JPS61270076A - 弾性ボンド砥石 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属、ガラス、合成樹脂、セラミックス等から
なる被加工物品の精密研磨に用いるボンド砥石およびそ
の製造法に関する、特に本発明は被加工物品に精密な仕
上り研磨面を与える弾性ボンド砥石およびその製造法に
関する。

〔従来の技術〕

従来より金属、ガラス、合成樹脂、セラミックス等の被
加工物品の面を研磨するのにいわゆるボンド砥石が使用
されている。かかる従来のボンド砥石は、砥粒、例えば
金剛石粉末、金剛砂粉末、人工ダイヤ粉末、ザクロ石粉
末、−軽石粉末、水晶粉末、砂鉄粉末、マグネタイト粉
末、金属粉末、ガラス粉末、窒化硼素粉末、焼結炭化物
粉末等の砥粒を、ポリビニルホルマール樹脂やエチレン
酢酸ビニル共重合体樹脂などの結合材を用いて発泡成形
して作られている。例えばポリビニルホルマール樹脂を
結合材として用いたボンド砥石は、ポリビニルアルコー
ルとホルマリンに代表されるアルデヒドとを、塩酸また
は硫醗の如き鉱酸の存在下、水溶液の形で攪拌しつつ炭
醗ガス、窒素ガスまたは空気等の気体を吹き込んで発泡
させ、これに砥粒を混合して４０〜８０°Ｃの温度で１
０〜２０時間放置してアセタール化させて固化し、乾燥
して作られている。またエチレン酢酸ビニル樹脂を結合
剤とするボンド砥石は、エチレン酢酸ビニル共重合体ケ
ン化物粉末と砥粒とを均一に混合して金型に充填し、通
常的２００　Ｋｔ／ａ＃の加圧下に予備成形した後約９
０〜１５０″Ｃの温度で加熱して作られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したポリビニルホルマール樹脂あるいはエチレン酢
酸ビニル共重合体樹脂を結合材として用いたボンド砥石
は、結合材マトリックスが弾性に乏しく、脆いという欠
点を有し、このため被加工物品を研磨するとき、結合材
の弾性不足から研磨面への砥粒切り込みが不均一となり
、研磨面に疵をつけることがあり、精密仕上り面をうる
ことが困難である。

更屹製造面において、ポリビニルホルマール樹脂を結合
材としたボンド砥石の場合、工程が複雑であるばかりで
なく種々の有害な薬品を使用する必要があり、しかも製
造に長時間を要する等の欠点を有する。またエチレン酢
酸ビニル共重合体樹脂を結合材としたボンド砥石の場合
には、製造的には上述したポリビニルホルマール樹脂の
場合に比しかなり簡素化されてはいるが、その弾性の欠
如、硬質性、砥粒の固着保持性の面で欠陥があり、研摩
中の砥粒の抜は落ち、砥石の型くずれを生じ、研磨面が
粗くなり易い欠点を有している。

従って本発明は上述した如き従来のボンド砥　　　　］
石の欠点を克服すること、即ち適度の弾性を有し、被加
工物品の研磨面を疵つけることなく精密な仕上り加工面
を与える弾性ボンド砥石を提供することにある。

〔問題°点を解決するための手段〕

本発明は結合材を砥粒とからなるボンド砥石であって、
上記結合剤が水酸基価４０〜７０のポリエステルポリオ
ールを主成分とするボリヒヒ ドロキシル化合物のイソシアネート含有率２０〜番の粒
子である１反撥弾性２０以上の弾性を有する発泡倍率１
．５〜３倍のボンド砥石である。

また本発明は上記弾性ボンド砥石の製造方法、即ち触媒
および発泡剤を含有する水酸基価４０〜７０のポリエス
テルポリオールを主成分とするポリヒドロキシル化合物
１００重量部中に、１０ｏｏ　　　　　　　７ｏ。

代表粒度が６０〜？＝ｅ＝≠番である砥粒−８４〜４０
０重量部を混合した後、イソシアネート含有率２０〜５
０重量％の有機ポリイソシアネート２０〜４０重量部を
混合し、成形話中で加熱反応せしめて、発泡倍率１．５
〜３．０倍反撥弾性２０以上とする４こと１どよる弾性
ボンド砥石の製造方法にある。

本発明による弾性ボンド砥石の結合材を形成するため使
用するポリヒドロキシル化合物の主成分は、水酸基価４
０〜７０のポリエステルポリオールであり、例えばマロ
ン醗、コハク酸、アジピン酸、セパチン醗等の脂肪族カ
ルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブチレングリコール、グリセリン、トリメチロール
プロパン等の多価アルコールとのＩＩ（６合によって得
られるポリエステルポリオール、あるいはラクトンの開
環重合によって得られるポリエステルポリオールなどが
使用できる。

また本発明の弾性ボンド砥石の結合剤を形成するため使
用する有機ポリイソシアネートとしては、イソシアネー
ト含有率２０〜５０重量％の有機ポリイソシアネートで
あり、例えばトリレンジイソシアネート、フェニレンジ
イソシアネート、４．４’−ジフェニルメタンジイソシ
アネート、シクロへ牛サンジイソシアネート、１゜ン ６−ヘキサメチレンジイソシアネート、イーホロンジイ
ソシアネート、ポリフェニルポリメチレンポリイソシア
ネート等の単独もしくは２種以上の混合物を使用しつる
。

なお、本発明の弾性ボンド砥石を製造するに当って、上
述したポリエステルポリオールと有機ポリイソシアネー
トとの反応の之めの触媒としては、アミン化合物が好ま
しいが、ポリエステルポリオールのヒドロキシル基と有
機ポリイソシアネートのイソシアネート基との反応を促
進する効果を有するものであれば、特にこれに限定され
るものではない。上記アミン化合物としては例えばトリ
エチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−エチルモル
ホリン、ジメタツールアミン１．ジメチルベンジルアミ
ン、トリエチレンジアミンの蟻酸塩等を使用しつる。

また使用しうる発泡剤には水が好ましいが、有機ポリイ
ソシアネートとの反応により炭酸ガスを生成するもの例
えばニトロ尿素、第三ブチルアルコールなども使用でき
、更にはモノフルオロトリクロロメタン、メチレンクロ
ライド等の低沸点有機化合物、あるいは空気も使用でき
る。

本発明による結合材との接着力が良好で分散し易−砥粒
が好ましい。かかる砥粒の例としては金剛石粉末、金剛
砂粉末、人工ダイヤ粉末、ザクロ石粉末、軽石粉末、水
晶粉末、砂鉄粉末、炭化珪素粉末、アルミナ粉末、ガラ
ス粉末、窒化硼素粉末、金属炭化物粉末等を使用でき、
これらの材料は研磨される被加工物品に応じて選択すれ
ばよく、一般には炭化珪素粉末、アルミが好ましいこと
は当然である。

本発明によれば、上記触媒の使用量は一般に使用するポ
リエステルポリオール１００重量部　　゛に対し０．０
１〜ｉｆＩ量部が好ましい。この触媒量が多すぎると、
目的とするボンド砥石の成形ができないうちに架橋反応
が終了してしまうことがあり、一方少なすぎると反応を
充分に進行させるこ乏ができず、所望の弾性および硬度
を得ることができない。

また使用する発泡剤の量は形成されるボンド砥石の発泡
密度および反撥弾性に応じて決定されるが、目的とする
発泡倍率１．５〜３．０倍、反撥弾性２０以上の弾性ボ
ンド砥石を得るためには、ポリエステルポリオール１０
０重量部に対して０．５〜１０重量部の範囲が好ましい
。即ち０．５重量部より少ない場合番こは所望の発泡倍
率１．５倍に達せず、また１０重量部より多くなると、
発泡速度が早くなり、加工作業が難しくなる。また成型
物は発泡過多となり所望の弾性を得ることが出来なくな
る。また、上記有機ポリイソシアネートは所望の弾性ボ
ンド砥石の品質によって決定されるが、一般にポリヒド
ロキシル化合物１００重量部１こ対し２０〜４０重量部
での弾性ボンド砥石の硬度に関係して決定され、置部の
量である。

本発明の弾性ボンド砥石の製造法は、はじめに触媒と発
泡剤および必要に応じて整泡剤を含む水酸基価４０〜７
０のポリエステルポリオールを主成分とした液状のポリ
ヒドロキシル化合／θＯ 物１００重量部に粉末砥粒参参幸〜４００重量部を混入
する。混入にあたっては高速攪拌器やブレンダー、また
はニーダ−等通常用いられている混合機を用いる。また
混合攪拌の時間は特に制限はなく両者が十分まじりあう
まで混合する。次にこの混合物に液状の有機ポリイソシ
アネート２０〜４０重量部を添加攪拌する。この添加攪
拌は、一槽に前記混合物、他種にイソシアネートをいれ
た自動混合吐′出機（８１Ｍ式）を用いて連続攪拌混合
してもよいし、通常攪拌器（バッチ式）を用いて前記混
合物を攪拌しながらイソシアネートを添加してもよい。

これらの攪拌時間は約２０〜６０秒である。また両者の
混合をさらに短時間で行なえる場合はこれより短時間で
あってもさしつかえないが、６０秒以上の攪拌時間はポ
リヒドロキシル化合物とイソシアネートの反応がはじま
り金型注入前にクリーミング状態となるので好ましくな
い。次にこの３者の混合物はただちに金型に注入する金
型は発泡圧以上の比較的弱い圧力下におくと同時に７０
〜１２０°Ｃの温度下に１０分〜２０分加熱し、内容物
はこの時点で発泡成型され架橋反応を終了する。加熱終
了後、弾性ボンド砥石は金型よりとりだすが、金型との
くっつきが大きい場合などには、注入前に金型に予めワ
ックスやグリスをぬっておくととりはずしか容易である
。

なお本発明による弾性ボンド砥石を形成するに当っては
発泡の気泡サイス°を均一化し、弾性バラツキを少なく
するためにシリコーン系の整泡剤を加えてもよい。

〔作用〕

一般にボンド砥石の品質上の問題点として、被加工物の
研磨面を疵つけることなく、精密な仕上り面を得るため
ｌこは、被研磨面に接触して研磨を行なう砥粒が一定の
圧力下で被研磨面に均一に接触する必要がある。このた
めには結合材は反撥弾性２０以上の高弾性を有すること
が必要である。また砥粒の粒度分布が小さいことが望ま
しく、砥粒と結合材との接着が良好で研磨中いたずらに
砥粒が抜は落ちたり、砥石の欠落等による型くずれのな
いことが必要である。

このため、本発明における結合材はそれを形／ρθθ 成する砥粒の代表粒度が６０〜ｍ番であることが良いこ
とが判った。６０番より粒度が天となると、本発明によ
る結合材を用いても砥石の仕上り表面が粗くなりすぎ精
密研磨面を得るより小さくなると砥粒と結合材の混合物
の粘度が高くなり流動性が悪くなって成型加工が困難　
　　　１になるので好ましくない。砥粒の使用量は上述
部に対して、−４！−０４−〜４００重量部が適当なの
大きくなり５すぎ砥石としての適当な硬度（６０〜８０
）が得られず、また研磨効率が悪くなるので好ましくな
い。また４００重量部を越えると砥石の硬度が大（９０
以上）となり所望の弾性を失うばかりでなく、結合材と
の混合が悪くなり、ボンド砥石の品質斑を生じ、また研
磨中砥粒の脱落が生じたり、型崩れを生ずるので研磨精
度の良い被加工面を得ることができないことがあるので
好ましくない。

また結合剤の形成に使用するポリヒドロキシル化合物の
水酸基価を４０〜７０としたのは、４０未満では有機ポ
リイソシアネートとの反応が遅く、反応不充分に＆ｆｆ
、成型物は柔らかすぎ所望の反撥弾性２０を達成できず
好ましくなく、また７０を越えると反応が早くすすみす
ぎその成型物は硬くてもろくなりすぎ、やはり所望の反
撥弾性が得られず好ましくない。

さらζこ、上述した如く、本発明で使用する有機ポリイ
ソシアネートのイソシアネート含有率を２０〜５０重量
％とじ、その使用量をポリヒドロキシル化合物１００重
量部に対し、２０〜４０重量部としたのは、２０重量部
未満では完全に硬化せず成型が不完全でありボンド砥石
として必要な硬度を保持することができず、４０重量部
を越えると硬度が大になりすぎ反撥弾性２０以上の結合
剤を得ることができないので使用に際しての非加工物品
の表面仕上りが憑くなるからである。イソシアネート含
有率については含有率２０％以下ではポリヒドロキシル
化合？θ 物との反応が不充分で所望の硬度（６０〜＋ｅ−）が得
られずまた含有率５０％以上では反応が早すぎて加工作
業が出来ず好ましくない。

本発明の弾性ボンド砥石を製造するに当って、発泡倍率
を１．５〜３．０倍としたのは、倍率がこれより大きく
なると発泡の不均一や気泡サイズバラツキが生じ、反撥
弾性２０以上の弾性を得られぬ゛こと、また結合材と砥
粒との接着性が悪くなり、研磨中砥粒の脱落を生じたり
するので好ましくないからである。また反撥弾性２０以
下の場合はボンド砥石の被加工物への切り込みが悪く精
密な研磨面が得られない。

〔実施例〕

以下に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例　１ 触媒としてトリエチレンジアミン０．５Ｆ、発泡剤とし
て水０，５ｆを含有する水酸基価６０のアジピン酸とプ
ロピレングリコールとからなるポリエステルポリオール
７０Ｆに代表粒度２００番の炭化珪素１５０ｆＰを２分
間均質混合した後、４Ｃ１Ｋの金型に流入し、密閉した
後、１００℃で２０分加熱七てリング形砥石を作った。

かくして作られたリング形砥石の密度は０．８２ｆ　／
　ｃｅ、発泡倍率２．Ｏ１反撥弾性２３、硬度７０であ
った。

上記リング形砥石を用いてＳＵＳ　３０４不銹鋼を研磨
したところ、表面仕上り面粗さは０．５　、ａｍＲｇで
あった。

これに対し、市販のポリビニルホルマール樹脂を用いた
ボンド砥石でＳＵ！３３　Ｑ　４不銹鋼を研磨したとこ
ろ、表面仕上り面粗さは１．０　／”ｍＲＩＫであった
。

上記発泡倍率は発泡前の容積と発泡後の容積との比率で
あり、硬度は、日本ゴム協会規格（０１０１）−σ型、
反撥弾性はジョブ振子式試験機を用いて測定、研磨テス
トは円筒研磨方式で測定した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、結合材と砥粒とからなるボンド砥石であつて、上記
   結合剤が水酸基価４０〜７０のポリエステルポリオール
   を主成分とするポリヒドロキシル化合物とイソシアネー
   ト含有率２０〜５０重量％の有機ポリイソシアネートと
   の反応生成物、であり、上記砥粒が代表粒度６０〜１０
   ００番の粒子である発泡倍率１．５〜３．０倍、反撥弾
   性２０以上の弾性を有することを特徴とするボンド砥石
   。 ２、触媒および発泡剤を含有する水酸基価４０〜７０の
   ポリエステルポリオールを主成分とするポリヒドロキシ
   ル化合物１００重量部中に、代表粒度が６０〜１０００
   番である砥粒１００〜４００重量部を混合した後、イソ
   シアネート含有率２０〜５０重量％の有機ポリイソシア
   ネート２０〜４０重量部を混合し、成形器中で加熱反応
   せしめ発泡倍率１．５〜３．０倍、反撥弾性２０以上に
   成型することを特徴とする弾性ボンド砥石の製造法。