JPS6362349B2 - - Google Patents
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- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、特定の芳香族ポリイミド粉末と砥
粒とが少なくとも配合されている特定の配合物か
ら加圧成形された、砥粒が耐熱性樹脂で結合され
ている砥粒層を有する砥石、特にホイール状の基
盤に砥粒層が設けられた砥石、およびその製法に
係るものである。 〔従来技術の説明〕 従来、例えば、ダイヤモンド、立方晶ボロンナ
イト（以下CBNと略記することもある）などの
砥粒と、特定のポリイミド樹脂との組合せからな
る配合物を使用して、ポリイミド樹脂でダイヤモ
ンドまたはCBN砥粒が結合されている砥粒層を
有する砥石を製造することは、公知である。 現在、前記の砥石に使用される最も耐熱性に優
れているポリイミド樹脂としては、例えば、ピロ
メリツト酸二無水物と４，４−ジアミノジフエニ
ルエーテルとから得られた芳香族ポリイミドが使
用できることも知られている。 この公知の芳香族ポリイミド樹脂で砥粒が結合
されている砥粒層を有する砥石は、その結合剤で
ある樹脂が、重研削で発生する高熱にさらされる
と同時に、高い機械的応力を加わえられる苛烈な
状況に良く耐えるので、重研削を必要とする分野
に特に適している。 しかしながら、この公知の芳香族ポリイミド樹
脂は、耐熱性が非常に優れているが、不溶性、不
融性であり、しかも、二次転移温度が極めて高
く、砥粒層の成形性が極めて悪く、成形時間が長
くなり生産性が悪いという欠点があり、しかも公
知のポリイミド樹脂結合砥石は、研削性能におい
ても十分に満足すべきものではなかつた。 一般に、芳香族ポリイミド樹脂を結合剤とする
砥粒層などの成形体を得る方法としては、ポリイ
ミドの前駆体であるポリアミツク酸の粉末を結合
剤として配合し成形時にイミド化する場合と、す
でにイミド化の終了したポリイミドの粉末を結合
剤として配合して成形する場合との二つの方法が
ある。 ポリアミツク酸の粉末を結合剤として配合した
配合物から研削砥石をつくる場合は、砥粒、結合
剤などの配合物の充填層を加圧・成形する際にポ
リマーの縮合反応（イミド化）の副生物である水
の発生を伴う長時間のイミド化工程を欠かせない
という欠点がある。 ポリイミド粉末を結合剤として配合した配合物
から研削砥石を作る場合は、長時間の加熱を要す
るイミド化工程が不要となるので成形工程は短縮
されるが、従来使用されていたピロメリツト酸系
の芳香族ポリイミド粉末が、約400℃以上の二次
転移温度を有していて、熱的塑性変形性、熱融着
性などを実質的に有していないと共に、砥粒との
親和性、密着性などについて必ずしも充分ではな
いので、砥石の性能を向上させるために、極めて
高温、高圧でかなりの長時間の成形および焼結を
行う必要があり、生産性が不充分であつた。 例えば、アメリカ特許第3385684号明細書には、
「金型への配合物の充填→充填層を270℃に加熱
し、3150〜3500Kg／cm2の加圧で予備成形し→真空
オーブン中、300℃、16時間、ポリマーのイミド
化を完全にし→不活性気体中、450℃、30分間、
フリーな焼結をして砥粒層を成形する」という非
常に高い圧力、温度、および長時間での、複雑な
工程を要するポリイミド結合砥石の製法が記載さ
れており、また、アメリカ特許第3650715号明細
書には、「金型への配合物の充填→常温下、428
Kg／cm2の加圧で予備成形し→低圧下、450℃に加
熱→450℃で3870Kg／cm2に20分間、加圧して砥粒
層を成形する」というポリイミド結合砥石の製造
法が記載されている。 しかしながら、これらの方法で得られた砥石
は、従来のピロメリツト酸系の芳香族ポリイミド
を結合剤としている場合の例示が主体であり、そ
の成形において高温、高圧で長時間を要し不満足
であると共に、砥粒や充填剤などとの親和性、密
着性が充分でなく、成形された砥粒層が、必ずし
も満足できる研削性能（研削率）を示すものでは
なかつた。 一方、ベンゾフエノンテトラカルボン酸系の芳
香族ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂、ビスマ
レイミド、トリアジン樹脂、ポリビスマレイミド
樹脂などの他の耐熱性樹脂が、成形加工性のよい
耐熱性樹脂結合剤として、砥粒層の成形用に使用
されることが知られているが、上記のピロメリツ
ト酸系の芳香族ポリイミド樹脂と比較すると耐熱
性、高温での機械物性が充分ではなく、前記の他
の耐熱性樹脂を使用した砥石は、研削の際に、高
温にならないような極く一部の用途に使用されて
いるに過ぎない。 この発明者らは、耐熱性の高いポリイミド樹脂
を結合剤として使用して砥粒を結合して優れた性
能砥粒層を有する砥石を工業的に容易に製造する
方法について鋭意研究した結果、砥粒の結合剤と
して、二次転移温度が250〜380℃であるビフエニ
ルテトラカルボン酸系の芳香族ポリイミドを使用
することにより、砥粒層の成形が容易となり、こ
の種の砥石の製法としては工業的な生産性が一挙
に改善され、しかも優れた研削（研磨）性能を有
し、さらに、耐熱性、機械的強度なども優れてい
る砥粒層を成形できることを見い出し、この発明
を完成した。 〔本発明の構成〕 すなわち、この発明は、砥粒100重量部、およ
び、ビフエニルテトラカルボン酸またはその酸二
無水物を50モル％以上含有する芳香族テトラカル
ボン酸成分と、芳香族ジアミン成分とを重合およ
びイミド化して得られた芳香族ポリイミドからな
り、そのポリマーの二次転移温度が250〜380℃で
ある芳香族ポリイミド粉末20〜80重量部が、少な
くとも配合されている配合物から加圧成形され
た、砥粒を５〜50容量％の割合で含有している砥
粒層を有することを特徴とする耐熱性樹脂結合砥
石に関するものであり、さらに、 前述の砥粒と芳香族ポリイミドとの配合物を金
型内に充填して、前記芳香族ポリイミドの二次転
移温度より高い温度で、100〜5000Kg／cm2に加圧
して、砥粒層を形成することを特徴とする耐熱性
樹脂結合砥石の製法に関する。 なお、前記の二次転移温度は、動的粘弾性測定
（例えば、レオメトリツクス社製；メカニカルス
ペクトロメーターを使用して測定する）によつて
測定された二次転移温度である。 〔本発明の作用効果〕 この発明の砥石は、砥粒の結合剤として使用さ
れている前述のビフエニルテトラカルボン酸系の
芳香族ポリイミド粉末が、その試料を10℃／分で
昇温させ試料の５重量％減量時の温度で示す耐熱
性において530℃以上の充分な耐熱性を示ししか
も高温にまで高い機械的強度を保持しながら、砥
粒層の成形性、砥粒との密着性において優れてい
るので、「砥石の砥粒層の消費重量Ａに対する前
記砥石で研磨される被研磨材料の研磨重量Ｂの比
（Ｂ／Ａ）で示す研削比」などの砥石性能が極め
て安定して優れているのである。 この発明の製法は、前述のビフエニルテトラカ
ルボン酸系の芳香族ポリイミド粉末が比較的低い
明確な二次転移温度を有していると共に、高い耐
熱性、砥粒との密着性、親和性などに優れてい
て、総合的な粉末成形性がよいので、成形工程が
極めて簡略化され、しかも成形時間が短縮された
極めて生産性が高い工業的な方法であり、前述の
ような優れた砥粒層を有する砥石を再現性よく製
造することができる方法である。 しかも、この発明の製法は、前記の芳香族ポリ
イミドを含有する配合物から成形される砥粒層
が、種々の砥石基盤（例えば、アルミニウム、ス
チールなどのホイール状の金属基盤、あるいはエ
ポキシ樹脂、フエノール樹脂などのホイール状の
合成樹脂基盤）に対して、直接に大きな接合力で
接合させることができるので、砥石基盤に一体に
接合した砥粒層を有する砥石、特にホイール状の
基盤に接合した砥粒層を有する砥石が、全く接着
剤層などを使用しないで、一挙に製造することが
できる画期的な方法である。 さらに、この発明の方法によれば、複雑な形状
を有する砥石基盤に対しても優れた性能の砥粒層
を有する砥石を、容易に一体に接合して形成する
ことができるのである。 〔実施例〕 以下、図面も参考にして、この発明をさらに詳
しく説明する。 第１図は、この発明の砥石の一例を示す斜視図
であり、第２図はその砥石の断面図である。 この発明の耐熱性樹脂結合砥石は、例えば、第
１図および第２図に示すように、特定の配合物か
ら加圧成形で形成された芳香族ポリイミドで砥粒
が結合されている砥粒層１が砥石基盤２に設けら
れている砥石３を挙げることができる。 この発明において使用する芳香族ポリイミド粉
末は、ビフエニルテトラカルボン酸またはその酸
二無水物を50モル％以上、好ましくは60モル％以
上、さらに好ましくは80〜100モル％含有する芳
香族テトラカルボン酸成分と、芳香族ジアミン成
分とを概略等モル重合およびイミド化して得られ
た高分子量の芳香族ポリイミドからなり、そのポ
リマーの二次転移温度が250〜380℃、好ましくは
260〜350℃である芳香族ポリイミド粉末である。 前記の芳香族ポリイミドは、その試料を10℃／
分で昇温して試料の５重量％減量時の温度が約
530℃以上、特に540〜600℃程度である耐熱性を
有するものであればよい。 前記の芳香族ポリイミドは、対数粘度（50℃で
測定、濃度；0.5g／100ml溶媒、溶媒；パラクロ
ルフエノール）が、約0.1〜７、特に0.3〜５程度
であることが好ましい。 さらに、この発明で使用する芳香族ポリイミド
粉末の平均粒径は、約0.1〜100μm、特に0.5〜
50μm程度であることが好ましい。 前記の芳香族ポリイミドの製造に使用される芳
香族テトラカルボン酸成分であるビフエニルテト
ラカルボン酸またはその酸二無水物としては、
２，３，3′，4′−ビフエニルテトラカルボン酸ま
たはその酸二無水物、３，3′，４，4′−ビフエニ
ルテトラカルボン酸またはその酸二無水物、ある
いはそれらの混合物を挙げることができ、特に、
３，3′，４，4′−ビフエニルテトラカルボン酸類
が好適であり、また、前記ビフエニルテトラカル
ボン酸と共に併用することができる他の芳香族テ
トラカルボン酸成分としては、ピロメリツト酸、
ベンゾフエノンテトラカルボン酸、ビス（３，４
−ジカルボキシフエニル）メタン、２，２−ビス
（３，４−ジカルボキシフエニル）プロパン、ビ
ス（３，４−ジカルボキシフエニル）エーテル、
またはそれらの酸二無水物、あるいはそれらの混
合物を挙げることができる。 前記の芳香族ジアミンとしては、４，4′−ジア
ミノジフエニルエーテル、３，4′−ジアミノジフ
エニルエーテル、４，4′−ジアミノジフエニルチ
オエーテル、４，4′−ジアミノジフエニルメタ
ン、３，4′−ジアミノジフエニルメタン、４，
4′−ジアミノジフエニルプロパン、４，4′−ジア
ミノベンゾフエノン、ｏ−、ｍ−またはｐ−フエ
ニレンジアミン、あるいはそれらの混合物を挙げ
ることができる。 この発明では、特に、３，3′，４，4′−ビフエ
ニルテトラカルボン酸又はその酸二無水物、また
は２，３，3′，4′−ビフエニルテトラカルボン酸
又はその酸二無水物を60モル％以上、特に80〜
100モル％含有している芳香族テトラカルボン酸
成分と、４，4′−ジアミノジフエニルエーテル、
３，4′−ジアミノジフエニルエーテルを約50モル
％以上、特に60〜100モル％含有している芳香族
ジアミン成分とを、概略等モル重合して得られた
高分子量の芳香族ポリイミド粉末が、砥粒と配合
された配合物の成形性などにおいて好適である。 この発明の耐熱性樹脂結合砥石は、砥粒100重
量部、および、前述の芳香族ポリイミド粉末20〜
150重量部、好ましくは30〜120重量部、さらに必
要であれば、充填剤０〜100重量部、特に10〜80
重量部からなる均一に配合された粉末の配合物か
ら加圧成形された、しかも成形後に砥粒を５〜50
容量％、特に10〜45容量％程度の割合で含有して
いる砥粒層は、例えば、砥石基盤（ホイールな
ど）に直接一体に形成されているものである。 前記の芳香族ポリイミド粉末は、砥粒、充填剤
と配合する前に、約50〜150℃の温度で、約0.1〜
20時間、特に0.5〜10時間程度、乾燥して使用す
ることが好ましい。 前記の砥粒としては、例えば、天然または人造
ダイヤモンド、立方晶ボロンナイトライド、など
を挙げることができ、その砥粒の平均粒径が、約
0.5〜500μm、特に１〜100μm程度であることが
好ましい。 前記の充填剤としては、一般に樹脂結合砥石の
製造において使用れる公知の充填剤であればよ
く、例えば、グラフアイト、SiO2、SiC、Al2O3、
FeO3、Cu、Sn、またはそれらの混合物などを挙
げることができ、その充填剤の平均粒径が、約
0.1〜100μm、特に0.5〜50μm程度であることが好
ましい。 この発明において、砥粒層は、前述のように、
砥粒を５〜50容量％の割合で含有していればよい
が、特に、組成が、砥粒：５〜50容量％（特に好
ましくは10〜45容量％）、芳香族ポリイミド樹
脂：10〜90容量％（特に好ましくは20〜80容量
％）、および充填剤：０〜70容量％（特に好まし
くは５〜50重量％）であることが好ましい。さら
に前記砥粒層に含有されている砥粒と芳香族ポリ
イミド樹脂との容量比は、１：３〜３：１（特に
好ましくは１：２〜２：１）の範囲内であること
が望ましい。 この発明において、砥粒層の最大厚さは、特に
限定されないが、約0.1〜20mm、特に0.5〜10mm程
度であることが適当である。 この発明の製法は、砥粒と芳香族ポリイミド粉
末と、必要であれば充填剤とが、前述の配合割合
で均一に配合されている配合物を、砥石成形用の
適当な金型内に充填して、前記芳香族ポリイミド
の二次転移温度より高い温度、好ましくは前記二
次転移温度より５〜80℃高い温度、特に二次転移
温度より10〜60℃高い温度（例えば、約300〜450
℃の範囲であることが好ましい）で、100〜5000
Kg／cm2、好ましくは500〜4000Kg／cm2の圧力に、
好ましくは約0.5〜10分間／mm（砥粒層の厚さ）
の割合の時間、加圧して、最後にプレスから取り
出して冷却し、加圧成形された砥粒層を形成し
て、砥粒が芳香族ポリイミドで結合されている砥
粒層を有する砥石を製造するのである。 この発明の製法においては、前述の砥粒層の加
圧成形（本成形）を行う前に、前記配合物を砥石
成形用の金型内に充填して、最初に０〜2000Kg／
cm2、特に０〜1000Kg／cm3の圧力で、芳香族ポリイ
ミドの二次転移温度より低い温度（例えば、約
100〜300℃、特に150〜280℃の範囲の温度）に加
熱して、さらに、前記加熱温度で、約500〜5000
Kg／cm2の圧力で、好ましくは約0.5〜10分間／mm
（砥粒層の厚さ）の割合の時間、加圧して、前記
配合物を予備成形し、次いで、この予備成形品を
使用して前述の本成形を行うことが好ましい。 この発明の製法において、砥石成形用の金型内
に、砥石基盤の一部を露出した状態で配置した
後、前記基盤の露出部と金型の内壁との間の空〓
に前述の配合物を充填して、前述と同様にして砥
粒層の成形を行い、第１図および第２図に示すよ
うな砥粒層１が砥石基盤２に直接に接合している
ホイール状の砥石３を製造することもできる。 前記の砥石基盤の材質としては、アルミニウ
ム、スチールなどの金属基盤、あるいは、適当な
充填剤によつて強化されたエポキシ樹脂、フエノ
ール樹脂などの硬化物を挙げることができる。 以下、本発明に関する実施例を示し、この発明
とさらに具体的に説明する。 実施例 １ ３，3′，４，4′−ビフエニルテトラカルボン酸
又はその酸二無水物と、４，4′−ジアミノジフエ
ニルエーテルとを、概略等モル重合して得られた
高分子量の芳香族ポリイミド粉末（平均粒子径；
15μm、二次転移温度；285℃、５重量％減量温
度；575℃、対数粘度；3.2、成形後の比重：
1.48）11.36重量部と、これに200メツシユのニツ
ケルクラツドした人造ダイヤモンド（比重：5.1）
24.73重量部〔このものは、人造ダイヤモンド
（比重：3.49）の重量が15.95重量部である〕を乾
式混合して調整した配合物を、アルミニウムの砥
石基盤を組み込んだ所定の金型内の空〓部に充填
し、250℃の温度で1000Kg／cm2の圧力で、５分間
加圧してまず予備成形し、次いで、310℃に昇温
して、2000Kg／cm2の圧力で、５分間、加圧成形
（本成形）をして、第１図に示すような形状であ
つて、砥石基盤の周縁に砥粒層を直接一体に有す
る研削砥石を成形した。前記の砥粒層は、人造ダ
イヤモンドを25容量％含有していた。その研削砥
石について下記に示すような条件の研削性能試験
（研削誌験）を行い、その結果を第１表に示す。 砥石形状（寸法 mm） 1A1（JIS規格） 200D×6T×3X×50.8H 被研削材 サーメツト（三菱金属(株)製、
NX55）、又は超硬合金（三菱金属(株)製、
GTi30） 研削機 岡本工作機械(株)製、平面研削盤
PSG−63A 3.7KW 研削条件 第１表に示す。 研削液 ケミカル１：50水溶液。 比較実験例 １〜２ ピロメリツト酸系の芳香族ポリイミド粉末が結
合剤として使用されており、実験例１と同様の割
合で人造ダイヤモンドを含有する砥粒層を有する
実験例１と同様の形状であるＡ社製砥石（比較実
験例１）およびＢ社製砥石（比較実験例２）を使
用して、実験例１と同様の研削試験を行つた。そ
の結果を第１表に示す。 比較実験例 ３ フエノール樹脂を結合剤として使用されている
以外は、実験例１と同様の形状の研削砥石を準備
し、その研削試験を行い、その結果を第１表に示
す。
粒とが少なくとも配合されている特定の配合物か
ら加圧成形された、砥粒が耐熱性樹脂で結合され
ている砥粒層を有する砥石、特にホイール状の基
盤に砥粒層が設けられた砥石、およびその製法に
係るものである。 〔従来技術の説明〕 従来、例えば、ダイヤモンド、立方晶ボロンナ
イト（以下CBNと略記することもある）などの
砥粒と、特定のポリイミド樹脂との組合せからな
る配合物を使用して、ポリイミド樹脂でダイヤモ
ンドまたはCBN砥粒が結合されている砥粒層を
有する砥石を製造することは、公知である。 現在、前記の砥石に使用される最も耐熱性に優
れているポリイミド樹脂としては、例えば、ピロ
メリツト酸二無水物と４，４−ジアミノジフエニ
ルエーテルとから得られた芳香族ポリイミドが使
用できることも知られている。 この公知の芳香族ポリイミド樹脂で砥粒が結合
されている砥粒層を有する砥石は、その結合剤で
ある樹脂が、重研削で発生する高熱にさらされる
と同時に、高い機械的応力を加わえられる苛烈な
状況に良く耐えるので、重研削を必要とする分野
に特に適している。 しかしながら、この公知の芳香族ポリイミド樹
脂は、耐熱性が非常に優れているが、不溶性、不
融性であり、しかも、二次転移温度が極めて高
く、砥粒層の成形性が極めて悪く、成形時間が長
くなり生産性が悪いという欠点があり、しかも公
知のポリイミド樹脂結合砥石は、研削性能におい
ても十分に満足すべきものではなかつた。 一般に、芳香族ポリイミド樹脂を結合剤とする
砥粒層などの成形体を得る方法としては、ポリイ
ミドの前駆体であるポリアミツク酸の粉末を結合
剤として配合し成形時にイミド化する場合と、す
でにイミド化の終了したポリイミドの粉末を結合
剤として配合して成形する場合との二つの方法が
ある。 ポリアミツク酸の粉末を結合剤として配合した
配合物から研削砥石をつくる場合は、砥粒、結合
剤などの配合物の充填層を加圧・成形する際にポ
リマーの縮合反応（イミド化）の副生物である水
の発生を伴う長時間のイミド化工程を欠かせない
という欠点がある。 ポリイミド粉末を結合剤として配合した配合物
から研削砥石を作る場合は、長時間の加熱を要す
るイミド化工程が不要となるので成形工程は短縮
されるが、従来使用されていたピロメリツト酸系
の芳香族ポリイミド粉末が、約400℃以上の二次
転移温度を有していて、熱的塑性変形性、熱融着
性などを実質的に有していないと共に、砥粒との
親和性、密着性などについて必ずしも充分ではな
いので、砥石の性能を向上させるために、極めて
高温、高圧でかなりの長時間の成形および焼結を
行う必要があり、生産性が不充分であつた。 例えば、アメリカ特許第3385684号明細書には、
「金型への配合物の充填→充填層を270℃に加熱
し、3150〜3500Kg／cm2の加圧で予備成形し→真空
オーブン中、300℃、16時間、ポリマーのイミド
化を完全にし→不活性気体中、450℃、30分間、
フリーな焼結をして砥粒層を成形する」という非
常に高い圧力、温度、および長時間での、複雑な
工程を要するポリイミド結合砥石の製法が記載さ
れており、また、アメリカ特許第3650715号明細
書には、「金型への配合物の充填→常温下、428
Kg／cm2の加圧で予備成形し→低圧下、450℃に加
熱→450℃で3870Kg／cm2に20分間、加圧して砥粒
層を成形する」というポリイミド結合砥石の製造
法が記載されている。 しかしながら、これらの方法で得られた砥石
は、従来のピロメリツト酸系の芳香族ポリイミド
を結合剤としている場合の例示が主体であり、そ
の成形において高温、高圧で長時間を要し不満足
であると共に、砥粒や充填剤などとの親和性、密
着性が充分でなく、成形された砥粒層が、必ずし
も満足できる研削性能（研削率）を示すものでは
なかつた。 一方、ベンゾフエノンテトラカルボン酸系の芳
香族ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂、ビスマ
レイミド、トリアジン樹脂、ポリビスマレイミド
樹脂などの他の耐熱性樹脂が、成形加工性のよい
耐熱性樹脂結合剤として、砥粒層の成形用に使用
されることが知られているが、上記のピロメリツ
ト酸系の芳香族ポリイミド樹脂と比較すると耐熱
性、高温での機械物性が充分ではなく、前記の他
の耐熱性樹脂を使用した砥石は、研削の際に、高
温にならないような極く一部の用途に使用されて
いるに過ぎない。 この発明者らは、耐熱性の高いポリイミド樹脂
を結合剤として使用して砥粒を結合して優れた性
能砥粒層を有する砥石を工業的に容易に製造する
方法について鋭意研究した結果、砥粒の結合剤と
して、二次転移温度が250〜380℃であるビフエニ
ルテトラカルボン酸系の芳香族ポリイミドを使用
することにより、砥粒層の成形が容易となり、こ
の種の砥石の製法としては工業的な生産性が一挙
に改善され、しかも優れた研削（研磨）性能を有
し、さらに、耐熱性、機械的強度なども優れてい
る砥粒層を成形できることを見い出し、この発明
を完成した。 〔本発明の構成〕 すなわち、この発明は、砥粒100重量部、およ
び、ビフエニルテトラカルボン酸またはその酸二
無水物を50モル％以上含有する芳香族テトラカル
ボン酸成分と、芳香族ジアミン成分とを重合およ
びイミド化して得られた芳香族ポリイミドからな
り、そのポリマーの二次転移温度が250〜380℃で
ある芳香族ポリイミド粉末20〜80重量部が、少な
くとも配合されている配合物から加圧成形され
た、砥粒を５〜50容量％の割合で含有している砥
粒層を有することを特徴とする耐熱性樹脂結合砥
石に関するものであり、さらに、 前述の砥粒と芳香族ポリイミドとの配合物を金
型内に充填して、前記芳香族ポリイミドの二次転
移温度より高い温度で、100〜5000Kg／cm2に加圧
して、砥粒層を形成することを特徴とする耐熱性
樹脂結合砥石の製法に関する。 なお、前記の二次転移温度は、動的粘弾性測定
（例えば、レオメトリツクス社製；メカニカルス
ペクトロメーターを使用して測定する）によつて
測定された二次転移温度である。 〔本発明の作用効果〕 この発明の砥石は、砥粒の結合剤として使用さ
れている前述のビフエニルテトラカルボン酸系の
芳香族ポリイミド粉末が、その試料を10℃／分で
昇温させ試料の５重量％減量時の温度で示す耐熱
性において530℃以上の充分な耐熱性を示ししか
も高温にまで高い機械的強度を保持しながら、砥
粒層の成形性、砥粒との密着性において優れてい
るので、「砥石の砥粒層の消費重量Ａに対する前
記砥石で研磨される被研磨材料の研磨重量Ｂの比
（Ｂ／Ａ）で示す研削比」などの砥石性能が極め
て安定して優れているのである。 この発明の製法は、前述のビフエニルテトラカ
ルボン酸系の芳香族ポリイミド粉末が比較的低い
明確な二次転移温度を有していると共に、高い耐
熱性、砥粒との密着性、親和性などに優れてい
て、総合的な粉末成形性がよいので、成形工程が
極めて簡略化され、しかも成形時間が短縮された
極めて生産性が高い工業的な方法であり、前述の
ような優れた砥粒層を有する砥石を再現性よく製
造することができる方法である。 しかも、この発明の製法は、前記の芳香族ポリ
イミドを含有する配合物から成形される砥粒層
が、種々の砥石基盤（例えば、アルミニウム、ス
チールなどのホイール状の金属基盤、あるいはエ
ポキシ樹脂、フエノール樹脂などのホイール状の
合成樹脂基盤）に対して、直接に大きな接合力で
接合させることができるので、砥石基盤に一体に
接合した砥粒層を有する砥石、特にホイール状の
基盤に接合した砥粒層を有する砥石が、全く接着
剤層などを使用しないで、一挙に製造することが
できる画期的な方法である。 さらに、この発明の方法によれば、複雑な形状
を有する砥石基盤に対しても優れた性能の砥粒層
を有する砥石を、容易に一体に接合して形成する
ことができるのである。 〔実施例〕 以下、図面も参考にして、この発明をさらに詳
しく説明する。 第１図は、この発明の砥石の一例を示す斜視図
であり、第２図はその砥石の断面図である。 この発明の耐熱性樹脂結合砥石は、例えば、第
１図および第２図に示すように、特定の配合物か
ら加圧成形で形成された芳香族ポリイミドで砥粒
が結合されている砥粒層１が砥石基盤２に設けら
れている砥石３を挙げることができる。 この発明において使用する芳香族ポリイミド粉
末は、ビフエニルテトラカルボン酸またはその酸
二無水物を50モル％以上、好ましくは60モル％以
上、さらに好ましくは80〜100モル％含有する芳
香族テトラカルボン酸成分と、芳香族ジアミン成
分とを概略等モル重合およびイミド化して得られ
た高分子量の芳香族ポリイミドからなり、そのポ
リマーの二次転移温度が250〜380℃、好ましくは
260〜350℃である芳香族ポリイミド粉末である。 前記の芳香族ポリイミドは、その試料を10℃／
分で昇温して試料の５重量％減量時の温度が約
530℃以上、特に540〜600℃程度である耐熱性を
有するものであればよい。 前記の芳香族ポリイミドは、対数粘度（50℃で
測定、濃度；0.5g／100ml溶媒、溶媒；パラクロ
ルフエノール）が、約0.1〜７、特に0.3〜５程度
であることが好ましい。 さらに、この発明で使用する芳香族ポリイミド
粉末の平均粒径は、約0.1〜100μm、特に0.5〜
50μm程度であることが好ましい。 前記の芳香族ポリイミドの製造に使用される芳
香族テトラカルボン酸成分であるビフエニルテト
ラカルボン酸またはその酸二無水物としては、
２，３，3′，4′−ビフエニルテトラカルボン酸ま
たはその酸二無水物、３，3′，４，4′−ビフエニ
ルテトラカルボン酸またはその酸二無水物、ある
いはそれらの混合物を挙げることができ、特に、
３，3′，４，4′−ビフエニルテトラカルボン酸類
が好適であり、また、前記ビフエニルテトラカル
ボン酸と共に併用することができる他の芳香族テ
トラカルボン酸成分としては、ピロメリツト酸、
ベンゾフエノンテトラカルボン酸、ビス（３，４
−ジカルボキシフエニル）メタン、２，２−ビス
（３，４−ジカルボキシフエニル）プロパン、ビ
ス（３，４−ジカルボキシフエニル）エーテル、
またはそれらの酸二無水物、あるいはそれらの混
合物を挙げることができる。 前記の芳香族ジアミンとしては、４，4′−ジア
ミノジフエニルエーテル、３，4′−ジアミノジフ
エニルエーテル、４，4′−ジアミノジフエニルチ
オエーテル、４，4′−ジアミノジフエニルメタ
ン、３，4′−ジアミノジフエニルメタン、４，
4′−ジアミノジフエニルプロパン、４，4′−ジア
ミノベンゾフエノン、ｏ−、ｍ−またはｐ−フエ
ニレンジアミン、あるいはそれらの混合物を挙げ
ることができる。 この発明では、特に、３，3′，４，4′−ビフエ
ニルテトラカルボン酸又はその酸二無水物、また
は２，３，3′，4′−ビフエニルテトラカルボン酸
又はその酸二無水物を60モル％以上、特に80〜
100モル％含有している芳香族テトラカルボン酸
成分と、４，4′−ジアミノジフエニルエーテル、
３，4′−ジアミノジフエニルエーテルを約50モル
％以上、特に60〜100モル％含有している芳香族
ジアミン成分とを、概略等モル重合して得られた
高分子量の芳香族ポリイミド粉末が、砥粒と配合
された配合物の成形性などにおいて好適である。 この発明の耐熱性樹脂結合砥石は、砥粒100重
量部、および、前述の芳香族ポリイミド粉末20〜
150重量部、好ましくは30〜120重量部、さらに必
要であれば、充填剤０〜100重量部、特に10〜80
重量部からなる均一に配合された粉末の配合物か
ら加圧成形された、しかも成形後に砥粒を５〜50
容量％、特に10〜45容量％程度の割合で含有して
いる砥粒層は、例えば、砥石基盤（ホイールな
ど）に直接一体に形成されているものである。 前記の芳香族ポリイミド粉末は、砥粒、充填剤
と配合する前に、約50〜150℃の温度で、約0.1〜
20時間、特に0.5〜10時間程度、乾燥して使用す
ることが好ましい。 前記の砥粒としては、例えば、天然または人造
ダイヤモンド、立方晶ボロンナイトライド、など
を挙げることができ、その砥粒の平均粒径が、約
0.5〜500μm、特に１〜100μm程度であることが
好ましい。 前記の充填剤としては、一般に樹脂結合砥石の
製造において使用れる公知の充填剤であればよ
く、例えば、グラフアイト、SiO2、SiC、Al2O3、
FeO3、Cu、Sn、またはそれらの混合物などを挙
げることができ、その充填剤の平均粒径が、約
0.1〜100μm、特に0.5〜50μm程度であることが好
ましい。 この発明において、砥粒層は、前述のように、
砥粒を５〜50容量％の割合で含有していればよい
が、特に、組成が、砥粒：５〜50容量％（特に好
ましくは10〜45容量％）、芳香族ポリイミド樹
脂：10〜90容量％（特に好ましくは20〜80容量
％）、および充填剤：０〜70容量％（特に好まし
くは５〜50重量％）であることが好ましい。さら
に前記砥粒層に含有されている砥粒と芳香族ポリ
イミド樹脂との容量比は、１：３〜３：１（特に
好ましくは１：２〜２：１）の範囲内であること
が望ましい。 この発明において、砥粒層の最大厚さは、特に
限定されないが、約0.1〜20mm、特に0.5〜10mm程
度であることが適当である。 この発明の製法は、砥粒と芳香族ポリイミド粉
末と、必要であれば充填剤とが、前述の配合割合
で均一に配合されている配合物を、砥石成形用の
適当な金型内に充填して、前記芳香族ポリイミド
の二次転移温度より高い温度、好ましくは前記二
次転移温度より５〜80℃高い温度、特に二次転移
温度より10〜60℃高い温度（例えば、約300〜450
℃の範囲であることが好ましい）で、100〜5000
Kg／cm2、好ましくは500〜4000Kg／cm2の圧力に、
好ましくは約0.5〜10分間／mm（砥粒層の厚さ）
の割合の時間、加圧して、最後にプレスから取り
出して冷却し、加圧成形された砥粒層を形成し
て、砥粒が芳香族ポリイミドで結合されている砥
粒層を有する砥石を製造するのである。 この発明の製法においては、前述の砥粒層の加
圧成形（本成形）を行う前に、前記配合物を砥石
成形用の金型内に充填して、最初に０〜2000Kg／
cm2、特に０〜1000Kg／cm3の圧力で、芳香族ポリイ
ミドの二次転移温度より低い温度（例えば、約
100〜300℃、特に150〜280℃の範囲の温度）に加
熱して、さらに、前記加熱温度で、約500〜5000
Kg／cm2の圧力で、好ましくは約0.5〜10分間／mm
（砥粒層の厚さ）の割合の時間、加圧して、前記
配合物を予備成形し、次いで、この予備成形品を
使用して前述の本成形を行うことが好ましい。 この発明の製法において、砥石成形用の金型内
に、砥石基盤の一部を露出した状態で配置した
後、前記基盤の露出部と金型の内壁との間の空〓
に前述の配合物を充填して、前述と同様にして砥
粒層の成形を行い、第１図および第２図に示すよ
うな砥粒層１が砥石基盤２に直接に接合している
ホイール状の砥石３を製造することもできる。 前記の砥石基盤の材質としては、アルミニウ
ム、スチールなどの金属基盤、あるいは、適当な
充填剤によつて強化されたエポキシ樹脂、フエノ
ール樹脂などの硬化物を挙げることができる。 以下、本発明に関する実施例を示し、この発明
とさらに具体的に説明する。 実施例 １ ３，3′，４，4′−ビフエニルテトラカルボン酸
又はその酸二無水物と、４，4′−ジアミノジフエ
ニルエーテルとを、概略等モル重合して得られた
高分子量の芳香族ポリイミド粉末（平均粒子径；
15μm、二次転移温度；285℃、５重量％減量温
度；575℃、対数粘度；3.2、成形後の比重：
1.48）11.36重量部と、これに200メツシユのニツ
ケルクラツドした人造ダイヤモンド（比重：5.1）
24.73重量部〔このものは、人造ダイヤモンド
（比重：3.49）の重量が15.95重量部である〕を乾
式混合して調整した配合物を、アルミニウムの砥
石基盤を組み込んだ所定の金型内の空〓部に充填
し、250℃の温度で1000Kg／cm2の圧力で、５分間
加圧してまず予備成形し、次いで、310℃に昇温
して、2000Kg／cm2の圧力で、５分間、加圧成形
（本成形）をして、第１図に示すような形状であ
つて、砥石基盤の周縁に砥粒層を直接一体に有す
る研削砥石を成形した。前記の砥粒層は、人造ダ
イヤモンドを25容量％含有していた。その研削砥
石について下記に示すような条件の研削性能試験
（研削誌験）を行い、その結果を第１表に示す。 砥石形状（寸法 mm） 1A1（JIS規格） 200D×6T×3X×50.8H 被研削材 サーメツト（三菱金属(株)製、
NX55）、又は超硬合金（三菱金属(株)製、
GTi30） 研削機 岡本工作機械(株)製、平面研削盤
PSG−63A 3.7KW 研削条件 第１表に示す。 研削液 ケミカル１：50水溶液。 比較実験例 １〜２ ピロメリツト酸系の芳香族ポリイミド粉末が結
合剤として使用されており、実験例１と同様の割
合で人造ダイヤモンドを含有する砥粒層を有する
実験例１と同様の形状であるＡ社製砥石（比較実
験例１）およびＢ社製砥石（比較実験例２）を使
用して、実験例１と同様の研削試験を行つた。そ
の結果を第１表に示す。 比較実験例 ３ フエノール樹脂を結合剤として使用されている
以外は、実験例１と同様の形状の研削砥石を準備
し、その研削試験を行い、その結果を第１表に示
す。
【表】
実験例１の研削砥石は、超硬研削で比較実験例
よりも高い研削比を示しており、さらに、極めて
難削と言われるTiN系サーメツトを終始安定し
て研削をすることが可能であつた。
よりも高い研削比を示しており、さらに、極めて
難削と言われるTiN系サーメツトを終始安定し
て研削をすることが可能であつた。
第１図は、この発明の砥石の一例を示す斜視図
であり、第２図はその砥石の断面図である。 １；砥粒層、２；砥石基盤、３；砥石。
であり、第２図はその砥石の断面図である。 １；砥粒層、２；砥石基盤、３；砥石。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 砥粒100重量部、および、ビフエニルテトラ
カルボン酸またはその酸二無水物を50モル％以上
含有する芳香族テトラカルボン酸成分と、芳香族
ジアミン成分とを重合およびイミド化して得られ
た芳香族ポリイミドからなり、そのポリマーの二
次転移温度が250〜380℃である芳香族ポリイミド
粉末20〜150重量部が、少なくとも配合されてい
る配合物から加圧成形された、砥粒を５〜50容量
％の割合で含有している砥粒層を有することを特
徴とする耐熱性樹脂結合砥石。 ２ 砥粒層が砥石基盤の表面に直接一体に接合さ
れている特許請求の範囲第１項記載の耐熱性樹脂
結合砥石。 ３ 砥粒100重量部、および、ビフエニルテトラ
カルボン酸またはその酸二無水物を50モル％以上
含有する芳香族テトラカルボン酸成分と、芳香族
ジアミン成分とを重合およびイミド化して得られ
た芳香族ポリイミドからなり、そのポリマーの二
次転移温度が250〜380℃である芳香族ポリイミド
紛末20〜150重量部が、少なくとも配合されてい
る配合物を、金型内に充填して、前記芳香族ポリ
イミドの二次転移温度より高い温度で、100〜
5000Kg／cm2に加圧して、砥粒層を形成することを
特徴とする耐熱性樹脂結合砥石の製法。 ４ 金型内に、砥石基盤の一部を露出した状態で
配置した後、前記基盤の露出部と金型の内壁との
間の空〓に前記配合物を充填して、砥粒層の成形
を行い、砥石基盤と砥粒層とを直接一体に接合さ
せる特許請求の範囲第３項記載の耐熱性樹脂結合
砥石の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19544085A JPS6257876A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 耐熱性樹脂結合砥石およびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19544085A JPS6257876A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 耐熱性樹脂結合砥石およびその製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6257876A JPS6257876A (ja) | 1987-03-13 |
| JPS6362349B2 true JPS6362349B2 (ja) | 1988-12-02 |
Family
ID=16341095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19544085A Granted JPS6257876A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 耐熱性樹脂結合砥石およびその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6257876A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH021649U (ja) * | 1988-06-17 | 1990-01-08 | ||
| JPH08295352A (ja) * | 1995-04-26 | 1996-11-12 | Nobutaka Doguchi | チャックテープおよびチャックテープ付袋 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63237872A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-04 | Ube Ind Ltd | 研磨シ−ト |
| JPH03104599U (ja) * | 1990-02-12 | 1991-10-30 | ||
| JP2007253326A (ja) * | 2007-05-25 | 2007-10-04 | Shin Etsu Chem Co Ltd | マルチダイヤモンド砥石を使用した希土類磁石のマルチ切断方法 |
| JP2013223902A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 切断用ブレード及びその製造方法 |
| CN103406840B (zh) * | 2013-07-12 | 2015-08-12 | 上海川禾实业发展有限公司 | 一种金相用磁吸研磨盘的制备方法 |
| JP5908146B2 (ja) * | 2015-06-04 | 2016-04-26 | 株式会社東京精密 | 切断用ブレードの製造方法 |
| CN105773450A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-07-20 | 宁波江东索雷斯电子科技有限公司 | 一种耐热聚酰亚胺金刚石复合砂轮的制备方法 |
-
1985
- 1985-09-04 JP JP19544085A patent/JPS6257876A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH021649U (ja) * | 1988-06-17 | 1990-01-08 | ||
| JPH08295352A (ja) * | 1995-04-26 | 1996-11-12 | Nobutaka Doguchi | チャックテープおよびチャックテープ付袋 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6257876A (ja) | 1987-03-13 |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |