JPS603957B2 - 研摩材の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は重合性接着剤を使用し、研摩砥材を接着せしめ
、紫外線あるいは電子線を照射することにより接着剤を
硬化させて研摩材を製造する方法に関するものである。

従来の研摩材を製造する方法としては、基材に研摩砥材
を接着させるのにゼラチンやフェノール系樹脂を用いて
いる。ゼラチンなどを使用すると耐水、耐熱性など良好
なものが得られていない。フェノール系樹脂などを用い
ると接着剤の機能としては満足なものは得られるが、そ
の硬化工程は極めて長時間を要し、工程的にもはんざつ
で輝散時の溶剤臭だけでなくフオルマリン臭が激しく悪
臭が大きい。電子線を照射して接着剤を硬化させて、研
摩材を製造する方法も知られているがこの方法では特に
研摩材粒度の大きい粗粒タイプ（ＪＩＳＲ６００１にお
ける粒度が＃６０より粗いもの）を用いた場合、研摩砥
材の下にある接着剤を完全に硬化させるのに非常にエネ
ルギーの大きい電子線（１．８ＭｅＶ以上）が必要とな
り、それによって設備投資、しやへし、などがぼう大と
なり、経済的に極めて不利である。

光照射においても研摩材の裏側のかげになる部分には光
が到達いこくく、光の吸収は指数関数的に減少するので
特に厚塗りした場合とか、砥村が相粒になるとかげの部
分は硬化が十分に進まない。

一方、電子線照射設備の経済性を考えればエネルギーが
低い方が、設備投資、ランニングコストなどが安価にな
り経済的に有利であって、かかる低エネルギー加速器し
ては１００ＫＶ〜５００ＫＶ程度が好ましく（５００Ｋ
Ｖ、３００ＫＶ、１５０ＫＶのエネルギーを有する電子
線の有効透過深さは比重を１とするとそれぞれ約１００
０仏、４００ぷ、１５０仏程度となり実際には空気中で
の電子線のエネルギーの低下があるので、さらにこれよ
り小さな値となる）、かかる低エネルギーによる研摩材
の製造方法の開発が望まれている。

本発明者等は、かかる状況に鑑みて、上記の欠陥の解消
を目的に研究を行なった結果、粒径の大さし、砥材を用
いても低エネルギーの電子線または紫外線の照射により
容易に硬化し、しかも性能のすぐれた研摩材の製法を開
発し、本発明を得た。

すなわち「本発明は、研摩材用基材に下塗接着剤層を形
成せしめ、その表面に研摩砥材を付着せしめ、次いで上
塗接着剤を塗布したのちに電子線または紫外線の照射に
より硬化させてなる研摩材の製法であって、上記下塗接
着剤層中には重合開始剤、重合促進剤および０．０５〜
１の重量％のＮＣＯ基を重合性不飽和結合を有するィソ
シアネート化合物により含有せしめたものであり、かつ
照射する電子線が５０〜１０００ＫｅＶ、または紫外線
の波長が５００肌仏以下であることを特徴とする研摩材
の製造法に関するものである。本発明の特徴は、下塗接
着剤層に重合開始剤、重合開始促進剤および遊離ＮＣＯ
基および重合性不飽和結合を有するィソシアネート化合
物を含有せしめたところにあり、それによって、粒蓬の
大きい研摩砥材を該層表面に付着せしめても光または低
ェネルギ−の電子線照射により短時間で容易に硬化させ
ることができた。

すなわち、かかる下塗接着剤を用いることにより、その
表面および光または電子線が透過する部分はそれらのエ
ネルギーにより容易に硬化し、さらに、光または電子線
が透過しない部分（たとえば砥材の底部）は重合開始剤
および促進剤の作用によりすみやかに硬化するのである
。また、遊離ＮＣＯ基を有する重合可能なイソシアネー
ト化合物も含有せしめてあるので、該化合物は下塗擦着
剤層と基材および砥材との懐着性を向上させているので
ある。さらに、本発明においておどろくべきことは、下
塗接着剤層に上記各成分を含有せしめておくことにより
、光または電子線を照射すると硬化性が著しく向上した
ことである。これは、単に重合開始剤のみを含有させた
場合に認められなかった現象であり、それによって、光
または低ェネルギ−の電子線を照射しても十分に硬化せ
しめることが可能になったのである。下塗接着剤に用い
る重合開始剤としては、過酸化物系としては例えば過酸
化ペンゾィル、ｔ−プチルハイドロパーオキサイド「ジ
ーｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベ
ンゾエート、クメンハイドロパーオキサイド、ラウリル
パーオキサイド、オクタノイル／ぐーオキサイド、メチ
ルエチルケトン／ぐ−オキサイド、ジクミル／ぐ−オキ
サィド、などがあげられる。

窒素化合物としてはアゾビスイソブチロニトリル、アゾ
ビスジメチルバレロニトリル、１１１′ーアゾビスシク
ロヘキサンカーポニトリルなどがあげられる。これらの
化合物は単独もしくは２種以上の混合物としても使用で
きる。これらの重合開始剤の添加量は下塗接着剤に対し
て０．０５〜１の重量％が望ましい。重合促進剤として
は金属塩化合物、ァミン類などの還元剤があげられる。
金属塩化合物類としては例えばナフテン酸コバルト、ナ
フテン酸鉛、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸カルシウ
ム、ナフテン酸亜鉛「ナフテン酸鉄「ナフテン酸ジルコ
ニウム、ナフテン酸セリウム、ナフテン酸銅などの各種
金属のナフテン酸塩、およびこれら金属のオクトィン酸
塩、あまに油脂肪酸塩、大豆油脂肪酸塩、トール油脂肋
酸塩などの金属塩化合物であり、これらの化合物から選
ばれた１種または２種以上の混合物が用いられる。

これらの金属塩の添加量は下塗接着剤層の０．０５〜１
の重量％の範囲であることが望ましい。またアミン類と
してはＰ−、ｍ−、ｏ−フェニレンジアミン、ベンジル
アミン、アニリン、ジメチルアニリン、ジフエニルアミ
ン「Ｑナフチルアミンなどの芳香族ァミン類「 ジメチ
ルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ｎ−ブチル
アミン、ジーｎープチルアミン、ジエチルアミノプロピ
ルアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンテ
トラミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、
トリエチレンテトラミン、などの脂肪族アミン類などが
あり、これらの化合物から選ばれた１種または２種以上
の混合物が用いられる。これらのアミン類の添加量は下
塗接着剤層の０．０５〜１の重量％の範囲で用いるのが
望ましい。本発明の下塗接着剤層には遊離のＮＣＯ基と
重合性不飽和結合を有するィソシアネート化合物を含有
せしめる必要があり、それによって、基材および研摩砥
材の接着性ならびに硬化性を向上させることができるの
である。かかるイソシアネート化合物としては次のもの
がある。例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、２
・４ージイソシアネートー１一メチルシクロヘキサン、
２１６ージイソシアネート−１−メチルシクロヘキサン
、ジイソシアネートシクロブタン、テトラメチレンジイ
ソシアネート、ｏ−ｍおよびｐーキシリレンジイソシア
ネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ジ
メチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネートおよび
リジンジイソシアネートーアルキルェステルなどのよう
な脂肪族または脂環式イソシアネート。トリレンー２１
４ージイソシアネート、トリレンー２・６ージイソシア
ネート、ジフエニルメタン−４・４ージイソシアネート
、３ーメチルジフエニルメタン４・４′−ジイソシアネ
ート、ｍ一およびｐーフエニレンジイソシアネート、ク
ロロフヱニレンー２・４−ジイソシアネート、ナフタリ
ン一１・８−ジイソシアネートー３・３−ジメチルジフ
エニル、１１３・５−トリイソプロビルベンゼンー２・
４ージイソシアネートおよびジフエニルエーテルジイソ
シアネートのような芳香族ポリイソシアネートのような
ポリィソシアネートの過剰をアクリル酸ヒドロキシェチ
ル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸ヒドロ
キシブチル、メタクリル酸ヒドロキシェチル、メタクリ
ル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシブチ
ル、アリルアルコールなどの重合性ヒドロキシ化合物と
の反応物。また、前記ポリィソシアネートの過剰を不飽
和ポリエステル、不飽和アクリル、不飽和ヱポキシ、不
飽和アルキド、ポリブタジェン、不飽和シリコン、不飽
和ビニル樹脂などに残存する水酸基と反応させたィソシ
アネート基含有化合物も使用できる。これらのィソシア
ネート基の含有量（ＮＣＯ＝４２）が下塗接着剤層中に
０．０５重量％以下ではその効果が著しくなく、又、１
の重量％以上では硬化不足あるいは重合中あるいは後に
発泡などが起こり、好ましくない。本発明における下塗
接着剤層にはこれらの成分の他に、当該技術分野で公知
である紫外線、電子線照射によって硬化する重合性不飽
和結合を有する樹脂組成物を配合することができ、代表
的なものとしては例えば不飽和ポリエステル、不飽和ェ
ボキシ樹脂、ポリブタジェン系、不飽和アクリル樹脂、
不飽和シリコン樹脂、不飽和フェノール樹脂、不飽和ビ
ニル樹脂、ジアクリルフタレートプレボリマー、不飽和
アルキド樹脂などがあげられ、必要があればビニル単量
体、低粘度オリゴマーなどと併用して用いられる。

本発明における下塗擦着剤層は、重合開始剤、重合促進
剤およびィソシアネート化合物を主成分とするものであ
るが、該層の形成方法としては、■上記各成分の混合物
を塗布する、■重合開始剤およびィソシアネート化合物
の混合物と重合促進剤およびソシアネート化合物の混合
物を２層以上に塗り重ねるなどがある。

これらの塗布方法はスプレー、２頭式スプレーガン、カ
ーテンフローコーター、２頭式カーテンフローコーター
、ロールコーター、静電塗装機などで行なえる。また、
下塗接着剤層の塗布量は３０〜６００夕／わが好ましい
。下塗接着剤層表面に付着せしめる研摩砥材としては天
然品としてはダイヤモンド、ェメリー、スピネル、ザク
ロ石「 ヒウチ石、粘士類、タルク、粒状シリカなどが
あり、人造品としては溶融アルミナ（コランダム）、炭
化珪素（カーボランダム）炭化ホウ素、その他の炭化物
、酸化鉄、酸化クロム、アルミナ等である。アルミナ質
研削材としては、かつ色アルミナ質、白色アルミナ質、
淡紅色アルミナ質、解砕型アルミナ質、人造メリー研削
材などがあり、炭化桂素質研削材としては、黒色炭化け
し、素質、緑色炭化けし、秦研削材がある。本発明では
、これらの研摩砥材として粒度の特に大きな粕粒の研摩
材を用いた場合でも容易に硬化し、粒度の範囲は＃８〜
＃２２０までが望ましく、特に＃１０〜＃５４の範囲の
ものを用いるとその効果が顕著である。必要があればこ
れらの研摩横材をビニルモノマー、重合性接着剤中に浸
してがんしんさせてもよい。砥村の下塗接着剤層への付
着（散布）はモルタルリシンガン、フルィ機等で容易に
行なえ、また手で散布してもよい。

散布する量はその使用目的によって異なるが、一般には
砥材が均一にしかも繊密に付着させることが望ましい。
砥材を散布させた表面に塗布する上塗接着剤は、砥材の
固着を十分に行なうためのものであって、下塗接着剤が
未硬化の状態で塗布する必要がある。

上塗接着剤としては、電子線または紫外線の照射により
硬化する重合性不飽和基を有する樹脂組成物であって、
具体的には上記した下塗接着剤における重合性不飽和結
合を有する樹脂組成物が適用できる。さらに、この上塗
接着剤にもィソシァネート化合物、重合開始剤、重合促
進剤を添加してもよい。上塗接着剤の塗布量は８０〜７
００タ′でが好ましい。本発明において、紫外線照射に
より硬化せしめる場合には、上記接着剤中に光増感剤を
添加しておく必要があり、光増感剤としては通常のもの
が使用できる。

これらの光増感剤の添加量は重合性接着剤に対して０．
１〜１の重量％の範囲が望ましい。紫外線の照射により
接着剤を硬化させる場合には接着剤として５００肌ム以
下の範囲の波長をもつ光線が好適である。

これらの紫外線発生装置としては高圧水銀灯、低圧水銀
灯、キセノンランプ等が照射光線として最適である。電
子線を照射して接着剤を硬化させる場合には、電子線加
速器としてコッククロフト型、コッククロフトワルトン
型、絶縁コア変圧器型、ダィナミトロン型、高周波型お
よびリニアフィラメント型などがあり、これから放出さ
れる５０ＫｅＶ〜１００皿ｅＶの加速エネルギーをもっ
た電子線（好ましくは１５０ＫｅＶ〜５００ＫｅＶのエ
ネルギーの電子線）を接着剤に照射して硬化させるのが
望ましい。

電子線エネルギーは大きい程透過力は大きくなるが、設
備費は高価なものとなり、又電子線があたって発生する
Ｘ線のしやへし、などがほう大なものとなり、コスト的
にも極めて高価なものとなる。本発明における重合性接
着剤に着色顔料、染料、充てん剤、添加剤などを含有さ
せてもさしつかえない。本発明で製造した研摩材をさら
に後加熱することは一向にさしつかえなく、例えば４０
ｑｏ〜１５０３０位の温度で加熱すると、短時間に安定
状態に到達することができる。

本発明によれば、低エネルギーの電子線または紫外線照
射により容易に硬化するので従来に比べて設備コストが
安価になり、しかも生産性が向上し、かつ得られた研摩
材の研さく性、耐脱粒性も良好なものであった。

以下、製造例、実施例をあげて本発明を詳細に説明する
。

接着剤■の製造法 無水マレィン酸７モル、アジピン酸２モル、無水フタル
酸１モル、プロピレングリコール８モル、ネオベンチル
グリコール１モル、トリメチロールプロパン１モルを常
法により加熱縮合して不飽和ポリエステル■を得た。

この樹脂１００の部‘こトリレンジィソシアネート４３
夕を添加してＮＣＯ基含有不飽和ポリエステル■を得た
。（ＮＣＯ基含有約１％）この樹且副■５０畔部、スチ
レン２５礎部、酢酸ビニル５の部、ネオベンチルグリコ
ールジメタクリレート１８碇郡、ｔーブチルパーオキシ
ベンゾエート１の部、ベンゾインェチルェーテル１礎部
混合して接着剤■を得た。接着剤■の製造法 不飽和ポリエステル樹月副■５０碇郡、スチレン２４０
部、ネオベンチルグリコールジメタクリレート２４０部
、フェニレンジアミン１礎都、ベンゾィンヱチルェーテ
ル１峠都を混合して接着剤■を得た。

接着剤■の製造法無水フタル酸３モル、無水マレィン酸
８モル、アジピン酸４モル、ネオベンチルグリコール８
．５モル、トリメチロールプロバン２モルを常法により
加熱縮合してポリエステル◎を得た。この樹脂◎の水酸
基を過剰のキシリレンジィソシアネートで反応させ、さ
らにＮＣＯ含有量が約０．２％となるようにＨＥＭＡ（
ヒドロキシエチルメタクリレート）を反応させて不飽和
ウレタン樹脂◎を得た。この樹脂◎５００部、ネオベン
チルグリコールジメタクリレート３０碇部、トリメチ。
ールエタントリメタクリレート１８礎都、ベンゾインエ
チルエーナル２碇郡を混合して接着剤■を得た。接着剤
■の製造法 無水マレィン酸５モル、無水フタル酸５モル、プロピレ
ングリコール９モル、グリセリン２モルを常法により加
熱縮合して不飽和ポリエステル■を得た。

この樹８静■１００礎部‘こトリレンジィソシァネート
３５部を配合して反応させ、ＮＣＯ基含量約１．６％の
不飽和ポリエステル■を得た。この不飽和ポリエステル
■５５礎部、スチレン２５唯部、ベンタンジオールジメ
タクリレート２０の部を混合し、不飽和ポリエステルワ
ニス◎を得た。不飽和ポリェステルワニス◎９８５部に
ペンゾィン１５部を配合して接着剤■を得た。接着剤■
の製造法 フマル酸６モル、無水フタル酸４モル、エチレングリコ
ール７モル、ジエチレングリコール２モル、トリメチロ
ールプロパン２モルを常法により加熱縮合して不飽和ポ
リエステル■を得た。

この不飽和ポリエステル■１００碇鯛こへキサメチレソ
ジィソシアネートを３４＄部添加反応させた。さらにヒ
ドロキシェチルメタクリレート１３庇部添加し反応させ
樹脂■を得た。このときのＮＣＯ基含量は約６％であっ
た。この樹脂■５０碇郭、スチレン８００部、ネオベン
チルグリコールジメタクリレート１００部、トリメチロ
ールプロパントリメタクリレート１００都に混合溶解し
て不飽和ポリエステルワニス■を得た。このワニス■９
６５部、メチルエチルケトンパーオキサィド１５部、カ
ーボランダムの徴粉＃３０００２０部を配合混合して接
着剤■を得た。接着剤■の製造 不飽和ポリエステルワニス■９９２部、ナフテン酸コバ
ルト溶液８部を混合して接着剤■を得た。

接着剤■の製造不飽和ポリエステルワニス■９８０部、
ｔーブチルハィドロパーオキサィド１２部、ナフテソ酸
マンガン溶液８部を混合し綾着剤■を得た。

接着剤■の製造 不飽和ポリエステル■５００部、スチレン４０＄部、ト
リメチロールプロバントリアクリレート１０碇都を配合
して接着剤■を得た。

接着剤■の製造 不飽和ポリエステル■５００部、スチレン３５の部、ト
リエチレングリコールジメタクリレート１００部、トリ
メチロールプロパントリメタクリレート５庇部を混合し
て不飽和ポリエステルワニス■を得た。

このワニス９５７部、メチルエチルケトンパーオキサイ
ド１碇部、アゾビスイソブチロニトリル１５部を混合し
て接着剤■を得た。接着剤■の製造 不飽和ポリエステルワニス■９７５部、ナフテン酸コバ
ルト９部、アゾビスィソブチロニトリル１６部を混合し
て接着剤■を得た。

実施例 １ 基材（綿布）に上にウレタンシーラーを塗装した。

その上に接着剤■をロールコーターにより、塗布量８０
タ′のとなるように塗布した。ウェットオンウェットで
接着剤■をカーテンフローコーターにより、塗布量８０
夕／〆となるように塗布した。＃５４の粗粒研摩材（人
造コランダム）を静電散布し、ウェットオンゥェットで
接着剤■を塗布量１７０タ′あとなるようにカーテンコ
ーターで塗布した。これを高圧水銀灯８０Ｗ／弧で２秒
照射して接着剤を硬化し、研摩材を得た。実施例 ２ 基材（加工紙）に接着剤■をロールコーターにより、塗
布量１２０９′めで塗布し、接着剤■をカーテンコータ
ーによりウエットオンウエツトで１１０夕／〆の塗布量
で塗布した。

人造コランダム粗粒＃３０の研摩材を散布し、ウェット
オンウェツトで接着剤■をカーテンコーターにより、塗
布量２２０夕／めで塗布し、蟻子線を１■Ｍ鼠ｄ照射し
た。（３０皿Ｖ、４５仇Ａ）実施例 ３ 加工紙にウレタンシーラーを塗布し、６０つ○、３０分
乾燥した。

この上に接着剤■をスプレーにより、塗布量２１０多′
めで塗布し、人造コランダム粗粒＃３６を散布し、ウェ
ットオンウェットで接着剤■をスプレーで塗布量２１０
夕／めで塗布し、電子線を虫Ｍｒｅｄ照射した。（３０
０ＫＶ、４５のＡ）実施例 ４加工紙の上に接着剤■を
ロールコーターにより、塗布量８０夕／めで塗布し、ウ
ェットオンウェットで接着剤■をカーテンコーターによ
り８０夕／〆の塗布量で塗布した。

研摩材粗粒（カーボランダム）＃６０を散布し、ウェッ
トオンウェツトで、接着剤■をカーテンコーターにより
、塗布量１４０タ′めで塗布し、３００ＫＶの電子線を
母Ｍｒａｄ照射した。さらに１００午○、４０分加熱し
て研摩材を得た。実施例 ５加工紙の上に、ロールコー
ターにより接着剤■を５０タ′あの塗布量で塗布し、ウ
ェットオンウェツトで接着剤■をカーテンコーターによ
り、５０９／れの塗布量で塗布した。

粗粒研摩材（＃１００カーボランダム）を散布し、接着
剤■をウェットオンウエツトで、カーテンコーターによ
り、１００タ′あの塗布量で塗布し、高圧水銀灯（８０
Ｗ／弧）で紫外線を２秒間照射してその後８０ｑｏ、２
０分加熱して研摩材を得た。これらの実施例で得られた
研摩材を用いてディスクサンダーでＬ型鋼を研摩（回転
数２８０仇ｐｍ）したところ、砥粒が脱落することなく
良好な研削性を示した。

比較例 実施例１〜５におけるィソシアネート変性樹脂に代えて
、変性前の未変性樹脂を用い、かつ重合促進剤を除いた
接着剤を用いた他は各実施例と同様にして研摩材を製造
した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 研摩材用基材に下塗接着剤層を形成せしめ、その表
   面に研摩砥材を付着せしめ、次いで上塗接着剤を塗布し
   たのちに電子線または紫外線の照射により硬化させてな
   る研摩材の製法であって、上記下塗接着剤層中には重合
   開始剤、重合促進剤および０．０５〜１０重量％ＮＣＯ
   基を重合性不飽和基を有するイソシアネート化合物によ
   り含有せしめたものであり、かつ照射する電子線が５０
   〜１０００ｋｅＶ、または紫外線の波長が５００ｍμ以
   下であることを特徴とする研摩材の製造法。