JP2007532334A - Abrasive article, composition, and method for producing the same - Google Patents

Abrasive article, composition, and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2007532334A
JP2007532334A JP2007508371A JP2007508371A JP2007532334A JP 2007532334 A JP2007532334 A JP 2007532334A JP 2007508371 A JP2007508371 A JP 2007508371A JP 2007508371 A JP2007508371 A JP 2007508371A JP 2007532334 A JP2007532334 A JP 2007532334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composition
volume percent
micrometers
amount
present
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007508371A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
フィリップ・サイモン・ヒル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of JP2007532334A publication Critical patent/JP2007532334A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B24D3/28Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
    • B24D3/30Resins or natural or synthetic macromolecular compounds for close-grained structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D61/00Tools for sawing machines or sawing devices; Clamping devices for these tools
    • B23D61/18Sawing tools of special type, e.g. wire saw strands, saw blades or saw wire equipped with diamonds or other abrasive particles in selected individual positions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B24D3/28Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/12Saw-blades or saw-discs specially adapted for working stone

Abstract

超砥粒と、少なくとも280℃の加工温度を有する熱可塑性ポリマーと、充填剤と、を含む組成物、およびその製造方法。該組成物は、研磨物品を製造するために有用である。  A composition comprising superabrasive grains, a thermoplastic polymer having a processing temperature of at least 280 ° C., and a filler, and a method for producing the same. The composition is useful for making abrasive articles.

Description

本発明は、研磨物品および研磨物品を製造するための方法および組成物に関する。特に、本発明は、超研磨グリットを含む結合研磨工具に関する。   The present invention relates to abrasive articles and methods and compositions for making abrasive articles. In particular, the present invention relates to a bonded abrasive tool that includes superabrasive grit.

用語「超研磨(superabrasive)」は、一般に、例外的な硬度を有する研磨材料を指す。酸化アルミニウムおよび炭化ケイ素などの代表的な「従来の」研磨剤は、2000〜2500kg/mmの範囲の硬度を有し、「超研磨」立方晶窒化ホウ素(cBN)およびダイヤモンドは、それぞれ、4500および8000kg/mmのオーダーの硬度を有する。 The term “superabrasive” generally refers to an abrasive material having exceptional hardness. Typical “conventional” abrasives such as aluminum oxide and silicon carbide have a hardness in the range of 2000-2500 kg / mm 2 , and “super polished” cubic boron nitride (cBN) and diamond are 4500 each. And a hardness on the order of 8000 kg / mm 2 .

ダイヤモンドおよび立方晶窒化ホウ素などの超研磨グリットを含む様々な結合研磨物品がある。このような研磨物品の例には、研磨砥石、磨き棒、のこ刃、カッティングスティック、マウンテッドポイント、スナッギングホイール、目直し工具、カップホイール、センターへこみ形研削ホイール、研削ホイール、およびフラップホイールなどがある。   There are a variety of bonded abrasive articles including superabrasive grit such as diamond and cubic boron nitride. Examples of such abrasive articles include abrasive wheels, scouring bars, saw blades, cutting sticks, mounted points, snuggling wheels, dressing tools, cup wheels, center dent grinding wheels, grinding wheels, and flap wheels. and so on.

研削ホイールは一般に、ハブとハブの外面に固定された作動リムとを含む。ハブは金属、樹脂プラスチックまたはそれらの組合せから製造されてもよく、一般に、研削機械への取付けを容易にする手段を含む。作動リムは、単一環状片であるか、または複数のセグメントから形成されてもよい。作動リムは典型的に、金属母材、ガラス母材に、またはフェノール−ホルムアルデヒド、尿素−ホルムアルデヒドまたはメラミン−ホルムアルデヒド樹脂などの熱硬化性樹脂に分散された超砥粒を含む。熱硬化性樹脂は、研削ホイールの運転に伴う高い温度に耐えるそれらの能力のために、および多くの熱硬化性樹脂の脆い性質によって研削の間にそれらが分解するのを可能にするので、使用されている。   Grinding wheels typically include a hub and an operating rim secured to the outer surface of the hub. The hub may be manufactured from metal, resin plastic, or a combination thereof and generally includes a means for facilitating attachment to a grinding machine. The working rim may be a single annular piece or may be formed from multiple segments. The working rim typically includes superabrasive grains dispersed in a metal matrix, a glass matrix, or a thermosetting resin such as phenol-formaldehyde, urea-formaldehyde or melamine-formaldehyde resin. Thermosets are used because of their ability to withstand the high temperatures associated with grinding wheel operation and because of the brittle nature of many thermoset resins allow them to degrade during grinding Has been.

熱硬化性樹脂を用いる、研削ホイールなどの結合研磨製品の製造は一般に長くかかり、緩慢である。物品は典型的に圧縮成形によって、または型が粒状研磨充填剤およびバインダーの正確な容量を充填される定容量成形によって製造される。バインダーは、粉末の形態、液体またはそれらの組合せであってもよい。加熱は伝導によって行なわれ、加熱は型と加熱圧力プラテンとの間に十分な表面接触があることに依拠するので、型の容量は上部および底部が型壁と同一平面であるように正確に充填されることが必要である。成形材料は典型的に、不十分な熱伝導率を有し、粉末混合物を数時間加熱して研磨物品の全体にわたって十分な硬化を確実にすることが必要である場合がある。また、成形プロセスは、不快であるだけでなく望ましくない環境的影響をもたらす放出物を生じる。   The manufacture of bonded abrasive products, such as grinding wheels, using thermosetting resins is generally long and slow. Articles are typically produced by compression molding or by constant volume molding in which the mold is filled with the correct volume of granular abrasive filler and binder. The binder may be in powder form, liquid, or a combination thereof. Heating is conducted by conduction, and heating relies on sufficient surface contact between the mold and the heating pressure platen, so the mold volume is filled exactly so that the top and bottom are flush with the mold wall. It is necessary to be done. Molding materials typically have insufficient thermal conductivity, and it may be necessary to heat the powder mixture for several hours to ensure sufficient cure throughout the abrasive article. Also, the molding process produces emissions that are not only unpleasant but also cause undesirable environmental effects.

射出成形方法を用いて、樹脂結合研磨製品を製造することが提案されている。   It has been proposed to produce resin bonded abrasive products using an injection molding method.

例えば、特許文献1には、研磨材料とそれにわたって均質に散在された二次充填材料とを有する射出成形されたポリマー材料から製造された成形研磨体を含む研磨物品が開示されており、前記研磨体は、ダイヤモンド硬度研磨グリット1容量パーセント〜20容量パーセント、二次充填剤5容量パーセント〜80容量パーセント、および100℃より高く250℃より低い軟化点温度を有する熱可塑性ポリマー材料から選択された熱成形性ポリマー5容量パーセント〜90容量パーセント、および熱硬化性ポリマーを含む。このような熱可塑性ポリマー材料を含む樹脂結合研磨製品の熱的特性はすべての用途について良好であるわけではない。   For example, Patent Document 1 discloses an abrasive article including a molded abrasive body made from an injection-molded polymer material having an abrasive material and a secondary filler material that is homogeneously dispersed over the abrasive material. The body has a heat selected from a thermoplastic polymer material having a diamond hardness abrasive grit of 1 volume percent to 20 volume percent, a secondary filler of 5 volume percent to 80 volume percent, and a softening point temperature greater than 100 ° C. and less than 250 ° C. 5% to 90% by volume of the moldable polymer, and a thermosetting polymer. The thermal properties of resin bonded abrasive products containing such thermoplastic polymer materials are not good for all applications.

また、バインダー樹脂として、より高い軟化点温度を有する熱可塑性ポリマーを用いて特定の樹脂結合研磨製品を製造することが提案されている。特許文献2には、射出成形されたのこセグメントを製造するための方法が開示されており、この方法は、
(a)射出成形機のバレル内の非多孔性熱可塑性ポリマー母材に分散された超硬質砥粒の塊を約280℃〜400℃の温度において加熱し、セグメントの研磨剤含量が少なくとも4容積パーセントである、工程と、
(b)工程(a)の前記加熱された生成物を約70MPa〜150MPaの圧力において型に射出する工程と、
(c)工程(b)の前記射出された生成物を少なくとも約2〜約10秒間、約35MPa〜約75MPaの圧力において前記型内に維持する工程と、を含む。
EP0551714号明細書 米国特許第5,314,512号明細書
It has also been proposed to produce a specific resin bonded abrasive product using a thermoplastic polymer having a higher softening point temperature as the binder resin. Patent Document 2 discloses a method for manufacturing an injection-molded saw segment,
(A) A mass of superhard abrasive grains dispersed in a non-porous thermoplastic polymer matrix in a barrel of an injection molding machine is heated at a temperature of about 280 ° C. to 400 ° C. so that the abrasive content of the segment is at least 4 volumes. The process, which is a percentage
(B) injecting the heated product of step (a) into a mold at a pressure of about 70 MPa to 150 MPa;
(C) maintaining the injected product of step (b) in the mold at a pressure of about 35 MPa to about 75 MPa for at least about 2 to about 10 seconds.
EP0555114 specification US Pat. No. 5,314,512

本発明の1つの態様によれば、
超砥粒と、
少なくとも280℃の加工温度を有する熱可塑性ポリマーと、
充填剤と、を含む組成物が提供され、
前記熱可塑性ポリマーが、組成物を結合するのに十分な量で存在し、前記充填剤が、組成物の少なくとも40容量パーセントの量で存在する球状粒子を含む。
According to one aspect of the invention,
Superabrasive grains,
A thermoplastic polymer having a processing temperature of at least 280 ° C .;
And a composition comprising a filler,
The thermoplastic polymer is present in an amount sufficient to bind the composition, and the filler comprises spherical particles present in an amount of at least 40 volume percent of the composition.

本発明の第2の態様によれば、上記のような組成物から形成された成形塊に結合媒体によって一緒に結合された複数の砥粒を含む結合研磨製品が提供される。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a bonded abrasive product comprising a plurality of abrasive grains bonded together by a bonding medium to a shaped mass formed from a composition as described above.

本発明のさらに別の態様によれば、
280℃から400℃までの範囲の温度において上記の組成物を加熱して、加熱された組成物を提供する工程と、
前記加熱された組成物を型に射出する工程と、
前記加熱された組成物を冷却して結合研磨物品を提供する工程と、を含む結合研磨物品の製造方法が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
Heating the above composition at a temperature in the range of 280 ° C. to 400 ° C. to provide a heated composition;
Injecting the heated composition into a mold;
Cooling the heated composition to provide a bonded abrasive article. A method of manufacturing a bonded abrasive article is provided.

前記型を、射出の前に少なくとも150℃から250℃までの範囲の温度において有利に加熱することができる。射出圧力は一般に、少なくとも70MPaから210MPaまでの範囲である。   The mold can be advantageously heated at a temperature of at least 150 ° C. to 250 ° C. prior to injection. The injection pressure is generally at least in the range from 70 MPa to 210 MPa.

本発明の文脈で用いられるとき、用語「超研磨グリット(superabrasive grit)」は、4000kg/mmより大きい硬度を有する研磨グリットを指す。 As used in the context of the present invention, the term “superabrasive grit” refers to an abrasive grit having a hardness greater than 4000 kg / mm 2 .

本発明によれば、大きな困難を伴わずに組成物を射出成形することができ、得られた研磨製品は典型的に、素材の除去に関して良い性能を示すという点において、結合研磨製品の製造のための、超砥粒と比較的高い結晶化融点を有する熱可塑性ポリマーとを含む組成物は、充填剤として比較的多量の球状粒子を添加することによって改良することができる。   In accordance with the present invention, the composition can be injection molded without great difficulty, and the resulting abrasive product typically exhibits good performance in terms of material removal. Therefore, a composition comprising superabrasive grains and a thermoplastic polymer having a relatively high crystallization melting point can be improved by adding a relatively large amount of spherical particles as a filler.

少なくとも10マイクロメートルから2000マイクロメートルまでの範囲の平均粒度を有する球状充填剤は、組成物の少なくとも40容量パーセントから70容量パーセントまで、またはそれ以上の範囲の高充填剤レベルにおいて用いられてもよく、射出成形のための適した粘度を有する組成物を提供することがわかる。多くの従来の充填剤は、不規則な形態の粒子または針状粒子を有する。射出成形の間、充填剤粒子が相対流動することが必要であり、不規則な形態の粒子の間の粒子間摩擦力は高く、流動に抵抗し、それによって組成物の粘度を増加させる。対照的に、球状粒子は容易に相対流動し、粒子間摩擦によって与えられた粘度増加はかなり低減され、より高い配合レベルの充填剤を射出成形のためにうまく使用できる。   Spherical fillers having an average particle size ranging from at least 10 micrometers to 2000 micrometers may be used at high filler levels ranging from at least 40 volume percent to 70 volume percent or more of the composition. It can be seen that a composition having a suitable viscosity for injection molding is provided. Many conventional fillers have irregularly shaped particles or acicular particles. During injection molding, the filler particles are required to flow relative to each other, and the interparticle friction between irregularly shaped particles is high, resisting flow and thereby increasing the viscosity of the composition. In contrast, spherical particles flow easily relative to each other, the viscosity increase provided by interparticle friction is significantly reduced, and higher compounding levels of filler can be successfully used for injection molding.

本発明に使用するために適した球状充填剤粒子には、ガラス球、セラミック球およびそれらの混合物がある。好ましい充填剤粒子は、ソーダ石灰ホウケイ酸ガラス球、炭酸カルシウム球およびシリカ−アルミナセラミック球を含む。充填剤粒子は一般に、少なくとも10マイクロメートルから2000マイクロメートルまで、より好ましくは少なくとも10マイクロメートルから400マイクロメートルまでの範囲の平均粒度を有する。少なくとも25マイクロメートルから50マイクロメートルまでの範囲の平均粒度を有する粒子が特に有用である。   Spherical filler particles suitable for use in the present invention include glass spheres, ceramic spheres and mixtures thereof. Preferred filler particles include soda lime borosilicate glass spheres, calcium carbonate spheres and silica-alumina ceramic spheres. The filler particles generally have an average particle size in the range of at least 10 micrometers to 2000 micrometers, more preferably at least 10 micrometers to 400 micrometers. Particularly useful are particles having an average particle size in the range of at least 25 micrometers to 50 micrometers.

球状粒子は、組成物の少なくとも40、45、または50容量パーセントから60、65、または70容量パーセント以上、例えば、組成物の少なくとも45容量パーセントから65容量パーセントまで、好ましくは少なくとも50容量パーセントから60容量パーセントまでの範囲の量で存在する。   The spherical particles are at least 40, 45, or 50 volume percent to 60, 65, or 70 volume percent or more of the composition, such as at least 45 volume percent to 65 volume percent, preferably at least 50 volume percent to 60 volume percent of the composition. Present in amounts ranging up to volume percent.

付加的な充填剤が組成物の溶融粘度に悪影響を及ぼして射出成形を妨げることがない場合、組成物は、少量の他の充填剤、例えば炭化ケイ素、酸化アルミニウム、銅粉末、アルミニウム粉末、シリカ、ガラス繊維などを含有してもよい。   If additional fillers do not adversely affect the melt viscosity of the composition and interfere with injection molding, the composition may contain small amounts of other fillers such as silicon carbide, aluminum oxide, copper powder, aluminum powder, silica Further, glass fiber or the like may be contained.

熱可塑性ポリマーの選択は一般に、研磨物品の最終用途において生成される可能性がある温度に依存する。熱可塑性ポリマーは、少なくとも280℃、一般に280〜420℃、好ましくは280〜400℃の範囲の加工温度を有する。加工温度は、ポリマーがそれを射出成形に適したものにする圧力下で流動する温度である。熱可塑性ポリマーのための加工温度は、文献に広範囲に引用されている。   The selection of the thermoplastic polymer generally depends on the temperature that can be produced in the end use of the abrasive article. The thermoplastic polymer has a processing temperature of at least 280 ° C, generally 280-420 ° C, preferably 280-400 ° C. The processing temperature is the temperature at which the polymer flows under pressure that makes it suitable for injection molding. Processing temperatures for thermoplastic polymers are extensively cited in the literature.

熱可塑性ポリマーは典型的に、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリアリールエーテルケトン、ポリアリールエーテルエーテルケトン、ポリ(アミド−イミド)(PAI)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアリーレンスルフィド(PAS)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)および液晶ポリマー(LCP)などのエンジニアリング・サーモプラスチックから選択される。このような材料は、容易に商業的に入手可能である。例えばPEEKは、英国、ヴィクトレックス社(Victrex plc,U.K.)から商品名「ヴィクトレックス(VICTREX)」として市販されており、PPSは、米国、フォートロン・インダストリーズ(Fortron Industries,USA)から商品名「フォートロン(FORTRON)」として市販されている。   Thermoplastic polymers are typically polyetheretherketone (PEEK), polyetherketone (PEK), polyaryletherketone, polyaryletheretherketone, poly (amide-imide) (PAI), polyphenylene sulfide (PPS), Selected from engineering thermoplastics such as polyarylene sulfide (PAS), polyethersulfone (PES), polyetherimide (PEI) and liquid crystal polymer (LCP). Such materials are readily commercially available. For example, PEEK is commercially available from Victrex plc, UK, under the trade name “VICTREX”, and PPS is from Fortron Industries, USA. It is marketed under the trade name “FORTRON”.

2つ以上のポリマーが、各ポリマーの有益な特性を用いるためにポリマー母材中で同時に用いられてもよい。例えば、液晶ポリマー(LCP)は、LCPの低溶融粘度が比較的高粘性のPEEKの易流動特性を促進するためにポリエーテルエーテルケトン(PEEK)と共に用いられてもよい。   Two or more polymers may be used simultaneously in the polymer matrix to use the beneficial properties of each polymer. For example, a liquid crystal polymer (LCP) may be used with polyetheretherketone (PEEK) to promote the free-flow properties of PEEK, which has a low melt viscosity of LCP and a relatively high viscosity.

熱可塑性ポリマーは、組成物を結合するのに十分な量で存在し、それは一般に、組成物の少なくとも20、30、または35容量パーセントから45、50、または59容量パーセントまで、またはそれ以上、例えば、組成物の少なくとも30容量パーセントから50容量パーセントまで、好ましくは少なくとも35容量パーセントから45容量パーセントまでの量である。   The thermoplastic polymer is present in an amount sufficient to bind the composition, which is generally from at least 20, 30, or 35 volume percent to 45, 50, or 59 volume percent, or more of the composition, such as An amount of at least 30 volume percent to 50 volume percent, preferably at least 35 volume percent to 45 volume percent of the composition.

本発明において用いられる超研磨グリットは一般に、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素およびそれらの混合物から選択される。超研磨グリットは、少なくとも30マイクロメートルから300マイクロメートルまで、またはそれ以上、一般に少なくとも50マイクロメートルから150マイクロメートルまで、好ましくは少なくとも90マイクロメートルから105マイクロメートルまでの範囲の平均粒度を有する。超研磨グリットは一般に、組成物の少なくとも2.5容量パーセントから20容量パーセントまで、好ましくは組成物の約5容量パーセントを占める。   The superabrasive grit used in the present invention is generally selected from diamond, cubic boron nitride and mixtures thereof. The superabrasive grit has an average particle size in the range of at least 30 micrometers to 300 micrometers, or more, generally at least 50 micrometers to 150 micrometers, preferably at least 90 micrometers to 105 micrometers. The superabrasive grit generally comprises at least 2.5 volume percent to 20 volume percent of the composition, preferably about 5 volume percent of the composition.

使用することができるダイヤモンドの例は、すべて英国、ロンドンのエデル・インダストリアル・ダイヤモンド(EID)(Edel Industrial Diamond(EID)製の商品名「EDA2021」として市販されている樹脂結合銘柄200/230、商品名「シン・グリーン(SYN GREEN)」および「シン・ブラック(SYN BLACK)」として市販されている樹脂結合銘柄140/170、および商品名「EDA2050」として市販されている金属結合銘柄140/170である。様々なダイヤモンド銘柄の粒度:200/230=63〜75マイクロメートル、140/170=90〜105マイクロメートル、LGD10 120/140(105〜125マイクロメートル)およびLGD10 100/120(125〜150マイクロメートル)が米国、カリフォルニア州、サンノゼのロンガー社(Longer Inc.,San Jose,California,USA)から市販されている。   Examples of diamonds that can be used are all resin-bonded brands 200/230 sold under the trade name “EDA2021” from Edel Industrial Diamond (EID), London, UK. Resin-bonded brands 140/170 marketed under the names “SYN GREEN” and “SYN BLACK”, and metal-bonded brands 140/170 marketed under the trade name “EDA2050” Various diamond brand sizes: 200/230 = 63-75 micrometers, 140/170 = 90-105 micrometers, LGD10 120/140 (105-125 micrometers) and LGD10 10 / 120 (125-150 micrometers) in the USA, California, San Jose Longer Corporation are commercially available (Longer Inc., San Jose, California, USA) from.

凝集体の粒度が360マイクロメートルより大きいダイヤモンド凝集体粒子を用いてもよい。   Diamond aggregate particles having an aggregate particle size greater than 360 micrometers may be used.

「金属結合」および「樹脂結合」ダイヤモンドは超研磨工業において知られている2つの名称であり、それらは通常用いられる配合物のタイプを指し、すなわち「金属結合」ダイヤモンドは一般に、ほとんど金属からなる超研磨製品において用いられ、「樹脂結合」ダイヤモンドは一般に、ほとんど有機樹脂からなる超研磨製品において用いられる。金属結合ダイヤモンドが典型的に外観がより塊状であり、より強靭であるという点において、「金属結合」ダイヤモンドは「樹脂結合」ダイヤモンドと異なる。金属結合の用途は樹脂結合の用途よりもずっと要求がきびしく、金属結合ダイヤモンドは環境の苛酷さに耐えることができなければならないので、この靭性が必要とされる。他方、樹脂結合ダイヤモンドは典型的にずっと脆く、より塊状でなく−新しいダイヤモンドがカッティング境界面において継続的に露出されるように分解し、「それ自体を先鋭化する」ように設計される。「塊性(Blockiness)」は、ダイヤモンド粒子の形態を指し、そして、ダイヤモンドの性能の指標として役立つ。塊状ダイヤモンドの形態は、立方八面体幾何学形態になる傾向があり、非常に強靭な、硬質磨耗ダイヤモンドを提供するが、それほど塊状でないダイヤモンドは形態がより針状になり、破片の形成による「自己先鋭化」機構によって分解する傾向がある。   “Metal-bonded” and “resin-bonded” diamonds are two names known in the superabrasive industry, and they refer to commonly used formulation types, ie “metal-bonded” diamonds generally consist mostly of metals. Used in superabrasive products, “resin bonded” diamond is generally used in superabrasive products consisting mostly of organic resins. “Metal-bonded” diamonds differ from “resin-bonded” diamonds in that metal-bonded diamonds are typically more massive in appearance and stronger. This toughness is required because metal bonded applications are much more demanding than resin bonded applications, and metal bonded diamond must be able to withstand the rigors of the environment. On the other hand, resin-bonded diamonds are typically much more fragile and less bulky-they are designed to break down and "sharp themselves" as new diamonds are continuously exposed at the cutting interface. “Blockiness” refers to the morphology of diamond particles and serves as an indicator of diamond performance. The lump diamond morphology tends to be a cubic octahedron geometry, providing a very tough, hard-wearing diamond, but less lumpy diamonds are more acicular and form `` self- There is a tendency to break down by a "sharpening" mechanism.

特に粒状の形態のカップリング剤の存在は、溶融粘度を低減することによって組成物の成形性質を改良できることが見出されている。カップリング剤には電荷を与える充填剤および/または砥粒を混在させてもよく、粒子間の接触を低減する傾向があり、それによって射出成形の間、粒子間の摩擦抵抗を低減する。適したカップリング剤には、オルガノシラン、ジルコアルミネート、ジルコネート、およびチタネートなどがある。カップリング剤は一般に、充填剤の少なくとも0.1から2重量パーセントまでの量で存在する。カップリング剤は、結合媒体と研磨グリットと充填剤との混合物中に直接適用されてもよい。あるいは、研磨グリットおよび/または充填剤をカップリング剤で予備処理してもよい。   It has been found that the presence of a coupling agent, especially in particulate form, can improve the molding properties of the composition by reducing the melt viscosity. Coupling agents may be mixed with charge-providing fillers and / or abrasive grains, which tend to reduce contact between particles, thereby reducing frictional resistance between particles during injection molding. Suitable coupling agents include organosilanes, zircoaluminates, zirconates, and titanates. The coupling agent is generally present in an amount of at least 0.1 to 2 weight percent of the filler. The coupling agent may be applied directly into the mixture of binding medium, abrasive grit and filler. Alternatively, the abrasive grit and / or filler may be pretreated with a coupling agent.

射出成形方法は、従来の設備を利用してもよい。適した射出成形構造またはキャビティが研磨物品の所望の形態によって製造される。研磨組成物の成分を混合し、射出成形のために適した粘度を提供する温度において加熱する。温度は一般に、熱可塑性材料の溶融粘度、充填剤の度合およびカップリング剤の存在などに左右される。一般に、温度は、少なくとも280℃から400℃までの範囲である。加熱された組成物を、典型的に少なくとも70MPaから210MPaまでの範囲の射出圧力下で、型に射出する。型を(例えば、少なくとも150℃から250℃までの範囲の温度において)予備加熱して組成物の射出を容易にしてもよい。その後、型を冷却して研磨組成物を凝固させ、成形された物品を取り出す。   The injection molding method may use conventional equipment. A suitable injection molded structure or cavity is produced according to the desired form of the abrasive article. The ingredients of the polishing composition are mixed and heated at a temperature that provides a suitable viscosity for injection molding. The temperature generally depends on the melt viscosity of the thermoplastic material, the degree of filler, the presence of a coupling agent, and the like. In general, the temperature is in the range of at least 280 ° C to 400 ° C. The heated composition is injected into the mold under an injection pressure typically in the range of at least 70 MPa to 210 MPa. The mold may be preheated (eg, at a temperature in the range of at least 150 ° C. to 250 ° C.) to facilitate injection of the composition. Thereafter, the mold is cooled to solidify the polishing composition, and the molded article is taken out.

成形された研磨物品は、任意の望ましい形態であってよい。好ましい形態は研削ホイールである。研削ホイールは典型的に、直径が少なくとも約0.1cmから約2メートルまで、より典型的に少なくとも1cmから約2メートルまでの範囲であってもよい。典型的に、研削ホイールの厚さは、少なくとも約0.001cmから約1メートル、より典型的に少なくとも約0.01cmから約0.5メートルまでの範囲であってもよい。しかしながら、研磨物品は、研磨砥石、磨き棒、のこ刃、カッティングスティック、マウンテッドポイント、スナッギングホイール、目直し工具、カップホイール、研磨砥石、カットオフホイール、センターへこみ形研削ホイール、フラップホイールなど、他の形態をとってもよい。   The shaped abrasive article may be in any desired form. A preferred form is a grinding wheel. The grinding wheel typically may range in diameter from at least about 0.1 cm to about 2 meters, more typically from at least 1 cm to about 2 meters. Typically, the grinding wheel thickness may range from at least about 0.001 cm to about 1 meter, more typically from at least about 0.01 cm to about 0.5 meter. However, abrasive articles include abrasive wheels, polishing bars, saw blades, cutting sticks, mounted points, snuggling wheels, dressing tools, cup wheels, polishing wheels, cut-off wheels, center dent grinding wheels, flap wheels, etc. Other forms may be taken.

本発明は、セラミックまたはガラスタイプ材料をバリ取りするかまたは起こすために適したダイヤモンドバリ取りホイールの製造を開示する以下の実施例によって示される。このような材料には、セラミックタイル、ガラス、および硬質で脆い性質の他の材料がある。バリ取りホイールは、研磨組成物を射出成形することによって製造された作動リムからなった。作動リムは、外径150mm、内径90mmおよび厚さ8mmを有した。   The present invention is illustrated by the following examples which disclose the production of a diamond deburring wheel suitable for deburring or raising ceramic or glass type materials. Such materials include ceramic tiles, glass, and other materials that are hard and brittle. The deburring wheel consisted of a working rim made by injection molding the polishing composition. The working rim had an outer diameter of 150 mm, an inner diameter of 90 mm and a thickness of 8 mm.

試験方法
タイルをバリ取りするためのバリ取りホイールの性能は、ティボーS.A.(Thibaut S.A.,rue de Caen,14500 ヴィレ、フランス(Vire,France))から入手可能な回転研削/磨き機であるティボー(Thibaut)機、T110Sを用いて評価された。
Test Method The performance of a deburring wheel for deburring tiles is A. (Thibaut SA, rue de Caen, 14500 Ville, France). This was evaluated using a Tybaut machine, T110S, which is a rotary grinding / polishing machine available from Ville, France.

タイルは、キーオペ S.p.a(Keope S.p.a,Via Statale 467,21−42013,カサルグランデ(RE)、イタリア、(Casalgrande(RE)Italy))によって製造された「キーオペ・グラニティ(KEOPE GRANITI)」30cm×30cmの磁器製品であった。   Tile is key operation p. “KEOPE GRANITI” 30 cm × 30 cm manufactured by a (Keope Spa, Via Statale 467, 21-42013, Casal Grande (RE), Italy, (Casal grande (RE) Italy) It was a porcelain product.

試験手順は以下の通りである。
1.新しい乾燥タイルの質量を記録する。
2.未使用バリ取りホイールの質量を記録する。
3.ティボー機の所定の位置にタイルを載せ、固定する。
4.ティボー機の所定の位置にバリ取りホイールを載せる。
5.ティボー機を作動させて水をティボーのヘッド中に流れさせる。
6.すべての機器が冷却水に浸されると、回転バリ取りホイールをタイルエッジ表面と接触させる。
7.ティボーのヘッドを手動で80psi(0.6MPa)の圧力において合計60秒間、タイルエッジに沿って、制御された速度で前後に移動させる。
8.バリ取りホイールをタイルエッジから外し、ティボー機のスイッチを切る。
9.タイルをティボー機ベッドから取り外す。
10.吸収紙を用いてタイルを乾燥させ、圧縮空気でブロー乾燥させ、タイルを5分間、105℃の加熱された炉内に置いて、すべての水の跡が除去されることを確実にする。
11.タイルを炉から取り出し、秤量し、質量損失を記録する。
12.タイルをティボーベッド上に再び載せ、タイルの残りの3面について試験を繰り返す(工程4〜11)。
13.タイルのすべての4面がバリ取りされた後、バリ取りホイールをティボー機から取り外し、ホイールを吸収紙を用いて乾燥させ、圧縮空気でブロー乾燥させ、タイルを30分間、105℃の加熱された炉内に置き、すべての水の跡が除去されることを確実にする。
14.乾燥ホイールの質量損失を記録する。
15.合計5つのタイルについて工程1〜14を繰り返す。
16.結果は、5つのタイルについて総質量損失のグラム数で「総切削量」として表される。
The test procedure is as follows.
1. Record the mass of the new dry tile.
2. Record the mass of the unused deburring wheel.
3. Place the tiles in place on the Tibor machine and fix them.
4). Place the deburring wheel in place on the tibo machine.
5). Activate the tibo machine to allow water to flow into the tibo head.
6). When all equipment is immersed in the cooling water, the rotating deburring wheel is brought into contact with the tile edge surface.
7). Tibaud's head is manually moved back and forth at a controlled speed along the tile edge at a pressure of 80 psi (0.6 MPa) for a total of 60 seconds.
8). Remove the deburring wheel from the tile edge and switch off the Tibor machine.
9. Remove the tiles from the tibo machine bed.
10. Dry the tile with absorbent paper, blow dry with compressed air and place the tile in a heated oven at 105 ° C. for 5 minutes to ensure that all traces of water are removed.
11. The tile is removed from the furnace, weighed, and the mass loss is recorded.
12 Place the tiles again on the tibo bed and repeat the test on the remaining 3 sides of the tiles (steps 4-11).
13. After all four sides of the tile were deburred, the deburring wheel was removed from the tibo machine, the wheel was dried with absorbent paper, blown dry with compressed air, and the tile was heated at 105 ° C. for 30 minutes. Place in furnace and ensure all traces of water are removed.
14 Record the mass loss of the drying wheel.
15. Repeat steps 1-14 for a total of 5 tiles.
16. The results are expressed as “total cut” in grams of total mass loss for 5 tiles.

「総切削量」の定義:総切削量は、5つのタイル(20のエッジ)のティボーでの加工の間、バリ取りホイールによって除去されたタイルの累積総質量である。   Definition of “total cut amount”: The total cut amount is the cumulative total mass of tiles removed by the deburring wheel during processing of the five tiles (20 edges) with the tibo.

「ホイールの総質量損失」の定義:ホイールの総質量損失は、20のタイルエッジ(合計5つのタイル)をバリ取りした後に失われたホイールの質量の累積合計である。   Definition of “total wheel mass loss”: Total wheel mass loss is the cumulative sum of wheel mass lost after deburring 20 tile edges (5 tiles total).

「ダイヤモンド効率指数」の定義:ダイヤモンド効率指数は、以下のように計算される。ダイヤモンド効率指数は、αに、ホイールの質量損失で割ったタイルの質量損失を乗じた値に等しく、α=初期配合物に存在するダイヤモンドの質量の比率、である。   Definition of “diamond efficiency index”: The diamond efficiency index is calculated as follows. The diamond efficiency index is equal to α multiplied by the mass loss of the tile divided by the mass loss of the wheel, where α = the proportion of the mass of diamond present in the initial formulation.

他の成分の密度および比率がわかっており、ダイヤモンドの容量の比率は各配合物について公知であるので、失われたホイールの総質量を測定したのでダイヤモンド損失の質量を定量することができる。次いで、ダイヤモンド効率指数は、試験において失われたタイルの質量を試験において失われたダイヤモンドの質量で割ることによって計算される。射出成形の間、構造物の全体にわたってダイヤモンドの均質な分布があると仮定した。   Since the density and ratio of the other components are known and the volume ratio of diamond is known for each formulation, the total lost wheel mass is measured so that the mass of diamond loss can be quantified. The diamond efficiency index is then calculated by dividing the mass of tile lost in the test by the mass of diamond lost in the test. During injection molding, it was assumed that there was a homogeneous distribution of diamond throughout the structure.

材料
実施例において以下の材料を使用した。
ガラスバブル−米国、ミネソタ州、セントポールの3Mカンパニー(3M Company,St.Paul,Minnesota,USA)から商品名「3M スコッチライトガラスバブル(3M SCOTCHLITE GLASS BUBBLES)S60/10000」として入手可能。ガラスバブルの平均直径は30マイクロメートルであり、80容量%が15〜55マイクロメートルであり、最大径が65マイクロメートルである。
Materials The following materials were used in the examples.
Glass Bubble-Available as 3M Scotchlite Glass Bubble S60 / 10000 from 3M Company, St. Paul, Minnesota, USA, 3M Company, St. Paul, Minnesota, USA. The average diameter of the glass bubbles is 30 micrometers, 80% by volume is 15 to 55 micrometers, and the maximum diameter is 65 micrometers.

微小球−3Mカンパニーから商品名「3M・ゼーロスフィア(3M ZEEOSPHERES)TMG−850」として入手可能。微小球の平均直径は40マイクロメートルであり、80容量%が12〜100マイクロメートルであり、最大径が200マイクロメートルである。   Available under the trade name "3M ZEROSPHERE TMG-850" from Microsphere-3M Company. The average diameter of the microspheres is 40 micrometers, 80% by volume is 12-100 micrometers, and the maximum diameter is 200 micrometers.

ミクロビード−スイス、ブラクのミクロビードAG(Microbeads AG,Brugg,Switzerland)から商品名「MB300/400」として入手可能な固体ガラス球。ガラス球の粒度は300〜400マイクロメートルの範囲である。   Microbeads—solid glass spheres available under the trade designation “MB300 / 400” from Microbeads AG, Brugg, Switzerland. The particle size of the glass sphere is in the range of 300 to 400 micrometers.

CaCO球−英国、スタフォードシャーのローレンス・インダストリーズ社(Lawrence Industries Ltd.,Staffordshire,UK)から商品名「スフェリカーブ(SPHERICARB)」として入手可能な、2000マイクロメートルの上限の粒度を有する炭酸カルシウム球。 CaCO 3 sphere-a calcium carbonate sphere with a particle size of 2000 micrometer upper limit, available from Lawrence Industries Ltd., Staffordshire, UK under the trade designation "SPHERICARB" .

PEEK−英国、ランカシャーのヴィクトレックス社(Victrex plc,Lancashire,UK)から商品名「150PF」として市販されているポリアリールエーテルエーテルケトン。   PEEK-Polyaryletheretherketone commercially available under the trade name "150PF" from Victrex plc, Lancasshire, UK, Lancashire, UK.

PPS−ドイツのフランクフルト・アム・マインのフォートロン・インダストリーズ、ティコナGmBH、ヨーロッパ・カスタマー・サービス(Fortron Industries,Ticona GmBH,European Customer Service,Frankfurt am Main,Germany)から商品名「フォートロン0020A9」として市販されているポリフェニレンスルフィド。   PPS-Fortron Industries, Ticona GmBH of Frankfurt am Main, Germany, European Customer Service (commercially available from Fortron Industries, Ticona GMBH, European Customer Service, Frankfurt Am Main, Mercury Fort 9 from Germany) Polyphenylene sulfide.

KR135SP/H−米国、ニュージャージー州、バヨンヌのケンリッチ・ペトロケミカルズ(Kenrich Petrochemicals,Bayonne,New Jersey,USA)から商品名「キャポウ(CAPOW)KR135SP/H」として市販されているモノアルコキシチタネートカップリング剤。   KR135SP / H—monoalkoxy titanate coupling agent marketed under the trade designation “CAPOW KR135SP / H” from Kenrich Petrochemicals, Bayonne, New Jersey, USA, Bayonne, NJ.

KR12/H−ケンリッチ・ペトロケミカルズから商品名「キャポウ(CAPOW)KR12/H」として市販されているチタネートカップリング剤。   KR12 / H-Titanate coupling agent commercially available from Kenrich Petrochemicals under the trade name “CAPOW KR12 / H”.

PTS−ドイツのフランクフルト・アム・マインのデガッサAG、エーロシル・アンド・シランズ(Degussa AG,Aerosil & Silanes,Frankfurt am Main,Germany)から商品名「ダイナシラン(DYNASILAN)9165」として市販されているフェニルトリメトキシシラン。   PTS—Phenyltrimethoxy, marketed under the trade name “DYNASILAN” 9165 from Degussa AG, Aerosil & Silanes, Frankfurt, Maine, Germany, Frankfurt, Germany Silane.

DL70−デガッサAG、エーロシル・アンド・シランズから商品名「シラン9116DL70ドライリキッド(SILAN 9116 DL70 DRY LIQUID)」として市販されている粉末ビニルシラン。   DL70-Degassa AG, a powdered vinyl silane commercially available from Aerosil & Silans under the trade name “SILAN 9116 DL70 DRY LIQUID”.

ダイヤモンド1−英国、ロンドンのエーデル・インダストリアル・ダイヤモンド(Edel Industrial Diamond)(EID)から商品名「シン・ブラック(SYN BLACK)」として市販されている樹脂結合銘柄140/170。   Diamond 1—A resin-bonded brand 140/170 sold under the trade name “SYN BLACK” from Edel Industrial Diamond (EID), London, UK.

ダイヤモンド2−米国、ミシガン州、チェスターバリーのナショナル・リサーチ・カンパニー(National Research Company,Chesterfield,Michigan,USA)から市販されている360/120ガラス化ダイヤモンド凝集体。360/120は、120マイクロメートルのダイヤモンドを封入する360マイクロメートルの立方晶ガラスの寸法を指す。   Diamond 2—360 / 120 vitrified diamond agglomerates commercially available from the National Research Company, Chesterfield, Michigan, USA. 360/120 refers to the dimensions of 360 micrometer cubic glass encapsulating 120 micrometer diamond.

表1に記載された組成物(数字は組成物の容積パーセントである)を用いて、射出成形によってバリ取りホイールのための作動リムを製造した。射出成形の難易度は、存在する粒子の数(ならびに粒度)に左右される充填剤粒子の表面積によって影響されることから、密度の変化のため質量パーセントの値は紛らわしいので、数字は容積パーセントで表される。容積パーセントは、正規化された「均等な状態」での配合物を示す。例えば、容積パーセントにおいてすべての配合物はダイヤモンドの同量を含有するが、しかしながら、結果が質量パーセントに変換される場合、ダイヤモンドは比例して表されず、ダイヤモンド量は、実際には同じなのに各配合物の間で変化するかのようにみえる。   Working rims for deburring wheels were produced by injection molding using the composition described in Table 1 (numbers are volume percent of the composition). Since the difficulty of injection molding is affected by the surface area of the filler particles, which depends on the number of particles present (as well as the particle size), the mass percent value is confusing due to density changes, so the numbers are in volume percent expressed. The volume percent indicates the formulation in a normalized “even state”. For example, in volume percent all formulations contain the same amount of diamond, however, if the result is converted to weight percent, the diamond is not represented proportionally, and the amount of diamond is actually the same for each It looks as if it varies between formulations.

表1

Figure 2007532334
T=微量 Table 1
Figure 2007532334
T = Trace amount

得られたホイールを上記のように試験した。結果を表2に記載する。   The resulting wheel was tested as described above. The results are listed in Table 2.

Figure 2007532334
Figure 2007532334

これらの試験の結果を図1〜3に記載する。
図1は、様々な実施例のホイールによってタイルから除去された質量(切削量)の棒グラフを示す。
図2は、様々な実施例のホイールからの質量の損失の棒グラフを示す。
図3は、様々な実施例のホイールのダイヤモンド効率指数の棒グラフを示す。
The results of these tests are described in FIGS.
FIG. 1 shows a bar graph of mass (cutting amount) removed from a tile by various example wheels.
FIG. 2 shows a bar graph of mass loss from various example wheels.
FIG. 3 shows a bar graph of diamond efficiency index for various example wheels.

各ホイールの総切削量を示す図1を参照して、実施例1は試験されたPEEK含有配合物の最低切削量を示し、これは、不安定にさせる球状充填剤が存在しないためであることが留意される。このため、強靭なPEEK母材は、分解を促して新しいダイヤモンドの露出を促すように不安定にされなかった。   Referring to FIG. 1, which shows the total cutting amount of each wheel, Example 1 shows the minimum cutting amount of the tested PEEK-containing formulation because there is no spherical filler to destabilize. Is noted. For this reason, the tough PEEK matrix was not destabilized so as to promote disassembly and exposure of new diamonds.

試験された2つのPPS含有配合物(実施例2および9)のうち、各々について総切削量が非常に似ていることが図1からわかるが、図2は、実施例9に関してわずかに多いホイール損失があることを示す。実施例9はカップリング剤を含有するが、実施例2は含有しない。各々について総切削量の観察された類似性は、カップリング剤がPPS配合物中のダイヤモンドの保持を促進しないことを示唆する。しかしながら、カップリング剤を含有するPPS含有配合物のホイール損失の増加は、カップリング剤が球状S60充填剤に十分に結合せず、使用中にそれが失われたことを示唆する。   Of the two PPS-containing formulations tested (Examples 2 and 9), it can be seen from FIG. 1 that the total cuts are very similar for each, but FIG. Indicates that there is a loss. Example 9 contains a coupling agent, but Example 2 does not contain it. The observed similarity in total cut for each suggests that the coupling agent does not promote retention of diamond in the PPS formulation. However, the increased wheel loss of the PPS containing formulation containing the coupling agent suggests that the coupling agent did not bind well to the spherical S60 filler and was lost during use.

実施例6は実施例5に比べて切削量を増加させることが見られ、実施例6は実施例5ほどPEEKを含有せず、それは実施例5よりも容易に分解する傾向があるが、これは、PEEK母材を弱くするのに役立つ微小球の存在のためである。   Example 6 is seen to increase the amount of cutting compared to Example 5, and Example 6 does not contain PEEK as much as Example 5, which tends to decompose more easily than Example 5, Is due to the presence of microspheres that help weaken the PEEK matrix.

反対の効果は、添加剤としてPTSを含有する配合物に観察される。ここで、PEEK含量を増加させた試料(実施例3)は実施例4に比べて切削量を増加させることが見られる。試験する間、冷却剤は、暗い濁った灰色の外観を有し、ホイールが分解しつつあり微小球充填剤を失っていることを示す。これは、PEEKは薄い色であるが微小球充填剤が暗い灰色であるので結論される。実施例5のPEEKの不安定化はシラン化充填剤がPEEK樹脂と結合しないためであると理論上考えられ、実質的にこれは同様な効果を多孔性の存在に与える。   The opposite effect is observed for formulations containing PTS as an additive. Here, it can be seen that the sample with increased PEEK content (Example 3) increases the amount of cutting compared to Example 4. During the test, the coolant has a dark turbid gray appearance, indicating that the wheel is decomposing and losing the microsphere filler. This is concluded because PEEK is a light color but the microsphere filler is dark gray. The destabilization of PEEK in Example 5 is theoretically thought to be because the silanized filler does not bind to the PEEK resin, which substantially gives a similar effect to the presence of porosity.

実施例6と実施例8との比較が示すように、カップリング剤を含有する配合物(実施例6)は総切削量の増加を示す。これは、PEEK配合物においてカップリング剤は、加工助剤として役立つことに加えてダイヤモンドの保持を助けることを示唆する。   As the comparison between Example 6 and Example 8 shows, the formulation containing the coupling agent (Example 6) shows an increase in the total amount of cutting. This suggests that in PEEK formulations, coupling agents help in diamond retention in addition to serving as processing aids.

配合物が高素材除去を示すために、新しいダイヤモンドを継続的に露出するためにそれ自体分解しなければならないという事実によって、図2に示された結果は、図1に示された結果に正比例している。   The result shown in FIG. 2 is directly proportional to the result shown in FIG. 1 due to the fact that the formulation must decompose itself to continuously expose new diamonds in order to show high material removal. is doing.

実施例1は、PEEK母材を弱くする球状充填剤が存在しないため、低レベルのホイール損失を示す。したがって総切削量も低い(図1)。   Example 1 shows a low level of wheel loss because there is no spherical filler to weaken the PEEK matrix. Therefore, the total amount of cutting is also low (FIG. 1).

実施例1と同様、実施例10もまた、おそらく、より小さな、中空のガラス球であるガラスバブルによって与えられた不安定化のレベルの低減のため、ホイール損失の比較的低い値を示す。この示唆は、より大きな微小球を含有する実施例のすべてについて観察されたホイール損失の増加によって裏付けられる。さらに、実施例7(微小球より平均粒度がわずかに大きい、ミクロビードを含有する)は、同量のPEEKを含有する、実施例5よりわずかに大きいホイール損失(および相応してわずかに増加した総切削量)を示すことが見られる。これはさらに、球状充填剤の大きさがPEEK母材を不安定化するのに重要な役割を果たすことを示唆する。   Similar to Example 1, Example 10 also exhibits a relatively low value of wheel loss, probably due to the reduced level of destabilization provided by glass bubbles, which are smaller, hollow glass spheres. This suggestion is supported by the increased wheel loss observed for all of the examples containing larger microspheres. Further, Example 7 (which has a slightly larger average particle size than microspheres and contains microbeads) has a slightly higher wheel loss (and correspondingly slightly increased total) than Example 5 which contains the same amount of PEEK. It can be seen that the cutting amount is shown. This further suggests that the size of the spherical filler plays an important role in destabilizing the PEEK matrix.

実施例3および4(カップリング剤としてPTSを使用する)の場合、興味深い現象があり、実施例3は、実施例4の場合よりも高比率のPEEKを有するが、実施例3は、より多量のホイール損失がある。前述のように、PTSは微小球に結合しているがPEEK母材には結合していないことが理論上考えられる。そのときこれは、使用中に微小球の損失をもたらし、ホイールの磨耗率の増加につながる。実質的に、理論的に考えられた、微小球がPEEK母材に結合しないことは、ホイールの多孔性の存在に等しい。   In the case of Examples 3 and 4 (using PTS as the coupling agent) there is an interesting phenomenon, Example 3 has a higher proportion of PEEK than in Example 4, but Example 3 has a higher amount. There is a wheel loss. As described above, it is theoretically conceivable that PTS is bonded to the microsphere but not to the PEEK base material. This then causes loss of microspheres during use, leading to an increase in wheel wear rate. In effect, the theoretically considered failure of the microspheres to bind to the PEEK matrix is equivalent to the presence of wheel porosity.

ホイールの挙動のさらなる量化可能な理解を得るために、素材除去およびホイールの質量損失は性能の見地から非常に重要なパラメーターであり、「ダイヤモンド効率指数」が評価された。   In order to gain a further quantifiable understanding of wheel behavior, material removal and wheel mass loss are very important parameters from a performance standpoint, and the “Diamond Efficiency Index” was evaluated.

簡単に述べると、ダイヤモンド効率指数は、ダイヤモンドの等グラム当たり除去されたタイルの質量であり、各配合物中のダイヤモンド濃度の情報に基づいて計算される。   Briefly, the diamond efficiency index is the mass of tile removed per equigram of diamond and is calculated based on the diamond concentration information in each formulation.

高素材除去率をもたらす配合物はそれ自体、高度の磨耗または質量損失を起こすことがよくあるので、素材除去またはホイール損失量の情報それ自体は配合物の性能について説明するためには不十分である。   Since formulations that result in high material removal rates often cause high levels of wear or mass loss, material removal or wheel loss information itself is not sufficient to describe the performance of the formulation. is there.

同様に、ホイール損失の低指数を有する配合物は典型的に低素材除去をもららし、この配合物は確かに使用時に非常に長持ちしうるが、素材除去の要求条件を満たす可能性は少ない。   Similarly, formulations with a low index of wheel loss typically result in low material removal, and this formulation can certainly be very long in use, but is unlikely to meet material removal requirements .

図3から、実施例1は高いダイヤモンド効率指数をもたらすことがわかるが、しかしながら、図1および2のデータと結びつけるとき、この理由は低素材除去および低量のホイール損失のためであることが明らかにされる。この事例は、実施例4に似ている。   From FIG. 3, it can be seen that Example 1 provides a high diamond efficiency index, however, when combined with the data of FIGS. 1 and 2, it is clear that this is due to low material removal and low wheel loss. To be. This case is similar to Example 4.

実施例6、5および7は共に、比較的高いダイヤモンド効率指数を有し、図1のデータを調べると、それらは各々、比較的高素材除去をもたらすことを示す。   Examples 6, 5 and 7 both have a relatively high diamond efficiency index, and examination of the data in FIG. 1 shows that they each result in a relatively high material removal.

実施例4は高いダイヤモンド効率指数を有するが、それは低素材除去ももたらすので、実施例3および4は非常に異なる性質を有する。逆に、実施例3は高素材除去をもたらすが、より低いダイヤモンド効率指数によって明らかなように、これはホイールの質量損失と引き換えである。   Example 4 has a high diamond efficiency index, but examples 3 and 4 have very different properties because it also results in low material removal. Conversely, Example 3 provides high material removal, but this is at the expense of wheel mass loss, as evidenced by the lower diamond efficiency index.

実施例1〜13は標準と比較して改良されたダイヤモンド効率指数を有し、従って、より高い効率のダイヤモンド使用であることが明らかである。   Examples 1-13 have an improved diamond efficiency index compared to the standard and are therefore apparently a higher efficiency diamond use.

様々な実施例のホイールによってタイルから除去された質量(切削量)の棒グラフである。4 is a bar graph of mass (cutting amount) removed from a tile by wheels of various examples. 様々な実施例のホイールからの質量の損失の棒グラフである。4 is a bar graph of mass loss from various example wheels. 様々な実施例のホイールのダイヤモンド効率指数の棒グラフである。2 is a bar graph of diamond efficiency index for various example wheels.

Claims (30)

超砥粒と、
少なくとも280℃の加工温度を有する熱可塑性ポリマーと、
充填剤と、を含む組成物であって、
前記熱可塑性ポリマーが、前記組成物を結合するのに十分な量で存在し、前記充填剤が、前記組成物の少なくとも40容量パーセントの量で存在する球状粒子を含む、組成物。
Superabrasive grains,
A thermoplastic polymer having a processing temperature of at least 280 ° C .;
A composition comprising a filler,
A composition wherein the thermoplastic polymer is present in an amount sufficient to bind the composition and the filler comprises spherical particles present in an amount of at least 40 volume percent of the composition.
前記超砥粒が、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the superabrasive grains are selected from the group consisting of diamond, cubic boron nitride, and mixtures thereof. 前記超砥粒が、少なくとも50マイクロメートルから150マイクロメートルまでの範囲の平均粒度を有する、請求項1または2に記載の組成物。   The composition of claim 1 or 2, wherein the superabrasive grains have an average particle size in the range of at least 50 micrometers to 150 micrometers. 前記超砥粒が、少なくとも90マイクロメートルから105マイクロメートルまでの範囲の平均粒度を有する、請求項3に記載の組成物。   4. The composition of claim 3, wherein the superabrasive grains have an average particle size in the range of at least 90 micrometers to 105 micrometers. 前記超砥粒がダイヤモンド凝集体を含む、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the superabrasive grains comprise diamond aggregates. 前記超砥粒が、前記組成物の少なくとも2.5容量パーセントから20容量パーセントまでの範囲で存在する、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the superabrasive grains are present in a range of at least 2.5 volume percent to 20 volume percent of the composition. 前記超砥粒が、前記組成物の約5容量パーセントで存在する、請求項6に記載の組成物。   The composition of claim 6, wherein the superabrasive grain is present at about 5 volume percent of the composition. 前記熱可塑性ポリマーが、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリアリールエーテルエーテルケトン、ポリ(アミド−イミド)、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー、ポリエーテルイミド、ポリイミド、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。   The thermoplastic polymer is from polyetheretherketone, polyetherketone, polyaryletherketone, polyaryletheretherketone, poly (amide-imide), polyphenylene sulfide, liquid crystal polymer, polyetherimide, polyimide, and mixtures thereof. The composition of claim 1, wherein the composition is selected from the group consisting of: 前記熱可塑性ポリマーがポリエーテルエーテルケトンである、請求項8に記載の組成物。   9. A composition according to claim 8, wherein the thermoplastic polymer is a polyetheretherketone. 前記熱可塑性ポリマーが、前記組成物の少なくとも20容量パーセントの量で存在する、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the thermoplastic polymer is present in an amount of at least 20 volume percent of the composition. 前記熱可塑性ポリマーが、前記組成物の少なくとも30容量パーセントの量で存在する、請求項10に記載の組成物。   11. The composition of claim 10, wherein the thermoplastic polymer is present in an amount of at least 30 volume percent of the composition. 前記熱可塑性ポリマーが、前記組成物の少なくとも35容量パーセントの量で存在する、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the thermoplastic polymer is present in an amount of at least 35 volume percent of the composition. 前記球状充填剤粒子が、前記組成物の少なくとも45容量パーセントの量で存在する、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the spherical filler particles are present in an amount of at least 45 volume percent of the composition. 前記球状充填剤粒子が、前記組成物の少なくとも50容量パーセントの量で存在する、請求項11に記載の組成物。   12. The composition of claim 11, wherein the spherical filler particles are present in an amount of at least 50 volume percent of the composition. 前記球状充填剤粒子が、ガラス球、セラミック球、炭酸カルシウム球、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the spherical filler particles are selected from the group consisting of glass spheres, ceramic spheres, calcium carbonate spheres, and mixtures thereof. 前記球状充填剤粒子がソーダ石灰−ホウケイ酸ガラス球を含む、請求項15に記載の組成物。   The composition of claim 15, wherein the spherical filler particles comprise soda lime-borosilicate glass spheres. 前記球状充填剤粒子がシリカ−アルミナセラミック球を含む、請求項15に記載の組成物。   The composition of claim 15, wherein the spherical filler particles comprise silica-alumina ceramic spheres. 前記球状充填剤粒子が少なくとも10マイクロメートルの平均粒度を有する、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the spherical filler particles have an average particle size of at least 10 micrometers. 前記球状充填剤粒子が10〜2000マイクロメートルの範囲の平均粒度を有する、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the spherical filler particles have an average particle size in the range of 10 to 2000 micrometers. 前記球状充填剤粒子が25〜50マイクロメートルの範囲の平均粒度を有する、請求項19に記載の組成物。   20. The composition of claim 19, wherein the spherical filler particles have an average particle size in the range of 25-50 micrometers. オルガノシラン、ジルコアルミネート、ジルコネートおよびチタネートからなる群から選択されるカップリング剤をさらに含む、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, further comprising a coupling agent selected from the group consisting of organosilanes, zircoaluminates, zirconates and titanates. 前記カップリング剤が、前記充填剤の少なくとも0.1重量パーセントから2重量パーセントまでの量で存在する、請求項21に記載の組成物。   24. The composition of claim 21, wherein the coupling agent is present in an amount of at least 0.1 weight percent to 2 weight percent of the filler. 前記カップリング剤が粒状固体の形態にある、請求項21または22に記載の組成物。   23. A composition according to claim 21 or 22, wherein the coupling agent is in the form of a particulate solid. 少なくとも280℃から400℃までの範囲の温度における射出成形のために適している、請求項1に記載の組成物。   The composition according to claim 1, suitable for injection molding at a temperature of at least 280 ° C. to 400 ° C. 請求項1〜24のいずれか一項に記載の組成物から形成された成形塊に結合媒体によって一緒に結合された複数の砥粒を含む結合研磨製品。   25. A bonded abrasive product comprising a plurality of abrasive grains bonded together by a bonding medium to a shaped mass formed from the composition of any one of claims 1-24. 研磨砥石、磨き棒、のこ刃、カッティングスティック、マウンテッドポイント、スナッギングホイール、目直し工具、カップホイール、センターへこみ形研削ホイール、研削ホイール、またはフラップホイールの1つの形態にある、請求項25に記載の結合研磨製品。   26. In the form of one of an abrasive wheel, a polishing bar, a saw blade, a cutting stick, a mounted point, a snagging wheel, a turning tool, a cup wheel, a center indented grinding wheel, a grinding wheel, or a flap wheel. Bonded abrasive product as described in 1. 研削ホイールの形態にある、請求項25に記載の結合研磨製品。   26. A bonded abrasive product according to claim 25 in the form of a grinding wheel. 請求項1に記載の組成物を提供する工程と、
280℃から400℃までの範囲の温度において前記組成物を加熱して、加熱された組成物を提供する工程と、
前記加熱された組成物を型に射出する工程と、
前記加熱された組成物を冷却して結合研磨物品を提供する工程と、を含む結合研磨物品の製造方法。
Providing the composition of claim 1;
Heating the composition at a temperature in the range of 280 ° C. to 400 ° C. to provide a heated composition;
Injecting the heated composition into a mold;
Cooling the heated composition to provide a bonded abrasive article.
射出の前に、前記型を少なくとも150℃から250℃までの範囲の温度において加熱する工程をさらに含む、請求項28に記載の結合研磨物品の製造方法。   29. A method for manufacturing a bonded abrasive article according to claim 28, further comprising the step of heating the mold at a temperature in the range of at least 150C to 250C prior to injection. 射出圧力が少なくとも70MPaから210MPaまでの範囲である、請求項28または29に記載の結合研磨物品の製造方法。   30. A method for producing a bonded abrasive article according to claim 28 or 29, wherein the injection pressure is in the range of at least 70 MPa to 210 MPa.
JP2007508371A 2004-04-14 2005-03-31 Abrasive article, composition, and method for producing the same Withdrawn JP2007532334A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0408338.2A GB0408338D0 (en) 2004-04-14 2004-04-14 Abrasive articles, compositions, and methods of making the same
PCT/US2005/010567 WO2005105377A1 (en) 2004-04-14 2005-03-31 Abrasive articles, compositions, and methods of making the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007532334A true JP2007532334A (en) 2007-11-15

Family

ID=32320825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007508371A Withdrawn JP2007532334A (en) 2004-04-14 2005-03-31 Abrasive article, composition, and method for producing the same

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1737618A1 (en)
JP (1) JP2007532334A (en)
KR (1) KR20070002089A (en)
CN (1) CN1942284A (en)
CA (1) CA2562387A1 (en)
GB (1) GB0408338D0 (en)
WO (1) WO2005105377A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107009289A (en) * 2017-05-10 2017-08-04 上海科弗新材料科技有限公司 Frotton and preparation method thereof
WO2020262211A1 (en) * 2019-06-27 2020-12-30 株式会社東京ダイヤモンド工具製作所 Synthetic grinding stone

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007005428A1 (en) 2007-01-30 2008-07-31 Evonik Röhm Gmbh Molding material useful for making shaped products comprises a (meth)acrylimide (co)polymer and ceramic beads
DE102007005432A1 (en) 2007-01-30 2008-07-31 Evonik Röhm Gmbh Molding material useful for making shaped products comprises a (meth)acrylate (co)polymer and ceramic beads
BR112012023107A2 (en) 2010-08-06 2018-06-26 Saint Gobain Abrasifs Sa abrasive tool, method for working an abrasive tool and method for finishing a workpiece
CN102189502B (en) * 2011-04-21 2012-07-25 河南工业大学 Diamond honing oil stone for processing reticulate patterns on platform of cylinder sleeve and preparation method thereof
CN102205525B (en) * 2011-05-24 2012-11-14 河南工业大学 Diamond resin honing stone for ultra-precisely machining cylinder sleeve platform anilox roller and preparation method thereof
CN102267190A (en) * 2011-07-12 2011-12-07 山东日能超硬材料有限公司 Segmented compound super-hard cutter bit and manufacturing method thereof
CN102248604A (en) * 2011-07-12 2011-11-23 山东日能超硬材料有限公司 Composite abrasive grain superhard material nodulation-type cutter bit
CN103013058B (en) * 2012-12-04 2016-04-27 合肥杰事杰新材料股份有限公司 A kind of Liquid crystal polymer/cubic boron nitride master batch and preparation method thereof
KR102294850B1 (en) * 2015-04-10 2021-08-27 이화다이아몬드공업 주식회사 Composition of resin binder for grinding tools
CA3045480C (en) * 2016-12-23 2022-08-30 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Coated abrasives having a performance enhancing composition
CN108993775B (en) * 2018-08-14 2020-05-08 锦洋高新材料股份有限公司 Preparation process of fluorite concentrate
CN114571377B (en) * 2021-11-15 2023-07-28 宜兴市泽润高分子新材料有限公司 PAI resin-based grinding wheel and preparation method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5607488A (en) * 1990-05-21 1997-03-04 Wiand; Ronald C. Molded abrasive article and process
GB9020462D0 (en) * 1990-09-19 1990-10-31 Filters For Industry Ltd Abrasive segments
US5273558A (en) * 1991-08-30 1993-12-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive composition and articles incorporating same
WO1993012911A1 (en) * 1991-12-20 1993-07-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company A coated abrasive belt with an endless, seamless backing and method of preparation
US5250085A (en) * 1993-01-15 1993-10-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Flexible bonded abrasive articles, methods of production and use

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107009289A (en) * 2017-05-10 2017-08-04 上海科弗新材料科技有限公司 Frotton and preparation method thereof
WO2020262211A1 (en) * 2019-06-27 2020-12-30 株式会社東京ダイヤモンド工具製作所 Synthetic grinding stone
JP2021003795A (en) * 2019-06-27 2021-01-14 株式会社東京ダイヤモンド工具製作所 Synthetic grind stone

Also Published As

Publication number Publication date
CA2562387A1 (en) 2005-11-10
KR20070002089A (en) 2007-01-04
EP1737618A1 (en) 2007-01-03
GB0408338D0 (en) 2004-05-19
CN1942284A (en) 2007-04-04
WO2005105377A1 (en) 2005-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007532334A (en) Abrasive article, composition, and method for producing the same
TWI257340B (en) Method of roll grinding
US5976204A (en) Abrasive articles and method for preparing them
RU2586181C2 (en) Abrasive machining of billet
TW200419B (en)
EP2834040B1 (en) Abrasive particles, method of making abrasive particles, and abrasive articles
CN100402237C (en) Abrasive tools for grinding electronic components
CN110087832A (en) Abrasive product and preparation method thereof
JP2523971B2 (en) Abrasive article
KR101707286B1 (en) Agglomerate abrasive grain comprising incorporated hollow microspheres
CN102858496A (en) Ceramic shaped abrasive particles, methods of making the same, and abrasive articles containing the same
KR20070035106A (en) Centerless grinding method
JP2008030194A (en) Porous abrasive tool and its manufacturing method
WO1999028086A1 (en) Resinoid grinding wheel
US5834569A (en) Grinding wheel for flat glass beveling
EP3455033B1 (en) Abrasive articles and methods for forming same
JP2008137126A (en) Resinoid grinding wheel
KR20010110199A (en) Moldable abrasive pellets, their production and use
JP2010105103A (en) Polishing grinding wheel being fibrous and porous
JP3314213B2 (en) Resinoid grinding wheel and method of manufacturing the same
US20180178349A1 (en) Abrasive articles and methods for forming same
CN114434345A (en) Abrasive article and method of forming the same
JPH038907B2 (en)
JP2003039330A (en) Grinding tool

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080603