JPS629876A - 研削砥石の製法 - 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） 本発明は合成樹脂を結合剤とする研削砥石に関する。

（従来の技術および問題点） 研削砥石の合成樹脂質結合剤（レジノイド結合剤）とし
ては、従来フェノール樹脂、ポリビニルアルコール、ポ
リウレタン、エポキシ樹脂。

不飽和ポリエステル、ポリイミド等が知られている。レ
ジノイド結合剤は、ビトリフッイド結合剤等無機質結合
剤に比して、弾性があり、引張り強さが大きく、高速回
転に耐えるので、広く使われている。しかし、いずれも
研削時の発熱により、砥粒を保持している樹脂が熱や研
削液によって劣化し、目詰り、目こぼれを起しやすい等
高度の研削を行うのが困難であった。

中ではフェノール樹脂を結合剤とした砥石が生産性、性
能共に優れたものとして最も多く使用されている。この
砥石の有利な点は生産性が極めて高いことであり、すな
わち砥石用組成物を冷プレスにより成形し、アーフター
ベーキングにより硬化させる所謂ベークライト法が適用
できる点である。この方法は比較的小型の砥石を製造す
るのに適しており生産性が高い方法として知られている
。但しフェノール樹脂は耐水性に劣り他の諸物性におい
ても改善の余地がある。そこでフェノール樹脂に代るも
のとして他の樹脂類にベークライト法を適用すべく種々
試みられたが、いずれも熱プレス法もしくは注型法でし
か砥石を製造することができないため、金型とプレスの
占有率が高く経済的でない。それ故、業界ではアーフタ
ーベーキングにより製造でき、耐熱性、耐水性に優れた
砥石を探求しているのが現状である。

（発明の目的） 本発明は、上記のような従来の研削砥石の性能上および
製造工程上の問題点を改善し、耐熱性・耐水性・研削性
能に優れ、生産性の高い研削砥石を提供するものである
。

（発明の構成） 一問題点を解決するための手段一 本発明者らは、耐熱性・耐水性・機械的強度に優れ、適
度の結合度が得られる結合剤を種々探索し、本発明者ら
が先に提案したテレフタル酸ジアリルエステル共重合体
（特開昭５９−８０４０９号）を必須成分とする熱硬化
性樹脂を結合剤とする組成物がアーフターベーキングに
より、優れた研削砥石を製造しうろことを見出し本発明
に到達した。

本発明にいうテレフタル酸ジアリルエステル共重合体と
は、式（１） で表わされるテレフタル酸ジアリルエステルと式（２） （ただし式中Ｒ＋　、Ｒ２はそれぞれ水素原子および低
級アルキル基よりなる群から選ばれた基を示し、ｎは１
〜３の整数を示す） で表わされるベンジル位に少なくとも１個の水素原子を
有する芳香族炭化水素とがら導がれたテレフタル酸ジア
リルエステル共重合体であって （ａ）式（１）七ツマ一単位の末端に式（２）モノマ一
単位１個が、上記ベンジル位において式（１）モノマ一
単位のアリル基とそのＣ＊および／またはＣ＊′と炭素
−炭素結合した構造を有する。

（ｂ）該共重合体の式（１）モノマ一単位のアリル基で
形成された炭素−炭素結合分子鎖部分の該式（１）モノ
マ一単位の数が３〜１１．好ましくは３〜１０であると
いう構造的特徴を有する共重合体である。

このテレフタル酸ジアリルエステル共重合体は、特定条
件において式（１）化合物と式（２）化合物とを、公知
の有機過酸化物やアゾ化合物の存在下によって製造する
ことができる。この共重合体の詳細については上記特開
昭５９−８０４０９号に記載されている。

本発明にいうテレフタル酸ジアリルエステル共重合体を
必須成分とする熱硬化性樹脂とは、もちろん該共重合体
自身でもよいし、必要に応じて、樹、脂の溶融温度、硬
化速度、初期粘着性等を調節するために、ジアリルフタ
レート、テトラブロモジアリルフタレート類、ジアリル
ク口しンデート、トリアリルシアヌレート、トリアリル
イソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、トリア
リルフォスフェート等のような、テレフタル酸ジアリル
エステル共重合体と、その硬化条件で反応し得る七ツマ
−あるいは数平均分子１２０００未満のオリゴマーの中
から単独で、または適当に組合せて加えてもよい。配合
量は、組成物の作業性、凝結性、溶融粘度、硬化速度。

機械強度等によって決めるので厳密には規定できないが
、該共重合体と等重信部以下とすることが望ましい。

また該共重合体に、ジアリルフタレート、ジアリルイソ
フタレート、ジアリルテレフタレートの重合体またはこ
れらの共重合体、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、エポキシアクリレート等の熱硬化性樹脂、ポリブタ
ジェン。

塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−アクリル酸エステル共重合体等の熱可塑性樹
脂あるいはエラストマー類のうち　１種または２種以上
を配合したものもまたテレフタル酸ジアリルエステル共
重合体を必須成分とする熱硬化性樹脂として用いること
ができる。

本発明に使用される研削砥石用組成物は上記テレフタル
酸ジアリルエステル共重合体を含む熱硬化性樹脂を結合
剤とし、これに適当な研磨材または砥材（以下砥粒とい
う）、および充填剤、研磨助剤、硬化剤、必要に応じて
補強剤。

気孔剤、耐磨耗剤、シランカップリング剤、界面活性剤
を配合することにより製造される。

砥粒としては、アルミナ質、炭化ケイ素質。

焼結アルミナ質、アルミナ・ジルコニア質２人造ダイヤ
モンド、ＣＢＮ　（立方晶窒化ホウ素）のような人造研
磨剤、コランダムガーネート等の天然研磨剤を用いるこ
とができる。これらの砥粒の配合量は、結合剤１００容
最部あたり５０〜１５００容量部、好ましくは１００〜
５００容聞部程度である。

充填剤および研削助剤としては、たとえば氷晶石、ケイ
石、フッ化カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カリウム、
炭酸カルシウム等が用いられ、結合剤硬化時の収縮防止
剤としても有効である。これら充填剤および研削助剤は
必須ではないが、結合剤１００容量部あたり３００容ω
部以下、好ましくは１００容ω部以下配合すればよい。

硬化剤としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ジクミル、
過酸化ジーｔｅｒｔ−ブチル、過安息香酸ｔｅｒｔブチ
ルのような有機過酸化物を使用することができ、その配
合量は結合剤１００重量部あたり０．１〜６重量部程度
が好ましい。また結合剤中にエポキシ樹脂を配合した場
合は公知の硬化剤を常法通り添加すればよい。

補強材を用いる場合には、ガラスａｍ、シリカ繊維、シ
リケートガラス繊維、アスベスト繊維、アルミナ繊維、
炭素繊維、ボロン繊維、ベリリウム繊維等の無機質繊維
、ポリエステル。

ポリアミド、ポリビスマレイミド、ビスマレイミドトリ
アジン樹脂等の有機質補強材およびこれらからなるｍＭ
、織布、不織布、マット等から選ぶことができ、研削砥
石の機械的強度の向上、脆さの軽減等に有効で、砥石車
としたときの使用周速度の増大にも効果がある。補強材
の配合量としては、結合剤１００重量部当り３００重量
部以下、好ましくは１００重量部以下である。

研削砥石の気孔の量を調節するために、必要ならば気孔
剤としてたとえばアルミナ質中空球を使用してもよい。

気孔剤の配合量は、砥粒の粒度、砥粒率、結合度等によ
るので、−概には定められないが、通常結合剤１００容
聞部当り１５０容ω部、好ましくは７５容量部以下であ
る。

本発明研削砥石は以上のような結合剤、砥粒およびその
他の配合物を選択、秤固し、ｌｊ！拌混合し、必要なら
ば、作業性、気孔率等を考慮して水その他の溶剤を配合
して組成物を製造し、次いで型ごめし、冷プレス成形し
て賦形し、さらに脱型乾燥後、生汁上げの各工程を経て
焼成することにより製造される。焼成工程で加熱される
ことにより、結合剤が硬化して砥粒が固定される。この
焼成は空気中または不活性ガス中で約１５０〜２２０℃
にて約３〜２４時間程度行えば十分である。この際、砥
石の種類や大きさによって条件が異なるので、適当に温
度と時間の組み合せを決定することができる。

一発明の作用一 本発明において使用するテレフタル酸ジアリルエステル
共重合体は、前述のように有機過酸化物等の触媒により
残存アリル基（ライス法ヨウ素価で示される）が架橋反
応に与り、三次元の巨大分子となって不溶不融となる熱
硬化性樹脂である。すなわち該共重合体は部分重合体（
プレポリマー）として製造される。該共重合体のアリル
基の重合速度はビニル基等の重合速度と比較して遅く通
常は常温を越える高い温度を要する。この点はしばしば
短所となるが、一方ポットライフが長いという長所とも
なり得る。

したがって、冷ブレス（常温）による賦形からアーフタ
ーベーキングに至る処理工程においては極めて安定であ
り、ベーキングにより始めて反応が開始する。この際に
必要な温度も、硬化物の物性を損うことなく触媒の選択
により調節することができる。またプレポリマーである
から初期の粘着力もあり、硬化するまでの原子あるいは
分子間の結合距離の変化が少いので、成形収縮が小さく
寸法精度がよくなり、製品設計が容易となる。

さらに、プレポリマーは硬化に至るまでは可塑性を保っ
ているので、ベーキングの際、徐々に加熱し、長時間か
けて硬化させる場合には、流動しつつ、砥粒その他の充
填材と十分馴染む余裕があり、極めて優れた硬化物を得
ることができる。

該共重合体は通常酸素によって硬化を妨害されるので、
ベーキングに際しては不活性ガス中で行うのがよいが、
たとえば１６０℃以上のような高温かつ長時間の条件下
では実用上十分に硬化しうるし、必要ならば賦形した半
製品を耐熱性のフィルム、シート、箔等で覆うか、適当
なケースに納めて焼成炉に入れればさらに有効である。

一テレフタル酸ジアリルエステル共重合体の合成法− タービン翼式可変式撹拌機、七ツマ−および触媒供給用
二重管式供給ノズル、チッ素パーシロ、リーク弁、サン
プリング口、温度計および圧力計を備えた内容積１２０
ｇのジャケット付５ＵＳ３０４製重合槽を使用した。こ
の重合槽に後掲第１表に示した芳香族炭化水素（ＨＣ）
６０ｋｇを仕込み槽内の空気をチッ素で置換した侵、減
圧にし重合槽を密閉した。撹拌を行いつつ１４０℃に昇
温し二重管式ノズルの外管よりテレフタル酸ジアリルエ
ステル（ＤＡＴ）を所定の速度で、また同時に過酸化ジ
ーｔｅｒｔ−ブチル（ＤＴＢＰＯ）と式（２）の芳香族
炭化水素（ＨＣ）とをモル比０．５：　　ｉとなるよう
予め混合したものを所定の速度で重合槽に供給した。

槽温度は１４０℃、重合槽圧力は０．３〜２−／Ｃ１１
２Ｇである。所定量のテレフタル酸ジアリルエステル、
芳香族炭化水素、過酸化ジーｔｅｒｔ−ブチルの供給が
終了すれば加熱を中止し常温付近まで冷却し重合反応を
終了した。テレフタル酸ジアリルエステル、芳香族炭化
水素、および過酸化ジーｔｅｒｔ−ブチルの供給速度と
供給量を第１表に示した。

上で得られた重合反応液を、薄膜式蒸発器を用いて、揮
発分を留去し、蒸発残分中の未反応芳香族炭化水素の、
共重合体と未反応テレフタル酸ジアリルエステルの合計
に対する比率を、重量で０．３：　　１とし、次いで蒸
発残分を、供給したテレフタル酸ジアリルエステルの重
量で５倍のメタノールを仕込んだ撹拌槽に滴下しながら
撹拌し、共重合体を析出させた。析出した共重合体を同
量のメタノールでよく洗いろ過。

乾燥、粉砕して粉末状の共重合体を得た。共重合体の収
率および物性は第１表に示した。

第　　１　　表 実施例１．参考例１．比較例１ 溶融アルミナ質砥粒（Ｊ　Ｉ　Ｓ　４Ａ　＃４６）　２
４６０１を撹拌機とロールを備えた下皿回転のフレット
ミルに入れ、次にテレフタル酸ジアリルエステル７０９
．過酸化ジクミル１ｃＪ、シンナーとしてメチルエチル
ケトン７０９を加えて混合し、砥粒表面を濡らす。さら
に上記合成例で得たテレフタル酸ジアリルエステル共重
合体２７０９　、過酸化ジクミル５．４９および＃２０
０微粉の氷晶石４０５、を徐々に添加、室温で撹拌する
。初期べたつき気味の調製試料は混合中シンナーの揮発
により粉別れなく塊状とならず程よく流動する時期を混
合終了とする。

上記調製試料を第１図に示すような金型を用いて直径２
５５ｍｍ　、厚み２５ｍｍの円板状成形品を圧縮成形す
る。このテレフタル酸ジアリルエステル共重合体からな
る樹脂を結合剤として砥石（以下ＤＡＴ砥石という）（
Ａ）はコールドプレス製法によるもので面圧１５０ｋｇ
　／　ｃｍ　２にて常温で１分間加圧成形し脱枠した土
手製品、ＤＡＴ（Ｂ）はホットプレス製法により（Ａ＞
と同様に金型に充填した調製試料を１８０℃に保温され
た熱板にはさみ、面圧１５０に９／。２加圧で２５分間
成形した半熟成製品である。

フェノール砥石（Ｃ）は前述のＤＡＴ樹脂の代りに液状
フェノール樹脂（Ｖ　−８１２１、大日本インキ社製）
　　１２０ｉと粉末状フェノール樹脂（Ｖ　−１９３０
、大日本インキ社製）　　２７０ｑオヨＵ＃２００粉末
氷晶石４０５９からなる調製試料を同重量、同体積にて
面圧１５０に９　／　Ｃｌ１１２加圧で１分間成形した
製品である。

以上（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）各半製品はオーブン中で第２図
に示す条件で加熱焼成し最終製品とした。

以上、本発明のＤＡＴ砥石（Ａ＞と（目）および（Ｃ）
砥石とについて機械的強度、耐熱性および研削性能を求
めると第２表のとおりであった。

第　　２　　表 研 硯 野 に の 決 式 ％式％ 砥石を１時間５０℃の昇温速度で加熱しながら５０ＫＧ
の超音波の砥石への透過速度を測定し、伝播速度が３５
％減衰した温度を示す。　　　　　　　　耐較　研削方
式　ロータリー型平面研削盤　　　　　　　　　　　　
　　　　　実施研削時間　　　　１０分 被削材　　　　　５Ｓ４１生材 砥石切込み量　　０．１ｍｍ／１５秒　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　ジ研削液　　　　ジョンソ
ン水溶液ミルストリーム　５０倍液　＋）Ｈ９，４強以
上のように本発明ＤＡＴ砥石（Ａ）はフェール砥石（Ｃ
）に比べ機械的強度、耐熱性。

耐性等の点で明らかに優れておりまたＤＡＴ石（Ｂ）に
比べても研削性の点で勝っている。

フェノール系レジボンド砥石が精密研削の分で敬遠され
ている理由は弾性率が小さいことよる寸法の不安定要素
を含む点にあるが、こ欠点も砥石の周速度を高くするこ
とにより解されてきた。しかし最も大きな障害として湿
研削中の研削液による結合剤フェノール樹脂劣化による
研削性能の不安定及び仕上面粗度バラツキ等がある。

以下本発明ＤＡＴ砥石とフェノール砥石との水性試験結
果を示す。

例２．参考例２．比較例２ 前記例で得られた砥石（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）をヨンソン水
溶性ミリストリーム５０倍研削液ｐＨ９，４）に５０℃
で４８時間浸漬して常態抗折度と浸漬後の抗折強度およ
び研削特性を比較第　　３　　表 以上のようにＤＡＴ砥石（Ａ）はフェノール砥石に比べ
耐研削液性が明らかに優れている。

（発明の効果） 本発明の研削砥石は、湿式、乾式いずれの研削法にも使
用可能で、結合剤の耐熱性がよいので、研削時の発熱で
砥粒表面の温度が上昇しても、結合剤が軟化や劣化を起
さず、強固に砥粒７　を維持することができる。さらに
耐水性に優れているので研削液に長時間さらされても劣
化しない。また使用後湿潤状態あるいは水中に保管され
た後もその強度、性能を長時間保持することができ、安
心して使用を再開することができる。特に冷プレス成形
後焼成することにより生産性を大幅に向上できる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられる金型の断面図および平面図
であり、第２図は実施例において各砥石半製品より最終
製品を製造する工程の加熱曲線である。 第１図において （１）・・・砥石、（２）・・・金型外枠。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　テレフタル酸ジアリルエステル共重合体を必須成分と
   する熱硬化性樹脂を結合剤とし、硬化剤および砥粒を含
   む組成物を、常温下で加圧成形後、加熱硬化してなる研
   削砥石。 ただし上記テレフタル酸ジアリルエステル共重合体とは
   、テレフタル酸ジアリルエステルと次式で表わされるベ
   ンジル位に少くとも１個の水素原子を有する芳香族炭化
   水素との共重合体をいう。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 上式中Ｒ＾１、Ｒ＾２は、それぞれ水素原子および低級
   アルキル基よりなる群から選ばれた基を示し、ｎは　１
   〜３の整数である。