加強層3以所希望的拉伸強度。將這樣的加強層3夾于多孔性彈性體2與研磨層4之間，可使研磨時的砂輪保持所希望的強度與柔軟性。
加強層3，最好是在整個橡膠層3b的內(nèi)部埋設纖維3a來構(gòu)成。如以橡膠層3b包覆了纖維3a，借適當選擇橡膠層3b的材質(zhì)與厚度，可調(diào)整研磨層4的柔軟性。由于可調(diào)整柔軟性，可與被研磨材料的材質(zhì)與研磨等條件適應，進行持續(xù)穩(wěn)定的研磨。
由纖維3a構(gòu)成的纖維層，可將纖維3a沿砂輪的圓周方向卷繞構(gòu)成。在圖2中，示出了螺旋狀卷繞的纖維3a的等間隔的斷面。另外，纖維層的形態(tài)不限于螺旋狀的卷繞，也可以是編織纖維構(gòu)成的網(wǎng)狀。作為典型的網(wǎng)狀纖維層，可舉出用于衣料的合成纖維的織物或布料。這種情況下，材料不僅廉價，而且取得處理也容易。
作為纖維3a，可以使用將多根單線狀線搓合而成的束狀線。相對于此，在使用單線的情況下，單線短間隔的卷繞非常困難，做起來也費事，尤其是在研磨中單線切斷時會產(chǎn)生妨礙研磨性與安全性的危險。因此，在本發(fā)明中的最佳纖維狀態(tài)，乃是將單線搓合起來的線束。
關(guān)于纖維3a的材質(zhì)，有機材料無機材料都行；強調(diào)強度時最好用無機材料；而在強調(diào)研磨砂輪的重量輕與柔軟性時，最好用有機材料。這些都依研磨條件適當選擇。
在有機材料的纖維中，可使用芳族聚酰胺(ァラミド)纖維、聚酯纖維、己酰(ケプラ-)纖維、尼龍纖維等一般纖維材料。在印刷電路板的研磨等中，與無機材料相比，最好是使用重量輕、又有柔軟性的有機材料的纖維。
在研磨層4中使用的材料，可以使用研磨用砂輪一般使用的材料。
在本發(fā)明中使用的磨料，一般可從氧化鋁系磨料、碳化硅系磨料、氧化鋯系磨料、CBN磨料、與金剛石磨料系列中選擇1種以上使用。可根據(jù)研削條件等與被研磨材質(zhì)適當選擇其組合。
在本發(fā)明中所使用的粘結(jié)劑，可從陶瓷、熱固性樹脂、PVA或硅酸脂等粘結(jié)劑中適當選擇。燒成或硬化后的組成，在使用陶瓷粘結(jié)劑的情況下，氣孔率為10～50％，最好是15～45％；磨粒百分比為30～55％，最好是35～50％。在使用熱固樹脂粘結(jié)劑情況下，氣孔率為0～20％，最好是0～10％，磨粒百分比為20～45％，最好是20～40％。在使用PVA結(jié)合劑情況下，氣孔率為20～50％，最好是30～50％，磨粒百分比為20～45％，最好是20～40％。在使用氧化鎂粘結(jié)劑情況下，氣孔率為0～20％，最好是0～10％，磨粒百分比為20～40％，最好也是20～40％。磨粒百分比低則研磨性變壞，如磨粒百分比高有產(chǎn)生填塞的危險。粘結(jié)劑率是從10％減去氣孔率與磨粒百分比后的值。粘結(jié)劑的選擇和砂輪組成的決定，都要根據(jù)研磨條件及被研磨材料的材質(zhì)等適當選擇。
圖3示出了研磨層4的形態(tài)例。研磨層4，若為單一的環(huán)狀的一體研磨層得不到相應于研磨面的柔軟性。因此，在研磨層4上，例如可采用貼附多個扇形塊型砂輪的形式，或像圖3所示那樣，采用貼附許多小的塊狀磨石的形式。在研磨層4中可以考慮各種各樣的形式，只要可以確保研磨層4的柔軟性，并不限定特定形式。另外，研磨層4也有這樣的制作方法在薄的橡膠層上設置磨石片進行制作，將橡膠層卷繞于加強層3的外周，這樣來貼附。
前述研磨層4的厚度，在使用CBN磨料或金剛石磨料的情況下最好是0.5mm～5mm，在使用CBN磨料或金剛石磨料以外的磨料情況下，最好是3mm～15mm。
下面，對本發(fā)明的實施例連同比較例進行說明，這些并不意味著對本發(fā)明構(gòu)成的任何限定。
實施例研磨層材料磨料綠色碳化硅磨料(GC磨料)、粒度600#粘結(jié)劑對磨料重量比13.7∶100的粉體酚醛樹脂。
研磨層的制作順序在將上述混合材料均勻混合后、冷卻成型面積60×240mm、厚9mm的磨料板。經(jīng)170℃、8小時的硬化之后，在成型的磨料板上貼附具有纖維層的橡膠層。以切斷機將橡膠層上的研磨層部分切斷成棋盤格狀，做成具有許多小片磨石塊的研磨層。再做成多塊同樣的研磨層。
研磨用砂輪的制作順序在孔徑76.2mm的酚醛樹脂層疊管上貼附海綿，設置多孔質(zhì)彈性層。
將其上面貼附了磨料層、內(nèi)部具有由聚酯纖維構(gòu)成的加強層的橡膠層成螺旋狀卷繞粘結(jié)于海綿層的外周上，做成研磨用砂輪。
在加強層中所使用的聚酯纖維布料，是以多根直徑20μm的纖維成束為直徑0.8mm、間距0.7mm織入的材料。
然后，進行研磨層的加工處理，做成外徑150mm、長度610mm、孔徑76.2mm的研磨用砂輪。
比較例作為比較例，考慮用一般市售的砂帶650×200mm。磨料為氧化鋁系磨料(A磨料)、粒度600#。
使用上述實施例與比較例的磨料，進行下述的研磨試驗。
作為被研磨材料，使用了厚度0.6mm、尺寸510×406mm的帶銅箔的玻璃環(huán)氧樹脂。在被研磨材料中設置如下的實驗模型。如圖4所示，作為一個試驗模型，設計成35mm角內(nèi)以5mm間隔設0.3mm的孔。而后，將這樣的模型像圖5所示那樣印刷6行×6列共36個。在孔內(nèi)鍍敷之后，以網(wǎng)印刷機用液狀環(huán)氧樹脂進行通孔的樹脂埋入，經(jīng)150℃、2小時硬化后，在被研磨材料上做成試驗模型。
在下述各研磨條件下對作成試驗模型的被研磨材料進行研磨。各自研磨后，檢查除去埋入試驗模型孔的樹脂的突起后有無不均勻。
實施例的研磨條件砂輪尺寸150mm(外徑)×610mm(長度)×76.2(孔徑)研磨機械印刷電路板研磨機砂輪轉(zhuǎn)速2000rpm被研磨材料進給速度2m/min振蕩470cpm循環(huán)次數(shù)1循環(huán)比較例的研磨條件研磨機械帶式研磨機圓周速度500m/min被研磨材料進給速度2m/min研磨壓+1.5～2.0A循環(huán)次數(shù)2循環(huán)。
為了評價砂輪，對于孔埋樹脂的除去，對產(chǎn)生不均勻之前的被研磨材料的研磨件數(shù)、和砂輪的研磨層消耗完了之前的研磨件數(shù)進行計數(shù)。對各研磨件數(shù)的比較如下。
試驗結(jié)果除去不均勻產(chǎn)生件數(shù)研磨層消耗件數(shù)實施例 3003000比較例 100100從試驗結(jié)果可以看出，實施例的除去不均勻產(chǎn)生件數(shù)，與比較例的砂帶比較是其3倍。再者，實施例的砂輪，即使中途產(chǎn)生不均勻，如對研磨面修整仍可恢復研磨力，可研磨到與不發(fā)生不均勻情況同樣的件數(shù)。對此，在砂帶中，由于研磨層是一層，研磨不均勻產(chǎn)生時即是到了壽命。另外，直到研磨層消耗盡的研磨件數(shù)，本實施例的砂輪是3000件，與比較例相比是其30倍。
在砂帶中，研磨不均勻發(fā)生后要繼續(xù)進行研磨，必須更換新的砂帶。要進行砂帶的更換作業(yè)，必須有一定程度的砂帶庫存量。從而，與本實施例相比較，砂帶的生產(chǎn)效率差很多。
如上所述，本發(fā)明的研磨用砂輪，與砂帶比較，研磨壽命長，對板狀的被研磨材料，特別是對印刷電路板的研磨與加工研磨非常有效。這樣，本發(fā)明對高密度、高性能的印刷電路板的制作是很有用的。
權(quán)利要求
1.一種研磨用砂輪，其特征在于，在圓筒狀芯材上設置多孔性彈性體，在該多孔性彈性體外周上設置具有纖維的加強層，在該加強層的外周上設置研磨層。
2.按權(quán)利要求1所述的研磨用砂輪，其特征在于，前述加強層在橡膠層內(nèi)部具有1個以上的前述纖維層。
3.按權(quán)利要求1或2所述的研磨用砂輪，其特征在于，前述纖維層的纖維的材質(zhì)為有機材料或無機材料。
4.按權(quán)利要求3所述的研磨用砂輪，其特征在于，前述有機物質(zhì)的纖維是從芳族聚酰胺纖維、聚酯纖維、己酰纖維或尼龍纖維系列中選擇使用。
全文摘要
一種研磨用砂輪可在轉(zhuǎn)動時確保研磨層圓周方向一定程度的伸展、可進行柔軟研磨、且可防止過多的研磨與砂輪的剝離，本發(fā)明的研磨用砂輪，在研磨用砂輪圓筒狀芯材上設置多孔性彈性體，在該多孔性彈性體外周上設置具有纖維的加強層，在該加強層的外周上設置研磨層構(gòu)成。前述加強層最好在橡膠層內(nèi)部具有1個以上的前述纖維層。
文檔編號B24D7/00GK1461687SQ0214797
公開日2003年12月17日 申請日期2002年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月27日
發(fā)明者荒金信之 申請人:吳諾頓株式會社