JPH02294336A - 成形された研摩物品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、全体に分散され、しかも結合剤マトリックス
に付着された研摩粒子を含む成形された研摩粒子に関す
る。さらに詳しくは、本発明は、全体に分散され、しか
も約１０℃より高いガラス転移温度および約７０℃より
大きいガラス転移温度範囲を有する架橋されたポリウレ
タン結合剤マトリックス内に付若された研摩粒子を含む
成形された研摩粒子に関する。

発明の背景 全体に分散され、しかもその中に接召された研摩粒子を
有する固体または発泡された有機重合体状マトリックス
から形成された研摩製品は、既知であり、しかも広く使
用されている。代表的には、重合体状マトリックスは、
塩基触媒されたフェノールホルムアルデヒドのような硬
質熱硬化性樹脂またはポリウレタンのような弾性エラス
トマー状樹脂の何れかからなっている。

硬質熱硬化性樹脂は、一般に高引張強さおよび低破断点
仲度を有し、しかも高温にさらされた場合に、著しく変
化に対して抵抗性の接着された研摩製品を生成する。し
かしながら、これらのｌｉｌｌ！質熱硬化性樹脂で接着
された研摩製品は、脆性破壊しやすく、しかも特に即座
の操作において用いた場合に、工作物に「チャターマー
ク」を残す欠点を有する。

エラストマー状樹脂は、一般にある程度の可撓性および
弾性を有する研摩製品を生成する。代表的には、これら
の物品は硬質熱硬化性樹脂で接着された物品よりも一層
滑らかな研摩作用および一層細かい表面仕上を提供する
。このために、可撓性エラストマー状樹脂で接着された
研摩物品は、パリ取り、仕上およびサンダー仕上用の金
属加工および木工産業のような広範囲の工業用途を見い
だしている。しかしながら、残念なことに、これらのエ
ラストマー状樹脂で接着された物品は、研摩製品が高表
面速度および（または）＾圧において工作物に押圧され
た場合に見られるように高温における著しい軟化を示す
ことが多い。このような軟化によって、研摩粒子の早期
損失、金属加工用途の場合に研摩粒子の１部分の工作物
の表面に対する望ましくない汚れまたは移動または木工
用途の場合に物品の表面上の艶出しを生じることが多い
。

従来のエラストマー状樹脂で接着された研摩物品は、代
表的にエラストマー状ポリウレタンを結合剤マトリック
スとして用いる。ポリウレタン結合剤マトリックスは、
米国特許第４，６１３．３書および１９７１年９月８日
公告の英国特許第１，２４５．３７３号明細書に開示さ
れたフォームであってもよいかまたはポリウレタン結合
剤は、米国特許第３．９８２．３５９号、同第４，０４
９，３９６号および同第４，２２１，５７２号明細書に
開示された固体であってもよい。さらに、ポリウレタン
結合剤マトリックスは、線状または架橋された重合体網
目で形成されてもよい。

線状または軽度に架橋されたポリウレタン網目は、一層
可撓性でありかつ弾性的であるが、一層大きい汚れまた
は艶出性を有する傾向がある。高度に架橋されたポリウ
レタン網目は、低い汚れまたは艶出性を有するが、代表
的には余りに硬《しかも脆すぎて、可撓性研摩製品用結
合剤としては有用でない。さらに、多官能性イソシアナ
ートおよび多官能性ボリオールを用いる標準架橋技術に
よって適度な量の架橋をポリウレタン網目に導入するこ
とによって弾性であるが耐汚れ性結合剤を形成する従来
の試みは、不成功であることが分った。架橋間の広い間
隔により、これらの標準架橋技術により耐汚れ性を与え
るに必要な架橋の量によって、樹脂は、代表的に硬質か
つ脆くなる。

従って、高表面速度および（または）高操作圧力におい
て使用する場合に汚れまたは艶出しない可撓性の成形さ
れた研摩物品に対する不適当な要求がある。

発明の要約 本発明は、即座操作において用いる場合にも本質的にチ
ャターマークのない仕上を生じるように、使用中に工作
物の表面に一致する耐破砕性、可撓性および弾性の成形
された研摩物品を提供する。

さらに、研摩物品は、耐汚れ性であり、しかも高操作速
度および（または）圧力に対して汚れまたは艶出なしに
押圧できる。

本発明の研摩物品のような成形された研摩物品の高速お
よび（または）＾正において、艶出または汚れずに操作
する能力は、結合剤材料のガラス転移温度および完全な
ガラス転移が起こる温度範囲（以下ガラス転移温度範囲
と呼ぶ）に関すると考えられる。望ましくない艶出また
は汚れなしに高速および（または）高圧操作に有用であ
るためには、結合剤材料は、約１０℃より高いガラス転
移温度および約７０℃より大きいガラス転移温度範囲を
有しなければならない。

本発明の成形された研摩物品は、全体に分散され、しか
も靭性の耐汚れ性、エラストマー状、架橋されたポリウ
レタン結合剤マトリックス内に付着された研摩粒子から
形成されている。結合剤マトリックスは、（ａ）平均活
性水素官能基数約２〜８および約４００未満の平均分子
量を有する短鎮活性水素官能単量体、（ｂ）平均活性水
素官能基数約２〜４および平均分子量約４００〜２５，
　０００を有する長鎖、活性水素官能ジエンブレボリマ
、（Ｃ）平均インシアナート官能基数約２〜４を有する
ポリイソシアナートおよび（ｄ）隣接ジエンプレポリマ
ー残基上の不飽和部位間の架橋を誘発する架橋開始剤を
含む重合可能混合物の硬化された重合反応生成物を含む
。混合物の成分は、約１０℃より高いガラス転移温度お
よび約７０℃より大きいガラス転移温度範囲を有する結
合剤マトリックスを与えるに必要な相対量でｆ１在する
。

砥石車に製作された場合に、本発明の成形された研摩物
品は、従来のエラストマーで接着されたｖ１削砥石車よ
りも一層高い研削速度および一層低い研削砥石損失速度
を示す。．さらに、これらの砥石車は、従来のエラスト
マーで接着された研削砥石車で代表的に可能なよりも一
層高圧および（または）一層高表面速度において物品の
表面゜の望ましくない艶出または工作物の表面上への研
摩物品の汚れなしに工作物に抑圧できる。このすぐれた
性能は、新規なエラストマー状ポリウレタン結合剤マト
リックスによる・と考えられる。

新規な結合剤マトリックスは、短鎖単量体単位由来の硬
質ハードセグメントおよび隣接ソフトセグメントが架橋
されている、長鎖ブレポリマー単位由来のソフト可撓性
セグメントからなる架橋されたポリウレタン網目から形
成されている。約１０℃より高いガラス転移温度および
約７０℃より大きいガラス転移温度範囲を有する可撓性
および弾性結合剤マトリックスを与えるのは、ハードセ
グメントと架橋されたソフトセグメントとのこの独特な
組み合せである。

本発明の研摩粒子の結合剤マトリックスは、固体または
発泡されてもよい。発泡品は硬化して結合剤マトリック
スを形成する重合可能混合物に発泡剤を混入することに
よって製造される。

本発明により製造された研削砥石車は、金属および木材
素材除去操作の双方において使用できる。

代表的には、発泡された研摩粒子は一層弾性的であり、
しかも木工用途において一層大きい実用性があり、かつ
固体研摩粒子は、金属加工用途において一層大きい実用
性を有する。しかしながら、固体および発泡品の両者は
、木材および金属表面の両者の精製において実用性を見
いだし得ると理解されたい。

発明の詳細な記載 本発明の研摩粒子は、種々の従来の形態の何れかをとり
得る。好ましい物品は、砥石車の形である。このような
砥石車は、代表的には、非常に小さくてもよい寸法例え
ば約１ｅＯＩの、または非常に大きくてもよい寸法、例
えば２ｍまたはそれ以上の円筒高さ、および非常に小さ
くてもよい直径、例えば約数（至）、あるいは非常に大
きくてもよい直径、例えば１ｍまたはそれ以上の寸法を
有する円板または直円筒の形である。砥石車は、代表的
には、適切なアーバーまたは他の機械的保持手段による
支持用中央開口部を有して、使用時に砥石車が回転でき
る。砥石車寸法、形状、支持手段および回転手段は、す
べて当業界において既知である。

本発明の研削砥石車は、下記の工程によって製造できる
。すなわち、（ａ）硬化時に約１０℃より高いガラス転
移温度および約７０℃より大きいガラス転移温度範囲を
与えるに必要な相対量の、短鎖活性水素官能単量体、長
鎖活性水素官能ジエンプレポリマー、ポリイソシアナー
トおよび架橋開始剤を含む無溶媒液体重合可能混合物を
製造し、（ｂ）この液体重合可能混合物中に研摩材料の
粒子を分散し、（ｃ＞この研摩粒子／液体重合可能混合
物スラリーを砥石車形型に注入し、次いで（ｄ）重合可
能混合物を硬化する。

本発明において有用な短鎖活性水素官能単量体は、平均
活性水素官能基数約２〜８、好ましくは約２〜４、一層
好ましくは約２〜３および約４００未満、好ましくは２
００未満の平均分子量を有しなければならない。本明細
書において用いる場合、「活性水素官能基数」は、分子
中に存在するヒドロキシ、アミン、カルボキシルおよび
チオール基の数を示す。短鎖単量体は、脂肪族または芳
香族であってもよい。適当な例としては、トリメチロー
ルプロパンモノアリルエーテル、エタノールアミン、ジ
エタノールアミン、メチレンジアニリン、ジエチルトル
エンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、バ
ラフエニレンジアミン、エチレングリコール、ブロビレ
ングリコール（１，２および１．３）、ブチレングリコ
ール（１．４および２．３）、１．４ブテンジオール、
１．４ブタンジオール、そしてペンタンジオール、ヘキ
サンジオールおよびオクタンジオール、トリメチロール
プロパンの種々のヒドロキシ置換およびこれらの混合物
がある。

最も好ましい短鎖単量体は、得られたポリウレタン網目
内に追加の架橋を与えない故に、これらの単量体は平均
活性水素官能基数２を有し、従って、結合剤の弾性を減
少しない。これらの２官能単量体の中で、ジオールが好
ましく、特に１，４一ブタンジオールが特に好ましい。

一層高度に架橋され、しかも一層弾性の少ない砥石車が
望まれる場合、２より大きい平均活性水素官能基数を有
する、トリオールまたは高級官能ボリオールのような短
鎖単量体は短鎖単量体成分中に存在してもよい。しかし
ながら、これらのトリオールまたは高級官能ボリオール
が重合可能混合物の活性水素官能部位の約５％より多く
を与える場合、得られた研削砥石車は、研摩効率（研削
／摩耗として定義される）の減少を示す。従って、２よ
り大きい平均活性水素官能基数を有する短鎖単量体によ
って、重合可能混合物中に、約５％より多くない全活性
水素官能部位を与えるのが一般に好ましい。

さらに、尿素構造をポリウレタン網目に導入するために
、短鎖単量体成分に短鎖ジアミンを包含するのが望まし
いであろう。このような場合、得られた重合体は、ポリ
尿素ウレタンとして一層適切に記載されるが、簡単のた
めに、本明細書で用いるポリウレタンの用語は、真ポリ
ウレタンおよびポリ尿素ウレタンの両者を包含するよう
に意図される。

長鎖、活性水素官能ジエンプレポリマーは、平均活性水
素官能基数約２〜４および平均分子量約４００〜２５，
０００を有しなければならない。

ジエンプレポリマーは平均活性水素官能基数約２〜３お
よび平均分子量約１，０００〜５，０００を有するのが
好ましい。適当な例としては、ポリブタジエンのような
ヒドロキシ、カルボキシ、チオールおよびアミン官能ジ
エン重合体がある。好ましい活性水素官能長鎖ジエンプ
レポリマーは、商品名ｒＰｏｌｙｂｄ　　Ｒ−４　５Ｈ
ＴＪの下にアトケミカル・インコーボレーテッド（＾ｔ
ｏｃｈｃａ　Ｉｎｃ．）から市販されている平均活性水
素官能基数約２．４〜２．６および分子量約２８００を
有するヒドロキシ末端ポリブタジエンである。

本発明において有用なポリイソシアナートは、平均イン
シアナート可能基数約２〜４、好ましくは約２〜２．３
を有しなければならず、しかも脂肪族、脂環式、芳香族
脂肪族、芳香族、後素環式またはそれらの混合物であっ
てもよい。適当な例としては、１．６−へキサメチレン
ジイソシアナート、１．４−シクロヘキサンジイソシア
ナート、１・リレンジイソシアナート、ｐ−フエニレン
ジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート
、ナフチレン−１．５−ジイソシアナートおよびこれら
の混合物がある。ポリイソシアナートは、重合可能混合
物中の活性水素原子のすべてと反応するに十分な量で存
在しなければならない。

本発明において有用な架橋開始剤は、任意の遊離基開始
剤であってもよい。好ましい架橋開始剤は、有機過酸化
物である。有機過酸化物開始剤の適当な例とし゛Ｃは、
ｔ−プチルベルオキシイソブチレート、ペンゾイルペル
オキシド、ｐ−クロロペンゾイルペルオキシド、ヒドロ
キシへプチルペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキ
シド、ジーｔ−プチルジペルフタレート、ｔ−ブチルベ
ルアセテート、ｔ−プチルベルベンゾエート、ジクミル
ペルオキシド、ｔ−プチルヒドロペルオキシド、メチル
エチルケトン、ジーｔ−プチルペルオキシド、ｐ−メタ
ンヒドロペルオキシド、ビナンヒドロペルオキシド、ク
メンヒドロペルオキシド、ｔ−プチルペルオキシ−２−
エチルヘキサノエート、１．１−ビス−（ｔ−プチルペ
ルオキシ）−３．３．５−｝リメチルーシクロヘキサン
、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−プチルペルオキ
シ）ペキサンおよび２．５−ジメチル−２．５＝ジヒド
ロペルオキシドがある。架橋開始剤は、重合可能混合物
の反応性成分の全＠量の約０．　　１％〜１０。０％、
好ましくは約１．０％〜５．０％を与えるに十分な量で
存在しなければならない。

前記に規定された成分の外に、重合可能混合物は、また
、平均活性水素官能基数約２〜８、好まし《は約２〜４
および平均分子量約５００〜１０．０００、好ましくは
約５００〜４，０００を有する長鎖活性水素官能飽和プ
レポリマーをも含有するのが好ましい。適当な長鎖飽和
プレボリマーとしては、ジオールおよびジアミンを含め
て、ヒドロキシル、カルボキシル、チオールまたはアミ
ン末端ポリエステル、ポリエーテル、ポリアセタール、
ポリラクトン、ポリジチルシロキサンおよびこれらの混
合物がある。好ましい長鎖、活性水素官能飽和プレポリ
マーはそれぞれ、商品名「ポラミン（Ｐｏｌａｓｌｎｅ
）　１　０　０　０　Ｊの下にポーラロイド・コーポレ
ーションからおよび商品名「ボリメグ（Ｐｏｌｙｗｅｇ
　）　２　０　０　０Ｊの下にＱＯケミカルズから市販
されている、平均活性水素官能基数２および平均分子量
約１２５０および２０００を有するアミンおよびヒドロ
キシ末端ポリテトラメチレン工−テルである。

短鎖単量体、長鎖ジエンプレポリマーおよび長鎖飽和プ
レボリマーは約１０℃より高いガラス転移温度および約
７０℃より大きいガラス転移温度範囲を有するポリウレ
タンを生成するような相対量で、重合可能混合物に存在
する。短鎖単量体は、重合可能混合物の全非水性、活性
水素官能部位の５０％〜８５％を与えるに十分な量で存
在し、しかも２ＦＩの長鎖ブレポリマーは一緒になって
非水性、活性水素官能部位の残り１５％〜５０％を与え
る。さらに、長鎖ジエンプレポリマーは、２種のプレポ
リマーによって与えられる全非水性活性水素官能部位の
５０％〜８０％を与えるに十分な量で存在するのが好ま
しい。

本発明の架橋されたポリウレタン結合剤を形成する重合
反応は、２段階で行い得る。ポリウレタンが形成される
第１段階は、広い温度範囲、通常約２０℃〜約１２５℃
で行うことができる。もち論、温度の選択は、変換を行
うに望ましい速度および反応体の物理的特性によって決
まる。ウレタン形成反応は、約５０℃〜１００℃の範囲
の温度において行われるのが好ましい。これらの温度に
おいて、不可欠ではないが、重合可能混合物にウレタン
触媒の含有が望ましいことが多い。インシアナートを反
応性水素含有化合物の反応を触媒するために当業界にお
いて従来用いられる触媒の何れもこの目的に適切である
。このような触媒の詳細な一覧表は、例えば米国特許第
４，２０２，９５７号明細書に見ることができる。

ポリウレタンソフトセグメントの架橋が起こるｔＪ２段
階は同様に、広範囲の温度において行うことができる。

選ばれた温度は、望ましい架橋速度、架橋開始剤の分解
速度およびポリウレタンの熱分解性によって決まる。ペ
ルオキシド架橋開始剤を用いる場合、架橋反応は約１０
０℃〜１２０℃の範囲内の温度において行うのが好まし
い。

発泡剤、潤滑剤、可塑剤、希釈剤、充てん剤、補強繊維
、着色剤および加工助剤を、望むならば、重合可能混合
物に任意に添加してもよい。有用な発泡剤としては、水
および「フレオン」の商品名の下に市販されている揮発
性ハロゲン化された炭化水素液体がある。有用な加工助
剤としては、チタネートカップリングおよび分散剤およ
び重合可能混合物全体●こ研摩粒子の分散を助長する分
散剤および発泡された物品中に気泡構造制御および均一
性を与えるシリコーン界面活性剤がある。

本発明の研摩物品の構造に用いられる研摩粒子は研摩業
界において常用される任意の既知の研摩材料のものであ
ってもよい。適切な研摩材料の例としては、炭化ケイ素
、酸化アルミニウム、ザクロ石、軽石、砂、金剛砂、璽
母、コランダム、石英、ダイアモンド、炭化ホウ素、溶
融アルミナ、焼結アルミナ、α−アルミナをベースとす
るセラミック材料［商品名「キュビトロン（ＣｕｂＨｒ
ｏｎ）　Ｊの下にミネソタ・マイニング・アンド・マニ
ュファクチュアリング・カンパニーから人手できる］お
よびこれらの混合物がある。木工用途用の好ましい研摩
材料は、２４グレード〜４００グレード（平均粒径０．
７１０ｎ〜０．　０３８ｍｍ）のザクロ石および酸化ア
ルミニウム粒子である。金属加工用途用の好ましい研摩
材料は、２４グレード〜４００グレード（平均粒径０．
７１０ｎ〜０．　　０３８ｍｍ）の炭化ケイ素および酸
化アルミニウム粒子である。物品の特別の用途および企
図された用途により適切な研摩粒径および型を選択する
ことは十分に当業界の熟練の範囲内である。さらに、研
摩粒子は、約０．５：１〜５．５：１、好ましくは約２
：１〜４：１の範囲内の、研摩粒子対結合剤の重量比を
与えるに十分な量で存在しなければならない。

本発明は、特記しない限り、部がすべて重量による下記
の非限定例によってさらに具体的に説明される。

例１〜８および対照例Ａ−Ｄは内径５０−および外径１
５０ａｍを有し、主に木工用途に企図された発泡された
研削砥石車である。これらの砥石車はすべて、例１につ
いて下記に詳述したと同じ基本操作を用いて形成され、
ここで用いられた配合および成分およびポリウレタン結
合剤の硬化に用いられる条件が変化しているのみである
。これらの砥石車の各々に用いられる実際の成分の重量
％を第１表に明記する。さらに、第１表には、各成分結
合剤の硬化に用いる条件および製造された砥石車の密度
および厚さによって与えられた重合可能混合物中の全非
水性活性水素官能部位の百分率が明工己されている。

例１の砥石車は、まず平均活性水素官能基数２および平
均分子量約２０００を有するポリテトラメチレンエーテ
ルグリコール［商品名［ボリメグ（Ｐｏｌｙｍｅｇ　）
　２　０　０　０　Ｊの下にＱＯケミカルズ・インコー
ボレーテッドから市販］　（長鎖飽和プレポリマー）を
５０℃に加熱されたオーブン中で流動するまで溶融する
ことによって製造した。次いで、重合可能無溶媒液体混
合物は、バッチ容器中で、下記成分を一緒にすることに
よって形成された。（ａ）溶融されたボリテトラメチレ
ンエーテルグリコール、（ｂ）平均活性水素官能基数約
２．４〜２．６および平均分子量約２８００を何するヒ
ドロキシ末端ポリブタジエン（商品名ｒＰｏｌｙｂｄＲ
−４５ＨＴＪの下にアトケム會インコーボレーテッドか
ら市販）（長鎖ジエンプレポリマー）、（ｅ）１．４−
ブタンジオール（短鎖単量体）　、（ｄ）ジエチルトル
エンジアミン（短鎖単量体）　、（ｅ）水（発泡剤）　
、（ｒ）　ｔ−プチルペルオキシ−２ーエチルヘキサノ
エート［商品名ルパーソール（Ｌｕｐｃｒｓｏｌ）　Ｐ
　Ｄ　ＯＪの下にルシドール・ペンウォルトから市販〕
　（架橋開始剤）　、（ｇ）テトラ（２．２ジアリルオ
キシメチル）ブチルジ（ジトリデシル）ホスフィトチタ
ネート［商品名ｒＫＲ一５５」の下にケンリッチ・ペト
ロケミカルズ・インコーポレーテッドから市販］　（チ
タネートカップリングおよび分散剤）　、（ｈ）混合Ｃ
７、Ｃ，およびＣ１１ジアルキルフタレート［商品名「
パラチノール（ＰａｌａＬ１ｎｏｌ　）　７　１　１　
−　ＰＪの下にケム・セントラル／ミネソタから市販］
　（可塑剤および粘度低下剤）　、（１）シリコーン界
面活性剤（商品名ｒＬ−５６２Ｊの下にユニオン拳カー
バイド・コーポレーションから市販）および（ｊ）有機
溶媒中の第三アミンの有機塩と有機金属化合物の３＝１
比のブレンド［商品名「ダブコ（Ｄａｂｃｏ　）　Ｄ　
Ｃ−１」および「ダブコＤＣ−２４の下にエア・プロダ
クツｅアンド・ケミカルズ令インコーボレーテッドから
市販］　（ウレタン触媒）。これらの成分は、十分に混
合され、次いで４，４−ジフェニルメタンジイソシアナ
ート［商品名「イソナート（ｌｓｏｎａｔｅ　）　１４
　３　Ｌ　Ｊの下にダウ・ケミカル・カンパニーから市
販］　（ポリイソシアナート）を加え、次に混合物中に
分散した。この反応性重合可能混合物に、全体に均一に
分散された６０グレード（平均粒径０．２５ｍｍ）ザク
ロ石研摩粒子を加えた。次いで、型を一部充てんするよ
うに得られた反応性研摩粒子スラリーを６５℃の開放鋼
型に注入し、次に型を蓋締めし、次いで６５℃の油圧プ
レスに入れて、ポリウレタン系の反応性発泡の間に閉鎖
型を保った。２０分後に、型から部分硬化された成形さ
れた研摩粒子を取り出し、次いで１１０℃に加熱された
オーブンに１時間入れた。

得られた発泡された成形された研削砥石車は厚さ５０龍
であり、しかも内径５０龍および外径１５０■醜を有し
た。

ｌボリメグ２０００−ＱＯケミカルズ・インコーボレー
テッドから市販の平均活性水素官能基数２および平均分
子量約２０００ｊ有するポリテトラメチレンエーテルグ
リコール（長鎖飽和プレポリマー）。

２ＰＰＧ２０２５−ユニオン・カーバイド・コーポレー
ションから市販の分子量約２０００を有するポリプロピ
レンオキシドジオール（長鎖飽和プレポリマー）。

３ＰＣＰ−０２４０−ユニオン・カーバイド・コーボレ
ーシジンから市販の分子量約２０００を有するポリカプ
ロラクトンジオール（長鎖飽和ブレポリマー）。

’Ｐｏｌｙｂｄ　　Ｒ−４５ＨＴ−アトケム・インコー
ボレーテッドから市販の平均活性水素官能基数約２．４
および２．６および平均分子量約２８００を有するヒド
ロキシ末端ポリブタジエン（長鎖ジエンプレポリマー）
。

’ＬＧ−６５０−ユニオン・カーバイド・コーポレーシ
ョンから市販の分子量約１００を有するボリプロピレン
オキシドトリオール（短鎖単量体）。

６イソナート１４３Ｌ−ダウ・ケミカル・カンパニーか
ら市販の４．４−ジフェニルメタンジイソシアナート（
ポリイソシアナート）。

７ルバーソールＰＤＯ−ルシドール１ベンウォルトから
市販のｔ−プチルベルオキシ−２−エチルヘキサノエー
ト（架橋開始剤）。

８ルバーソール１０１−ルシドール・ペンウォルトから
市販の２．５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−プチルベル
オキシ）ヘキサン（架橋開始剤）。

９ルバーソール２３１−ルシドール・ペンウォルトから
市販の１．１−ビス−（ｔ−プチルペルオキシ）　−３
．　　３．　　５−トリメチルーシクロヘキサン（架橋
開始剤）。

ｌＯＫＲ−５５−ケンリッチ・ベトロケミカルズ・イン
コーボレーテッドから市販のテトラ（２．２ジアリオキ
シメチル）ブチルジ（ジトリデシル）ホスフイトチタネ
ート（チタネートカップリングおよび分散剤）。

”Ｌ　−　５　６　２−ユニオン・カーバイド・コーポ
レ−ションから市販のシリコーン界面活性剤。

ｌ２ダブコＤＣＩ／ＤＣ２−エア・ブロダクツ・アンド
・ケミカルズ・インコーボレーテッドから市販の有機溶
媒中の第三アミンの有機塩と有機金属化合物の３：１比
のブレンド（ウレタン触媒）。

】３バラチノール７１１−Ｐ−ケム・セントラル／ミネ
ソタから市販の混合、Ｃ７、Ｃ９およびＣ１、ジアルキ
ルフタレート（可塑剤および粘度低下剤）。

１４ジブチル錫ジラウレートーウレタン重合用ａ機金属
錫触媒。

例１〜８および対照例Ａ−Ｄの砥石車は木材のサンダー
仕上に用いた場合の生成物切削および砥石車摩耗（工作
物および砥石車からそれぞれ摩耗した材料の量）につい
て評価した。砥石車は、まず加工面をダイヤモンド工具
で目直しして、ウレタン表皮を除くことによって製造さ
れた。砥石車面上の残留樹脂は、砥石車を高圧下にオー
クブロックに突き当てることによって除去した。これに
よって、鉱物が露出し、次いで加工面を生じた。

この供試予備秤量された砥石車を、回転砥石車の外面に
おいて試験速度８１０表面ｍ／分を生じるように調節さ
れたアーバーの毎分回転速度を有する機械的に駆動され
た変速旋盤のアーバー上に装着した。６個の８０ｍｍ長
Ｘ３０＋ｍ一幅Ｘ１３ｍｍ厚の予備秤量されたオークブ
ロックを含有するキャリジを回転砥石車に当て、砥石車
は力１３１０Ｎ／ｍにおいて、１３ＩＩＩ１×８０■一
の表面に接触した。

キャリジは行程長１４０鰭および行程速度１３０ｍｍ／
ｓにおいて上下に振動した。回転砥石車とオークブロッ
クの間の接触を、１分保ち、その後、試験を停止し、次
いで砥石車およびブロックの減量を求めた。第２表は、
例１〜８および対照例Ａ〜Ｄについてのこの試験の結果
を示す。切削および摩耗の速度を砥石車の厚さで除すこ
とによって切削および摩耗データーを標準化した。

第２表 砥石車確認 例１ 対照Ａ＠ 対照Ｂ＠ 対照Ｃ＊ 対照Ｄ＊ 例２ 例３ 例４ 例５ 例６ 例７ 例８ 匹敵する 競合生成物８ 効　　率 （切削摩耗） １．７Ｂ ０．０９ ０，０８ ｌ．４５ ０．９３ ｌ．５７ ０．３６ ０，５９ ２，４５ １，０４ ０．５２ ０，６４ ０．６３ ＠ ＊ ＃ 高速砥石車摩耗 生成物切削を減少する砥石車表面上に溶融した樹脂Ｐｏ
ｌｙｂｏｎｄ．　　６　０グリッド、型２０、商品名「
カーボーカット（Ｃａｒｌｘｙ−Ｃｕｔ　）　Ｊの下に
ノートンから市販の砥石車第２表に示すように、例１〜
８の砥石車の切削および摩耗値から、ポリウレタンソフ
トセグメントのビニル不飽和は、高切削量、低砥石車摩
耗量で、かつ汚れまたは艶出しがない可撓性砥石車を与
えることが分かる。対照的に、三官能ポリオールの使用
により、ウレタンハードセグメントにおいて従来の架橋
の実質量を有する対照例ＡおよびＢの砥石車は、非常に
高い砥石車摩耗量においてであるが高切削量を有した。

さらに三官能ボリオールの使用によって、ポリウレタン
ハードセグメントにおいて従来の架橋の少量を有する対
照例ＣおよびＤの砥石車は、低砥石車摩耗二を有するが
、結合剤樹脂は艶を形成する砥石車面上で溶融する故に
、受容できない低切削量を有した。

例１〜８の砥石車の広範囲の切削値は、異なった用途に
適した砥石車を示す。例えば、オークまたはかえでのよ
うな硬材上の大量の素材を除くには、例２の砥石車のよ
うな高切削速度砥石車を用いてもよいが、松のような軟
材上の軽サンダー仕上には、例６の砥石車のような一層
低切削速度砥石車を用いてもよい。

例９〜１４および対照例Ｅ−Ｈ 例９〜１４および対照例Ｅ−Ｈは、主に金属加工用途に
企図された固体砥石車である。これらの砥石車は、厚さ
２５龍であり、しかも内径３２−ｍおよび外径１５０龍
または２００ｍ−を有する。これらの砥石車は、下記の
外は、例１について詳述したと同様に製造された。型に
、反応性研摩粒子スラリーを完全に充てんし、水を配合
物から除き、ステアリン酸ブチルをパラチノール７１１
−Ｐの代りに用い、かつ炭化ケイ素粒子をザクロ石研摩
粒子の代りに用いた。例９〜１４および対照例Ｅ〜Ｈの
砥石車について配合物、硬化条件および外径を第３表に
示す。

ｌポラミン１０００−ボーラロイド・コーポレーション
から市販の平均活性水素官能基数２および平均分子量約
１２５０を有するアミン末端ボリテトラメチレンエーテ
ル（長鎖飽和プレポリマー）。

２Ｌ−５４２１−ユニオン●カーバイド●コーポレーシ
ョンから市販のシリコーン界面活性剤。

３ステアリン酸ブチルー潤滑剤および粘度低下剤。

’ＬＩＣＡ３８−ケンリッチ・ペトロケミカルズ・イン
コーボレーテッドから市販のチタネートカップリングお
よび分散剤。

例９〜１５および対照例Ｅ−Ｈは、金属試験パネルにつ
いて用いた場合に、生成物切削および砥石車摩耗（工作
物および砥石車からそれぞれ摩耗された材料の１１）に
ついて評価された。砥石車は、まず、加工面をダイヤモ
ンド工具によって目直ししてウレタン表皮を除くことに
よって調製した。

砥石車面上の残留樹脂は、砥石車を、オークブロックに
対して高圧下に当てることによって除去した。これによ
って鉱物を露出し、次いで加工面を生じた。

この試験予備秤量した砥石車を機械的に駆動された変速
旋盤のアーバー上に装着し、アーバーの毎分回転数を調
節して、回転砥石車の外面に９５５表面ｍ／ｓｉｎの試
験表面速度を得た。金属試験パネル（ハリントンφアン
ド・キング・バーフォレーディング・カンパニー・イン
コーボレーテッド、イリノイ州シカゴ所在から市販の５
０ｎｓＸ２８０＋ｎ，１６ガロン、１００８　　ＣＲＳ
多孔スクリーン、直径４−■、千鳥孔、開孔４６％、素
材パターン＃４０１）を含むキャリジを力２６２５Ｎ／
ｍで回転砥石車に当てた。キャリジを行程長１４０ｍｍ
および行程速度１３０ｗ／ｓにおいて上下振動した。回
転砥石車および金属試験パネルの間の接触を１分保ち、
その後、試験を停止し、次いで砥石車および試験パネル
の減量を求めた。第５表には、例９〜１５および対照例
Ｅ−Ｈについてのこの試験の結果を示す。砥石車摩耗は
、毎分摩滅した砥石車重量の百分率としてｊＰ１定した
。さらに、切削および砥石車摩耗データは測定した切削
および摩耗速度を砥石車の厚さで除することによって標
準化した。

さらに、例９〜１１、１３、１４および１５および対照
例Ｅ−Ｈにおいて用いたものと同一の配合および操作で
製造された内径６龍および外径７５ＩＩＩＩ１を有する
厚さ１０ｍｌＩ１の砥石車について砥石車から試験工作
物への材料の汚れまたは移動を評価した。砥石車を、７
，５００毎分回転数において回転した電動工具のアーバ
ー上に装着した。工具を重り３．６ｋｇでしっかりと支
持および荷重をかけて砥石車を工作物に押しつけた。回
転砥石車を、移動するトラバース台上に装着した６０Ｉ
ＩＩＩｉｘ３００ｍｍのチタン金属板に押しつけて砥石
車を２５ｍ■／ｓｅｅの速度で金属板上の２００ｍ■長
のパスを設けた。砥石車から工作物に移動した材料の量
は、第４表に示す尺度により観察および評価した。

第４表 移動なし 非常に少ない移動 著しくかつ好ましくない移動 大量の移動 非常に大瓜の移動 前記の汚染試験、例９〜１５および対照例Ｅ〜Ｈの砥石
車切削および摩耗試験の結果を第５表に示す。

確認 例９ 例１０ 例ｌ１ 例１２ 例１３ 例１４ 例１５ 対照Ｅ 対照Ｆ 対照Ｇ 対照Ｈ 匹敵する ＃ 第５表 摩耗 （％＃Ｒ／ｓｉｎ）／ａｍ Ｏ．０３ ０．２４ ０．２０ ２．２４ ０．２０ ０，０３ ０．１１ ０．ｌ４ ０．３９ ０．２４ ０．１２ ０．３０ 効率 （切削／摩耗） １３．９ ５．９ ８．２ １．２ ６，７ ４５．１ ４１．９ ５．１ ３．２ ３．６ ５。９ ３．１ 移動 評価 ｌ クラテックス・マニュファクチュアリング１カンノく二
−・インコーボレーテッド、５１８　　Ｓｔｏｎｅ　Ｒ
ｄｓカリフォルニア州ベニシア所在から市販の製品＃６
１６−Ｃ．第５表に示すように、例９〜１５の砥石車の
切削および移動評価から、ポリウレタンソフトセグメン
ト中のビニル不飽和による架橋によって、工作物の表面
上に汚れが非常に少ないかまたはない広範囲の切削値を
示す砥石車が得られる。対照的に、かなり広範囲の切削
値を示すが、未架橋のポリウレタンソフトセグメントを
有する対照例Ｅ〜Ｈの砥石車は、すべて工作物上に許容
できない量の汚れを生じた。

例９〜１５の砥石車についての広範囲の切削値は異なっ
た用途に適した砥石車を示す。例えば、例９の砥石車の
ような低切削速度砥石車は、低切削速度が望ましい宝石
工業における軽度ぼり取りに使用してもよいが、例１５
の砥石車のような一層高切削速度砥石車は高切削速度が
望ましい鍛造部品の重度ぼり取りに使用してもよい。

例１５の砥石車、および水、パラチノール７１１−Ｐ１
ステアリン酸ブチルおよび研摩鉱物を除いた外は、例８
、１０および１１および対照例Ｅ〜Ｈについての第１表
および第３表に示す配合により製造されたフィルム（例
１６〜２２）について、ガラス転移温度（Ｔｇ）、ガラ
ス転移温度範囲（ΔＴｇ）、引張強さおよび破断点仲度
を評価した。

例１６〜２２ 例１６〜２２のフィルムは、まず、前記に示した成分の
省略に適するに必要なように修正された例１に詳述され
た操作により、種々の成分の反応性液体混合物の製造に
よって形成された。次いで、十分な量の反応性混合物を
剥離剤で被覆された亜鉛メッキ金属板上に注いで、厚さ
３龍の硬化されたフィルムを製造した。剥離剤で被覆さ
れた亜鉛メッキ金属板は、亜鉛メッキ金属板にポリビニ
ルアルコールの水溶液を披題し、次いで被覆を風乾させ
ることによって製造した。次いで、結合剤樹脂フィルム
をすべて１００℃に加熱されたオーブン中で６０分硬化
した。例１７’、１８、および２０のフィルムをさらに
１３５℃に加熱されたオーブン中で６０分硬化した。次
いで、硬化した重合体フィルムをオーブンから取り出し
、次いで放冷した。

例１５の砥石車および例１６〜２２のフィルムについて
のガラス転移温度およびガラス転移温度範囲は、ＡＳＴ
Ｍ　　Ｄ４０６５−８３に記載の方法による動的機械解
析によってａ−１定した。記録したガラス転移温度は、
損失対貯蔵エネルギー比（Ｔａｎδ）の最大値がエラス
トマー状態への転移の間に起こる温度であり、かつ記録
したガラス転移温度範囲は引張貯蔵弾性率が最大から最
小にわたる温度範囲である。

さらに、破断点引張強度および仲度はＡＳＴＭＤ４ｔ２
−８０によってこれらのフィルムの若干について測定し
た。これの例についての配合およびこれらの試験の結果
を第６表に示す。

第６表に示すように、ガラス転移温度値から、ポリウレ
タンソフトセグメント中のビニル不飽和による架橋によ
って、約１０℃より高いガラス転移温度および約７０℃
より大きいガラス転移温度範囲を有するポリウレタン結
合剤マトリックスが与えられることが分かる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）（ｉ）平均活性水素官能基数約２〜８およ
   び約４００未満の平均分子量を有する短 鎖、活性水素官能単量体、 （ｉｉ）平均活性水素官能基数約２〜４および平均分子
   量約４００〜２５，０００を有する長鎖活性水素官能ジ
   エンプレポリマー、 （ｉｉｉ）平均イソシアナート官能基数約２〜４を有す
   るポリイソシアナートおよび （ｉｖ）隣接ジエンプレポリマー残基上の不飽和部位間
   に架橋を誘導する架橋開始剤 を含む無溶媒重合可能混合物の重合反応生成物からなる
   耐汚れ性エラストマー状架橋されたポリウレタン結合剤
   マトリックスであり、しかも前記反応生成物が、硬化さ
   れた場合にガラス転移温度少なくとも約１０℃およびガ
   ラス転移温度範囲少なくとも約７０℃を有する耐汚れ性
   エラストマー状架橋されたポリウレタン結合剤マトリッ
   クスおよび （ｂ）前記ポリウレタン結合剤マトリックス全体に分散
   され、且つそのマトリックスに付着された研摩材料粒子
   を含む、成形された研摩物品。
2. （２）前記架橋開始剤がペルオキシド遊離基開始剤であ
   る、特許請求の範囲第１項に記載の成形された研摩物品
   。
3. （３）前記重合可能混合物が、さらに発泡剤を含む、特
   許請求の範囲第１項に記載の成形された研摩物品。
4. （４）前記発泡剤が、水を含む、特許請求の範囲第３項
   に記載の成形された研摩物品。
5. （５）研摩材料の粒子対結合剤マトリックスの重量比約
   ０．５：１〜５．５：１を有する、特許請求の範囲第１
   項に記載の成形された研摩物品。
6. （６）前記重合可能混合物が、 （ｉ）平均活性水素官能基数２〜３および約２００未満
   の平均分子量を有する短鎖活性水素官能単量体、 （ｉｉ）平均活性水素官能基数約２〜３および平均分子
   量約１０００〜５０００を有する長鎖活性水素官能ジエ
   ンプレポリマー、 （ｉｉｉ）平均イソシアナート官能基数約２．０〜２．
   ３を有するポリイソシアナート、 （ｉｖ）ペルオキシド遊離基開始剤および （ｖ）平均活性水素官能基数約２〜４および平均分子量
   約５００〜４０００を有する長鎖、活性水素官能飽和プ
   レポリマーを含む、前記特許請求の範囲第１項に記載の
   成形された研摩物品。
7. （７）前記重合可能混合物がさらに発泡剤を含む、特許
   請求の範囲第６項に記載の成形された研摩物品。
8. （８）約１．２ｇ／ｃｍ＾３〜２．５ｇ／ｃｍ＾３の範
   囲内の密度を有する、特許請求の範囲第６項に記載の成
   形された研摩物品。
9. （９）約０．５ｇ／ｃｍ＾３〜１．５ｇ／ｃｍ＾３の範
   囲内の密度を有する、特許請求の範囲第７項に記載の成
   形された研摩物品。