JPH068377B2

JPH068377B2 - 多孔質砥石用含浸液

Info

Publication number: JPH068377B2
Application number: JP1742292A
Authority: JP
Inventors: 博稲田; 道夫小林
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1992-01-04
Filing date: 1992-01-04
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: JPH0559259A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主としてポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）のホルマール化樹脂を基本結合剤とし
て成る多孔質砥石の製造に用いる含浸液に関し、さらに
詳細には、多孔質砥石の硬度、耐水性、切削性を改良す
るための含浸液に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ＰＶＡ
ホルマール化樹脂系の砥石は多孔性で弾性に富み、特に
曲面研磨において仕上面が良いなどの特色を有している
が、逆に摩耗しやすく切削性も悪い。さらに水により軟
化する性質があり、被研磨面の過熱防止に使われる冷却
用液として水を使用することができず、一般的に湿式研
磨が困難であるという欠点を有する。

【０００３】これを解決する方法としては、（１）熱可塑性樹脂の初期縮合物をあらかじめＰＶＡ樹
脂に混合してホルマール化する方法（例えば、特公昭５
３−６７５２）（２）尿素樹脂又はメラミン樹脂の含浸（３）液状のフェノール樹脂含浸などが試みられているが、いずれも一長一短があり、基
本的要求にかなうものは得られていない。即ち、（１）
の方法では耐水性は向上するが、強度は不十分であり、
強度を上げるために熱硬化性樹脂の配合量を上げると溶
着現象をおこしてしまう。

【０００４】（２）の含浸法は砥石が硬くなりすぎて熟
成中にワレが発生する。（３）のフェノール樹脂の含浸
は含浸ムラが多く、均一含浸が不可能である。

【０００５】本発明はこうした問題点を解消し、耐水
性、研削性とともにラッピング性にもすぐれた砥石の製
造に用いる含浸液を提供することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、次の多孔質
砥石用含浸液により達成できる。

【０００７】（ａ）フェノール樹脂（ｂ）ポリビニルアルコール（ｃ）アルデヒド（ｄ）酸性触媒を含み、ポリビニルアルコールがフェノール樹脂１００
重量部に対し５〜９５重量部であり、アルデヒドがポリ
ビニルアルコール１００重量部に対し２０〜８０重量部
であり、酸性触媒がポリビニルアルコール１００重量部
に対し５〜１０重量部である、多孔質砥石用水性含浸
液。

【０００８】ポリビニルアルコールをフェノール樹脂１
００重量部に対し５重量部以上にすることにより、含浸
させる砥石との親和性を増加させることができるが、９
５重量部を越えると含浸液の粘度が高くなり、砥石に対
する浸透性が悪くなる。

【０００９】アルデヒド及び酸性触媒は、夫々、ポリビ
ニルアルコールに対して上記特定量を存在させることに
より、本発明におけるその存在の効果を有効に発揮させ
ることができる。

【００１０】上記本発明の水性含浸液は、好ましくは、
弾性を有する樹脂を基本結合剤とする多孔質砥石に含浸
し乾燥し、４０〜１３０℃の温度で加熱してホルマール
化反応とフェノール樹脂の縮合を行なわせ、さらに１３
０〜２００℃で熱処理するというように使用し、これに
より、含浸した多孔質砥石に多孔質結合層を付加形成し
て、弾性を有する樹脂を結合剤とする多孔質砥石を製造
することができる。

【００１１】

【好適な実施態様】本発明におけるフェノール樹脂と
は、フェノール、キシレノール、クレゾール等の各種フ
ェノールとアルデヒドとの低分子縮合物とその誘導体例
えば無水フタル酸でエステル化したアルキド変性樹脂エ
ポキシ変性樹脂、アリルエーテル化フェノール樹脂、メ
ラミン変性樹脂、フェノールエーテル変性樹脂等を包含
する。このフェノール樹脂は分子量が十分低く水溶液又
はエマルジョンの状態で使用されるが、用途によっては
やや分子量の高い粉末状のフェノール樹脂をアルコール
等の溶剤に溶かしたものも使用できる。砥石の硬度を上
げる目的には、分子量の高いものあるいはエマルジョン
等を使用する。切削性を上げるためには、分子量の低い
ものと高いものを混合して使用する。ラッピング性を上
げるためには分子量の比較的低いものを使用する。

【００１２】ＰＶＡは完全ケン化物が望ましいが、多少
の酢酸基が残存していてもさしつかえはない砥石用結合
剤として適当な公知のものを用いる。ＰＶＡの分子量は
５００〜２０００、ケン化度は９８％以上のものが望ま
しい。

【００１３】フェノール樹脂とＰＶＡの重量比はフェノ
ール樹脂１００部に対してＰＶＡが５〜９５部、好まし
くは４０〜７０部とし、製品の用途にあわせて硬度を調
整できる。また全樹脂量の５％の限度内において他の樹
脂例えばメラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
アミド、合成ゴム、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビ
ニリデン、不飽和ポリエステルを併用することもでき
る。耐水性を高める目的にはメラミン樹脂、尿素樹脂等
を用い、また、硬度を高くするためには、エポキシ樹
脂、メラミン樹脂等を用いる。

【００１４】アルデヒドはアルデヒド基をもつものであ
ればよいが、例示すればホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、フル
フラール等があげられる。

【００１５】使用量は、適量でよいが、通例ＰＶＡ１０
０部に対し、凡そ２０〜８０部好ましくは３０〜６０部
（重量比）となる。

【００１６】酸性触媒は塩酸、硫酸、リン酸、ホウ酸等
の無機酸の他パラトルエンスルホン酸等の有機酸も使用
され、反応に必要十分な量をもって足り、通例ＰＶＡ１
００部に対し凡そ５〜１０部（重量比）でよい。

【００１７】このような組成からなる含浸液は均一な溶
液又はエマルジョンであることが望ましいが、微粒子が
分散したゾル状であってもよい。含浸液に含まれる水の
量は、本発明の製造方法により得られる砥石の多孔性
の維持と耐水性の向上、及び含浸液の浸透性（含浸
性）のバランスの点から、好ましくは６５重量％以上に
し、通常は７０重量％強にする。含浸液の粘度は、通常
１０ｃｐｓ以下にし、最大でも２０〜３０ｃｐｓ以下に
する。エマルジョン又はゾルの安定性を保つために他に
支障のないかぎり界面活性剤、増粘剤、凝集防止剤等を
用いることもできる。

【００１８】本発明の含浸液はフェノール樹脂単独の含
浸液とちがって、砥石に対する親和性が良く、ムラを生
ずることはない。その結果最終製品の硬度、耐水性等も
均一で、また加熱中にワレを生ずることもない。

【００１９】即ち本発明の含浸液の最大の効果は従来の
フェノール樹脂の含浸液にＰＶＡ、アルデヒド、酸とを
組合せるだけでＰＶＡボンド砥石との親和性が飛躍的に
改良され均一にムラなく含浸が行われうる点にあり、ま
た最終製品の耐水性、硬度、切削性などが改良される理
由もこの親和性によるものである。また結合剤にフェノ
ール樹脂を混入して成型した場合（例えば特公昭４９−
３４３０、同５３−６７５２）よりも良好なラッピング
性を保持しているのはフェノール樹脂により砥粒表面が
被覆されるためである。砥石が親水性であれば、ケン化
度の高い（９８％以上）ＰＶＡを使用し砥石が疎水性の
場合にはケン化度の低い（８８％位のもの）ＰＶＡを使
用する。フェノール樹脂に対してＰＶＡの量を多くする
ことによって、砥石との親和性は増加するが、量を多く
し過ぎると、含浸液の粘度が高くなって、砥石に対する
浸透性が悪くなる。（なお、アルデヒド、酸の種類は、
砥石との親和性に殆ど影響を与えない）

【００２０】常法により成形固結した砥石はこの含浸液
に含浸される。

【００２１】樹脂結合の多孔性砥石としては、ＰＶＡホ
ルマール化物をボンドとしたもの、或いは、ＰＶＡ樹脂
に水溶性の熱硬化性樹脂の初期縮合物を混合しホルマー
ル化反応させたもの（いわゆる多孔性ボンド砥石）、そ
の他微粒のレジノイド砥石、ビトリファイド砥石、多孔
性のエポキシ、ウレタン等をボンドとする砥石等を用い
る。

【００２２】砥石は含浸後乾燥され、まずホルマール化
反応とフェノール樹脂の縮合反応を行わせるため４０〜
１３０℃で熱処理される。その後さらに、これに加えて
１３０〜２００℃で数時間の熱処理で硬化を行う。この
二段熱処理により均一でムラのない砥石が加熱中にワレ
を生じることもなく生産できる。またでき上った砥石
は、耐水性、強度、切削性、耐磨性にすぐれる一方、多
孔性ボンド砥石の本来具備している良好なラッピング性
を保持している。

【００２３】なお、上掲の多孔質砥石の他に、レジノイ
ド砥石、ビトリファイド砥石等の多孔質のものに対して
も本発明の含浸液を適用することができ、仕上面精度の
向上が行なわれる。

【００２４】なお加熱時間は砥石の形状、ＰＶＡフェノ
ール樹脂の割合、温度などにより、形状の大きいほど、
フェノール樹脂の割合が大きいほど、また処理温度が低
いほど長時間を要するが、通例、１２０〜１４０℃では
約２０〜２５時間、１５０〜２００℃では約１２〜２０
時間程度である。一般的には１８０℃で１５時間程度の
熱処理が望ましい。

【００２５】本発明によれば、含浸液の（フェノール樹
脂／ＰＶＡ）配合比に従い、目的に応じ適度な硬度又は
切削性とラッピング特性とを具備した、多孔質砥石を、
種々の研磨目的、対象に応じて得ることができ、耐水性
も良好なものが得られる。

【００２６】以下、本発明の実施例を記す。

【００２７】

【実施例】

（実施例１）予め、いわゆる多孔質ボンド砥石（外径３
０５ｍｍ、中心孔径１５２．４ｍｍ、厚さ２５ｍｍ）を
以下の方法により製作した。

【００２８】ＰＶＡの２０％水溶液１００部に対して、
フェノール樹脂５０部、ホルマリン２０部、ＧＣ＃１０
００の砥粒６０部を加えてよく攪拌し、塩酸を触媒とし
て温度６０℃で２０時間ホルマール化反応をさせた後、
水洗、乾燥を行ない多孔質ボンド砥石を得る。

【００２９】この多孔質ボンド砥石をＰＶＡ２０％水溶
液２５部（重量部、以下同じ）、水溶性フェノール樹脂
５０部、ホルマリン１５部の混合液に触媒として塩酸１
０部を加えた含浸液で処理した後５０℃でホルマール化
及びフェノール樹脂の縮合を行わせた後１８０℃で５〜
１０時間加熱した。以上の処理により得られた砥石にて
銅ロールを研磨したところスクラッチもなく耐摩耗性も
良好であった。なおＰＶＡはクラレポバール１０５、水
溶性フェノール樹脂は（大日本インキ製）ＴＤ−２３０
７を用いた。

【００３０】（比較例１）実施例１で得た多孔質ボンド
砥石と同じもの（未含浸）。

【００３１】（比較例２）実施例１と同じ多孔質ボンド
砥石を用い、液状のフェノール樹脂（樹脂含有率６０
％）１００部と１％の希塩酸１０部の混合液にて含浸
し、乾燥の後１５０℃で１５時間加熱処理し、砥石を得
た。その結果得られたものは、含浸ムラが著しくそのた
め研削面も不良であった。

【００３２】

【表１】研削条件１）研削方法円筒プランジ研削２）砥石寸法３０５×２５×１５２．
４３）被削物Ｓ４５（生材）６０φ×
５０ｌ４）砥石研削幅２５ｍｍ５）研削液水溶性研削液Ｗ₂ ６）砥石使用周速２０００ｍ／ｍｉｎ７）ワーク回転数２０ｍ／ｍｉｎ８）切込速度１．２μ／ｒｅｖ９）スパークアウト時間２０ｓｅｃなお、実施例１と同様の研磨テストの結果面粗度は悪
く、スクラッチの発生も見られた。実施例１、比較例
１、２の比較を表１に示す。

【００３３】（実施例２）実施例１と同じ方法により多
孔質ボンド砥石を得た。この多孔質ボンド砥石をＰＶＡ
２０％水溶液２０部（重量部）、水溶性フェノール樹脂
６０部、ホルマリン１５部の混合液に触媒として塩酸１
０部を加えた含浸液で処理した後６０℃でホルマール化
及びフェノール樹脂の縮合を行なわせた後１８０℃で５
〜１０時間加熱した。得られた砥石を用いてＳＵＳ３０
４の丸棒を研削したところスクラッチもなく、良質の面
が得られた。

【００３４】フェノール樹脂／ＰＶＡ比（重量比）は通
常１／１０〜１０／１位であるが好ましくは１／３〜３
／１である。

【００３５】（実施例３）実施例１と同じ多孔質ボンド
砥石をＰＶＡ２０％水溶液２５部、エマルジョン型の液
状フェノール樹脂３０部（樹脂分８０％）ホルマリン１
５部の混合液に触媒として塩酸１０部を加えた含浸液で
処理した後５０℃でホルマール化及びフェノール樹脂の
縮合を行なった後１７０℃で５〜８時間加熱した。得ら
れた砥石は含浸ムラはなく、砥石内部まで均一に含浸が
行なわれていた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 29:04） 6904−4Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）フェノール樹脂（ｂ）ポリビニルアルコール（ｃ）アルデヒド（ｄ）酸性触媒を含み、ポリビニルアルコールがフェノール樹脂１００
重量部に対し５〜９５重量部であり、アルデヒドがポリ
ビニルアルコール１００重量部に対し２０〜８０重量部
であり、酸性触媒がポリビニルアルコール１００重量部
に対し５〜１０重量部である、多孔質砥石用水性含浸
液。