溝付き弾性ローラの製造方法
【課題】Ｖ溝の開口角度を自在に変更可能であり、刃部の薄厚化と共にＶ溝形成の狭ピッチ化にも充分に対応することができ、加工面がより清浄で溝幅も一定のＶ溝を形成可能な溝付き弾性ローラの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、弾性ローラの外周面の周方向に複数のＶ溝を形成する溝付き弾性ローラの製造方法であって、上記弾性ローラの周方向に弾性ローラ又は薄刃カッターを相対的に移動させつつ、その薄刃カッターを用い、Ｖ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みを形成する切込工程を有することを特徴とする溝付き弾性ローラの製造方法である。
【解決手段】本発明は、弾性ローラの外周面の周方向に複数のＶ溝を形成する溝付き弾性ローラの製造方法であって、上記弾性ローラの周方向に弾性ローラ又は薄刃カッターを相対的に移動させつつ、その薄刃カッターを用い、Ｖ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みを形成する切込工程を有することを特徴とする溝付き弾性ローラの製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溝付き弾性ローラの製造方法に関し、詳細には、複数のＶ溝が外周面の周方向に形成された溝付き弾性ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溝付き弾性ローラは、ワイヤーソー用メインローラ、電子写真用ローラ、刃物カット用ローラ等の広範な工業分野で使用されている。このような溝付き弾性ローラは、通常、外周層とこの外周層内に挿設された芯体とを備えている。上記外周層は、ウレタン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等の合成樹脂の成型体から形成されている。特に、各種のワーク（被加工物）を切断するためのワイヤーソーにおいては、複数の円柱状のメインローラが所定間隔おきに配設され、それらのメインローラの外周面（外周層の周面）に、複数のＶ字状のワイヤー溝（以下、「Ｖ溝」ともいう。）が所定ピッチで形成されている。
【０００３】
ワイヤーソーによるワークの切断を行う場合には、メインローラのＶ溝に掛装されたピアノ線等のワイヤーを走行させながら、そのワイヤー上にスラリー（砥粒を含むクーラント溶液）を供給し、この状態でワイヤーに対してワークを圧接することによって、ワークを切断することができる。上記ワイヤーとしては、ダイヤモンドを電着する等して得られた固定砥粒ワイヤーも用いることができる。
【０００４】
このようなメインローラを備えたワイヤーソーを用いた切断によって、厚さの薄い加工物を製造する場合には、外周層のＶ溝の形成ピッチを小さくし、ワイヤーの配列ピッチを狭くする必要がある。近年では、太陽電池用のシリコンウェハ等の加工物の薄膜化傾向が顕著となっており、これに伴ってＶ溝のさらなる形成ピッチの狭小化及び開口角度の狭角化が要求されている。
【０００５】
外周層の外周面へのＶ溝の形成には、従来、バイト等による切削加工が主に採用されているものの、Ｖ溝の狭ピッチ化及び狭角化（例えば、形成ピッチ０．２８ｍｍ、開口角度３０°以下）が進むにつれ、切削加工でのＶ溝形成に限界が生じている。また、切削加工では切削時の発熱が大きいために水等による冷却を必要とし、Ｖ溝形成作業の効率化も困難である。これに対し、充分な精度で溝切り加工を行うために、溝の目標形状に対応する形状の切刃の刃部を有し、その刃部の内部に中空部が形成されており、この中空部を囲む刃部内側面の先端側に切刃のすくい面が形成されている溝切り工具が提案されている（特開２００７−２７６０２０号公報）。
【０００６】
しかしながら、上記溝切り工具では、中空部を有する上記刃部を一体的に形成していることから、Ｖ溝の開口角度を変えるためにはその都度所望の開口角度をなす刃部を形成する必要があり経済的でない。また、上記刃部に中空部を設けつつ実際の使用に耐え得る強度を確保するにはある程度の刃厚が必要となり、Ｖ溝の狭ピッチ化及び狭角化への対応にも充分でない。さらに、刃厚を薄くした場合には、被加工物への切り込みの際の負荷に耐えきれないで刃部に欠け等が生じやすくなってしまうことから、ランニングコストの増大を招くおそれがある。加えて、この技術によるＶ溝形成は、所定角度を有する刃部の弾性体への押し付けによる切削加工であることから、従来のバイトによる切削加工で生じているＶ溝縁部でのササクレの発生や溝幅の不揃い等の不都合が生じ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２７６０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこれらの事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｖ溝の開口角度を自在に変更可能であり、刃部の薄厚化と共にＶ溝形成の狭ピッチ化にも充分に対応することができ、加工面がより清浄で溝幅も一定のＶ溝を形成可能な溝付き弾性ローラの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記従来技術で生じている不都合を検討したところ、切削対象が弾性を有するエラストマー材料であり、その特有の弾性によって加工の際の切削抵抗が生じ、その結果、切削対象が変形してしまって目的の形状が得られないことに原因があるという知見を得た。
【００１０】
その結果、上記課題を解決するためになされた発明は、
弾性ローラの外周面の周方向に複数のＶ溝を形成する溝付き弾性ローラの製造方法であって、
上記弾性ローラの周方向に弾性ローラ又は薄刃カッターを相対的に移動させつつ、その薄刃カッターを用いてＶ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みを形成する切込工程
を有することを特徴とする溝付き弾性ローラの製造方法である。
【００１１】
当該溝付き弾性ローラの製造方法では、弾性ローラへのＶ溝形成の際の切込工程において、上記弾性ローラの周方向に弾性ローラ又は薄刃カッターを相対的に移動させつつ、その薄刃カッターを用い、Ｖ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みを形成している。薄刃カッターによる切り込みの採用により、弾性ローラの外周面に対する切削抵抗を極力小さくすることができ、これにより、切り込みの際の上記外周面の変形を最小限に抑えることができ、所望の形状のＶ溝を効率良くかつ清浄に形成することができる。また、Ｖ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みをそれぞれ独立して行っていることから、Ｖ溝の形成ピッチ及び開口角度を任意の値に設定することができ、目的とするＶ溝の形状変更にも容易に対応することができる。さらに、上記薄刃カッターに欠け等が生じたとしても、その薄刃カッターは独立して設けられていることから刃部全体の交換の必要がなく、その薄刃カッターの交換や修繕だけ行えばよいので、ランニングコストの抑制にも繋がる。
【００１２】
当該溝付き弾性ローラの製造方法においては、上記切込工程が、刃面を弾性ローラの中心軸と垂直方向面に対して所定角度傾斜させ、かつこの状態で刃先を弾性ローラの中心軸に対して相対的に前進及び後進可能な第１切り込み用薄刃カッターを用いて第１切り込みを形成する第１切込工程と、刃面を弾性ローラの中心軸と垂直方向面に対して上記第１切り込み用薄刃カッターと対称に傾斜させ、かつこの状態で刃先を弾性ローラの中心軸に対して相対的に前進及び後進可能な第２切り込み用薄刃カッターを用いて第２切り込みを形成する第２切込工程とを有することが好ましい。このように、第１切込工程と第２切込工程とをそれぞれ独立してかつ対称的に行うことで、求められる形成ピッチ及び開口角度を有するＶ溝をより効率的かつ低コストで形成することができる。
【００１３】
当該溝付き弾性ローラの製造方法では、一のＶ溝を形成する際に、上記第１切込工程及び第２切込工程のうち一方を行った後に他方を行ってもよく、上記第１切込工程と第２切込工程とを同時に行ってもよい。いずれの場合であっても所定の形成ピッチ及び開口角度の複数のＶ溝を効率良く形成することができる。
【００１４】
上記第１切込工程及び第２切込工程のうち一方を行った後に他方を行う場合、先に行う切込工程（以下、「先行切込工程」ともいう。）の切り込み深さを後に行う切込工程（以下、「後行切込工程」ともいう。）の切り込み深さより大きくすることが好ましい。先行切込工程の切り込み深さを後行切込工程より大きくすることで、切り込みが不充分な状態を回避することができ、Ｖ溝形成の確実性を向上させることができる。
【００１５】
上記Ｖ溝のピッチを０．３０ｍｍ以下、開口角度を３５°以下、深さを０．３０ｍｍ以下とすることが好ましい。このような条件でのＶ溝形成は従来であれば困難であったが、当該製造方法によれば効率良くかつ簡便に行うことができ、被加工物の薄厚化にも容易に対応することができる。
【００１６】
上記薄刃カッターの刃厚を１．０ｍｍ以下、研磨角（両面研磨であれば、刃先の両研磨面間の角度。片面研磨であれば、刃先の研磨面と非研磨面との間の角度。以下同じ。）を３０°以下とすることにより、Ｖ溝の狭ピッチ化及び狭角化にも容易に対応することができる。
【００１７】
当該溝付き弾性ローラの製造方法により得られる弾性ローラは、ワイヤーソー用メインローラとして好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の弾性ローラの製造方法によれば、外周面が弾性体で形成される弾性ローラであっても、その周方向に微細な形状の、すなわち、ピッチや開口角度や深さの小さい清浄なＶ溝を精度よく、容易にかつ低コストで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の製造方法の一実施形態により得られる溝付き弾性ローラを示す模式的斜視図である。
【図２】図１の溝付き弾性ローラのＶ溝形状を示す部分拡大断面図である。
【図３】図１の溝付き弾性ローラのＶ溝形成装置を示す概略図である。
【図４】図１の溝付き弾性ローラのＶ溝形成の手順説明図である。
【図５】（ａ）は、図３のＶ溝形成装置の薄刃カッターの側面図であり、（ｂ）は、正面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】ワイヤーソー用ガイドローラを備えるワイヤーソー装置を示す模式的斜視図である。
【図７】ワイヤーソー用ガイドローラにワイヤーを掛装したＶ溝を示す部分拡大断面図である。
【図８】本発明の製造方法の別の実施形態に係るＶ溝形成の手順説明図である。
【図９】本発明の製造方法の別の実施形態により得られる溝付き弾性ローラのＶ溝形状を示す部分拡大断面図である。
【図１０】実施例に係る溝付き弾性ローラのＶ溝を撮影した写真である。
【図１１】バイト切削により得られたＶ溝を撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の溝付き弾性ローラの製造方法は、弾性ローラの外周面の周方向に複数のＶ溝を形成する溝付き弾性ローラの製造方法であって、上記弾性ローラの周方向に弾性ローラ又は薄刃カッターを相対的に移動させつつ、その薄刃カッターを用いてＶ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みを形成する切込工程を有することを特徴とする。
【００２１】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態である第１実施形態について、当該製造方法により得られる溝付き弾性ローラ及びそれに形成されたＶ溝、並びに当該製造方法の各工程及びこの製造方法に用いられる薄刃カッターを順次説明する。
【００２２】
＜溝付き弾性ローラ＞
図１に示す溝付き弾性ローラ１は、主に芯体３とこの芯体３の外周に設けられた外周層２とを備える。外周層２の表面には、周方向に複数のＶ溝４が形成されている。溝付き弾性ローラ１は、ワイヤーソー装置において、そのＶ溝４にワイヤーを掛装されるメインローラとして好適に用いられる。
【００２３】
外周層２は、弾性体で形成されている。このような弾性体としては、ワイヤーソー装置におけるワークの切断加工の際の耐摩耗性を有する材料であれば、特に限定されるものではない。このような弾性体のＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳ−Ｋ６２５３に準拠して２０℃で測定）としては、例えば８０°以上であり、８５°以上が好ましく、９０°以上がより好ましい。このような弾性体の具体例としては、例えばウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等のエラストマーが挙げられる。この中でも、得られる弾性ローラの耐摩耗性が優れることから、ウレタン系樹脂が好ましい。
【００２４】
上記芯体３は、中空の円柱形状を有している。芯体３の外周面を構成する壁の厚みは特に限定されず、代表的には１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。また、芯体３の外径は、用いられる用途等によって異なるが、典型的には１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下である。芯体３の材料は、ワークの加工・切断時にかかる応力に耐えうると共に、回転による振れ精度を充分確保することができる程度の剛性を有するものである限り特に限定されず、例えばクロム鋼、モリブデン鋼、ステンレス等の中から適宜選択される。芯体３の形成方法としては、特に限定されず、鋳造、鍛造、半溶融鍛造等の公知の方法を採用することができる。
【００２５】
＜Ｖ溝＞
複数のＶ溝４は、ワイヤーソー用メインローラとしての溝付き弾性ローラ１の外周層２の外周面において周方向に形成されている。弾性ローラ１におけるＶ溝数は用途等に応じて変更すればよい。例えば、ワイヤーソー用メインローラであれば、ローラ１本あたり１５００溝〜２０００溝程度のＶ溝数を採用することができる。図２に示すように、Ｖ溝４の形状は、主に、Ｖ溝の第１側面４Ａと第２側面４Ｂとの間のなす角度である開口角度θ及びＶ溝の深さＤで規定される。それぞれのＶ溝はピッチＰの間隔で形成されている。また、Ｖ溝４は仕切壁５により区画されている。なお、図２には図示していないが、Ｖ溝４には、第１側面及び第２側面のそれぞれに沿ってＶ溝の最深点より内部に向かって延出切込（後述）が形成されている。
【００２６】
上記Ｖ溝の開口角度θの上限としては、３５°が好ましく、３０°がより好ましく、２６°がさらに好ましい。一方、開口角度θの下限としては、１０°が好ましく、１２°がより好ましく、１４°がさらに好ましい。開口角度θを上記範囲とすることで、Ｖ溝の狭ピッチ化及び狭角化に対応することができると共に、Ｖ溝形成の作業効率の低下を防止することができる。
【００２７】
上記Ｖ溝の深さＤの上限としては、０．３０ｍｍが好ましく、０．２７ｍｍがより好ましく、０．２４ｍｍがさらに好ましい。一方、深さＤの下限としては、０．０５ｍｍが好ましく、０．０７ｍｍがより好ましく、０．０９ｍｍがさらに好ましい。深さＤを上記範囲とすることにより、ワイヤーソー装置におけるワイヤーの脱落を防止することができると共に、Ｖ溝を精度よく形成することができる。
【００２８】
Ｖ溝４のピッチＰは、製造されるべき加工品の厚さに応じて変更することができる。溝付き弾性ローラ１では、複数のＶ溝４がウレタン系樹脂等の高耐摩耗性弾性体に形成されているので、Ｖ溝４のピッチＰを１００μｍ以上１０００μｍ以下の程度にまで小さくすることが可能である。これにより、近年における太陽電池用のシリコンウェハに代表されるように加工品の薄膜化傾向に充分対応することができる。
【００２９】
Ｖ溝４のピッチＰの上限としては、０．３０ｍｍが好ましく、０．２８ｍｍがより好ましく、０．２６ｍｍがさらに好ましい。一方、このピッチＰの下限としては、０．１０ｍｍが好ましく、０．１２ｍｍがより好ましく、０．１４ｍｍがさらに好ましい。Ｖ溝４のピッチＰが上記範囲にあることで加工品の薄厚化に充分に対応することができる。
【００３０】
仕切壁５は、複数のＶ溝４を隔てる壁部である。仕切壁３は、Ｖ溝４の各々にワイヤーが配置される際に、各ワイヤーの両側においてワイヤーと接触し保持する。仕切壁３の側面形状は、Ｖ溝４が形成されることで規定される。また、仕切壁３の厚みは、形成されるＶ溝４のピッチＰ及び開口角度によって規定される。
【００３１】
＜溝付き弾性ローラの製造方法＞
まず、当該製造方法に用いられるＶ溝形成装置について説明し、その後、当該製造方法における切込工程を説明する。
【００３２】
＜Ｖ溝形成装置＞
図３に示したＶ溝形成装置１０では、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂが、それぞれ第１支持フレーム１４Ａ及び第２支持フレーム１４Ｂに支持されており、これら第１及び第２支持フレーム１４Ａ及び１４Ｂは、それぞれ第１切込ステージ１５Ａ及び第２切込ステージ１５Ｂに垂直に設けられている。さらに、第１切込ステージ１５Ａ及び第２切込ステージ１５Ｂは、共に一のｘｙステージ１６上にそれぞれ独立して前後進及びｘｙステージ１６のｘｙ平面に沿って回転可能に取り付けられており、ｘｙステージ１６は基台１７上に前後方向（図３中、ｘ方向）左右方向（図３中、ｙ方向）及びこれらを組み合わせた方向に移動可能に取り付けられている。
【００３３】
第１切り込み用薄刃カッター１３Ａの刃面は、弾性ローラ１´の中心軸（図示せず）と垂直方向面に対して所定角度δＡ傾斜している。また、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａは、その刃面と第１切込ステージ１５Ａの前後進方向（図中、両矢印ｘＡの方向）とが一致するように、支持フレーム１４Ａに支持されている。従って、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａは、第１切込ステージ１５Ａの前後進に伴い、弾性ローラ１´の中心軸と垂直方向面に対して所定角度δＡ傾斜した状態で、刃先を弾性ローラ１´の中心軸に対して相対的に前後進可能なように構成されている。
【００３４】
第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂの刃面も同様に、弾性ローラ１´の中心軸と垂直方向面に対して第１切り込み用薄刃カッター１３Ａと対称的に所定角度δＢ傾斜している。また、第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂは、その刃面と第２切込ステージ１５Ｂの前後進方向（図中、両矢印ｘＢの方向）とが一致するように、支持フレーム１４Ｂに支持されている。従って、第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂは、第２切込ステージ１５Ｂの前後進に伴い、弾性ローラ１´の中心軸と垂直方向面に対して所定角度δＢ傾斜した状態で、刃先を弾性ローラ１´の中心軸に対して相対的に前後進可能なように構成されている。
【００３５】
第１切り込み用薄刃カッター１３Ａの刃面の傾斜角度δＡと、第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂの刃面の傾斜角度δＢの合計が、目的とするＶ溝の開口角度θ（図２参照）に相当する。第１切込ステージ１５Ａ及び第２切込ステージ１５Ｂがｘｙ平面に沿って回転可能にｘｙステージ１６上に取り付けられていることから、目的とするＶ溝の開口角度θの変更は、その変更に応じて要求される各刃面の傾斜角度δに対応するように、前後進方向ｘＡ及びｘＢを回転させることで行うことができる。このようにＶ溝の開口角度θの変更に伴って刃面の傾斜角度δを変更したとしても、第１切込ステージ１５Ａ及び第２切込ステージ１５Ｂがそれぞれ独立してｘｙステージ１６上で前後進可能であり、これらを取り付けているｘｙステージ１６も弾性ローラ１´の中心軸に対して独立に前後左右の移動が可能であるから、切り込みの際に必要な第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂと弾性ローラ１´との間の距離を適宜変更することができ、効率良くＶ溝を形成することができる。
【００３６】
実際の切り込み加工を行う際には、図に示すように弾性ローラ１´は、支持シャフト１１Ａ及び１１Ｂ間に弾性ローラ１´の不要な回転を防止するための固定具１２を介してその中心軸が水平となるように支持される。
【００３７】
＜切込工程＞
当該製造方法の切込工程では、上述のＶ溝形成装置を用い、上記弾性ローラ１´の周方向に弾性ローラ１´又は薄刃カッター（１３Ａ、１３Ｂ）を相対的に移動させつつ、その薄刃カッター（１３Ａ、１３Ｂ）を用いてＶ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みを形成する。具体的には、上記切込工程は、刃面を弾性ローラ１´の中心軸と垂直方向面に対して所定角度δＡ傾斜させ、かつこの状態で刃先を弾性ローラ１´の中心軸に対して相対的に前進及び後進可能な第１切り込み用薄刃カッター１３Ａを用い、Ｖ溝４の第１側面４Ａ（図２参照）を構成する第１切り込みを形成する第１切込工程と、刃面を弾性ローラ１´の中心軸と垂直方向面に対して上記第１切り込み用薄刃カッターと対称に傾斜させ、かつこの状態で刃先を弾性ローラ１´の中心軸に対して相対的に前進及び後進可能な第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを用い、Ｖ溝４の第２側面４Ｂ（図２参照）を構成する第２切り込みを形成する第２切込工程とを有する。この切込工程の手順として、開口角度θ、深さＤのＶ溝を形成する際の手順について図４を参照しつつ説明する。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、予め第１切り込み用薄刃カッター１３Ａの刃先と第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂの刃先とを、両刃面間の角度がθ（すなわち、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａの刃面の傾斜角度δＡ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂの刃面の傾斜角度δＢが共にθ／２で対称的である。）となるように接触させる。開口角度θとしては、例えば、３０°（それぞれの傾斜角度δは１５°）である。両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂの刃先同士を接触させた状態で、ｘｙステージをｘ正方向（図３参照）に移動させることにより、別途図示しない支持シャフトに支持された弾性ローラ１´の外周面と両刃先とを接触させる。このときの外周面と両刃先とが接触した点を接触点Ｏとする。
【００３９】
次に、図４（ｂ）に示すように、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを、それぞれの刃面の傾斜角度δ（＝θ／２）を維持したまま両矢印ｘＡ及びｘＢ（図３参照）の方向に沿って後進させる。これにより、後進後であっても第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂのそれぞれの刃先方向は接触点Ｏに向かっている。両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂの後進は第１切込ステージ１５Ａ及び第２切込ステージ１５Ｂのそれぞれを両矢印ｘＡ及びｘＢに沿って弾性ローラ１´から遠ざけるように後進させることで行う。両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂを後進させる距離としては、弾性ローラ１´の外周面と各刃先と間の最短距離が、形成されることになるＶ溝の深さＤと等しくなるように設定する。
【００４０】
続いて、図４（ｃ）に示すように、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを後進させた後の状態で、ｘｙステージ（図３参照）をｘ正方向に移動させ、両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂのそれぞれの刃先を弾性ローラ１´の外周面に接触させる。このとき、両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂがそれぞれ前進したとした場合に両刃先が接触する点を点Ｑとすると、点ＱがＶ溝の最深点となり、弾性ローラ外周面と点Ｑとの間の距離が、形成されることになるＶ溝の深さＤに相当する。続いて、切込工程に備えて弾性ローラ１´を所定速度（例えば、周速３０ｍ／ｍｉｎ程度）で回転させる。
【００４１】
次いで、図４（ｄ）に示すように、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａを点Ｑまで前進させることにより、弾性ローラ１´の外周面に第１切り込みを形成する。この第１切り込みが、形成されるＶ溝の第１側面４Ａ（図２参照）を構成することになる。この弾性ローラ１´の回転により、第１切り込みが弾性ローラ１´の外周面の周方向全周にわたって形成されることになる。第１切込工程の切込時間は弾性ローラの周速度や切込深さ、刃厚等を考慮して決めればよく、例えば５秒以下程度でよい。弾性ローラ１´の外周面への第１切り込みの形成が完了した時点で第１切り込み用薄刃カッター１３Ａを後進させて第１切込工程を終了する。
【００４２】
続いて、図４（ｅ）に示すように、第１切込工程と同様に、第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを点Ｑまで前進させて第２切り込みを形成する。この第２切り込みが、形成されるＶ溝の第２側面４Ｂ（図２参照）を構成することになる。この弾性ローラ１´の回転により、第２切り込みが弾性ローラ１´の外周面の周方向全周にわたって形成されることになる。切込時間は第１切込工程と同程度でよい。弾性ローラ１´の外周面への第２切り込みの形成が完了した時点で第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを後進させて第２切込工程を終了する。
【００４３】
最後に、第１切り込み及び第２切り込みの形成により、弾性ローラ１´の全周にわたって断面が中心角θの二等辺三角形の円環状の残余部分がＶ溝となるべき空間を埋めているので、圧縮エアーを吹き付け、Ｖ溝から残余部分が外れたところを引っ張る等して残余部分を取り除く。その結果、弾性ローラ１´の外周面に図２に示すような第１側面４Ａ及び第２側面４Ｂを有するＶ溝４が形成されることになる。なお、上記残余部分を取り除くのと前後して、バキューム等により切込工程において発生した屑等を除去してもよい。
【００４４】
以上の切込工程及び残余部分除去工程をＶ溝の必要数と同じ回数だけ所定形成ピッチ（例えば、０．３ｍｍ等）で繰り返すことで、外周面に複数のＶ溝が形成された溝付き弾性ローラを効率良く形成することができる。
【００４５】
＜薄刃カッター＞
当該製造方法に用いられる薄刃カッターは、上述のような切込工程において弾性体で構成される外周層に切り込みを形成可能な程度に鋭利性及び耐久性を有するものであれば特に限定されない。具体的には、薄刃カッターとしては、図５（ａ）に示すように、先端側を傾斜させた台形板状であり、その傾斜辺に両面研磨による刃が形成されている。薄刃カッターの刃先角（側面視で薄刃カッターの刃と背との間の角度）φ（図５（ａ）参照）としては、５°以上４０°以下であればよく、８°以上３５°以下が好ましく、１０°以上３０°以下がより好ましい。薄刃カッターの実効刃物角（正面視で実際の切り込みの際に影響する角度）Ψ（図５（ｂ）参照）としては、１０°以上２０°以下であればよい。また、研磨角ω（図５（ｃ）参照）としては、１５°以上３０°以下であればよい。薄刃カッターの構成材料としては、耐久性を考慮すると炭化タングステン等の超硬焼結材料を好適に用いることができる。
【００４６】
＜ワイヤーソー用メインローラ＞
このようにして製造される溝付き弾性ローラは、ワイヤーソー用メインローラとして好適に用いることができる。図６及び７に示すように、ワイヤーソー装置２０（ワイヤーソーにおけるワーク切断機構の部分）は、複数（図中３つを例示）のワイヤーソー用メインローラ１を水平配置し、ワイヤーソー用メインローラ１の外周面に設けられた複数のＶ溝４にワイヤー２１を捲回・配置することによって構成される。ワイヤーソー装置２０の運転の際には、このワイヤー２１を一方向又は双方向に走行させて、これにワーク（図中ではシリコンインゴット２２を例示）を圧接すると共に、ワイヤー２１上にスラリー（砥粒を含むクーラント溶液）を供給することによって、ワークを切断することができる。
【００４７】
ワイヤー２１の材料としては、ワークの切断が可能である限り特に限定されないが、一般的に、ピアノ線と称される鋼線が用いられる。また、ワイヤー２１として、ダイヤモンドの砥粒がピアノ線の外周面に電着もしくは固着されているものを用いてもよい。この場合、ダイヤモンドの砥粒がより確実に固定されるように、ダイヤモンドの表面にニッケルめっきを施してもよい。ワイヤー２１の直径としては、使用するワイヤーソー用メインローラ（溝付き弾性ローラ）１のＶ溝４に安定して配置可能である限り特に限定されないものの、例えば５０μｍ以上３００μｍ以下とすることができる。砥粒の例としては、ＳｉＣ、ＷＣ、Ａｌ２Ｏ３等が挙げられる。クーラントとしては、油性又は水性のものを用いることができる。油性クーラントの例としては、鉱物油が挙げられる。また水性クーラントの例としては、水、又は水及びポリエチレングリコールの混合物が挙げられる。ワイヤー２１としてピアノ線を用いる場合には、スラリー（砥粒を含むクーラント溶液）を用いることができる。また、ワイヤー２１としてダイヤモンドの砥粒が固定されたピアノ線を用いる場合には、クーラントのみを用いることができる。
【００４８】
ワイヤーソー装置２０によって切断・加工するためのワークとしては、半導体インゴット等の脆性材料、代表的にはシリコンインゴットが挙げられる。また、シリコンインゴットから得られる加工品の例としては、半導体用シリコンウェハ、太陽電池用シリコンウェハ等が挙げられる。太陽電池用シリコンウェハとしては、一般的に約０．１５〜０．２０ｍｍの厚みを有するものが要求されるため、この厚みにワイヤー２１の直径及び砥粒の大きさを加えた程度のピッチを有する溝付き弾性ローラ１を備えたワイヤーソー装置２０が必要とされる。当該製造方法により得られる溝付き弾性ローラ１では、Ｖ溝のピッチを極めて小さくすることができることから、太陽電池用シリコンウェハに代表される加工物の薄膜化傾向に充分対応することができる。
【００４９】
［第２実施形態］
第１実施形態では、第１切込工程での切り込み深さと第２切込工程での切り込み深さとが等しかったが、第２実施形態では、第１切込工程の切り込み深さを第２切込工程の切り込み深さより大きくしている。これにより、第１切り込みの終点である点Ｑからずれた位置に第２切込工程が行われたとしても、第１切り込み深さを大きくしたことによる切り込み余裕が生じていることから、切り込みの確実性を高めてＶ溝を効率良く形成することができる。以下、本実施形態に係る切込工程を説明する。
【００５０】
＜切込工程＞
図８（ａ）に示すように、予め第１切り込み用薄刃カッター１３Ａの刃先と第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂの刃先とを、両刃面間の角度がθ（例えば、３０°）となるように接触させる。両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂの刃先同士を接触させた状態で、ｘｙステージをｘ正方向（図３参照）に移動させることにより、別途図示しない支持シャフトに支持された弾性ローラ１´の外周面と両刃先とを接触させる。このときの外周面と両刃先とが接触した点を接触点Ｏとする。
【００５１】
次に、図８（ｂ）に示すように、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを、それぞれの刃面の傾斜角度δ（＝θ／２）を維持したまま両矢印ｘＡ及びｘＢ（図３参照）の方向に沿って後進させる。両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂを後進させる距離としては、弾性ローラ１´の外周面と各刃先と間の最短距離が、形成されることになるＶ溝の深さＤと等しくなるように設定する。
【００５２】
続いて、図８（ｃ）に示すように、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを後進させた後の状態で、ｘｙステージ（図３参照）をｘ正方向に移動させ、両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂのそれぞれの刃先を弾性ローラ１´の外周面に接触させる。続いて、切込工程に備えて弾性ローラ１´を所定速度（例えば、周速３０ｍ／ｍｉｎ程度）で回転させる。
【００５３】
次いで、図８（ｄ）に示すように、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａを点Ｑに向かって前進させることで、弾性ローラ１´の外周面に第１切り込みを形成する。この第１切り込みが、形成されるＶ溝の第１側面４Ａ（図９参照）を構成することになる。弾性ローラ１´の回転により、第１切り込みが弾性ローラ１´の外周面の周方向全周にわたって形成されることになる。第１切込工程の切込時間は、例えば５秒以下程度でよい。このとき、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａの刃先を点Ｑを越えて距離ｄＡ（例えば、第１切り込み深さの２０％以上４０％以下の距離）の分だけさらに前進させて、第１延出切込４ａ（図９参照）を形成しておく。この第１延出切込４ａを形成することで、Ｖ溝形成の確実性を向上させることができる。弾性ローラ１´の外周面への第１切り込みの形成が完了した時点で第１切り込み用薄刃カッター１３Ａを後進させて第１切込工程を終了する。
【００５４】
続いて、図８（ｅ）に示すように、第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを点Ｑまで前進させて第２切り込みを形成する。この第２切り込みが、形成されるＶ溝の第２側面４Ｂ（図９参照）を構成することになる。弾性ローラ１´の回転により、第２切り込みが弾性ローラ１´の外周面の周方向全周にわたって形成されることになる。切込時間は第１切込工程と同程度でよい。弾性ローラ１´の外周面への第２切り込みの形成が完了した時点で第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを後進させて第２切込工程を終了する。
【００５５】
最後に、第１切り込み及び第２切り込みの形成により、弾性ローラ１´の全周にわたって断面が中心角θの二等辺三角形の円環状の残余部分がＶ溝となるべき空間を埋めているので、その外周のいずれかの箇所を適宜カッター等で切断して残余部分を取り除く。その結果、弾性ローラ１´の外周面に図９に示すようなＶ溝４が形成されることになる。上述のように、Ｖ溝４には、第１側面４Ａ及び第２側面４Ｂが形成されていると共に、第１延出切込４ａが形成されている。なお、上記残余部分を取り除くのと前後して、圧縮エアー等により切込工程において発生した屑等を除去してもよい。
【００５６】
以上の切込工程及び残余部分除去工程をＶ溝の必要数と同じ回数だけ所定形成ピッチ（例えば、０．３ｍｍ等）で繰り返すことで、延出切込を有する複数のＶ溝が外周面に形成された溝付き弾性ローラを効率良く形成することができる。
【００５７】
［第３実施形態］
第１実施形態では、第１切込工程を先に行い、第２切込工程を後に行っていたが、第２実施形態では、第１切込工程と第２切込工程とを同時に行ってもよい。このように切込工程を行うことで、切込工程の短縮化を図ることができ、作業効率を向上させることができる。この場合は、上述の点Ｑにおいて接触する第１切り込み用薄刃カッターの刃先と第２切り込み用薄刃カッターの刃先とが離れないように、一方の薄刃カッターの刃先を他方の薄刃カッターの側面に押し当てながら（すなわち、一方の刃先は延出切込を形成しつつ、他方の刃先は点Ｑの位置にある状態で）切込工程を行ってもよい。しかしながら、両刃先を接触させながら切込工程を行うと、切り込みにより生じた屑が切り込み箇所に留まって切込抵抗が増大するおそれがある。そこで、このような切込抵抗の増大の回避のために、第１切り込み用薄刃カッターの刃先と第２切り込み用薄刃カッターの刃先とを周方向でわずかにずらして切込工程を行うことが好ましい。また、切り込み箇所に圧縮エアーを吹き付けるか、又はバキュームにより吸引して、生じた屑を除去しながら切込工程を行うことも好ましい。
【００５８】
［第４実施形態］
第１実施形態では、２つの薄刃カッターを用いて切込工程を順次行っていたが、第３実施形態では、薄刃カッターの数は限定されず、１つでも、３つ以上、好適には４つ以上の偶数個を併用してもよい。薄刃カッターを１つ用いる場合は、第１切込工程を１回行った後に第２切込工程を１回行って一のＶ溝を順次形成していく手順と、Ｖ溝の必要数の分だけ第１切込工程を先に行い、その後すでに設けた第１切り込みに対して第２切込工程を行ってＶ溝を形成する手順が挙げられる。４つ以上の偶数個の薄刃カッターを用いることにより、複数のＶ溝形成に必要な複数の切込工程を同時に行うことができ、作業効率の向上を図ることができる。
【００５９】
＜その他の実施形態＞
第２実施形態では、第１切込工程の際にのみ延出切込を形成することで、第１切り込みの深さを第２切り込みの深さより大きくしていたが、第３実施形態では、第１切込工程だけでなく第２切込工程においても延出切込を形成している。この場合は、第２切込工程において、第２切り込み用薄刃カッターの刃先を上記点Ｑを越えて所定距離（例えば、第２切り込み深さの１０％以上２０％以下の距離）の分だけさらに前進させて、第２延出切込を形成すればよい。この第２延出切込と上述の第１延出切込とを形成することで、第１切り込みと第２切り込みとが点Ｑで交差することになり、Ｖ溝形成の確実性を向上させることができる。ただ、先行切込工程による第１延出切込の距離が点Ｑを越えてある程度とられていれば、後行切込工程による第２延出切込の距離はそれほど大きくする必要はなく、第２延出切込の距離は第１延出切込の距離より小さくてもよい。
【００６０】
第１実施形態においては、第１切り込み用薄刃カッターの刃面の傾斜角度δＡと第２切り込み用薄刃カッターの刃面の傾斜角度δＢとは等しく対称的（δＡ＝δＢ）であるが、目的とする溝付き弾性ローラにおけるＶ溝の仕様に応じて、傾斜角度δＡと傾斜角度δＢとを異なる値として非対称（δＡ≠δＢ）としてもよい。このような場合であっても本発明の効果を享受することができる。
【００６１】
溝付き弾性ローラの外周層を構成するウレタン系樹脂は、イソシアネート成分、ポリオール化合物成分、及び硬化剤成分を含む組成物の硬化により形成される。
【００６２】
ワイヤーソー用メインローラとしての溝付き弾性ローラの構成材料であるウレタン系樹脂としては、公知のものを使用することができる。ウレタン系樹脂の製造方法としては、例えばプレポリマー法、擬プレポリマー法、ワンショット法、擬ワンショット法が挙げられるが、プレポリマー法が最も一般的である。プレポリマー法においては、典型的に、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを約５０〜１５０℃で反応させることによってウレタンプレポリマーを合成し、このウレタンプレポリマー及び適当量の硬化剤（並びに他の任意成分）を約５０〜１５０℃で加熱し反応・硬化させることによって、ウレタン系樹脂を製造することができる。ウレタン系樹脂は、所望の形状を有する金型に液状の原料（ウレタンプレポリマー及び硬化剤等）を注入し、加熱・硬化させることによって成形することができる。
【００６３】
ウレタン系樹脂を製造する際において、ポリオール化合物の水酸基に対するポリイソシアネート化合物のイソシアネート基のモル比は、１．０以上とすることが好ましい。ポリオール化合物の水酸基に対するポリイソシアネート化合物のイソシアネート基のモル比が１．０以上となるようにポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させることによって、ワイヤーソー用メインローラの外周層としての使用に好適な弾性及び耐摩耗性を有するウレタン系樹脂を得ることができる。
【００６４】
ウレタン系樹脂の合成に用いられるポリイソシアネート化合物の例としては、
フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、４，４’−トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）等の芳香族ジイソシアネート；
シクロペンタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、メチル−２，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネート、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン等の脂環族ジイソシアネート；
ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ペンタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート等が挙げられる。
これらのポリイソシアネート化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００６５】
ウレタン系樹脂の合成に用いられるポリオール化合物の例としては、
ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール等が挙げられる。
これらのポリオール成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００６６】
ポリエーテル系ポリオールとしては、例えば、
エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドの単独又は共重合体；
テトラメチレンエーテルグリコールを含んでなる単独又は共重合体；
ヒドロキシル基に対してＣ２−４アルキレンオキサイド１〜５モルが付加した付加体等のビスフェノールＡ又は水添ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加体が挙げられる。
【００６７】
ポリエステル系ポリオールは、例えば、
イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステル；アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステル等から選択された少なくとも１種のジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステルと、
エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のＣ２−１０アルカンジオール、ジエチレングリコール等のジ又はトリＣ２−１０アルカンジオール等から選択された少なくとも１種のアルカンジオール成分との反応により得ることができる。
【００６８】
アジピン酸をジカルボン酸成分のベースとしたポリエステル系ポリオールの具体例としては、
ポリエチレンアジぺート（ＰＥＡ）、ポリジエチレンアジぺート（ＰＤＡ）、ポリプロピレンアジペート（ＰＰＡ）、ポリテトラメチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキサメチレンアジペート（ＰＨＭＡ）、及びこれらの成分を組み合わせた共重合体等が挙げられる。なお、ポリエステル系ポリオールには、ラクトン類（ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等のＣ３−１４ラクトン）の単独重合体又は共重合体も含まれる。
【００６９】
ポリカーボネート系ポリオールとしては、例えば、
アルカンポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール等のポリオールと、ジメチルカーボネート等の短鎖ジアルキルカーボネートとの反応により得られるポリカーボネートジオールが挙げられる。ポリカーボネート系ポリオールの代表例としては、ポリヘキサメチレンカーボネート（ＰＨＣ）が挙げられる。
【００７０】
また、ポリオレフィン系ポリオールとしては、例えば、
ポリブタンジエンポリオール、水素化ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ひまし油変性ポリオール、ブタジエンとスチレンもしくはアクリロニトリルとの共重合体の末端に水酸基を導入したもの等が挙げられる。
【００７１】
ポリオール化合物の分子量は、数平均分子量４００以上１０，０００以下、好ましくは５００以上８，０００以下、さらに好ましくは５５０以上５，０００以下程度であってよい。また、ポリオール化合物は、結晶性であってもよく非結晶性であってもよい。
【００７２】
ウレタン系樹脂の合成に用いられる硬化剤としては、例えば、
エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール，ネオペンチルグリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、分子量４００までのポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、分子量４００までのポリプロピレングリコール、ジブチレングリコール、分子量４００までのポリブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ヒマシ油、４，４’−ジオキシジフェニルプロパン、ジオキシメチルヒロドキノン等の低分子量グリコール（上記のポリエステル系ポリオールと重複しない化合物）；
エチレンジアミン、１，４−テトラメチレンジアミン、ポリオキシポロピレントリアミン等の脂肪族ポリアミン；
４，４’−メチレン−ビス−２−メチルシクロヘキシルアミン等の脂環族ポリアミン；
１，４−フェニレンジアミン、２，６−ジアミノトルエン、１，５−ナフタレンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、１−メチル−３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−ジアミノベンゼン、１−メチル−３，５’−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼン、４，４’−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（オルト−クロロアニリン）、４，４’−メチレン−ビス―（２，３−ジクロロアニリン）、トリメチレングリコールジ−パラ−アミノベンゾエート、４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジイソプロピルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２−メチル−６−イソプロピルアニリン）、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、クロロアニリン変性ジクロロジアミノジフェニルメタン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，４−トルエンジアミン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−トルエンジアミン、メチレンジアニリン／塩化ナトリウム錯体、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、トリメチレングリコール−ジ−ｐ−アミノベンゼン等の芳香族ポリアミン等が挙げられる。
【００７３】
ワイヤーソー用メインローラとしての溝付き弾性ローラの構成材料であるウレタン系樹脂としては、ポリエステル系ポリオール化合物及び１，５−ナフタレンジイソシアネート化合物から得られたプレポリマーと、硬化剤とを反応させることによって得られたウレタン系樹脂が最も好ましい。このような組成のウレタン系樹脂は、格段に高い耐摩耗性及び耐荷重性を有し、耐熱性、耐油性等のその他の諸特性も優れている。従って、このようなウレタン系樹脂から形成された溝付き弾性ローラを用いることにより、Ｖ溝の間の仕切壁の耐久性、ひいては溝付き弾性ローラの寿命をさらに高め、長期間にわたって加工品の歩留まりを高いレベルに維持することができる。
【００７４】
当該製造方法により得られる溝付き弾性ローラは、ワイヤーソー用メインローラとして好適に用いることができるものの、それを構成する外周層の材質やＶ溝形状のバリエーションに応じて、電子写真用ローラ、刃物カット用ローラ等の産業的な広範囲の展開も可能である。
【実施例】
【００７５】
以下、本発明の詳細を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００７６】
＜溝付き弾性ローラの作製＞
〔実施例１〕
反応槽に１，５−ナフタレンジイソシアネート７２０ｇ、及び１００℃で４時間減圧乾燥したポリエステル系ポリオールであるポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）（数平均分子量：２，０００）（住化バイエルウレタン株式会社製「Ｖｕｌｋｏｌｌａｎ（登録商標）２０００ＭＭ」）２，４００ｇを仕込み、窒素雰囲気下で１２５℃に加熱しプレポリマーを合成した。このとき、１，５−ナフタレンジイソシアネートが完全に溶解していることを確認した。このプレポリマーに、硬化剤として１，４−ブタンジオール１５２ｇ及びトリメチロールプロパン１７ｇを加え、エアーが巻き込まれないように攪拌機を用いて６０秒間混合攪拌し、注型液を調製した。芯体の外周周りに厚み６ｍｍの円筒状の硬化体が形成されるように対応した金型を用意し、予め金型の内面に離型剤を塗布して金型温度を１３５℃になるように設定した。次いで、調製した注型液をこの金型に投入し、９０分間硬化させ、架橋反応によってウレタン系樹脂が得られていることを確認した。その後、このウレタン系樹脂を金型から脱型し、次いで、ウレタンの物性をさらに向上させるために、１２０℃で１５時間、後架橋を行い、ウレタン系樹脂が外層部分を形成する直径２２２ｍｍの弾性ローラを作製した。
【００７７】
次に、刃先角２５°、研磨角２５°、刃厚０．８ｍｍ、材質が炭化タングステン超硬焼結材の薄刃カッターを２つ用意し、Ｖ溝形成装置にこれらの薄刃カッターを取り付けた。このＶ溝形成装置を用い、回転数１２０ｒｐｍ、周速度３５．２ｍ／ｍｉｎで弾性ローラを回転させながら、Ｖ溝の開口角度３０°（それぞれの薄刃カッターの傾斜角度として１５°）、ピッチ０．２８ｍｍとなるように第１切込工程及び第２切込工程を繰り返し、複数のＶ溝を外周面の周方向に形成することによって、実施例１に係る溝付き弾性ローラを作製した。
【００７８】
〔比較例１〕
頂角３０°の公知のバイトを用いてＶ溝形成したこと以外は、実施例１と同様に溝付きの弾性ローラのサンプルを作製した。
【００７９】
＜評価＞
実施例及び比較例で得られたサンプルについて、Ｖ溝外観評価及びＶ溝開口角度測定を以下の手順で評価した。
【００８０】
〔Ｖ溝外観評価〕
ビデオマイクロスコープ（キーエンス社製；１５０倍）を用いて、Ｖ溝の上方からの外観（溝幅、Ｖ溝縁部のササクレの発生）を観察した。これらの観察写真を図８及び９に示す。
【００８１】
〔Ｖ溝開口角度測定〕
上記ビデオマイクロスコープ（１５０倍）を用い、Ｖ溝断面の観察写真から開口角度を求めた（Ｖ溝数：５）。評価結果を表１に示す。
【００８２】
【表１】
【００８３】
実施例１に係る溝付き弾性ローラでは、切り込み加工面が清浄であり、溝幅も一定してＶ溝が形成されていることが分かる。一方、比較例１のサンプルでは、多数のササクレのようなものが見られると共に、２本目以降のＶ溝の溝幅及び開口角度が狭くなっていることが分かる。これは、実施例１に係る溝付き弾性ローラでは、刃物の切込抵抗が小さいために弾性ローラの外周面の変形が小さいのに対し、比較例１のサンプルでは、刃物の切れ味が悪いことに加えて、２本目以降のＶ溝切削加工において、弾性ローラ外周面に与える力が大きいために仕切壁が変形を起こしてすでに形成された隣接するＶ溝に逃げてしまって所望の切削を行うことができず、バイトを引き抜いた後にその変形が弾性によって回復して溝幅が狭くなったことが原因であると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明の溝付き弾性ローラの製造方法では、Ｖ溝の開口角度や狭ピッチ化にも充分に対応することができ、加工面がより清浄で溝幅も一定のＶ溝が形成された溝付き弾性ローラを製造可能であることから、極薄厚化が要求される加工物の製造のためのワイヤーソー用メインローラの製造に好適である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 溝付き弾性ローラ
２ 弾性ローラ
４ Ｖ溝
１３ 薄刃カッター
１３Ａ 第１切り込み用薄刃カッター
１３Ｂ 第２切り込み用薄刃カッター
Ｐ 形成ピッチ
θ 開口角度
Ｄ 切り込み深さ
δ 傾斜角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溝付き弾性ローラの製造方法に関し、詳細には、複数のＶ溝が外周面の周方向に形成された溝付き弾性ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溝付き弾性ローラは、ワイヤーソー用メインローラ、電子写真用ローラ、刃物カット用ローラ等の広範な工業分野で使用されている。このような溝付き弾性ローラは、通常、外周層とこの外周層内に挿設された芯体とを備えている。上記外周層は、ウレタン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等の合成樹脂の成型体から形成されている。特に、各種のワーク（被加工物）を切断するためのワイヤーソーにおいては、複数の円柱状のメインローラが所定間隔おきに配設され、それらのメインローラの外周面（外周層の周面）に、複数のＶ字状のワイヤー溝（以下、「Ｖ溝」ともいう。）が所定ピッチで形成されている。
【０００３】
ワイヤーソーによるワークの切断を行う場合には、メインローラのＶ溝に掛装されたピアノ線等のワイヤーを走行させながら、そのワイヤー上にスラリー（砥粒を含むクーラント溶液）を供給し、この状態でワイヤーに対してワークを圧接することによって、ワークを切断することができる。上記ワイヤーとしては、ダイヤモンドを電着する等して得られた固定砥粒ワイヤーも用いることができる。
【０００４】
このようなメインローラを備えたワイヤーソーを用いた切断によって、厚さの薄い加工物を製造する場合には、外周層のＶ溝の形成ピッチを小さくし、ワイヤーの配列ピッチを狭くする必要がある。近年では、太陽電池用のシリコンウェハ等の加工物の薄膜化傾向が顕著となっており、これに伴ってＶ溝のさらなる形成ピッチの狭小化及び開口角度の狭角化が要求されている。
【０００５】
外周層の外周面へのＶ溝の形成には、従来、バイト等による切削加工が主に採用されているものの、Ｖ溝の狭ピッチ化及び狭角化（例えば、形成ピッチ０．２８ｍｍ、開口角度３０°以下）が進むにつれ、切削加工でのＶ溝形成に限界が生じている。また、切削加工では切削時の発熱が大きいために水等による冷却を必要とし、Ｖ溝形成作業の効率化も困難である。これに対し、充分な精度で溝切り加工を行うために、溝の目標形状に対応する形状の切刃の刃部を有し、その刃部の内部に中空部が形成されており、この中空部を囲む刃部内側面の先端側に切刃のすくい面が形成されている溝切り工具が提案されている（特開２００７−２７６０２０号公報）。
【０００６】
しかしながら、上記溝切り工具では、中空部を有する上記刃部を一体的に形成していることから、Ｖ溝の開口角度を変えるためにはその都度所望の開口角度をなす刃部を形成する必要があり経済的でない。また、上記刃部に中空部を設けつつ実際の使用に耐え得る強度を確保するにはある程度の刃厚が必要となり、Ｖ溝の狭ピッチ化及び狭角化への対応にも充分でない。さらに、刃厚を薄くした場合には、被加工物への切り込みの際の負荷に耐えきれないで刃部に欠け等が生じやすくなってしまうことから、ランニングコストの増大を招くおそれがある。加えて、この技術によるＶ溝形成は、所定角度を有する刃部の弾性体への押し付けによる切削加工であることから、従来のバイトによる切削加工で生じているＶ溝縁部でのササクレの発生や溝幅の不揃い等の不都合が生じ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２７６０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこれらの事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｖ溝の開口角度を自在に変更可能であり、刃部の薄厚化と共にＶ溝形成の狭ピッチ化にも充分に対応することができ、加工面がより清浄で溝幅も一定のＶ溝を形成可能な溝付き弾性ローラの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記従来技術で生じている不都合を検討したところ、切削対象が弾性を有するエラストマー材料であり、その特有の弾性によって加工の際の切削抵抗が生じ、その結果、切削対象が変形してしまって目的の形状が得られないことに原因があるという知見を得た。
【００１０】
その結果、上記課題を解決するためになされた発明は、
弾性ローラの外周面の周方向に複数のＶ溝を形成する溝付き弾性ローラの製造方法であって、
上記弾性ローラの周方向に弾性ローラ又は薄刃カッターを相対的に移動させつつ、その薄刃カッターを用いてＶ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みを形成する切込工程
を有することを特徴とする溝付き弾性ローラの製造方法である。
【００１１】
当該溝付き弾性ローラの製造方法では、弾性ローラへのＶ溝形成の際の切込工程において、上記弾性ローラの周方向に弾性ローラ又は薄刃カッターを相対的に移動させつつ、その薄刃カッターを用い、Ｖ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みを形成している。薄刃カッターによる切り込みの採用により、弾性ローラの外周面に対する切削抵抗を極力小さくすることができ、これにより、切り込みの際の上記外周面の変形を最小限に抑えることができ、所望の形状のＶ溝を効率良くかつ清浄に形成することができる。また、Ｖ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みをそれぞれ独立して行っていることから、Ｖ溝の形成ピッチ及び開口角度を任意の値に設定することができ、目的とするＶ溝の形状変更にも容易に対応することができる。さらに、上記薄刃カッターに欠け等が生じたとしても、その薄刃カッターは独立して設けられていることから刃部全体の交換の必要がなく、その薄刃カッターの交換や修繕だけ行えばよいので、ランニングコストの抑制にも繋がる。
【００１２】
当該溝付き弾性ローラの製造方法においては、上記切込工程が、刃面を弾性ローラの中心軸と垂直方向面に対して所定角度傾斜させ、かつこの状態で刃先を弾性ローラの中心軸に対して相対的に前進及び後進可能な第１切り込み用薄刃カッターを用いて第１切り込みを形成する第１切込工程と、刃面を弾性ローラの中心軸と垂直方向面に対して上記第１切り込み用薄刃カッターと対称に傾斜させ、かつこの状態で刃先を弾性ローラの中心軸に対して相対的に前進及び後進可能な第２切り込み用薄刃カッターを用いて第２切り込みを形成する第２切込工程とを有することが好ましい。このように、第１切込工程と第２切込工程とをそれぞれ独立してかつ対称的に行うことで、求められる形成ピッチ及び開口角度を有するＶ溝をより効率的かつ低コストで形成することができる。
【００１３】
当該溝付き弾性ローラの製造方法では、一のＶ溝を形成する際に、上記第１切込工程及び第２切込工程のうち一方を行った後に他方を行ってもよく、上記第１切込工程と第２切込工程とを同時に行ってもよい。いずれの場合であっても所定の形成ピッチ及び開口角度の複数のＶ溝を効率良く形成することができる。
【００１４】
上記第１切込工程及び第２切込工程のうち一方を行った後に他方を行う場合、先に行う切込工程（以下、「先行切込工程」ともいう。）の切り込み深さを後に行う切込工程（以下、「後行切込工程」ともいう。）の切り込み深さより大きくすることが好ましい。先行切込工程の切り込み深さを後行切込工程より大きくすることで、切り込みが不充分な状態を回避することができ、Ｖ溝形成の確実性を向上させることができる。
【００１５】
上記Ｖ溝のピッチを０．３０ｍｍ以下、開口角度を３５°以下、深さを０．３０ｍｍ以下とすることが好ましい。このような条件でのＶ溝形成は従来であれば困難であったが、当該製造方法によれば効率良くかつ簡便に行うことができ、被加工物の薄厚化にも容易に対応することができる。
【００１６】
上記薄刃カッターの刃厚を１．０ｍｍ以下、研磨角（両面研磨であれば、刃先の両研磨面間の角度。片面研磨であれば、刃先の研磨面と非研磨面との間の角度。以下同じ。）を３０°以下とすることにより、Ｖ溝の狭ピッチ化及び狭角化にも容易に対応することができる。
【００１７】
当該溝付き弾性ローラの製造方法により得られる弾性ローラは、ワイヤーソー用メインローラとして好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の弾性ローラの製造方法によれば、外周面が弾性体で形成される弾性ローラであっても、その周方向に微細な形状の、すなわち、ピッチや開口角度や深さの小さい清浄なＶ溝を精度よく、容易にかつ低コストで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の製造方法の一実施形態により得られる溝付き弾性ローラを示す模式的斜視図である。
【図２】図１の溝付き弾性ローラのＶ溝形状を示す部分拡大断面図である。
【図３】図１の溝付き弾性ローラのＶ溝形成装置を示す概略図である。
【図４】図１の溝付き弾性ローラのＶ溝形成の手順説明図である。
【図５】（ａ）は、図３のＶ溝形成装置の薄刃カッターの側面図であり、（ｂ）は、正面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】ワイヤーソー用ガイドローラを備えるワイヤーソー装置を示す模式的斜視図である。
【図７】ワイヤーソー用ガイドローラにワイヤーを掛装したＶ溝を示す部分拡大断面図である。
【図８】本発明の製造方法の別の実施形態に係るＶ溝形成の手順説明図である。
【図９】本発明の製造方法の別の実施形態により得られる溝付き弾性ローラのＶ溝形状を示す部分拡大断面図である。
【図１０】実施例に係る溝付き弾性ローラのＶ溝を撮影した写真である。
【図１１】バイト切削により得られたＶ溝を撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の溝付き弾性ローラの製造方法は、弾性ローラの外周面の周方向に複数のＶ溝を形成する溝付き弾性ローラの製造方法であって、上記弾性ローラの周方向に弾性ローラ又は薄刃カッターを相対的に移動させつつ、その薄刃カッターを用いてＶ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みを形成する切込工程を有することを特徴とする。
【００２１】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態である第１実施形態について、当該製造方法により得られる溝付き弾性ローラ及びそれに形成されたＶ溝、並びに当該製造方法の各工程及びこの製造方法に用いられる薄刃カッターを順次説明する。
【００２２】
＜溝付き弾性ローラ＞
図１に示す溝付き弾性ローラ１は、主に芯体３とこの芯体３の外周に設けられた外周層２とを備える。外周層２の表面には、周方向に複数のＶ溝４が形成されている。溝付き弾性ローラ１は、ワイヤーソー装置において、そのＶ溝４にワイヤーを掛装されるメインローラとして好適に用いられる。
【００２３】
外周層２は、弾性体で形成されている。このような弾性体としては、ワイヤーソー装置におけるワークの切断加工の際の耐摩耗性を有する材料であれば、特に限定されるものではない。このような弾性体のＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳ−Ｋ６２５３に準拠して２０℃で測定）としては、例えば８０°以上であり、８５°以上が好ましく、９０°以上がより好ましい。このような弾性体の具体例としては、例えばウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等のエラストマーが挙げられる。この中でも、得られる弾性ローラの耐摩耗性が優れることから、ウレタン系樹脂が好ましい。
【００２４】
上記芯体３は、中空の円柱形状を有している。芯体３の外周面を構成する壁の厚みは特に限定されず、代表的には１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。また、芯体３の外径は、用いられる用途等によって異なるが、典型的には１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下である。芯体３の材料は、ワークの加工・切断時にかかる応力に耐えうると共に、回転による振れ精度を充分確保することができる程度の剛性を有するものである限り特に限定されず、例えばクロム鋼、モリブデン鋼、ステンレス等の中から適宜選択される。芯体３の形成方法としては、特に限定されず、鋳造、鍛造、半溶融鍛造等の公知の方法を採用することができる。
【００２５】
＜Ｖ溝＞
複数のＶ溝４は、ワイヤーソー用メインローラとしての溝付き弾性ローラ１の外周層２の外周面において周方向に形成されている。弾性ローラ１におけるＶ溝数は用途等に応じて変更すればよい。例えば、ワイヤーソー用メインローラであれば、ローラ１本あたり１５００溝〜２０００溝程度のＶ溝数を採用することができる。図２に示すように、Ｖ溝４の形状は、主に、Ｖ溝の第１側面４Ａと第２側面４Ｂとの間のなす角度である開口角度θ及びＶ溝の深さＤで規定される。それぞれのＶ溝はピッチＰの間隔で形成されている。また、Ｖ溝４は仕切壁５により区画されている。なお、図２には図示していないが、Ｖ溝４には、第１側面及び第２側面のそれぞれに沿ってＶ溝の最深点より内部に向かって延出切込（後述）が形成されている。
【００２６】
上記Ｖ溝の開口角度θの上限としては、３５°が好ましく、３０°がより好ましく、２６°がさらに好ましい。一方、開口角度θの下限としては、１０°が好ましく、１２°がより好ましく、１４°がさらに好ましい。開口角度θを上記範囲とすることで、Ｖ溝の狭ピッチ化及び狭角化に対応することができると共に、Ｖ溝形成の作業効率の低下を防止することができる。
【００２７】
上記Ｖ溝の深さＤの上限としては、０．３０ｍｍが好ましく、０．２７ｍｍがより好ましく、０．２４ｍｍがさらに好ましい。一方、深さＤの下限としては、０．０５ｍｍが好ましく、０．０７ｍｍがより好ましく、０．０９ｍｍがさらに好ましい。深さＤを上記範囲とすることにより、ワイヤーソー装置におけるワイヤーの脱落を防止することができると共に、Ｖ溝を精度よく形成することができる。
【００２８】
Ｖ溝４のピッチＰは、製造されるべき加工品の厚さに応じて変更することができる。溝付き弾性ローラ１では、複数のＶ溝４がウレタン系樹脂等の高耐摩耗性弾性体に形成されているので、Ｖ溝４のピッチＰを１００μｍ以上１０００μｍ以下の程度にまで小さくすることが可能である。これにより、近年における太陽電池用のシリコンウェハに代表されるように加工品の薄膜化傾向に充分対応することができる。
【００２９】
Ｖ溝４のピッチＰの上限としては、０．３０ｍｍが好ましく、０．２８ｍｍがより好ましく、０．２６ｍｍがさらに好ましい。一方、このピッチＰの下限としては、０．１０ｍｍが好ましく、０．１２ｍｍがより好ましく、０．１４ｍｍがさらに好ましい。Ｖ溝４のピッチＰが上記範囲にあることで加工品の薄厚化に充分に対応することができる。
【００３０】
仕切壁５は、複数のＶ溝４を隔てる壁部である。仕切壁３は、Ｖ溝４の各々にワイヤーが配置される際に、各ワイヤーの両側においてワイヤーと接触し保持する。仕切壁３の側面形状は、Ｖ溝４が形成されることで規定される。また、仕切壁３の厚みは、形成されるＶ溝４のピッチＰ及び開口角度によって規定される。
【００３１】
＜溝付き弾性ローラの製造方法＞
まず、当該製造方法に用いられるＶ溝形成装置について説明し、その後、当該製造方法における切込工程を説明する。
【００３２】
＜Ｖ溝形成装置＞
図３に示したＶ溝形成装置１０では、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂが、それぞれ第１支持フレーム１４Ａ及び第２支持フレーム１４Ｂに支持されており、これら第１及び第２支持フレーム１４Ａ及び１４Ｂは、それぞれ第１切込ステージ１５Ａ及び第２切込ステージ１５Ｂに垂直に設けられている。さらに、第１切込ステージ１５Ａ及び第２切込ステージ１５Ｂは、共に一のｘｙステージ１６上にそれぞれ独立して前後進及びｘｙステージ１６のｘｙ平面に沿って回転可能に取り付けられており、ｘｙステージ１６は基台１７上に前後方向（図３中、ｘ方向）左右方向（図３中、ｙ方向）及びこれらを組み合わせた方向に移動可能に取り付けられている。
【００３３】
第１切り込み用薄刃カッター１３Ａの刃面は、弾性ローラ１´の中心軸（図示せず）と垂直方向面に対して所定角度δＡ傾斜している。また、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａは、その刃面と第１切込ステージ１５Ａの前後進方向（図中、両矢印ｘＡの方向）とが一致するように、支持フレーム１４Ａに支持されている。従って、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａは、第１切込ステージ１５Ａの前後進に伴い、弾性ローラ１´の中心軸と垂直方向面に対して所定角度δＡ傾斜した状態で、刃先を弾性ローラ１´の中心軸に対して相対的に前後進可能なように構成されている。
【００３４】
第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂの刃面も同様に、弾性ローラ１´の中心軸と垂直方向面に対して第１切り込み用薄刃カッター１３Ａと対称的に所定角度δＢ傾斜している。また、第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂは、その刃面と第２切込ステージ１５Ｂの前後進方向（図中、両矢印ｘＢの方向）とが一致するように、支持フレーム１４Ｂに支持されている。従って、第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂは、第２切込ステージ１５Ｂの前後進に伴い、弾性ローラ１´の中心軸と垂直方向面に対して所定角度δＢ傾斜した状態で、刃先を弾性ローラ１´の中心軸に対して相対的に前後進可能なように構成されている。
【００３５】
第１切り込み用薄刃カッター１３Ａの刃面の傾斜角度δＡと、第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂの刃面の傾斜角度δＢの合計が、目的とするＶ溝の開口角度θ（図２参照）に相当する。第１切込ステージ１５Ａ及び第２切込ステージ１５Ｂがｘｙ平面に沿って回転可能にｘｙステージ１６上に取り付けられていることから、目的とするＶ溝の開口角度θの変更は、その変更に応じて要求される各刃面の傾斜角度δに対応するように、前後進方向ｘＡ及びｘＢを回転させることで行うことができる。このようにＶ溝の開口角度θの変更に伴って刃面の傾斜角度δを変更したとしても、第１切込ステージ１５Ａ及び第２切込ステージ１５Ｂがそれぞれ独立してｘｙステージ１６上で前後進可能であり、これらを取り付けているｘｙステージ１６も弾性ローラ１´の中心軸に対して独立に前後左右の移動が可能であるから、切り込みの際に必要な第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂと弾性ローラ１´との間の距離を適宜変更することができ、効率良くＶ溝を形成することができる。
【００３６】
実際の切り込み加工を行う際には、図に示すように弾性ローラ１´は、支持シャフト１１Ａ及び１１Ｂ間に弾性ローラ１´の不要な回転を防止するための固定具１２を介してその中心軸が水平となるように支持される。
【００３７】
＜切込工程＞
当該製造方法の切込工程では、上述のＶ溝形成装置を用い、上記弾性ローラ１´の周方向に弾性ローラ１´又は薄刃カッター（１３Ａ、１３Ｂ）を相対的に移動させつつ、その薄刃カッター（１３Ａ、１３Ｂ）を用いてＶ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みを形成する。具体的には、上記切込工程は、刃面を弾性ローラ１´の中心軸と垂直方向面に対して所定角度δＡ傾斜させ、かつこの状態で刃先を弾性ローラ１´の中心軸に対して相対的に前進及び後進可能な第１切り込み用薄刃カッター１３Ａを用い、Ｖ溝４の第１側面４Ａ（図２参照）を構成する第１切り込みを形成する第１切込工程と、刃面を弾性ローラ１´の中心軸と垂直方向面に対して上記第１切り込み用薄刃カッターと対称に傾斜させ、かつこの状態で刃先を弾性ローラ１´の中心軸に対して相対的に前進及び後進可能な第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを用い、Ｖ溝４の第２側面４Ｂ（図２参照）を構成する第２切り込みを形成する第２切込工程とを有する。この切込工程の手順として、開口角度θ、深さＤのＶ溝を形成する際の手順について図４を参照しつつ説明する。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、予め第１切り込み用薄刃カッター１３Ａの刃先と第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂの刃先とを、両刃面間の角度がθ（すなわち、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａの刃面の傾斜角度δＡ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂの刃面の傾斜角度δＢが共にθ／２で対称的である。）となるように接触させる。開口角度θとしては、例えば、３０°（それぞれの傾斜角度δは１５°）である。両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂの刃先同士を接触させた状態で、ｘｙステージをｘ正方向（図３参照）に移動させることにより、別途図示しない支持シャフトに支持された弾性ローラ１´の外周面と両刃先とを接触させる。このときの外周面と両刃先とが接触した点を接触点Ｏとする。
【００３９】
次に、図４（ｂ）に示すように、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを、それぞれの刃面の傾斜角度δ（＝θ／２）を維持したまま両矢印ｘＡ及びｘＢ（図３参照）の方向に沿って後進させる。これにより、後進後であっても第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂのそれぞれの刃先方向は接触点Ｏに向かっている。両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂの後進は第１切込ステージ１５Ａ及び第２切込ステージ１５Ｂのそれぞれを両矢印ｘＡ及びｘＢに沿って弾性ローラ１´から遠ざけるように後進させることで行う。両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂを後進させる距離としては、弾性ローラ１´の外周面と各刃先と間の最短距離が、形成されることになるＶ溝の深さＤと等しくなるように設定する。
【００４０】
続いて、図４（ｃ）に示すように、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを後進させた後の状態で、ｘｙステージ（図３参照）をｘ正方向に移動させ、両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂのそれぞれの刃先を弾性ローラ１´の外周面に接触させる。このとき、両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂがそれぞれ前進したとした場合に両刃先が接触する点を点Ｑとすると、点ＱがＶ溝の最深点となり、弾性ローラ外周面と点Ｑとの間の距離が、形成されることになるＶ溝の深さＤに相当する。続いて、切込工程に備えて弾性ローラ１´を所定速度（例えば、周速３０ｍ／ｍｉｎ程度）で回転させる。
【００４１】
次いで、図４（ｄ）に示すように、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａを点Ｑまで前進させることにより、弾性ローラ１´の外周面に第１切り込みを形成する。この第１切り込みが、形成されるＶ溝の第１側面４Ａ（図２参照）を構成することになる。この弾性ローラ１´の回転により、第１切り込みが弾性ローラ１´の外周面の周方向全周にわたって形成されることになる。第１切込工程の切込時間は弾性ローラの周速度や切込深さ、刃厚等を考慮して決めればよく、例えば５秒以下程度でよい。弾性ローラ１´の外周面への第１切り込みの形成が完了した時点で第１切り込み用薄刃カッター１３Ａを後進させて第１切込工程を終了する。
【００４２】
続いて、図４（ｅ）に示すように、第１切込工程と同様に、第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを点Ｑまで前進させて第２切り込みを形成する。この第２切り込みが、形成されるＶ溝の第２側面４Ｂ（図２参照）を構成することになる。この弾性ローラ１´の回転により、第２切り込みが弾性ローラ１´の外周面の周方向全周にわたって形成されることになる。切込時間は第１切込工程と同程度でよい。弾性ローラ１´の外周面への第２切り込みの形成が完了した時点で第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを後進させて第２切込工程を終了する。
【００４３】
最後に、第１切り込み及び第２切り込みの形成により、弾性ローラ１´の全周にわたって断面が中心角θの二等辺三角形の円環状の残余部分がＶ溝となるべき空間を埋めているので、圧縮エアーを吹き付け、Ｖ溝から残余部分が外れたところを引っ張る等して残余部分を取り除く。その結果、弾性ローラ１´の外周面に図２に示すような第１側面４Ａ及び第２側面４Ｂを有するＶ溝４が形成されることになる。なお、上記残余部分を取り除くのと前後して、バキューム等により切込工程において発生した屑等を除去してもよい。
【００４４】
以上の切込工程及び残余部分除去工程をＶ溝の必要数と同じ回数だけ所定形成ピッチ（例えば、０．３ｍｍ等）で繰り返すことで、外周面に複数のＶ溝が形成された溝付き弾性ローラを効率良く形成することができる。
【００４５】
＜薄刃カッター＞
当該製造方法に用いられる薄刃カッターは、上述のような切込工程において弾性体で構成される外周層に切り込みを形成可能な程度に鋭利性及び耐久性を有するものであれば特に限定されない。具体的には、薄刃カッターとしては、図５（ａ）に示すように、先端側を傾斜させた台形板状であり、その傾斜辺に両面研磨による刃が形成されている。薄刃カッターの刃先角（側面視で薄刃カッターの刃と背との間の角度）φ（図５（ａ）参照）としては、５°以上４０°以下であればよく、８°以上３５°以下が好ましく、１０°以上３０°以下がより好ましい。薄刃カッターの実効刃物角（正面視で実際の切り込みの際に影響する角度）Ψ（図５（ｂ）参照）としては、１０°以上２０°以下であればよい。また、研磨角ω（図５（ｃ）参照）としては、１５°以上３０°以下であればよい。薄刃カッターの構成材料としては、耐久性を考慮すると炭化タングステン等の超硬焼結材料を好適に用いることができる。
【００４６】
＜ワイヤーソー用メインローラ＞
このようにして製造される溝付き弾性ローラは、ワイヤーソー用メインローラとして好適に用いることができる。図６及び７に示すように、ワイヤーソー装置２０（ワイヤーソーにおけるワーク切断機構の部分）は、複数（図中３つを例示）のワイヤーソー用メインローラ１を水平配置し、ワイヤーソー用メインローラ１の外周面に設けられた複数のＶ溝４にワイヤー２１を捲回・配置することによって構成される。ワイヤーソー装置２０の運転の際には、このワイヤー２１を一方向又は双方向に走行させて、これにワーク（図中ではシリコンインゴット２２を例示）を圧接すると共に、ワイヤー２１上にスラリー（砥粒を含むクーラント溶液）を供給することによって、ワークを切断することができる。
【００４７】
ワイヤー２１の材料としては、ワークの切断が可能である限り特に限定されないが、一般的に、ピアノ線と称される鋼線が用いられる。また、ワイヤー２１として、ダイヤモンドの砥粒がピアノ線の外周面に電着もしくは固着されているものを用いてもよい。この場合、ダイヤモンドの砥粒がより確実に固定されるように、ダイヤモンドの表面にニッケルめっきを施してもよい。ワイヤー２１の直径としては、使用するワイヤーソー用メインローラ（溝付き弾性ローラ）１のＶ溝４に安定して配置可能である限り特に限定されないものの、例えば５０μｍ以上３００μｍ以下とすることができる。砥粒の例としては、ＳｉＣ、ＷＣ、Ａｌ２Ｏ３等が挙げられる。クーラントとしては、油性又は水性のものを用いることができる。油性クーラントの例としては、鉱物油が挙げられる。また水性クーラントの例としては、水、又は水及びポリエチレングリコールの混合物が挙げられる。ワイヤー２１としてピアノ線を用いる場合には、スラリー（砥粒を含むクーラント溶液）を用いることができる。また、ワイヤー２１としてダイヤモンドの砥粒が固定されたピアノ線を用いる場合には、クーラントのみを用いることができる。
【００４８】
ワイヤーソー装置２０によって切断・加工するためのワークとしては、半導体インゴット等の脆性材料、代表的にはシリコンインゴットが挙げられる。また、シリコンインゴットから得られる加工品の例としては、半導体用シリコンウェハ、太陽電池用シリコンウェハ等が挙げられる。太陽電池用シリコンウェハとしては、一般的に約０．１５〜０．２０ｍｍの厚みを有するものが要求されるため、この厚みにワイヤー２１の直径及び砥粒の大きさを加えた程度のピッチを有する溝付き弾性ローラ１を備えたワイヤーソー装置２０が必要とされる。当該製造方法により得られる溝付き弾性ローラ１では、Ｖ溝のピッチを極めて小さくすることができることから、太陽電池用シリコンウェハに代表される加工物の薄膜化傾向に充分対応することができる。
【００４９】
［第２実施形態］
第１実施形態では、第１切込工程での切り込み深さと第２切込工程での切り込み深さとが等しかったが、第２実施形態では、第１切込工程の切り込み深さを第２切込工程の切り込み深さより大きくしている。これにより、第１切り込みの終点である点Ｑからずれた位置に第２切込工程が行われたとしても、第１切り込み深さを大きくしたことによる切り込み余裕が生じていることから、切り込みの確実性を高めてＶ溝を効率良く形成することができる。以下、本実施形態に係る切込工程を説明する。
【００５０】
＜切込工程＞
図８（ａ）に示すように、予め第１切り込み用薄刃カッター１３Ａの刃先と第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂの刃先とを、両刃面間の角度がθ（例えば、３０°）となるように接触させる。両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂの刃先同士を接触させた状態で、ｘｙステージをｘ正方向（図３参照）に移動させることにより、別途図示しない支持シャフトに支持された弾性ローラ１´の外周面と両刃先とを接触させる。このときの外周面と両刃先とが接触した点を接触点Ｏとする。
【００５１】
次に、図８（ｂ）に示すように、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを、それぞれの刃面の傾斜角度δ（＝θ／２）を維持したまま両矢印ｘＡ及びｘＢ（図３参照）の方向に沿って後進させる。両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂを後進させる距離としては、弾性ローラ１´の外周面と各刃先と間の最短距離が、形成されることになるＶ溝の深さＤと等しくなるように設定する。
【００５２】
続いて、図８（ｃ）に示すように、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａ及び第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを後進させた後の状態で、ｘｙステージ（図３参照）をｘ正方向に移動させ、両薄刃カッター１３Ａ及び１３Ｂのそれぞれの刃先を弾性ローラ１´の外周面に接触させる。続いて、切込工程に備えて弾性ローラ１´を所定速度（例えば、周速３０ｍ／ｍｉｎ程度）で回転させる。
【００５３】
次いで、図８（ｄ）に示すように、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａを点Ｑに向かって前進させることで、弾性ローラ１´の外周面に第１切り込みを形成する。この第１切り込みが、形成されるＶ溝の第１側面４Ａ（図９参照）を構成することになる。弾性ローラ１´の回転により、第１切り込みが弾性ローラ１´の外周面の周方向全周にわたって形成されることになる。第１切込工程の切込時間は、例えば５秒以下程度でよい。このとき、第１切り込み用薄刃カッター１３Ａの刃先を点Ｑを越えて距離ｄＡ（例えば、第１切り込み深さの２０％以上４０％以下の距離）の分だけさらに前進させて、第１延出切込４ａ（図９参照）を形成しておく。この第１延出切込４ａを形成することで、Ｖ溝形成の確実性を向上させることができる。弾性ローラ１´の外周面への第１切り込みの形成が完了した時点で第１切り込み用薄刃カッター１３Ａを後進させて第１切込工程を終了する。
【００５４】
続いて、図８（ｅ）に示すように、第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを点Ｑまで前進させて第２切り込みを形成する。この第２切り込みが、形成されるＶ溝の第２側面４Ｂ（図９参照）を構成することになる。弾性ローラ１´の回転により、第２切り込みが弾性ローラ１´の外周面の周方向全周にわたって形成されることになる。切込時間は第１切込工程と同程度でよい。弾性ローラ１´の外周面への第２切り込みの形成が完了した時点で第２切り込み用薄刃カッター１３Ｂを後進させて第２切込工程を終了する。
【００５５】
最後に、第１切り込み及び第２切り込みの形成により、弾性ローラ１´の全周にわたって断面が中心角θの二等辺三角形の円環状の残余部分がＶ溝となるべき空間を埋めているので、その外周のいずれかの箇所を適宜カッター等で切断して残余部分を取り除く。その結果、弾性ローラ１´の外周面に図９に示すようなＶ溝４が形成されることになる。上述のように、Ｖ溝４には、第１側面４Ａ及び第２側面４Ｂが形成されていると共に、第１延出切込４ａが形成されている。なお、上記残余部分を取り除くのと前後して、圧縮エアー等により切込工程において発生した屑等を除去してもよい。
【００５６】
以上の切込工程及び残余部分除去工程をＶ溝の必要数と同じ回数だけ所定形成ピッチ（例えば、０．３ｍｍ等）で繰り返すことで、延出切込を有する複数のＶ溝が外周面に形成された溝付き弾性ローラを効率良く形成することができる。
【００５７】
［第３実施形態］
第１実施形態では、第１切込工程を先に行い、第２切込工程を後に行っていたが、第２実施形態では、第１切込工程と第２切込工程とを同時に行ってもよい。このように切込工程を行うことで、切込工程の短縮化を図ることができ、作業効率を向上させることができる。この場合は、上述の点Ｑにおいて接触する第１切り込み用薄刃カッターの刃先と第２切り込み用薄刃カッターの刃先とが離れないように、一方の薄刃カッターの刃先を他方の薄刃カッターの側面に押し当てながら（すなわち、一方の刃先は延出切込を形成しつつ、他方の刃先は点Ｑの位置にある状態で）切込工程を行ってもよい。しかしながら、両刃先を接触させながら切込工程を行うと、切り込みにより生じた屑が切り込み箇所に留まって切込抵抗が増大するおそれがある。そこで、このような切込抵抗の増大の回避のために、第１切り込み用薄刃カッターの刃先と第２切り込み用薄刃カッターの刃先とを周方向でわずかにずらして切込工程を行うことが好ましい。また、切り込み箇所に圧縮エアーを吹き付けるか、又はバキュームにより吸引して、生じた屑を除去しながら切込工程を行うことも好ましい。
【００５８】
［第４実施形態］
第１実施形態では、２つの薄刃カッターを用いて切込工程を順次行っていたが、第３実施形態では、薄刃カッターの数は限定されず、１つでも、３つ以上、好適には４つ以上の偶数個を併用してもよい。薄刃カッターを１つ用いる場合は、第１切込工程を１回行った後に第２切込工程を１回行って一のＶ溝を順次形成していく手順と、Ｖ溝の必要数の分だけ第１切込工程を先に行い、その後すでに設けた第１切り込みに対して第２切込工程を行ってＶ溝を形成する手順が挙げられる。４つ以上の偶数個の薄刃カッターを用いることにより、複数のＶ溝形成に必要な複数の切込工程を同時に行うことができ、作業効率の向上を図ることができる。
【００５９】
＜その他の実施形態＞
第２実施形態では、第１切込工程の際にのみ延出切込を形成することで、第１切り込みの深さを第２切り込みの深さより大きくしていたが、第３実施形態では、第１切込工程だけでなく第２切込工程においても延出切込を形成している。この場合は、第２切込工程において、第２切り込み用薄刃カッターの刃先を上記点Ｑを越えて所定距離（例えば、第２切り込み深さの１０％以上２０％以下の距離）の分だけさらに前進させて、第２延出切込を形成すればよい。この第２延出切込と上述の第１延出切込とを形成することで、第１切り込みと第２切り込みとが点Ｑで交差することになり、Ｖ溝形成の確実性を向上させることができる。ただ、先行切込工程による第１延出切込の距離が点Ｑを越えてある程度とられていれば、後行切込工程による第２延出切込の距離はそれほど大きくする必要はなく、第２延出切込の距離は第１延出切込の距離より小さくてもよい。
【００６０】
第１実施形態においては、第１切り込み用薄刃カッターの刃面の傾斜角度δＡと第２切り込み用薄刃カッターの刃面の傾斜角度δＢとは等しく対称的（δＡ＝δＢ）であるが、目的とする溝付き弾性ローラにおけるＶ溝の仕様に応じて、傾斜角度δＡと傾斜角度δＢとを異なる値として非対称（δＡ≠δＢ）としてもよい。このような場合であっても本発明の効果を享受することができる。
【００６１】
溝付き弾性ローラの外周層を構成するウレタン系樹脂は、イソシアネート成分、ポリオール化合物成分、及び硬化剤成分を含む組成物の硬化により形成される。
【００６２】
ワイヤーソー用メインローラとしての溝付き弾性ローラの構成材料であるウレタン系樹脂としては、公知のものを使用することができる。ウレタン系樹脂の製造方法としては、例えばプレポリマー法、擬プレポリマー法、ワンショット法、擬ワンショット法が挙げられるが、プレポリマー法が最も一般的である。プレポリマー法においては、典型的に、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを約５０〜１５０℃で反応させることによってウレタンプレポリマーを合成し、このウレタンプレポリマー及び適当量の硬化剤（並びに他の任意成分）を約５０〜１５０℃で加熱し反応・硬化させることによって、ウレタン系樹脂を製造することができる。ウレタン系樹脂は、所望の形状を有する金型に液状の原料（ウレタンプレポリマー及び硬化剤等）を注入し、加熱・硬化させることによって成形することができる。
【００６３】
ウレタン系樹脂を製造する際において、ポリオール化合物の水酸基に対するポリイソシアネート化合物のイソシアネート基のモル比は、１．０以上とすることが好ましい。ポリオール化合物の水酸基に対するポリイソシアネート化合物のイソシアネート基のモル比が１．０以上となるようにポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させることによって、ワイヤーソー用メインローラの外周層としての使用に好適な弾性及び耐摩耗性を有するウレタン系樹脂を得ることができる。
【００６４】
ウレタン系樹脂の合成に用いられるポリイソシアネート化合物の例としては、
フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、４，４’−トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）等の芳香族ジイソシアネート；
シクロペンタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、メチル−２，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネート、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン等の脂環族ジイソシアネート；
ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ペンタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート等が挙げられる。
これらのポリイソシアネート化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００６５】
ウレタン系樹脂の合成に用いられるポリオール化合物の例としては、
ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール等が挙げられる。
これらのポリオール成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００６６】
ポリエーテル系ポリオールとしては、例えば、
エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドの単独又は共重合体；
テトラメチレンエーテルグリコールを含んでなる単独又は共重合体；
ヒドロキシル基に対してＣ２−４アルキレンオキサイド１〜５モルが付加した付加体等のビスフェノールＡ又は水添ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加体が挙げられる。
【００６７】
ポリエステル系ポリオールは、例えば、
イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステル；アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステル等から選択された少なくとも１種のジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステルと、
エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のＣ２−１０アルカンジオール、ジエチレングリコール等のジ又はトリＣ２−１０アルカンジオール等から選択された少なくとも１種のアルカンジオール成分との反応により得ることができる。
【００６８】
アジピン酸をジカルボン酸成分のベースとしたポリエステル系ポリオールの具体例としては、
ポリエチレンアジぺート（ＰＥＡ）、ポリジエチレンアジぺート（ＰＤＡ）、ポリプロピレンアジペート（ＰＰＡ）、ポリテトラメチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキサメチレンアジペート（ＰＨＭＡ）、及びこれらの成分を組み合わせた共重合体等が挙げられる。なお、ポリエステル系ポリオールには、ラクトン類（ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等のＣ３−１４ラクトン）の単独重合体又は共重合体も含まれる。
【００６９】
ポリカーボネート系ポリオールとしては、例えば、
アルカンポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール等のポリオールと、ジメチルカーボネート等の短鎖ジアルキルカーボネートとの反応により得られるポリカーボネートジオールが挙げられる。ポリカーボネート系ポリオールの代表例としては、ポリヘキサメチレンカーボネート（ＰＨＣ）が挙げられる。
【００７０】
また、ポリオレフィン系ポリオールとしては、例えば、
ポリブタンジエンポリオール、水素化ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ひまし油変性ポリオール、ブタジエンとスチレンもしくはアクリロニトリルとの共重合体の末端に水酸基を導入したもの等が挙げられる。
【００７１】
ポリオール化合物の分子量は、数平均分子量４００以上１０，０００以下、好ましくは５００以上８，０００以下、さらに好ましくは５５０以上５，０００以下程度であってよい。また、ポリオール化合物は、結晶性であってもよく非結晶性であってもよい。
【００７２】
ウレタン系樹脂の合成に用いられる硬化剤としては、例えば、
エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール，ネオペンチルグリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、分子量４００までのポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、分子量４００までのポリプロピレングリコール、ジブチレングリコール、分子量４００までのポリブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ヒマシ油、４，４’−ジオキシジフェニルプロパン、ジオキシメチルヒロドキノン等の低分子量グリコール（上記のポリエステル系ポリオールと重複しない化合物）；
エチレンジアミン、１，４−テトラメチレンジアミン、ポリオキシポロピレントリアミン等の脂肪族ポリアミン；
４，４’−メチレン−ビス−２−メチルシクロヘキシルアミン等の脂環族ポリアミン；
１，４−フェニレンジアミン、２，６−ジアミノトルエン、１，５−ナフタレンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、１−メチル−３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−ジアミノベンゼン、１−メチル−３，５’−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼン、４，４’−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（オルト−クロロアニリン）、４，４’−メチレン−ビス―（２，３−ジクロロアニリン）、トリメチレングリコールジ−パラ−アミノベンゾエート、４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジイソプロピルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２−メチル−６−イソプロピルアニリン）、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、クロロアニリン変性ジクロロジアミノジフェニルメタン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，４−トルエンジアミン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−トルエンジアミン、メチレンジアニリン／塩化ナトリウム錯体、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、トリメチレングリコール−ジ−ｐ−アミノベンゼン等の芳香族ポリアミン等が挙げられる。
【００７３】
ワイヤーソー用メインローラとしての溝付き弾性ローラの構成材料であるウレタン系樹脂としては、ポリエステル系ポリオール化合物及び１，５−ナフタレンジイソシアネート化合物から得られたプレポリマーと、硬化剤とを反応させることによって得られたウレタン系樹脂が最も好ましい。このような組成のウレタン系樹脂は、格段に高い耐摩耗性及び耐荷重性を有し、耐熱性、耐油性等のその他の諸特性も優れている。従って、このようなウレタン系樹脂から形成された溝付き弾性ローラを用いることにより、Ｖ溝の間の仕切壁の耐久性、ひいては溝付き弾性ローラの寿命をさらに高め、長期間にわたって加工品の歩留まりを高いレベルに維持することができる。
【００７４】
当該製造方法により得られる溝付き弾性ローラは、ワイヤーソー用メインローラとして好適に用いることができるものの、それを構成する外周層の材質やＶ溝形状のバリエーションに応じて、電子写真用ローラ、刃物カット用ローラ等の産業的な広範囲の展開も可能である。
【実施例】
【００７５】
以下、本発明の詳細を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００７６】
＜溝付き弾性ローラの作製＞
〔実施例１〕
反応槽に１，５−ナフタレンジイソシアネート７２０ｇ、及び１００℃で４時間減圧乾燥したポリエステル系ポリオールであるポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）（数平均分子量：２，０００）（住化バイエルウレタン株式会社製「Ｖｕｌｋｏｌｌａｎ（登録商標）２０００ＭＭ」）２，４００ｇを仕込み、窒素雰囲気下で１２５℃に加熱しプレポリマーを合成した。このとき、１，５−ナフタレンジイソシアネートが完全に溶解していることを確認した。このプレポリマーに、硬化剤として１，４−ブタンジオール１５２ｇ及びトリメチロールプロパン１７ｇを加え、エアーが巻き込まれないように攪拌機を用いて６０秒間混合攪拌し、注型液を調製した。芯体の外周周りに厚み６ｍｍの円筒状の硬化体が形成されるように対応した金型を用意し、予め金型の内面に離型剤を塗布して金型温度を１３５℃になるように設定した。次いで、調製した注型液をこの金型に投入し、９０分間硬化させ、架橋反応によってウレタン系樹脂が得られていることを確認した。その後、このウレタン系樹脂を金型から脱型し、次いで、ウレタンの物性をさらに向上させるために、１２０℃で１５時間、後架橋を行い、ウレタン系樹脂が外層部分を形成する直径２２２ｍｍの弾性ローラを作製した。
【００７７】
次に、刃先角２５°、研磨角２５°、刃厚０．８ｍｍ、材質が炭化タングステン超硬焼結材の薄刃カッターを２つ用意し、Ｖ溝形成装置にこれらの薄刃カッターを取り付けた。このＶ溝形成装置を用い、回転数１２０ｒｐｍ、周速度３５．２ｍ／ｍｉｎで弾性ローラを回転させながら、Ｖ溝の開口角度３０°（それぞれの薄刃カッターの傾斜角度として１５°）、ピッチ０．２８ｍｍとなるように第１切込工程及び第２切込工程を繰り返し、複数のＶ溝を外周面の周方向に形成することによって、実施例１に係る溝付き弾性ローラを作製した。
【００７８】
〔比較例１〕
頂角３０°の公知のバイトを用いてＶ溝形成したこと以外は、実施例１と同様に溝付きの弾性ローラのサンプルを作製した。
【００７９】
＜評価＞
実施例及び比較例で得られたサンプルについて、Ｖ溝外観評価及びＶ溝開口角度測定を以下の手順で評価した。
【００８０】
〔Ｖ溝外観評価〕
ビデオマイクロスコープ（キーエンス社製；１５０倍）を用いて、Ｖ溝の上方からの外観（溝幅、Ｖ溝縁部のササクレの発生）を観察した。これらの観察写真を図８及び９に示す。
【００８１】
〔Ｖ溝開口角度測定〕
上記ビデオマイクロスコープ（１５０倍）を用い、Ｖ溝断面の観察写真から開口角度を求めた（Ｖ溝数：５）。評価結果を表１に示す。
【００８２】
【表１】
【００８３】
実施例１に係る溝付き弾性ローラでは、切り込み加工面が清浄であり、溝幅も一定してＶ溝が形成されていることが分かる。一方、比較例１のサンプルでは、多数のササクレのようなものが見られると共に、２本目以降のＶ溝の溝幅及び開口角度が狭くなっていることが分かる。これは、実施例１に係る溝付き弾性ローラでは、刃物の切込抵抗が小さいために弾性ローラの外周面の変形が小さいのに対し、比較例１のサンプルでは、刃物の切れ味が悪いことに加えて、２本目以降のＶ溝切削加工において、弾性ローラ外周面に与える力が大きいために仕切壁が変形を起こしてすでに形成された隣接するＶ溝に逃げてしまって所望の切削を行うことができず、バイトを引き抜いた後にその変形が弾性によって回復して溝幅が狭くなったことが原因であると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明の溝付き弾性ローラの製造方法では、Ｖ溝の開口角度や狭ピッチ化にも充分に対応することができ、加工面がより清浄で溝幅も一定のＶ溝が形成された溝付き弾性ローラを製造可能であることから、極薄厚化が要求される加工物の製造のためのワイヤーソー用メインローラの製造に好適である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 溝付き弾性ローラ
２ 弾性ローラ
４ Ｖ溝
１３ 薄刃カッター
１３Ａ 第１切り込み用薄刃カッター
１３Ｂ 第２切り込み用薄刃カッター
Ｐ 形成ピッチ
θ 開口角度
Ｄ 切り込み深さ
δ 傾斜角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性ローラの外周面の周方向に複数のＶ溝を形成する溝付き弾性ローラの製造方法であって、
上記弾性ローラの周方向に弾性ローラ又は薄刃カッターを相対的に移動させつつ、その薄刃カッターを用いてＶ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みを形成する切込工程
を有することを特徴とする溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
上記切込工程が、
刃面を弾性ローラの中心軸と垂直方向面に対して所定角度傾斜させ、かつこの状態で刃先を弾性ローラの中心軸に対して相対的に前進及び後進可能な第１切り込み用薄刃カッターを用いて第１切り込みを形成する第１切込工程と、
刃面を弾性ローラの中心軸と垂直方向面に対して上記第１切り込み用薄刃カッターと対称に傾斜させ、かつこの状態で刃先を弾性ローラの中心軸に対して相対的に前進及び後進可能な第２切り込み用薄刃カッターを用いて第２切り込みを形成する第２切込工程と
を有する請求項１に記載の溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
一のＶ溝を形成する際に、上記第１切込工程及び第２切込工程のうち一方を行った後に他方を行う請求項１又は請求項２に記載の溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項４】
上記第１切込工程及び第２切込工程のうち先に行う切込工程の切り込み深さを後に行う切込工程の切り込み深さより大きくする請求項３に記載の溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項５】
上記第１切込工程と第２切込工程とを同時に行う請求項１又は請求項２に記載の溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項６】
上記Ｖ溝のピッチが０．３０ｍｍ以下、開口角度が３５°以下、深さが０．３ｍｍ以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項７】
上記薄刃カッターの刃厚が１．０ｍｍ以下、研磨角が３０°以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の溝付き弾性ローラの製造方法により得られるワイヤーソー用メインローラとしての溝付き弾性ローラ。
【請求項１】
弾性ローラの外周面の周方向に複数のＶ溝を形成する溝付き弾性ローラの製造方法であって、
上記弾性ローラの周方向に弾性ローラ又は薄刃カッターを相対的に移動させつつ、その薄刃カッターを用いてＶ溝の第１側面及び第２側面を構成する第１切り込み及び第２切り込みを形成する切込工程
を有することを特徴とする溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
上記切込工程が、
刃面を弾性ローラの中心軸と垂直方向面に対して所定角度傾斜させ、かつこの状態で刃先を弾性ローラの中心軸に対して相対的に前進及び後進可能な第１切り込み用薄刃カッターを用いて第１切り込みを形成する第１切込工程と、
刃面を弾性ローラの中心軸と垂直方向面に対して上記第１切り込み用薄刃カッターと対称に傾斜させ、かつこの状態で刃先を弾性ローラの中心軸に対して相対的に前進及び後進可能な第２切り込み用薄刃カッターを用いて第２切り込みを形成する第２切込工程と
を有する請求項１に記載の溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
一のＶ溝を形成する際に、上記第１切込工程及び第２切込工程のうち一方を行った後に他方を行う請求項１又は請求項２に記載の溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項４】
上記第１切込工程及び第２切込工程のうち先に行う切込工程の切り込み深さを後に行う切込工程の切り込み深さより大きくする請求項３に記載の溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項５】
上記第１切込工程と第２切込工程とを同時に行う請求項１又は請求項２に記載の溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項６】
上記Ｖ溝のピッチが０．３０ｍｍ以下、開口角度が３５°以下、深さが０．３ｍｍ以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項７】
上記薄刃カッターの刃厚が１．０ｍｍ以下、研磨角が３０°以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の溝付き弾性ローラの製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の溝付き弾性ローラの製造方法により得られるワイヤーソー用メインローラとしての溝付き弾性ローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２２４７１３（Ｐ２０１１−２２４７１３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９６５３４（Ｐ２０１０−９６５３４）
【出願日】平成２２年４月１９日（２０１０．４．１９）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１９日（２０１０．４．１９）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
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