JP4357173B2 - Polyurea elastic abrasive and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

【００１０】
（式中Ｒは、ｎ価の平均分子量２００以上のポリアルキレンポリオール、ポリアルキレンエーテルポリオール又はポリアルキレンエステルポリオールの残基を表わし、ｎは２又は３を表わす。但し、当該ポリアルキレン中に不飽和を含んでいてよい。）、
（６）前記芳香族ジアミン化合物が、４,４’−メチレンビス（２−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）、４,４’−メチレンビス（２,５−ジクロロアニリン）、４,４’−メチレンビス（３−クロロ−２,５−ジエチルアニリン）、トリメチレングリコールビス（４−アミノベンゾェート）、４−クロロ−３,５ジアミノ−ベンゾイックアシッドイソブチルエステル、３,５−ジメチルチオ−２,４−トルエンジアミン、３,５−ジメチルチオ−２,６−トルエンジアミン、４,４’−メチレンビス（メチルアンスラアニレート）、１,２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタンからなる群より選択される少なくとも１種の芳香族ジアミン化合物であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれか１項に記載のポリ尿素弾性研削材、
（７）前記芳香族ジアミン類中の芳香族ジアミン化合物の含有量が５０質量％以下であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれか１項に記載のポリ尿素弾性研削材、
（８）粗研削から精密研削のいずれかの研削用であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれか１項に記載のポリ尿素弾性研削材、
（９）前記研削材の表面に溝を設けたことを特徴とする（１）〜（８）のいずれか１項に記載のポリ尿素弾性研削材、
（１０）芳香族ジアミンオリゴマーと芳香族ジアミン化合物を含む硬化剤成分に砥粒を分散混合し、これにポリイソシアネートの主剤成分とを室温で混合し、加熱反応せしめることを特徴とする（１）〜（９）のいずれか１項に記載のポリ尿素弾性研削材の製造方法、
（１１）（１）〜（９）のいずれか１項に記載のポリ尿素弾性研削材を用いて乾式または湿式研削することを特徴とする研削方法
を提供するものである。
本発明において「研削」とは、砥石がワーク（加工材）表面をわずかずつ削りとる一種の高速切削を示し、研摩より鋭利な削り方を意味するものである。また、「研摩」とは、砥石がワーク表面を研削より少ない削り方をし、ならし、みがき、ツヤ出しする作用を意味するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において、主剤成分とするポリイソシアネートとしては、任意のポリイソシアネートが使用可能であり、例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ＭＤＩポリマー、ポリフェニレンポリイソシアネート（クルードＭＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ、カルボジイミド変性ＭＤＩポリマー、シクロヘキサンジイソシアネート（ＣＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニレンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、フェニレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）及びそれらの混合物、ヘキサメチレンジイソシアネートのダイマー（ウレチジオン結合体）、トリマー（イソシアヌレート結合体）又はそれらの混合物等を単独又は併用して使用することができる。また、ポリイソシアネートの一部をポリエーテル又はポリエステル又はポリブタジエンポリオールと反応させ、プレポリマー化したものも使用できる。
【００１２】
本発明の硬化剤成分である芳香族ジアミン類のうち、下記式（Ｉ）で表わされる芳香族ジアミンオリゴマーとしては、一般にポリオールとパラニトロ安息香酸クロライドと反応させ、次いでニトロ基を還元することにより合成する方法か、又は、ポリオールとアミノ安息香酸アルキルエステルとを反応させるかのいずれかで合成されるものが挙げられる。
【００１３】
【化３】

【００１４】
（式中Ｒは、ｎ価の平均分子量２００以上のポリアルキレンポリオール、ポリアルキレンエーテルポリオール又はポリアルキレンエステルポリオールの残基を表わし、ｎは２又は３を表わす。但し、当該ポリアルキレン中に不飽和を含んでいてよい。）
【００１５】
この反応で使用するポリオールとしては、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリプロピレンエーテルグリコール、プロピレンオキシドとエチレンオキシドの共重体のグリコール等、ポリエーテルポリオール；また、ポリエチレンアジペートポリオール、ポリブチレンアジペートポリオール、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトンから誘導されるラクトン系ポリエステルポリオール、３−メチルペンタンジオールとアジピン酸の反応より得られるアジペート系ポリオール等ポリエステルポリオール；更に、ポリブタジエン系ポリオール等ポリアルキレンポリオールがある。
この芳香族ジアミンオリゴマーの末端基は、アミノ基が一般的であるが、場合により、水酸基を含有していても良いし、又は一部両末端が水酸基として残存していても使用できる。また、場合により主鎖の一部にアミド基を含有していて良い。
【００１６】
この芳香族ジアミンオリゴマーは市販品として入手可能である。ポリオールとして例えばポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）を原料とした芳香族ジアミンオリゴマーとしては、エアプロダクトアンドケミカル社より市販されているバーサリングＰ−２５０（ポリオール分子量２５０）、バーサリンクＰ−６５０（ポリオール分子量６５０）、バーサリンクＰ−１０００（ポリオール分子量１０００）（いずれも、商品名）が、また、イハラケミカル工業社製の市販品として、エラスマー１０００（ポレアＳ−１００Ａ）（ポリオール分子量１０００）、これを低融点に変性したポレアＳＬ−１００Ａ（ポリオール分子量１０００）（いずれも商品名）の他、ポリオールとしてポリエステルポリオールを原料としたエラスマー１０００ＥＳ（ポリオール分子量１０００）（いずれも、商品名）が挙げられる。これらの芳香族ジアミンオリゴマーは、１種又は２種以上を組み合わせても使用できる。
【００１７】
本発明における硬化剤成分の芳香族ジアミン類において、上記芳香族ジアミンオリゴマーに混合して芳香族ジアミン化合物を使用する。使用することができる芳香族ジアミン化合物としては、
４，４’−メチレンビス（２−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）、
４，４’−メチレンビス（２，５−ジクロロアニリン）、
４，４’−メチレンビス（３−クロロ−２，５−ジエチレンアニリン）、
４，４’−メチレンビス（メチルアンスラアニレート）、
トリメチレングリコールビス（４−アミノベンゾエート）、
４−クロロ−３，５−ジアミノ−ベンゾイックアシッドイソブチルエステル、
３，５−ジメチルチオ−２，４−トルエンジアミン、
３，５−ジメチルチオ−２，６−トルエンジアミン、
１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン
等があり、これらは１種又は２種以上混合しても使用できる。
【００１８】
また、これらの芳香族ジアミン化合物は芳香族ジアミン類中５０質量％以下の量で使用され、好ましくは５〜５０質量％である。芳香族ジアミン化合物の併用により、硬化させて得られる研削材の耐熱性を上げることができる。また併用により、発泡倍率を高くしたときもフォーム体のコアの弾性が低下することなく、研削効果を示し、さらにフォームの歪みが大きくならず、一定の研削効果が得られる。さらに成形物の成形後の収縮が防がれ、安定な生産ができる。芳香族ジアミン化合物が多すぎると可使時間が非常に短くなり、生産性に欠ける。
【００１９】
本発明において、イソシアネートである主剤成分と、芳香族ジアミン類を含有する硬化剤成分とのイソシアネート基とアミノ基のモル比（ＮＣＯ／ＮＨ₂ ）は０．８〜１．５の範囲で使用できる。このモル比が０．８未満では硬化研削材（ポリ尿素樹脂）の軟化点の低下を起し、耐熱性の低下となり好ましくない。
また、モル比が１．５を越えると得られるポリ尿素樹脂のゴム弾性がとぼしくなり、硬く、もろくなって弾性体研削材として好ましくない。
したがって、より好ましいモル比の範囲は０．９〜１．４の範囲である。
【００２０】
本発明には、硬化剤成分に発泡剤を含むことができる。発泡剤としては、例えば、ＨＣＦＣ−１４１ｂ（ＣＨ₃ Ｃｌ₂ Ｆ）、ＨＦＣ−２４５ｆａ（ＣＦ₃ ＣＨ₂ ＣＨＦ₂ ）、ＨＦＣ−１３４ａ（ＣＨ₂ ＦＣＦ₃ ）、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ（ＣＦ₃ ＣＨ₂ ＣＦ₂ ＣＨ₃ ）、ｎ−ペンタン、シクロペンタン、水等が使用でき、また、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、トルエン等の有機溶媒も発泡剤として使用できる。その１種又は２種以上を併用しても使用できる。使用量としては、砥粒を除いた硬化剤成分中４０質量％以下が適当である。
【００２１】
また、硬化前の主剤成分と硬化剤成分と砥粒との混合物の体積で硬化後の研削材の体積を除した発泡倍率αは、１．０≦α＜１．２、さらに好ましくは、１．０≦α＜１．１の範囲である。
即ち、無発泡又は微少発泡領域では、研削材が非常に硬質となり、高発泡研削材に比べて砥粒濃度も高くなり、これにより強い研削性が得られることとなる。なおここで、微小発泡とは１．０＜α＜１．２をいうものである。
【００２２】
また、研削材の密度βは、１．０ｇ／ｃｍ^３＜β＜３．０ｇ／ｃｍ^３の高密度範囲が好適であり、１．７ｇ／ｃｍ^３＜β＜２．８ｇ／ｃｍ^３がさらに好ましい。砥粒濃度を上げることにより高密度の砥石を得ることが可能となり、強い研削性が得られることとなる。逆に密度が１．０ｇ／ｃｍ^３以下になることは、発泡倍率を上げたり、砥粒濃度を下げることとなり、研削力を落とすこととなり、好ましくない。
【００２３】
本発明の研削材は、硬質かつ高密度で適度なゴム弾性を有する。研削材の曲げ弾性率は１００ｋｇ／ｍｍ^２〜４００ｋｇ／ｍｍ^２、好ましくは１５０ｋｇ／ｍｍ^２〜３５０ｋｇ／ｍｍ^２である。弾性率が大きすぎると表面粗さを小さくするのが著しく困難になり、逆に弾性率が小さすぎると研削性を大きく低下することになり好ましくない。
また、本発明の研削材は強い研削性を得るために、硬度（ショアＤ）は、好ましくは５０〜９０、さらに好ましくは６５〜８７である。
【００２４】
硬化剤成分中の可塑剤としては、例えばジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、シアセチルフタレート（ＤＡＰ）、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）、トリエチレングリコールジベンゾェート、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、芳香族炭化水素系オイル等が使用できるが、これらに制限されるものではない。
また、可塑剤の使用量としては、発泡剤及び砥粒を除いた樹脂成分トータル量中で２０質量％以下が好ましく、２０質量％以上使用すると、可塑効果が大きくなり砥石の硬度及び耐熱性を落とすこととなり、好ましくない。
本発明において形成される発泡体の気泡は、通常、独立気泡であっても、連続気泡であってもよい。
【００２５】
また硬化剤成分中の整泡剤としては、例えば、シリコーン系整泡剤が使用可能であり、例えば、日本ユニカー社製のＳＺ−１６０５、ＳＺ−１９２３、ＳＺ−１９３２、ＳＺ−１６８０、Ｌ−５３０２、Ｌ−５３４０、また東レダウコーニングシリコーン社製のＳＦ−２９０８、ＳＨ−１９０、ＳＨ−１９２、またゴールドシュミット社製ＴＥＧＯＳＴＡＢ−８４３３、Ｂ−８４６５（いずれも商品名）等が使用できる。
また、使用量としては特に制限はないが砥粒を除いた硬化剤成分中６質量％以内で使用することが適当である。
また、上記整泡剤と消泡剤を一部併用し、セル（気泡を形作っている樹脂部分）を粗くした発泡砥石は、研削性を上げる方法として有効である。この際使用できる消泡剤としては、一般に使用されているものが使用でき特に限定はないが、たとえばシリコン系消泡剤としてバイエル社製バイシロンＶ（商品名）、ビニル系重合体を消泡剤とする楠本化成社製Ｐ４２０（商品名）等が使用できる。
【００２６】
硬化剤成分中の硬化触媒としては、アミン系のものとして例えば、トリエチレンジアミン及びこれをグリコール溶媒に溶解したもの、例えば三共エアプロダクト社製 ＤＡＢＣＯ−１０２７、ＤＡＢＣＯ−１０２８、ＤＡＢＣＯ−３３ＬＶ（以上、いずれも商品名）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル）エーテル等が挙げられ、また有機酸の塩としては、酢酸カリウム塩、シュウ酸カリウム塩等が挙げられ、さらに有機金属触媒としてジブチルチンジラウレート、スタナースオクテート等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。
これらは１種又は２種以上併用して使用することもできる。使用量としては、砥粒を除いた硬化剤成分中５質量％以内で使用することが適当である。
【００２７】
本発明の研削材における砥粒としては、ホワイトアランダム（ＷＡ）、アランダム（Ａ）等のアルミナ系砥粒、グリーンカーボランダム（ＧＣ）、カーボランダム（Ｃ）等の炭化珪素系砥粒、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）等の粒子からなる砥粒、酸化クロム、酸化スズ、酸化セリウム、酸化鉄、酸化ジルコニウム等の粒子からなる砥粒を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を使用することができる。
また、軟質砥粒である炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、４ケイ素雲母等も使用することができる。
【００２８】
砥粒の粒度としては、砥石の目的又は用途に応じて種々のメッシュサイズのものを用いることができ、特に制限はない。
また、砥粒の使用量は、ポリイソシアネートの主剤成分と硬化剤成分との合計から硬化触媒・発泡剤・整泡剤・可塑剤とを除いた樹脂成分のトータル量中で１５〜９０質量％以下で使用できる。砥粒の使用量が１５％以下になると研削性が低下し、９０％以上になると砥石の弾性が低下し、また、脆くなり、強い研削性が得られなくなり好ましくない。より好ましい濃度としては、３０〜８５質量％である。
【００２９】
その他、自己潤滑剤としてフッ素樹脂パウダー、ポリエチレンパウダーを硬化剤成分中に１０質量％以下で添加することができる。
また、摩擦調整剤として、ゴムダスト、カシューダスト等、硫酸バリウム、黒鉛、三硫化アンチモン、マイカ、ジルコニア、シリカ、アルミナ炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなども添加することができる。
【００３０】
本発明の研削材にはさらに、無機充填剤として、酸化クロム、酸化チタン、ベンガラ、酸化鉄、黒鉛などの顔料；炭酸カルシウム、クリオライト（氷晶石）、弗化カルシウム；ヒンダードアミン系、ヒンダードフェノール系、ベンゾチアゾール系等の安定剤、色分れ防止剤、分散剤、沈降防止剤、増粘度などの添加剤を添加することができる。
また、繊維系物質としてポリエステル繊維、ポリアミド繊維、羊毛、コットン等の天然繊維の１種又は２種以上を配合しても良い。配合する繊維は、通常長さ０．１〜５ｍｍ程度、直径０．５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００３１】
一方、本発明の研削材は、表面に溝加工して使用することができる。
溝加工の方法としては、特に制限するものではなく、格子状（図２参照）、放射状（図３参照）、ラセン状（図４参照）等に研削材１に溝２を加工するものであり、これを加工することにより、研削力の維持又は持続が可能となり、ドレッシング間隔を大幅に伸ばす効果が得られる。なお、図２〜４で３は穴である。
【００３２】
本発明の研削材は、上記したごときポリイソシアネートからなる主剤成分と、芳香族ジアミン類、他からなる硬化剤成分と砥粒との混合物を無発泡又は微少発泡し硬化せしめることにより得られる。好ましくは、芳香族ジアミン類からなる硬化剤成分に砥粒を分散混合し、これにポリイソシアネートの主剤成分とを室温で混合し、加熱反応せしめることである。より好ましくは、ポリイソシアネートからなる主剤成分と芳香族ジアミン類、他からなる硬化剤成分及び砥粒とを１０〜４０℃程度の室温で数十秒間混合し、３０〜８０℃の範囲内に予熱したモールドに注入し、この温度で１５〜６０分硬化し、脱型し無発泡又は微少発泡した研削材を得る。そして、更に８０〜１７０℃の範囲内の温度で後硬化し、その後室温にもどし、成形操作を完了する。また、自動混合注型機を用いても製造できる。
【００３３】
本発明の研削材を具体的に用いる一例としては、この無発泡又は微少発泡した成形体を０．５〜５ｍｍの板状にスライスし、両面テープ又はマジックテープ（商品名）を片面に取り付け、電動サンダー又はグラインダー等のディスクに固定し、研削材として使用するものである。
また、本発明の弾性研削材は、円筒型モールドにより成形した研磨用ロール、軸を付けて成形した軸付き砥石、スライスした弾性砥石材を布等に両面テープ又は接着剤で取り付けるか又は一体成形して得られるベルト状砥石、その他必要に応じた形態にし、あらゆる研削方法に適用し得るものである。
【００３４】
更に、スライスしたポリ尿素弾性研削材の片面に所望の砥粒をポリ尿素系接着材、エポキシ系接着材又はゴム系接着材を用いてコートした研削材として適用することができる。
また、固形砥粒及び研削油と併用したり、固形砥粒を灯油又は研削油等に分散した分散液と併用し使用することもできる。
【００３５】
このようにして得られたポリ尿素弾性研削材は、乾式及び湿式のいずれの研削にも使用でき、粗研削から精密研削に好ましく適用できるものである。ここで、粗研削とは、砥粒の種類（番手）２０〜９０のいずれかを使用しワーク表面の切削を行なうことである。また、精密研削とは、砥粒の種類（番手）６００以上のいずれかを使用しワーク表面の切削を行なうことである。粗研削から精密研削の中間の研削としては、砥粒の種類（番手）１００〜６００のいずれかを使用してワーク表面の切削を行なう研削がある。
【００３６】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。
尚、ポリイソシアネートの主剤成分及び芳香族ジアミン類他からなる硬化剤成分には、下記のものを用いた。
（１）ポリイソシアネート成分
・１４３Ｌ；液状ＭＤＩ〔三菱化学社製〕ＮＣＯ含有量２９．０％
・ＰＡＰＩ−１３５；クルードＭＤＩ〔三菱化学社製〕ＮＣＯ含有量３１．０％
（２）硬化剤成分
（芳香族ジアミンオリゴマー）
・エラスマー１０００；ポリ（テトラメチレンオキシド）−ジ−Ｐ−アミノベンゾェート〔イハラケミカル工業社製〕アミン価９２．６ＫＯＨｍｇ/ｇ
（芳香族ジアミン化合物）
・ＭＯＣＡ；４,４’-メチレンビス（２−クロロアニリン）〔イハラケミカル工業社製〕アミン価４２０ＫＯＨｍｇ/ｇ
・ＣＵＡ−４；トリメチレングリコールビス（４−アミノベンゾェート）〔エアプロダクトアンドケミカルズ・インコーポレーテッド社製〕アミン価３５７ＫＯＨmg/ｇ
・エタキュアー３００；３．５−ジメチルチオ−２．４−トルエンジアミンと３．５ジメチルチオ−２．６−トルエンジアミンの混合比８：２の混合物〔エチルコーポレーション社製〕アミン価５２４ＫＯＨｍｇ/ｇ
（反応触媒）
・ＤＡＢＣＯ−３３ＬＶ；トリエチレンジアミン溶液（触媒）〔三共エアプロダクト社製〕含有量３３％、溶媒；ジプロピレングリコール
・ＴＯＹＯＣＡＴ−ＥＴ；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルエーテル〔東ソー社製〕
（整泡剤）
・Ｂ−８４３３；シリコーン系整泡剤〔ゴールドシュミット社製〕
・ＳＺ−１９３２；シリコーン系整泡剤〔日本ユニカー社製〕
（発泡剤）
・ＨＦＣ−１４１ｂ；１．１−ジクロロ−１−フルオロエタン〔セントラル硝子社製〕
・水
（砥粒）
・グリーンカーボランダム〔フジミインコーポレーテッド社製〕
ＧＣ−３６（＃３６）、ＧＣ−６０（＃６０）、ＧＣ−２２０（＃２２０）、ＧＣ−４００（＃４００）、ＧＣ−１０００（＃１０００）、ＧＣ−３０００（＃３０００）、ＧＣ−８０００（＃８０００）
・ダイヤモンド砥粒〔アサヒダイヤモンド工業社製〕Ｄ−６００（＃６００）
（可塑剤）
・Ｄ・Ｏ・Ｐ；ジオクチルフタレート〔ナカライテスク社製〕
【００３７】
〔実施例１〜１０〕
表１〜３に示す各実施例における各成分の配合量及び反応条件に従って研削材を製造した。実施例１〜１０の物性（密度、弾性率、硬度）、面粗度、ワークの減量については、表１〜３に明記したとおりである。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【表２】

【００４０】
【表３】

【００４１】
〔製造方法〕
以下に研削材の製造方法について詳細に示す。
芳香族ジアミンオリゴマーであるエラスマー１０００に各種芳香族ジアミン化合物の所定量を計量し、１００〜１３０℃に加熱し、当該芳香族ジアミン化合物を完全に溶解し、室温まで冷却した。次いで各種触媒、整泡剤、発泡剤、可塑剤を表に示した所定量にしたがって加え、よく混合し、これに各種砥粒の所定量を加えよく混合し、これを硬化剤成分とした。
これに、ポリイソシアネートとして、１４３Ｌ又はＰＡＰＩ−１３５を主剤成分として所定量を加え、すばやく均一に混合し、２０〜４０℃の上部がオープンになったモールド（内径１１０ｍｍφ、高さ２００ｍｍ）に注入し、同温度で３０〜６０分硬化した。その後脱型し、１１０〜１３０℃に設定された恒温槽で３時間硬化し、室温まで冷却し、研削材を得た。
なお、実施例１０の研削材は、実施例９の研削材の表面に幅２ｍｍ、深さ２ｍｍの溝を５ｍｍ間隔で縦横に溝加工したものである。図５は、実施例１０の研削材の拡大した平面図（ａ）とその断面図（ｂ）を示すものである。黒く示した部分が溝である。また、図中に示した数値の単位はｍｍである。
【００４２】
〔反応条件〕
表−１〜３に明記した反応条件については、以下の方法にしたがって算出した。
・砥粒濃度；砥粒配合量を砥粒配合量にポリイソシアネート配合量及び芳香族ジアミンオリゴマーと芳香族ジアミン化合物からなる硬化剤成分配合量をプラスしたトータル量で割り、パーセントで示した。
・ＮＣＯｉｎｄｅｘ；イソシアネートの濃度を硬化剤のアミノ基濃度と発泡剤とした水の活性基濃度とのトータル量で割ったもので示した。
・発泡倍率；各表に明記した組成下での無発泡の研削材の密度を各実施例で得られた研削材の密度で割ったもので示した。
【００４３】
〔物性〕
表−１〜３に明記した物性については、以下の方法にしたがって算出した。
・密度；成形した研削材の上部を平らにカットし、この体積と質量より求めた。
・硬度；ＪＩＳ Ｋ−６３０１に準じて、硬度計ｓｈｏｒｅ Ｄ型で測定した。
・曲げ弾性率；金型により長さ８５ｍｍ×幅５５ｍｍ×厚さ４ｍｍの板状成形物を得た。これを長手方向に幅１０ｍｍにカットし、テストピース８５ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍを得た。これをＪＩＳ Ｋ−７２０３（硬質プラスチックの曲げ試験方法）に準じて測定した。
【００４４】
〔研削試験〕
表−１〜３の実施例で得られた円柱状研削材をバンドソーでカットし、断面１１０ｍｍφで厚さ４ｍｍのシートとした。この片面に両面テープを貼り、外径１００ｍｍφ、内径５０ｍｍφのカッターで打ち抜き、円盤状シートとした。これを１００ｍｍφ刃物グライダーの持具に固定し、表面が鏡面研磨されたアルミニウム板（厚さ５ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ５０ｍｍ）上を幅方向に一定圧力、一定速度で３回研削し、研削前のアルミ板重量と研削後のアルミ板重量の差から研削量（ワーク減量、単位：ｍｇ）を算出した。
その後、テーラーホブソン社製タイサーフ６(商品名)の面粗度計を用いて表面粗度を測定した。尚、表では、平均面粗度をＲaで示し、最大面粗度をＲyで示した。
【００４５】
〔比較例１〜２〕
表−１に明記した配合及び反応条件に従い、実施例１〜１０と同じ製造方法で各種研削材を得た。その後、各実施例と同様に研削試験を行った。
【００４６】
表−１から明らかなように砥粒径の大きなものから微細なものまでワークの明確な減量に伴い明確な面粗度を示している。特に表−１の実施例５、６表−２の７，８では、従来研削が困難とされた微細砥粒系（＃１０００〜＃８０００）で明確な面粗度が示されており、本発明の研削材は、砥粒の大きなものから微細の粒子径まで広い範囲で優れた研削性を有することを示している。
【００４７】
〔比較例３〜５〕
表−４に明記した各種サンドクロスを外径１００ｍｍφ内径５０ｍｍφにカットし、裏面に両面テープを貼り、これを１００ｍｍφ刃物グラインダーのディスクに固定し、前記した研削試験に従って、その研削性を評価した。
【００４８】
【表４】

【００４９】
表−１の実施例３〜４と比較例１〜２を比較すると、実施例３〜４の方が、極めて大きなワーク減量を示している。比較例１〜２は、先願（特開２００２−２６４０２１号公報）の発明の砥石材に相当するものである。従って、本発明の研削材は、特開２００２−２６４０２１号公報記載の発明の砥石材に比べ、研削力が大きく、研削材として優れていることが示されれている。
次に、実施例１〜３とサンドクロスを用いた比較例３〜５を比較すると、実施例１〜３のワーク減量は、対応する比較例とほぼ近似する値を示し、研削力はほぼ同様であるが、得られる面粗度は、明らかに小さいことを示している。このことから、本発明が一般の研削用砥石と比べ、明らかに優れた研削性を有することがわかる。
なお、図１（ａ）は、研削試験における、実施例２の面粗度チャートを示し、図１（ｂ）は比較例４の面粗度チャートを示している。倍率はそれぞれ縦×２０００、横×５である。図１（ａ）におけるＲａは０．６７μｍ、Ｒｙは４．６μｍである。また、図１（ｂ）におけるＲａは１．５６μｍ、Ｒｙは１２．４μｍである。
【００５０】
また、本発明の実施例９と１０を比較して明らかなように、本発明の研削材は、溝加工することにより研削力の維持、持続性に有効である。
即ち、本発明の研削材に溝加工することは、研削力の持続性に相乗効果を持つことを示している。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の無発泡又は微小発泡で高密度の弾性研削材は、耐摩耗性、耐熱性に優れ、ゴム弾性を有し、湿式又は乾式研削における粗研削から精密研削のすべての研削に対して優れた効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）実施例２及び（ｂ）比較例４の研削材を用いた研削試験による面粗度チャートである。
【図２】格子状に溝加工した研削材の平面図である。
【図３】放射状に溝加工した研削材の平面図である。
【図４】ラセン状に溝加工した研削材の平面図である。
【図５】実施例１０の研削材の拡大した平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１ 研削材
２ 溝
３ 穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes grinding of metals, stainless steel, titanium alloys, glass, minerals, stones, ceramics and plastics, hard disk substrates for computers, wafers and printed boards for semiconductor devices, laminates, lenses, surfaces of precision machine parts, optical fibers The present invention relates to a grinding material such as an end face and a sheet metal painted surface. Particularly preferably, the present invention relates to a grinding material suitable for rough grinding to precision grinding and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
In general, a grindstone is made of a phenol resin, epoxy resin, polyester resin, NBR, chloroprene rubber, polyvinyl alcohol resin, polyurethane resin, and recently, a polyurea resin or the like as a binder, and abrasive grains and, if necessary, a filler, a plasticizer. It is manufactured by mixing a foaming agent, a thickener, a color pigment, and the like, followed by curing and molding.
A grindstone manufactured in this way mainly consists of a binder, abrasive grains, and pores (or grooving), and its performance, that is, grindability, surface roughness, and durability, greatly depends on these types and balances. In addition, the grindstone that is originally ideal is required to have strong grindability, small surface roughness, and durability that can withstand long-term use.
[0003]
However, phenolic resin, epoxy resin, and polyester resin-based binders have a strong fixing force for abrasive grains, but they are hard and brittle, so wear due to grinding stones is severe, lack of durability, and scratches are caused by grinding stones. Many have the disadvantage of high surface roughness.
In addition, rubber-based binders such as NBR and chloroprene have a drawback that the grindability is poor because the fixing force of the abrasive grains is weak. Therefore, a composite grindstone in which abrasive grains are compounded with a phenol resin or the like has been developed. However, while this composite grindstone exhibits strong grindability, it has a drawback that the surface roughness obtained is increased due to frequent occurrence of scratches due to the removal of the composite abrasive grains.
In addition, in the polyvinyl alcohol resin-based binder, the abrasive grains are weakly brittle, brittle, hygroscopic, and lacks heat resistance, so in dry grinding, the grindstone is heavily consumed and tends to cause welding on the ground surface. Moreover, unstable grindability is given by humidity. Furthermore, in wet grinding, there is a drawback that the degree of swelling is large and the rigidity of the grindstone is greatly reduced, making it unusable.
In addition, polyurethane resin-based grindstones have strong abrasive fixing strength and excellent wear resistance, but lack heat resistance, so dry grinding causes welding on the ground surface, soiling the ground surface, and grindability. It has not been put into practical use because it lacks stability. At present, it is only put to practical use only by wet grinding.
[0004]
In recent years, a method using a polyurea resin having excellent wear resistance and heat resistance as a binder has also been proposed.
For example, it is a method in which abrasive grains are fixed with polyurea resin, air is mixed into the pores during agitation to form pores, and heating and pressure molding are performed to obtain a grindstone material.
However, the grindstone obtained by this method is hard and brittle and does not have flexibility, so it has grindability, but has a drawback that it has high surface roughness and lacks durability (for example, Patent Document 1).
On the other hand, there is also a method for practical use of an elastic grindstone in which polyurea resin containing abrasive grains is greatly foamed, but because the foaming ratio is large and the density of the grindstone is low, it has an excellent effect on polishability or precision grindability On the other hand, it has a drawback of lack of grindability (see, for example, Patent Document 2).
[0005]
As mentioned above, although the grindstone that has been put to practical use or proposed has been described, there is nothing that can satisfy the strong grindability, small surface roughness, and durability that can be used for a long time, which are originally required for a grindstone. Currently.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 11-291175 A
[Patent Document 2]
JP 2002-264221 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a strong grinding force over a wide range from rough grinding to precision grinding, with a small surface roughness and a long durability, that is, an elastic grinding material having excellent grindability and its It is to provide a manufacturing method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
YouIn other words, the present invention
(1) A polyurea elastic abrasive obtained by curing a mixture of a main component component comprising polyisocyanate, a curing agent component comprising aromatic diamines, and abrasive grains, wherein the aromatic diamines are aromatic diamine oligomers It is a mixture of aromatic diamine compounds, the expansion ratio α is 1.0 ≦ α <1.2, and the flexural modulus of the abrasive is 100 kg / mm.²~ 400kg / mm² And theThe density β of the abrasive is 1.0 g / cm³<Β <3.0 g / cm³It is characterized by beingRuRiurea elastic abrasive,
(2) The curing agent component further includes a foaming agent.(1)Polyurea elastic abrasive according to item,
(3) The curing agent component further includes a foaming agent, a foam stabilizer, a curing catalyst and a plasticizer.(1)Polyurea elastic abrasive according to item,
(4) The abrasive grains are contained in the resin component excluding the foaming agent, foam stabilizer, curing catalyst and plasticizer from the total of the main component and curing agent component of polyisocyanate in the range of 15 to 90% by mass. Characterized by (3The polyurea elastic abrasive according to the item),
(5) The aromatic diamine oligomer is a diamine oligomer represented by the formula (I):4The polyurea elastic abrasive according to any one of
[0009]
[Chemical formula 2]

[0010]
(In the formula, R represents a residue of an n-valent polyalkylene polyol, polyalkylene ether polyol or polyalkylene ester polyol having an average molecular weight of 200 or more, and n represents 2 or 3, provided that the polyalkylene is unsaturated. ),
(6) The aromatic diamine compound is 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline),
4,4′-methylenebis (2,3-dichloroaniline), 4,4′-methylenebis (2,5-dichloroaniline), 4,4′-methylenebis (3-chloro-2,5-diethylaniline), tri Methylene glycol bis (4-aminobenzoate), 4-chloro-3,5diamino-benzoic acid isobutyl ester, 3,5-dimethylthio-2,4-toluenediamine, 3,5-dimethylthio-2,6-toluene It is at least one aromatic diamine compound selected from the group consisting of diamine, 4,4′-methylenebis (methylanthraanilate), 1,2-bis (2-aminophenylthio) ethane. (1) to (5The polyurea elastic abrasive according to any one of
(7The content of the aromatic diamine compound in the aromatic diamines is 50% by mass or less (1) to (1)6The polyurea elastic abrasive according to any one of
(8(1)-((1) to (1) characterized by being for grinding of either rough grinding or precision grinding7The polyurea elastic abrasive according to any one of
(9(1) to (1), characterized in that grooves are provided on the surface of the abrasive.8The polyurea elastic abrasive according to any one of
(10) Abrasive grains are dispersed and mixed in a curing agent component containing an aromatic diamine oligomer and an aromatic diamine compound, and this is mixed with a main component component of polyisocyanate at room temperature, followed by heating reaction.9) For producing a polyurea elastic abrasive according to any one of
(11) (1)-(9), A dry grinding method or a wet grinding method using the polyurea elastic abrasive material according to claim 1.
Is to provide.
  In the present invention, “grinding” refers to a kind of high-speed cutting in which a grindstone scrapes the surface of a workpiece (workpiece) little by little, and means a sharper method than grinding. Further, “polishing” means an action in which a grindstone sharpens, polishes, and polishes a work surface less than grinding.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, any polyisocyanate can be used as the polyisocyanate as the main component. For example, toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), MDI polymer, polyphenylene polyisocyanate (crude MDI), carbodiimide modification MDI, carbodiimide-modified MDI polymer, cyclohexane diisocyanate (CHDI), isophorone diisocyanate (IPDI), naphthalene diisocyanate (NDI), 3,3′-dimethyl-4,4′-diphenylene diisocyanate (TODI), phenylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate (PPDI) and mixtures thereof, hexamethylene diisocyanate dimer (uretidione conjugate), Mer (isocyanurate conjugate) or mixtures thereof and the like can be used alone or in combination of. Further, a prepolymer obtained by reacting a part of polyisocyanate with polyether, polyester or polybutadiene polyol can also be used.
[0012]
Among the aromatic diamines that are the curing agent component of the present invention, the aromatic diamine oligomer represented by the following formula (I) is generally synthesized by reacting a polyol with paranitrobenzoic acid chloride and then reducing the nitro group. Or those synthesized by reacting a polyol with an aminobenzoic acid alkyl ester.
[0013]
[Chemical 3]

[0014]
(In the formula, R represents a residue of an n-valent polyalkylene polyol, polyalkylene ether polyol or polyalkylene ester polyol having an average molecular weight of 200 or more, and n represents 2 or 3, provided that the polyalkylene is unsaturated. May be included.)
[0015]
Polyols used in this reaction include polytetramethylene ether glycol, polypropylene ether glycol, glycols of a copolymer of propylene oxide and ethylene oxide, polyether polyols; polyethylene adipate polyol, polybutylene adipate polyol, ε-caprolactone, γ -Lactone polyester polyols derived from butyrolactone, polyester polyols such as adipate polyols obtained by the reaction of 3-methylpentanediol and adipic acid; and polyalkylene polyols such as polybutadiene polyols.
The terminal group of the aromatic diamine oligomer is generally an amino group, but may optionally contain a hydroxyl group, or may be used even if both ends remain as hydroxyl groups. In some cases, an amide group may be contained in a part of the main chain.
[0016]
This aromatic diamine oligomer is commercially available. As the polyol, for example, aromatic diamine oligomers using polytetramethylene ether glycol (PTMEG) as a raw material include Versaring P-250 (polyol molecular weight 250), Versalink P-650 (polyol) commercially available from Air Products and Chemicals, Inc. Molecular weight 650), Versalink P-1000 (polyol molecular weight 1000) (both are trade names), and Elastomer 1000 (Porea S-100A) (polyol molecular weight 1000) as a commercial product manufactured by Ihara Chemical Industry Co., Ltd. Polyester SL-100A (polyol molecular weight 1000) (both trade names) modified with a low melting point, and elastomer 1000ES (polyol molecular weight 1000) (polyol molecular weight 1000) (polyol molecular weight raw material) ), And the like. These aromatic diamine oligomers can be used singly or in combination of two or more.
[0017]
  In the aromatic diamine as a curing agent component in the present invention, an aromatic diamine compound is used by mixing with the aromatic diamine oligomer.TheAs an aromatic diamine compound that can be used,
      4,4'-methylenebis (2-chloroaniline),
      4,4'-methylenebis (2,3-dichloroaniline),
      4,4'-methylenebis (2,5-dichloroaniline),
      4,4'-methylenebis (3-chloro-2,5-diethyleneaniline),
      4,4'-methylenebis (methylanthraanilate),
      Trimethylene glycol bis (4-aminobenzoate),
      4-chloro-3,5-diamino-benzoic acid isobutyl ester,
      3,5-dimethylthio-2,4-toluenediamine,
      3,5-dimethylthio-2,6-toluenediamine,
      1,2-bis (2-aminophenylthio) ethane
These may be used alone or in combination of two or more.
[0018]
These aromatic diamine compounds are used in an amount of 50% by mass or less, preferably 5 to 50% by mass, in the aromatic diamines. The combined use of the aromatic diamine compound can increase the heat resistance of the abrasive obtained by curing. Moreover, by using together, even when the expansion ratio is increased, the elasticity of the core of the foam body is not lowered, and the grinding effect is exhibited. Further, the foam distortion is not increased, and a constant grinding effect is obtained. Furthermore, shrinkage after molding of the molded product is prevented, and stable production can be achieved. If there are too many aromatic diamine compounds, the pot life will be very short and productivity will be lacking.
[0019]
In the present invention, the molar ratio of isocyanate group to amino group (NCO / NH) of the main agent component which is isocyanate and the curing agent component containing aromatic diamines.₂) Can be used in the range of 0.8 to 1.5. If the molar ratio is less than 0.8, the softening point of the hardened abrasive (polyurea resin) is lowered, and the heat resistance is lowered.
On the other hand, when the molar ratio exceeds 1.5, the rubber elasticity of the obtained polyurea resin becomes dull and hard and brittle, which is not preferable as an elastic abrasive.
Therefore, a more preferable range of the molar ratio is from 0.9 to 1.4.
[0020]
In the present invention, the curing agent component may contain a foaming agent. Examples of the foaming agent include HCFC-141b (CH_ThreeCl₂F), HFC-245fa (CF_ThreeCH₂CHF₂), HFC-134a (CH₂FCF_Three), HFC-365mfc (CF_ThreeCH₂CF₂CH_Three), N-pentane, cyclopentane, water and the like, and organic solvents such as n-hexane, n-heptane, cyclohexane, cyclohexene and toluene can also be used as the blowing agent. One or two or more of them can be used in combination. As a usage-amount, 40 mass% or less is suitable in the hardening | curing agent component except an abrasive grain.
[0021]
Further, the expansion ratio α obtained by dividing the volume of the abrasive after curing by the volume of the mixture of the main component, the curing agent component and the abrasive grains before curing is 1.0 ≦ α <1.2, more preferably 1 The range is 0 ≦ α <1.1.
That is, in the non-foamed or micro-foamed region, the abrasive becomes very hard, and the abrasive grain concentration becomes higher than that of the highly foamed abrasive, thereby obtaining a strong grindability. Here, micro-foaming means 1.0 <α <1.2.
[0022]
The density β of the abrasive is 1.0 g / cm.³<Β <3.0 g / cm³A high density range of 1.7 g / cm is preferred.³<Β <2.8 g / cm³Is more preferable. By increasing the abrasive concentration, it is possible to obtain a high-density grindstone and to obtain strong grindability. Conversely, the density is 1.0 g / cm³The following is not preferable because the expansion ratio is increased or the abrasive concentration is decreased, and the grinding force is decreased.
[0023]
The abrasive of the present invention is hard and has a high density and appropriate rubber elasticity. The flexural modulus of the abrasive is 100 kg / mm²~ 400kg / mm², Preferably 150 kg / mm²~ 350kg / mm²It is. If the elastic modulus is too large, it is extremely difficult to reduce the surface roughness. Conversely, if the elastic modulus is too small, the grindability is greatly deteriorated, which is not preferable.
Moreover, in order that the abrasive of this invention may acquire strong grindability, hardness (Shore D) becomes like this. Preferably it is 50-90, More preferably, it is 65-87.
[0024]
Examples of the plasticizer in the curing agent component include dioctyl phthalate (DOP), dibutyl phthalate (DBP), cyacetyl phthalate (DAP), dioctyl adipate (DOA), triethylene glycol dibenzoate, pentaerythritol fatty acid ester, aromatic Hydrocarbon oils and the like can be used, but are not limited thereto.
In addition, the amount of plasticizer used is preferably 20% by mass or less in the total amount of resin components excluding the foaming agent and abrasive grains, and when 20% by mass or more is used, the plastic effect increases and the hardness and heat resistance of the grindstone are increased. It will drop, which is not preferable.
The foam bubbles formed in the present invention may usually be closed cells or open cells.
[0025]
As the foam stabilizer in the curing agent component, for example, a silicone foam stabilizer can be used. For example, SZ-1605, SZ-1923, SZ-1932, SZ-1680, L- 5302, L-5340, SF-2908, SH-190, SH-192 manufactured by Toray Dow Corning Silicone, TEGOSTAB-8433, B-8465 (all trade names) manufactured by Goldschmidt, etc. can be used.
Moreover, there is no restriction | limiting in particular as usage-amount, However, It is suitable to use within 6 mass% in the hardening | curing agent component except an abrasive grain.
In addition, a foaming grindstone in which a part of the foam stabilizer and the antifoaming agent is used in combination and the cells (resin portions forming the bubbles) are rough is effective as a method for improving grindability. As the antifoaming agent that can be used in this case, those commonly used can be used, and there is no particular limitation. P420 (trade name) manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd. can be used.
[0026]
Examples of the curing catalyst in the curing agent component include amine-based ones such as triethylenediamine and those dissolved in a glycol solvent, such as DABCO-1027, DABCO-1028, DABCO-33LV manufactured by Sankyo Air Products Co., Ltd. (Trade name), N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,6-hexanediamine, N, N-dimethylcyclohexylamine, (N, N-dimethylaminoethyl) ether, and the like. Examples of the acid salt include potassium acetate and potassium oxalate, and examples of the organic metal catalyst include dibutyltin dilaurate and stannous octate, but are not limited thereto.
These may be used alone or in combination of two or more. As a usage-amount, it is suitable to use within 5 mass% in the hardening | curing agent component except an abrasive grain.
[0027]
As abrasive grains in the abrasive of the present invention, alumina abrasive grains such as white alundum (WA) and alundum (A), silicon carbide abrasive grains such as green carborundum (GC) and carborundum (C), Abrasive grains made of particles such as diamond and cubic boron nitride (CBN), and abrasive grains made of particles of chromium oxide, tin oxide, cerium oxide, iron oxide, zirconium oxide, and the like can be mentioned. More than seeds can be used.
In addition, soft abrasive grains such as calcium carbonate, barium carbonate, barium sulfate, zinc oxide, tetrasilicon mica and the like can also be used.
[0028]
As the grain size of the abrasive grains, those having various mesh sizes can be used according to the purpose or application of the grindstone, and there is no particular limitation.
The amount of abrasive grains used is 15 to 90% by mass in the total amount of resin components excluding the curing catalyst, foaming agent, foam stabilizer and plasticizer from the total of the main component and curing agent component of polyisocyanate. Can be used in: If the amount of abrasive grains used is 15% or less, the grindability is lowered, and if it is 90% or more, the elasticity of the grindstone is lowered, and the grindstone becomes brittle. A more preferable concentration is 30 to 85% by mass.
[0029]
In addition, fluororesin powder and polyethylene powder can be added as a self-lubricating agent at 10% by mass or less in the curing agent component.
Further, as a friction modifier, rubber dust, cashew dust, etc., barium sulfate, graphite, antimony trisulfide, mica, zirconia, silica, calcium alumina carbonate, magnesium carbonate and the like can also be added.
[0030]
The abrasive of the present invention further contains, as an inorganic filler, pigments such as chromium oxide, titanium oxide, bengara, iron oxide, graphite; calcium carbonate, cryolite (cryolite), calcium fluoride; hindered amine, hindered Additives such as phenol-based and benzothiazole-based stabilizers, anti-color separation agents, dispersants, anti-settling agents, and thickening agents can be added.
Moreover, you may mix | blend 1 type (s) or 2 or more types of natural fibers, such as a polyester fiber, a polyamide fiber, wool, and cotton, as a fiber type material. It is preferable that the fibers to be blended have a length of about 0.1 to 5 mm and a diameter of about 0.5 mm.
[0031]
On the other hand, the abrasive according to the present invention can be used after grooving the surface.
The groove machining method is not particularly limited, and the groove 2 is machined into the abrasive 1 in a lattice shape (see FIG. 2), a radial shape (see FIG. 3), a spiral shape (see FIG. 4), or the like. By processing this, the grinding force can be maintained or sustained, and the effect of greatly extending the dressing interval can be obtained. 2 to 4, 3 is a hole.
[0032]
The abrasive of the present invention can be obtained by curing a mixture of a main component composed of polyisocyanate as described above, an aromatic diamine, a curing agent component composed of other components and abrasive grains, without foaming or slightly foaming. Preferably, abrasive grains are dispersed and mixed in a curing agent component made of an aromatic diamine, and this is mixed with a main component component of polyisocyanate at room temperature, followed by heating reaction. More preferably, the main component composed of polyisocyanate and the aromatic diamine, the curing agent component composed of other components and abrasive grains are mixed at room temperature of about 10 to 40 ° C. for several tens of seconds, and preheated within a range of 30 to 80 ° C. It is poured into a molded mold, cured at this temperature for 15 to 60 minutes, demolded, and a non-foamed or microfoamed abrasive is obtained. Then, it is further post-cured at a temperature within the range of 80 to 170 ° C., and then returned to room temperature to complete the molding operation. It can also be manufactured using an automatic mixing and casting machine.
[0033]
As an example of specifically using the abrasive of the present invention, this non-foamed or micro-foamed molded body is sliced into 0.5 to 5 mm plates, and a double-sided tape or a magic tape (trade name) is attached to one side, It is fixed to a disk such as an electric sander or grinder and used as an abrasive.
Further, the elastic abrasive of the present invention is a polishing roll formed by a cylindrical mold, a grindstone with a shaft formed by attaching a shaft, a sliced elastic grindstone is attached to a cloth or the like with a double-sided tape or an adhesive, or integrally molded. The belt-like grindstone obtained in this manner, and other forms as required, can be applied to all grinding methods.
[0034]
Furthermore, it can be applied as an abrasive in which a desired abrasive grain is coated on one side of a sliced polyurea elastic abrasive using a polyurea adhesive, an epoxy adhesive or a rubber adhesive.
It can also be used in combination with solid abrasive and grinding oil, or in combination with a dispersion in which solid abrasive is dispersed in kerosene or grinding oil.
[0035]
The polyurea elastic abrasive thus obtained can be used for both dry and wet grinding, and can be preferably applied from rough grinding to precision grinding. Here, the rough grinding is to cut the workpiece surface using any of the types (counts) 20 to 90 of abrasive grains. In addition, the precision grinding is to cut the workpiece surface using any one of 600 or more kinds of abrasive grains (counter). As intermediate grinding between rough grinding and precision grinding, there is grinding in which the surface of the workpiece is cut using any of abrasive grains (counts) 100 to 600.
[0036]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these Examples.
In addition, the following were used for the hardening | curing agent component which consists of the main component component of polyisocyanate, aromatic diamines, etc.
(1) Polyisocyanate component
143L: Liquid MDI (Mitsubishi Chemical Corporation) NCO content 29.0%
・ PAPI-135; Crude MDI [Mitsubishi Chemical Corporation] NCO content 31.0%
(2) Hardener component
(Aromatic diamine oligomer)
Elastomer 1000; poly (tetramethylene oxide) -di-P-aminobenzoate [manufactured by Ihara Chemical Industry Co., Ltd.] amine value 92.6 KOH mg / g
(Aromatic diamine compound)
MOCA: 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline) [manufactured by Ihara Chemical Industry Co., Ltd.] amine value 420 KOHmg / g
-CUA-4; trimethylene glycol bis (4-aminobenzoate) [Air Products and Chemicals, Inc.] amine value 357 KOHmg / g
Etachure 300: Mixture of 3.5-dimethylthio-2.4-toluenediamine and 3.5-dimethylthio-2.6-toluenediamine in a mixing ratio of 8: 2 [Ethyl Corporation] amine value 524 KOHmg / g
(Reaction catalyst)
DABCO-33LV; Triethylenediamine solution (catalyst) [manufactured by Sankyo Air Products Co., Ltd.] content 33%, solvent: dipropylene glycol
・ TOYOCAT-ET; N, N-dimethylaminoethyl ether [manufactured by Tosoh Corporation]
(Foam stabilizer)
・ B-8433: Silicone foam stabilizer (Gold Schmidt)
SZ-1932; silicone-based foam stabilizer (manufactured by Nihon Unicar)
(Foaming agent)
HFC-141b; 1.1-dichloro-1-fluoroethane (manufactured by Central Glass Co., Ltd.)
·water
(Abrasive grains)
・ Green Carborundum (Fujimi Incorporated)
GC-36 (# 36), GC-60 (# 60), GC-220 (# 220), GC-400 (# 400), GC-1000 (# 1000), GC-3000 (# 3000), GC- 8000 (# 8000)
・ Diamond abrasive grains [Asahi Diamond Industrial Co., Ltd.] D-600 (# 600)
(Plasticizer)
・ D ・ O ・ P: Dioctyl phthalate (Nacalai Tesque)
[0037]
[Examples 1 to 10]
Abrasives were produced according to the blending amounts of the components and reaction conditions in each Example shown in Tables 1 to 3. The physical properties (density, elastic modulus, hardness), surface roughness, and work weight reduction of Examples 1 to 10 are as specified in Tables 1 to 3.
[0038]
[Table 1]

[0039]
[Table 2]

[0040]
[Table 3]

[0041]
〔Production method〕
The method for manufacturing the abrasive will be described in detail below.
A predetermined amount of each aromatic diamine compound was weighed into Elastomer 1000, which is an aromatic diamine oligomer, and heated to 100 to 130 ° C. to completely dissolve the aromatic diamine compound and cooled to room temperature. Next, various catalysts, foam stabilizers, foaming agents, and plasticizers were added according to the predetermined amounts shown in the table and mixed well, and predetermined amounts of various abrasive grains were added thereto and mixed well, which was used as a curing agent component.
Add 143L or PAPI-135 as a polyisocyanate as a main component to this, add it quickly and uniformly, and pour it into a mold (inner diameter 110mmφ, height 200mm) with an open top at 20-40 ° C. And cured at the same temperature for 30 to 60 minutes. Thereafter, the mold was removed, cured for 3 hours in a thermostat set at 110 to 130 ° C., and cooled to room temperature to obtain an abrasive.
In addition, the abrasive of Example 10 is obtained by processing grooves of 2 mm width and 2 mm depth on the surface of the abrasive material of Example 9 vertically and horizontally at intervals of 5 mm. FIG. 5 shows an enlarged plan view (a) and a sectional view (b) of the abrasive of Example 10. The black part is the groove. The unit of the numerical values shown in the figure is mm.
[0042]
[Reaction conditions]
The reaction conditions specified in Tables 1 to 3 were calculated according to the following method.
Abrasive grain concentration: Abrasive grain blending amount was divided by the total amount obtained by adding the polyisocyanate blending amount and the curing agent component blending amount composed of the aromatic diamine oligomer and the aromatic diamine compound to the abrasive blending amount, and expressed as a percentage.
NCOindex: It is shown by dividing the isocyanate concentration by the total amount of the amino group concentration of the curing agent and the active group concentration of water as the blowing agent.
-Foaming ratio: It was shown by dividing the density of the non-foamed abrasive under the composition specified in each table by the density of the abrasive obtained in each example.
[0043]
[Physical properties]
The physical properties specified in Tables 1 to 3 were calculated according to the following method.
-Density: The upper part of the molded abrasive was cut flat and obtained from this volume and mass.
-Hardness: Measured with a hardness meter Shore D type according to JIS K-6301.
Bending elastic modulus: A plate-like molded product having a length of 85 mm, a width of 55 mm and a thickness of 4 mm was obtained using a mold. This was cut into a width of 10 mm in the longitudinal direction to obtain a test piece 85 mm × 10 mm × 4 mm. This was measured according to JIS K-7203 (bending test method of hard plastic).
[0044]
[Grinding test]
The cylindrical abrasives obtained in the examples in Tables 1 to 3 were cut with a band saw to obtain a sheet having a cross section of 110 mmφ and a thickness of 4 mm. Double-sided tape was affixed on one side and punched out with a cutter having an outer diameter of 100 mmφ and an inner diameter of 50 mmφ to form a disc-shaped sheet. This is fixed to the holding tool of a 100mmφ blade glider, and the surface is mirror-polished on an aluminum plate (thickness 5mm x width 50mm x length 50mm) three times at a constant pressure and a constant speed in the width direction. The amount of grinding (work weight loss, unit: mg) was calculated from the difference between the weight of the aluminum plate and the weight of the aluminum plate after grinding.
Thereafter, the surface roughness was measured using a surface roughness meter of Taisurf 6 (trade name) manufactured by Taylor Hobson. In the table, the average surface roughness is indicated by Ra, and the maximum surface roughness is indicated by Ry.
[0045]
[Comparative Examples 1-2]
According to the formulation and reaction conditions specified in Table 1, various abrasives were obtained by the same production method as in Examples 1-10. Then, the grinding test was done like each Example.
[0046]
As is clear from Table 1, a clear surface roughness is shown with a clear weight reduction of the workpiece from a large abrasive particle size to a fine one. In particular, Examples 5 in Table 1 and Nos. 7 and 8 in Table 2 show clear surface roughness in a fine abrasive grain system (# 1000 to # 8000), which has been conventionally difficult to grind. The abrasive of the invention shows that it has excellent grindability in a wide range from large abrasive grains to fine particle diameters.
[0047]
[Comparative Examples 3 to 5]
Various sand cloths specified in Table 4 were cut to an outer diameter of 100 mmφ and an inner diameter of 50 mmφ, a double-sided tape was attached to the back surface, this was fixed to a disc of a 100 mmφ knife grinder, and the grindability was evaluated according to the grinding test described above.
[0048]
[Table 4]

[0049]
When Example 3-4 of Table-1 and Comparative Examples 1-2 are compared, the direction of Example 3-4 has shown the much bigger work weight reduction. Comparative Examples 1 and 2 correspond to the grindstone material of the invention of the prior application (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-264021). Therefore, it is shown that the abrasive of the present invention has a larger grinding force and is excellent as an abrasive as compared with the grindstone of the invention described in JP-A-2002-264021.
Next, when Examples 1 to 3 and Comparative Examples 3 to 5 using sand cloth are compared, the work weight loss of Examples 1 to 3 shows a value that is approximately similar to the corresponding comparative example, and the grinding force is substantially the same. However, the obtained surface roughness is clearly small. From this, it can be seen that the present invention clearly has superior grindability as compared with a general grinding wheel.
1A shows a surface roughness chart of Example 2 in a grinding test, and FIG. 1B shows a surface roughness chart of Comparative Example 4. The magnifications are vertical 2000 × horizontal 5 ×, respectively. In FIG. 1A, Ra is 0.67 μm, and Ry is 4.6 μm. In FIG. 1B, Ra is 1.56 μm and Ry is 12.4 μm.
[0050]
Further, as is clear from comparison between Examples 9 and 10 of the present invention, the abrasive of the present invention is effective for maintaining and sustaining the grinding force by grooving.
That is, grooving the abrasive of the present invention has a synergistic effect on the sustainability of the grinding force.
[0051]
【The invention's effect】
The non-foamed or micro-foamed, high-density elastic abrasive of the present invention has excellent wear resistance and heat resistance, rubber elasticity, and excellent for all types of grinding from wet grinding to dry grinding. It has the effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a surface roughness chart by a grinding test using the abrasive of (a) Example 2 and (b) Comparative Example 4.
FIG. 2 is a plan view of an abrasive that has been grooved in a lattice shape.
FIG. 3 is a plan view of an abrasive that has been grooved radially.
FIG. 4 is a plan view of a grinding material grooved in a spiral shape.
5 is an enlarged plan view (a) and a cross-sectional view (b) of the abrasive of Example 10. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Grinding material
2 grooves
3 holes

Claims (11)

A polyurea elastic abrasive obtained by curing a mixture of a main component component composed of polyisocyanate, a curing agent component composed of aromatic diamines, and abrasive grains, the aromatic diamines comprising an aromatic diamine oligomer and an aromatic diamine a mixture of compounds, expansion ratio alpha is 1.0 ≦ α <1.2, I flexural modulus of the abrasive is 100kg ^/ mm ² ~400kg ^/ mm 2 der, the density of the abrasive β There ^{1.0g / cm 3 <β <3.0g} / cm 3 der polyurea elastomer abrasive, wherein Rukoto. Polyurea elastomer abrasive according to claim 1, characterized in that it comprises a further blowing agent wherein the curing agent component. Wherein the curing agent component further foaming agent, foam stabilizer, polyurea elastomer abrasive according to claim 1, characterized in that it comprises a curing catalyst and a plasticizer. The abrasive grains are contained in the resin component excluding the foaming agent, foam stabilizer, curing catalyst and plasticizer from the total of the main component and the curing agent component of the polyisocyanate in a range of 15 to 90% by mass. The polyurea elastic abrasive according to claim 3 . The polyurea elastic abrasive according to any one of claims 1 to 4 , wherein the aromatic diamine oligomer is a diamine oligomer represented by the formula (I).

(In the formula, R represents a residue of an n-valent polyalkylene polyol, polyalkylene ether polyol or polyalkylene ester polyol having an average molecular weight of 200 or more, and n represents 2 or 3, provided that the polyalkylene is unsaturated. May be included.) The aromatic diamine compound is 4,4′-methylenebis (2-chloroaniline), 4,4′-methylenebis (2,3-dichloroaniline), 4,4′-methylenebis (2,5-dichloroaniline), 4,4′-methylenebis (3-chloro-2,5-diethylaniline), trimethylene glycol bis (4-aminobenzoate), 4-chloro-3,5 diamino-benzoic acid isobutyl ester, 3,5- Consists of dimethylthio-2,4-toluenediamine, 3,5-dimethylthio-2,6-toluenediamine, 4,4'-methylenebis (methylanthraanilate), 1,2-bis (2-aminophenylthio) ethane polyurea elastomer abrasive according to any one of claims 1 to 5, characterized in that at least one aromatic diamine compound selected from the group The polyurea elastic abrasive according to any one of claims 1 to 6 , wherein the content of the aromatic diamine compound in the aromatic diamines is 50% by mass or less. Polyurea elastomer abrasive according to any one of claims 1 to 7, characterized in that is used for any grinding precision grinding from rough grinding. Polyurea elastomer abrasive according to any one of claims 1-8, characterized in that a groove in the surface of the abrasive. Abrasive grains dispersed and mixed into the curing agent component comprising an aromatic diamine oligomer and an aromatic diamine compound, which in the main agent component of the polyisocyanate were mixed at room temperature, according to claim 1-9, characterized in that allowed to heating reaction The manufacturing method of the polyurea elastic abrasive of any one of Claims. A grinding method comprising dry or wet grinding using the polyurea elastic abrasive according to any one of claims 1 to 9 .

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