JPS637271A

JPS637271A - 発泡研摩体及びその製造方法

Info

Publication number: JPS637271A
Application number: JP61150171A
Authority: JP
Inventors: Shinji Murakami; 村上　進二; Hikari Horiuchi; 堀内　光; Jiro Miyagawa; 二郎宮川; Yoriyasu Furukawa; 古川　順康
Original assignee: TOA Grinding Wheel Manufacturing Co Ltd; Eiwa Chemical Industries Co Ltd
Current assignee: TOA Grinding Wheel Manufacturing Co Ltd; Eiwa Chemical Industries Co Ltd
Priority date: 1986-06-26
Filing date: 1986-06-26
Publication date: 1988-01-13
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH0747267B2; US4938784A

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〕本発明は発泡研摩体及びその製造方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、発泡研摩体において、不飽和ポリエステル樹脂からなる結合剤中に砥粒が分散
し、気孔率及び圧縮弾性率が一定範囲にあることにより
、研削砥石及び研摩布紙の両特性を兼備した発泡研摩体を
得ることができるようにしたものである。

また、本発明は、発泡研摩体の製造方法において、不飽和ポリエステル樹脂、この樹脂の架橋剤及び硬化剤
、砥粒並びに発泡剤を少なくとも含有する混合物を調製
し、この混合物を発泡硬化させることにより、研削砥石及び研摩布紙の両特性を兼備した発泡研摩体を
製造できるようにしたものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来
、研削砥石としては、ビトリファイド砥石、ベークライ
ト砥石（レジノイド砥石）、ラバー砥石、オキシクロラ
イド砥石、不飽和ポリエステル樹脂を含む合成樹脂砥石
が知られているが、いずれも圧縮弾性率が高く、剛体で
あり、精密加工及び重研削加工では威力を発渾するが、
研摩加工の主力である研摩布紙を代表するエンドレスベ
ルト研摩加工に近い性能が得られていない。

これは、従来の研削砥石の圧縮弾性率が、以下に示すよ
うに大きく、剛性が高く、加工物へのフィツト追従性が
劣ることによるためである。

−方、ベルト研削用コンタクトホイールの硬質ゴムロー
ラーの圧縮弾性率は、硬質ゴムの性質を変えることによ
り、１０２〜１０　’　ｋｇ／　ｃｍ”と広範な値をと
ることができる。加工物の材質形状により異なるが、−
般に、ベルト研削のコンタクトホイールの圧縮弾性率は
１０３ｋｇ／　ｃｍ”程度で卓越した追従性研摩能力が
得られている。

しかしながら、この研摩布紙は、砥粒のコンセントレー
ジョン及び砥粒層の厚みを研削砥石の場合の様に大きく
できないために寿命が短く、従って取替頻度が高いため
に不経済であり、ロスタイムが大きいなど重大な欠点を
有している。このような欠点を解決するために、ＰＶＡ
樹脂の部分ホルマール化物に砥材を含有させた研削砥石
、溶融紡糸の繊維状物に微細砥粒を混入したフラグメン
ト（切片）を接着集合せしめた研摩体、あるいは不織布
に砥材を含浸接着した後に種々の成形体に再加工した研
摩体、更には、多孔性ポリビニルアルコール部分ホルマ
ール化砥石（ポリビニルアセタール樹脂砥石等）の気孔
に熱硬化性樹脂を含浸硬化させて圧縮弾性率を調整した
研摩体などが提案されている。しかし、研削砥石及び研
摩布紙の両特性を兼備した研摩体はまだ得られていない
。

それ故、研摩・研削加工分野において、研摩布紙のよう
に柔軟な加工物へのなじみを有する研摩体であって、研
削砥石の良好な切味を持続させるために砥粒切刃のスム
ーズな再生・交代が可能な研摩体の探求が続けられてい
る。

本発明者らは、発泡研摩体について鋭意研究を行い、架
橋硬化された不飽和ポリエステル樹脂を結合剤とし、−
定範囲の気孔率と圧縮弾性率とを有する発泡研摩体が優
れた追従性、研削能率及び切刃の自生作用を有し、研削
砥石と研摩布紙の両特性を兼備していることを見出し、
本発明を完成するに至った。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、架橋硬化された不飽和ポリエステル樹脂を結
合剤とし、この結合剤中に砥粒が分散されており、気孔
率が１０〜８０％及び圧縮弾性率が１０２〜１０　’　
ｋｇ／　ｃｍ”であることを特徴とする発泡研摩体に係
る。

本発明において、「発泡研摩体」は、研削砥石をはじめ
、サンドペーパー等、安全強度が要求されないものも含
む。

本発明の発泡研摩体の気孔率及び圧縮弾性率をそれぞれ
１０〜８０％及び１０２　〜１０５　ｋｇ／ｃｍ”の範
囲に限定することが不可欠である。すなわち、これら気
孔率及び圧縮弾性率が各下限を下回ると追従性が悪く、
また、各上限をこえると研削能率が低下し、又、製造が
極めて困難となる。

本発明の発泡研摩体の結合剤中に分散された砥粒は、研
削砥石に用いられるあらゆる物質であってよく、例えば
、天然金剛砂、人造研削材、酸化アルミニウムα結晶、
及び炭化ケイ素、あるいはダイヤモンド及びＣＢＮ等の
超砥粒、更には、高硬度の炭化物、窒化物、ホウ化物、
及び複合酸化物であってよい。

本発明における不飽和ポリエステル樹脂はポリウレタン
及び／又はレゾール型フェノール樹脂といった熱硬化性
樹脂によって変性されていてよい。

この変性により、発泡研摩体の耐熱性及び研摩特性をさ
らに向上させることができる。

本発明の発泡研摩体を以下の方法で製造することも本発
明の特徴である。即ち、本発明による方法は、不飽和ポ
リエステル樹脂、この樹脂の架橋剤及び硬化剤、砥粒並
びに発泡剤を少なくとも含有する混合物を調製し、この
混合物を発泡硬化させることにより、気孔率が１０〜８
０％及び圧縮弾性率が１０２　〜１０５　ｋｇ／　ｃｎ
＋２である発泡研摩体を得ることを特徴とする。

本発明の方法に用いられる混合物は、さらにポリウレタ
ン及び／又はレゾール型フェノール樹脂といった熱硬化
性樹脂を含有してもよい。このフェノール樹脂は、通常
は不飽和ポリエステル樹脂に対して相溶性がないが、発
泡硬化により両樹脂は結合剤としての均質な硬化物を形
成することができる。

本発明の方法において用いられる不飽和ポリエステル樹
脂は、マレイン酸及びフマル酸などの不飽和有機ジカル
ボン酸を、エチレングリコール、ジエチレングリコール
、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、及
び１．３−ブチレングリコールなどのグリコール成分又
は−部ポリオールとして知られている多価アルコールの
いずれかと重縮合反応させて得た不飽和ポリエステルを
、架橋用単量体、例えば、スチレン、ビニルトルエン、
アクリル酸エステル、及びメタアクリル酸エステルの液
状単量体に溶解した通常の液状樹脂である。

また、この液状樹脂には、公知の硬化促進剤及び重合禁
止剤、更には、難燃性、空気乾燥性、耐光性、及び可撓
性などを付与する変性剤が存在しても良い。

本発明の方法に用いられる発泡剤は、従来から不飽和ポ
リエステル樹脂の発泡剤用として用いられている発泡剤
であれば良く、例えば、気体として、窒素ガス、炭酸ガ
ス、及び空気等、また、低沸点溶剤として、ペンタン、
ヘキサン、ヘプタン、ブテン、ＣＦＣｌ３　、及びＣ！
Ｆ３Ｃｈ等、また、水と反応して炭酸ガスを放出するト
ルエ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、ヘキサメチレンジイソシアネート、
及びウレタンプレポリマー等と水又はこれらの混合物、
また、分解型発泡剤として、炭酸アンモニウム、重炭酸
アンモニウム、重炭酸ナトリウム、ジニトロソペンタメ
チレンテトラミン、アゾジカルボンアミド、アゾビスイ
ソブチロニトリル、ヒドラジン化合物、例えば、マレイ
ン酸ヒドラジド、シュウ酸ヒドラジド、ベンゼンスルホ
ニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ、
ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、
【−アルキルヒドラゾニウム塩、及び構造式ＲＳＯ□Ｎ
ＨＮＨ。

（式中、Ｒは０１〜ＣＩｔのアルキル又はＣ２〜Ｃ６の
シクロアルキル等）で示されるモノ置換スルホニルヒド
ラジド、または、これらのヒドラジン化合物と、過炭酸
塩、過ホウ酸塩及び過リン酸塩等からなる群から選ばれ
た少なくとも一種の無機粉末化合物とを併用するもの等
が挙げられる。

発泡剤の種類、使用量及び発泡条件を調節することによ
り、所望の発泡倍率即ち気孔率及び圧縮弾性率を得るこ
とができる。

本発明の方法に用いられる硬化剤は、通常の過酸化物、
例えば、メチルエチルケトンペルオキシド（ＭＥＫＰＯ
）、ベンゾイルペルオキシド、ヒドロペルオキシド等の
有機過酸化物及び過酸化水素からなる群から選ばれた少
なくとも一種であってよい。

本発明の方法において、発泡硬化の方法は従来公知の不
飽和ポリエステル樹脂発泡体の製造方法を利用すること
ができる。

例えば、窒素ガス、炭酸ガス、及び空気等を常圧又は圧
力下に液状樹脂に含ませ、気泡を生じさせる方法、水を
微細粒子としてポリエステル樹脂中に分散し、得られた
含水ポリエステル樹脂を気泡体とする方法、又は、低沸
点溶剤を樹脂と混合し、揮発、発泡をさせる方法がある
。

更に、イソシアネートＩＷと水とを用い炭酸ガスを発生
させる発泡方法が特開昭５４−１５６０７０号及び特公
昭５８−４５４５７号各明細書に開示されている。この
場合、イソシアネート類と多水酸基化合物、ウレタンプ
レポリマーとを用いて、発泡時の生成物を結合剤として
利用し、発泡研摩体の結合剤の物性の向上を計ることも
できる。

又、分解型発泡剤を用いる方法として、イ）不飽和ポリ
エステル樹脂に加熱発泡型の発泡剤、硬化剤、及び不飽
和ポリエステル末端のカルボキシル基と反応して塩を形
成する物質を加え、極高粘度とした後、加熱して発泡成
形する方法（特公昭４Ｂ−２９８６１号明細書）、口）不飽和ポリエステル樹脂に置換スルホニルヒドラジ
ド発泡剤、有機過酸化物、有機金属触媒、及び界面活性
剤を用い発泡硬化させる方法（特公昭５８−４９５７７
号明細書）、ハ）不飽和ポリエステル樹脂にｔ−アルキルヒドラゾニ
ウム塩発泡剤、過酸化物、及び遷移金属促進剤を用いて
発泡硬化させる方法（特開昭５９−８１３４６号明細書
）、二）不飽和ポリエステル樹脂に過炭酸塩等とヒドラジド
化合物とを添加混合すると共に発泡硬化させる方法（特
公昭５８−２９３３０号明細書）等を用いることができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例につき更に詳細に説明する。

スＳ＠＠１−二ｌ液状不飽和ポリエステル樹脂（エスタＲ−１３０Ｂ、三
井東圧社製、−膜積層用、粘度２５〜４０ボイズ（２５
℃））１ｋｇにナフテン酸金属塩（コバルト含有１６％
）１０ｇ及びトルエンスルホニルヒドラジド４５ｇを加
え、攪拌しなから砥粒（緑色炭化ケイ素＃２０）　２．
５　ｋｇを加え、充分均一になるまでプロペラ型混合機
で攪拌した。次に、これに過炭酸ナトリウム１００ｇ、
水３０ｇ及び硬化剤ＭＥＫＰＯ（有効成分５５％）１０
ｇを加え、短時間に均一分散混合できるプロペラ回転機
で約３０〜６０秒攪拌後、外径２５５φ×厚み３０ｘ穴
径３５φの砥石注型用金型に充填した。これを室温２０
±５℃で放置したところ、約２〜１０分後に発泡が始ま
り、次第に硬化した。硬化終了後、更に５０〜１８０℃
で２〜１０時間アフターキュアして実施例１の発泡研摩
体を得た。

−方、トルエンスルホニルヒドラジド及び過炭酸ナトリ
ウム量を変えた以外は実施例１と同様の方法で２種類の
発泡研摩体を得た（実施例２及び３）。

また、比較例として、トルエンスルホニルヒドラジド及
び過炭酸ナトリウムを用いないで実施例１と同様の方法
で比較試料を得た。

実施例１〜３の発泡研摩体及び比較試料の砥石特性をト
ルエンスルホニルヒドラジド及び過炭酸ナトリウムの使
用量と共に第１表に示す。実施例１〜３の発泡研摩体及
び比較試料の回転破壊周速度、超音波伝播速度は第２表
に示された通りであり、実施例１〜３の発泡研摩体の材
料への追従性及び発泡器Ｙ体は比較試料に比べ非常に優
れていた。

なお、研削特性測定時の研削条件を第３表に示す。

第３表実施例１で用いた不飽和ポリエステル樹脂１　ｋｇに重
炭酸ナトリウム５０ｇと水５０ｇと整泡剤（硬質ウレタ
ンフオーム用、シリコンＦ−３０５、信越化学■製）５
０ｇとを加えて２分間プロペラ型攪拌機で撹拌した後、
砥粒（緑色炭化ケイ素（Ｊ　ｌ５４Ｃ）＃１２０）２ｋ
ｇを加え、充分攪拌しながらジフェニルメタンジイソシ
アネート（クルードＭＤＩ、ハイセル１２２Ｐ、東邦化
学工業製）１００ｇを加え、次いで硬化剤ＭＥＫＰＯ（
含有量５５％）４０ｇを加え、１分後にこれを実施例１
に記載の注型用金型に入れ、発泡硬化させた後、８０±
５℃で１０時間アフターキュアして発泡研摩体を得た（
実施例４）。

一方、クルードＭＤＩの使用量を２００ｇに増加した以
外は実施例４と同様の方法で、実施例４の研摩体より更
に多孔質の発泡研摩体を得た（実施例５）。

実施例４及び５の発泡研摩体の砥石特性及び研削特性の
一部を第４表に示す（研削条件は前記第３表と同じ）。

（以下余白、次頁につづく）ジフェニルメタンジイソシアネートを用いた実施例４及
び５の発泡研摩体は高多孔性であり、回転破壊周速度が
大きく、安全係数が優れている。

これはポリエステル樹脂とクルードＭＤＩとの間で下記
（１）の反応が起こり、結合力の優れた新たな結合剤が
得られたことによるものと考えられる。

実施例１で用いた不飽和ポリエステル樹脂９００ｇにレ
ゾール型フェノール樹脂（ＢＲＬ−２１８２、不揮発分
７０％以上、粘度４００〜５ｏ。

Ｃρｓ１ゲルタイム１２０〜１３０ｓｅｃ　、昭和高分
子■製）１００ｇを加え、攪拌しながら更にジメチルア
ニリン１５ｇを投入し、均一に分散するように攪拌した
。次に、これに重炭酸ナトリウム１００ｇ及び砥粒（Ｇ
Ｃ＃　１２０）　１．５００　ｇを加え５分間撹拌した
後、パラトルエンスルホン酸水溶液（７０％）２０ｇ及
び過酸化ベンゾイル２０ｇを投入し、３０秒後にこれを
実施例１に記載の注型金型に流し込み、硬化させた後、
８０±５℃で１０時間アフターキュアーして発泡研摩体
を得た（実施例６）。

一方、不飽和ポリエステル樹脂の量を８００ｇとし、レ
ゾール型フェノール樹脂の量を２００ｇとし、ジメチル
アニリンの量を１０ｇとし、過酸化ベンゾイル６０ｇを
用いた以外は実施例６と同様の方法で発泡研摩体を得た
（実施例７）。

また、不飽和ポリエステル樹脂の量を７００ｇとし、レ
ゾール型フェノール樹脂の量を３００ｇとし、ジメチル
アニリンの量をＬｏｇとし、重炭酸ナトリウムの量を２
００ｇとし、パラトルエンスルホン酸水溶液（７０％）
の量を４０ｇとし、過酸化ベンゾイルの量を６０ｇとし
、クロロホルム１５０ｇを用いた以外は実施例６と同様
の方法で発泡研摩体を得た（実施例８）。

実施例６〜８の発泡研摩体の砥石特性と研削特性の一部
及び研削特性測定時の研削条件をそれぞれ第５表及び第
６表に示す。

（以下余白、次頁につづく）第６表第５表に示される如〈実施例６〜８の発泡研摩体はすべ
て砥石の耐熱特性が従来の研摩体に比べ大幅に改善され
たものとなっている。これは、不飽和ポリエステル樹脂
と、−般に不飽和ポリエステル樹脂との間に相互反応も
相溶性もほとんど認められないフェノール樹脂との間で
発泡硬化のメカニズムを通じてうまく相互貫入網目ポリ
マー（Ｉｎｔｅｒ−ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ　Ｎｅｔｗ
ｏｒｋ　Ｐｏｌｙｍｅｒ）が生成し、これが研削特性の
改善に寄与したことによるものと考えられる。

〔発明の効果〕

本発明では、発泡研摩体において、架橋硬化された不飽
和ポリエステル樹脂中に砥粒が分散されており、１０〜
８０％の気孔率及び１０２〜１０５ｋｇ７　ｃｍ”の圧
縮弾性率を有するようにしている。

このため、研削砥石のもつ良好な切味と研摩布紙のもつ
加工物への柔軟ななじみとを兼備した全く新しいタイプ
の研摩・研削両用の研摩体を提供することができる。

また、本発明では、不飽和ポリエステル樹脂、この樹脂
の架橋剤及び硬化剤、砥粒並びに発泡剤を少なくとも含
有する混合物を調製し、この混合物を発泡硬化させて、
上記発泡研摩体を製造するようにしている。

このため、発泡研摩体の気孔率及び圧縮弾性率を所望の
値に調節することができる。

更に、本発明では、上記混合物がポリウレタン及び／又
は熱硬化性樹脂を含有するようにしているため、発泡研
摩体の耐熱性及び研削特性をさらに改善することができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１、架橋硬化された不飽和ポリエステル樹脂を結合剤と
し、この結合剤中に砥粒が分散されており、気孔率が１
０〜８０％及び圧縮弾性率が１０＾２〜１０＾５ｋｇ／
ｃｍ＾２であることを特徴とする発泡研摩体。２、架橋硬化された不飽和ポリエステル樹脂がポリウレ
タン及び／又は熱硬化性樹脂により変性されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の発泡研摩体。３、不飽和ポリエステル樹脂、この樹脂の架橋剤及び硬
化剤、砥粒並びに発泡剤を少なくとも含有する混合物を
調製し、この混合物を発泡硬化させることにより、気孔
率が１０〜８０％及び圧縮弾性率が１０＾２〜１０＾５
ｋｇ／ｃｍ＾２である発泡体を得ることを特徴とする発
泡研摩体の製造方法。４、混合物がさらにポリウレタン及び／又は熱硬化性樹
脂を含有することを特徴とする特許請求の範囲第３項記
載の方法。