JP4202762B2 - 砥粒充填熱硬化性組成物及びその製造、並びに砥粒充填物品及びその製造 - Google Patents

Description

本発明は、砥粒充填熱硬化性組成物及びその製造、並びに砥粒充填物品及びその製造に関する。

砥粒充填樹脂は公知であり、切削及び研削ホイールのような研削・研磨工具の製造に用いられている。円形の研削ホイール又は研削カップの縁部又は外周に超砥粒材料（ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）など）を有する研削ホイールも、ソーイング、掘削、ドレッシング、研削、ラッピング加工、研磨その他の研削・研磨用途の分野で周知である。これらの用途で、グリットの周囲は通例、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｗ、Ｔｉのような金属又はそれらの合金のマトリックス、或いはフェノールホルムアルデヒドその他の熱硬化性ポリマー材料のような樹脂で包囲されている。マトリックスを本体その他の支持体に取り付けると、コンクリート、アスファルト、石細工、セラミック、レンガ、花崗岩、大理石その他の岩石のような硬い耐摩性材料を切削できる能力をもつ工具を製造することができる。かかる典型的なホイールは、使用時にホイールを回転させる開口又はスピンドルを有する中心金属盤から形成される。ホイールの外周には、ダイヤモンド含有マトリックスが結合される。ダイヤモンドが樹脂で囲まれたホイールでは、作業員は、圧縮成形によって樹脂を硬化させ樹脂セグメントをその内側のホイールに結合させることが多い。通常の結合剤樹脂が使用される。

米国特許第５１６７６７４号には、超砥粒グリット、ビス−マレイミド−トリアジン付加共重合体樹脂、遊離基開始剤及び触媒の混合物が接着結合した通常の内部コアから製造された研削ホイールが記載されている。この混合物は圧縮成形されて砥粒セグメント環体を形成している。

米国特許第５３１４５１２号には、超砥粒粒子及び無孔熱可塑性ポリマーの射出成形によるソーセグメントが記載されている。この成形されたソーセグメントはその後ソーブレードの周辺に固定される。

欧州特許第７９４８５０号には、熱可塑性材料と共に成形された超砥粒粒子から製造された切削セグメントが記載されており、超砥粒粒子は選択された方向に配向されており、この成形されたセグメントは多孔性である。

米国特許第４０５４４２５号及び同第４０８８７２９号には、フェノール系熱可塑性樹脂−研削ホイール中にハブを成形することが記載されている。

米国特許第３９６０５１６号には、研削カップの製造が記載されており、ここで支持部材は確実な結合を保証するために研削カップの一部分として成形される。
米国特許第５１６７６７４号 米国特許第５３１４５１２号 欧州特許第７９４８５０号 米国特許第４０５４４２５号 米国特許同第４０８８７２９号 米国特許第３９６０５１６号

改良された摩耗特性を有する切削・研磨工具の高速製造が可能な硬化性砥粒充填樹脂組成物に対するニーズがある。

本明細書には、樹脂組成物、その反応生成物、その製造法及びそれから得られる物品に関する幾つかの実施形態が開示されている。

一つの実施形態において、硬化性樹脂組成物はポリ（アリーレンエーテル）、アクリロイルモノマー、アリルモノマー及び砥粒充填材を含んでなる。

別の実施形態において、硬化樹脂組成物はポリ（アリーレンエーテル）、アクリロイルモノマー、アリルモノマー及び砥粒充填材の反応生成物からなる。

さらに別の実施形態は前記硬化性樹脂組成物の製造方法である。

さらに別の実施形態は硬化樹脂組成物からなる物品及びその製造方法である。

硬化性樹脂組成物は、ポリ（アリーレンエーテル）、アクリロイルモノマー、アリルモノマー及び砥粒充填材を含んでいる。

この組成物はいかなるポリ（アリーレンエーテル）を含んでいてもよい。ポリ（アリーレンエーテル）という用語には、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）及びポリ（アリーレンエーテル）コポリマー、グラフトコポリマー、ポリ（アリーレンエーテル）エーテルアイオノマー、並びにアルケニル芳香族化合物、ビニル芳香族化合物及びポリ（アリーレンエーテル）などのブロックコポリマー、並びに以上のものの１以上を含む組合せなどが含まれる。ポリ（アリーレンエーテル）は、次式の構造単位を複数含む公知のポリマーである。

式中、各構造単位に対して、各Ｑ¹は独立にハロゲン、第一若しくは第二Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル、フェニル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂ハロアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アミノアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂炭化水素オキシ、又はハロゲン原子と酸素原子とが２以上の炭素原子で隔てられたＣ₂〜Ｃ₁₂ハロ炭化水素オキシであり、各Ｑ²は独立に水素、ハロゲン、第一若しくは第二Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル、フェニル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂ハロアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アミノアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂炭化水素オキシ、又はハロゲン原子と酸素原子とが２以上の炭素原子で隔てられたＣ₂〜Ｃ₁₂ハロ炭化水素オキシである。好ましくは、各Ｑ¹は独立にＣ₁〜Ｃ₁₂アルキル又はフェニル、特にＣ_1-4アルキルであり、各Ｑ²は独立に水素又はメチルである。

ホモポリマー及びコポリマーのポリ（アリーレンエーテル）がいずれも包含される。一つの実施形態で、ポリ（アリーレンエーテル）は２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル単位からなるホモポリマーである。適切なコポリマーには、例えば前記の単位を２，３，６−トリメチル−１，４−フェニレンエーテル単位と組み合わせて含むランダムコポリマー、又は２，６−ジメチルフェノールと２，３，６−トリメチルフェノールの共重合により得られるコポリマーがある。また、ビニルモノマー又はポリスチレンのようなポリマーをグラフトすることにより得られた部分を含有するポリ（アリーレンエーテル）、並びに、低分子量ポリカーボネート、キノン類、複素環式化合物及びホルマールのようなカップリング剤が２つのポリ（アリーレンエーテル）鎖のヒドロキシ基と反応してより高い分子量のポリマーとなっているカップル化ポリ（アリーレンエーテル）も包含される。ポリ（アリーレンエーテル）にはさらに上記のものの任意の組合せが包含される。

ポリ（アリーレンエーテル）は通例、２，６−キシレノール又は２，３，６−トリメチルフェノールのような１以上のモノヒドロキシ芳香族化合物の酸化カップリングによって製造される。かかるカップリングには一般に触媒系が用いられ、かかる触媒系は通例、銅、マンガン又はコバルト化合物のような１以上の重金属化合物を、通常は様々な他の物質と組み合わせて含有している。ポリ（アリーレンエーテル）の製造及び単離のための適切な方法は、例えば、米国特許第３２１９６２５号（Ｂｌａｎｃｈａｒｄ他）、同第３３０６８７５号（Ｈａｙ）、同第４０２８３４１号（Ｈａｙ）、同第４０９２２９４号（Ｂｅｎｎｅｔｔ、Ｊｒ．他）、同第４４４０９２３号（Ｂａｒｔｍａｎｎ他）及び同第５９２２８１５号（Ａｙｃｏｃｋ他）に開示されている。

一つの実施形態において、本組成物は５００ｐｐｍ（百万分の一部）未満の遊離ヒドロキシル基を有するポリ（アリーレンエーテル）を含んでいる。言い換えると、ポリ（アリーレンエーテル）は１グラムのポリ（アリーレンエーテル）当たり５００マイクログラム未満のヒドロキシル基（−ＯＨ）を含有している。このポリ（アリーレンエーテル）は好ましくは３００ｐｐｍ未満の遊離ヒドロキシル基、さらに好ましくは１００ｐｐｍ未満の遊離ヒドロキシル基を含んでいる。

一つの実施形態において、本組成物は末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）を含んでおり、この末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）は、本明細書中では、相当する未末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）中に存在していた遊離ヒドロキシル基の５０％以上、好ましくは７５％以上、さらに好ましくは９０％以上、さらに一段と好ましくは９５％以上、さらに好ましくは９９％以上が末端封鎖剤との反応により除去されているポリ（アリーレンエーテル）と定義される。

この末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）は次式の構造で表すことができる。
Ｑ−（Ｊ−Ｋ）_y
式中、Ｑは一価、二価又は多価フェノールの残基、好ましくは一価又は二価フェノールの残基、さらに好ましくは一価フェノールの残基であり、ｙは１〜１００であり、Ｊは次式の構造を有する繰返し単位を含んでいる。

式中、ｍは１〜約２００、好ましくは２〜約２００であり、Ｒ¹〜Ｒ⁴は各々独立に水素、ハロゲン、第一又は第二Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル、Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルケニル、Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルキニル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アミノアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂ヒドロキシアルキル、フェニル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂ハロアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アミノアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂炭化水素オキシ、ハロゲン原子と酸素原子とが２以上の炭素原子で隔てられたＣ₂〜Ｃ₁₂ハロ炭化水素オキシなどである。また、前記式中のＫはポリ（アリーレンエーテル）上のフェノール性ヒドロキシル基と末端封鎖用試薬の反応により生成した末端封鎖基である。得られた末端封鎖基は次式のものであり得る。

式中、Ｒ⁵はＣ₁〜Ｃ₁₂アルキルであり、Ｒ⁶〜Ｒ⁸は各々独立に水素、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル、Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルケニル、Ｃ₆〜Ｃ₁₈アリール、Ｃ₇〜Ｃ₁₈混成（アルキル−アリール）、Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルコキシカルボニル、Ｃ₇〜Ｃ₁₈アリールオキシカルボニル、Ｃ₈〜Ｃ₁₈混成（アルキル−アリール）オキシカルボニル、ニトリル、ホルミル、カルボキシレート、イミデート、チオカルボキシレートなどであり、Ｒ⁹〜Ｒ¹³は各々独立に水素、ハロゲン、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル、ヒドロキシ、アミノなどであり、Ｙは次式の構造を有する二価基である。

式中、Ｒ¹⁴及びＲ¹⁵は各々独立に水素、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルなどである。

一つの実施形態において、Ｑは多官能性フェノールを含めてフェノールの残基であり、次式の構造の基が包含される。

式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は各々独立に水素、ハロゲン、第一又は第二Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル、Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルケニル、Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルキニル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アミノアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂ヒドロキシアルキル、フェニル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂ハロアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アミノアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂炭化水素オキシ、ハロゲン原子と酸素原子とが２以上の炭素原子で隔てられたＣ₂〜Ｃ₁₂ハロ炭化水素オキシなどであり、Ｘは水素、Ｃ₁〜Ｃ₂₀アルキル、Ｃ₆〜Ｃ₂₀アリール、Ｃ₇〜Ｃ₂₀混成アルキル−アリール炭化水素、又はカルボン酸、アルデヒド、アルコール、アミノなどの置換基を含有する前記の炭化水素基であり、Ｘは様々なビス−又はそれ以上のポリフェノールを生じるようなイオウ、スルホニル、スルフリル、酸素その他原子価２以上の橋架け基であってもよく、ｙ及びｎは各々独立に１〜約１００、好ましくは１〜３、さらに好ましくは１〜２である。好ましい実施形態では、ｙ＝ｎである。

一つの実施形態において、末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）は、次式の構造を有する１以上の一価フェノールの重合生成物から実質的になるポリ（アリーレンエーテル）を末端封鎖することによって製造される。

式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は各々独立に水素、ハロゲン、第一又は第二Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル、Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルケニル、Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルキニル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アミノアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂ヒドロキシアルキル、フェニル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂ハロアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アミノアルキル、Ｃ₁〜Ｃ₁₂炭化水素オキシ、ハロゲン原子と酸素原子とが２以上の炭素原子で隔てられたＣ₂〜Ｃ₁₂ハロ炭化水素オキシなどである。適切な一価フェノールには米国特許第３３０６８７５号（Ｈａｙ）に記載されているものがあり、極めて好ましい一価フェノールには２，６−ジメチルフェノール及び２，３，６−トリメチルフェノールがある。

一つの実施形態において、末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）は次式の構造を有する末端封鎖基を１以上含んでいる。

式中、Ｒ⁶〜Ｒ⁸は各々独立に水素、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル、Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルケニル、Ｃ₆〜Ｃ₁₈アリール、Ｃ₇〜Ｃ₁₈混成（アルキル−アリール）、Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルコキシカルボニル、Ｃ₇〜Ｃ₁₈アリールオキシカルボニル、Ｃ₈〜Ｃ₁₈混成（アルキル−アリール）オキシカルボニル、ニトリル、ホルミル、カルボキシレート、イミデート、チオカルボキシレートなどである。極めて好ましい末端封鎖基には、アクリレート（Ｒ⁶＝Ｒ⁷＝Ｒ⁸＝水素）及びメタクリレート（Ｒ⁶＝メチル、Ｒ⁷＝Ｒ⁸＝水素）がある。

一つの実施形態において、末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）は次式の構造を有する末端封鎖基を１以上含んでいる。

式中、Ｒ⁵はＣ₁〜Ｃ₁₂アルキル、好ましくはＣ₁〜Ｃ₆アルキル、さらに好ましくはメチル、エチル又はイソプロピルである。驚くべきことに、末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）が炭素−炭素二重結合のような重合可能性を欠いている場合でも、本発明の組成物の有利な特性を達成することができるということが判明した。

別の実施形態において、末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）は次式の構造を有する末端封鎖基を１以上含んでいる。

式中、Ｒ⁹〜Ｒ¹³は各々独立に水素、ハロゲン、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル、ヒドロキシ、アミノなどである。このタイプの好ましい末端封鎖基には、サリチレート（Ｒ⁹がヒドロキシで、Ｒ¹⁰〜Ｒ¹³が水素）がある。

一つの実施形態において、末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）はアルキルアミノ及びジアルキルアミノ置換基を含めてアミノ置換基を実質的に含まない。ここで、実質的に含まないとは、末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）が、末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）１グラム当たり約３００マイクログラム未満、好ましくは約２００マイクログラム未満、さらに好ましくは約１００マイクログラム未満の原子窒素を含有することを意味している。多くのポリ（アリーレンエーテル）はアミノ置換基が導入されることになる方法で合成されるが、末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）がアミノ置換基を実質的に含まないときに熱硬化の硬化速度が増大することが発見されている。アミノ置換基を実質的に含まないポリ（アリーレンエーテル）は直接合成してもよいし、又はアミノ−置換ポリ（アリーレンエーテル）を約２００℃以上に加熱して生成させてもよい。或いは、末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）がアミノ置換基を含有している場合、組成物を約２００℃未満の温度で硬化させるのが望ましいことがあろう。

末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）を製造する方法に特に制限はない。末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）は未末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）を末端封鎖剤と反応させることによって形成することができる。末端封鎖剤としては、フェノール性基と反応する化合物がある。かかる化合物には、例えば、無水物基、酸塩化物基、エポキシ基、カーボネート基、エステル基、イソシアネート基、シアネートエステル基、ハロゲン化アルキル基又は以上の基の１以上を含む組合せを含有するモノマーとポリマーの両方が含まれる。例えばリン及びイオウ系末端封鎖剤も包含されるので、末端封鎖剤が有機化合物に限定されることはない。末端封鎖剤の例として、例えば、無水酢酸、コハク酸無水物、無水マレイン酸、サリチル酸無水物、サリチレート単位を含むポリエステル、サリチル酸のホモポリエステル、アクリル酸無水物、メタクリル酸無水物、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、塩化アセチル、安息香酸塩化物、ジ（４−ニトロフェニル）カーボネートのようなジフェニルカーボネート、アクリロイルエステル、メタクリロイルエステル、アセチルエステル、フェニルイソシアネート、３−イソプロペニル−α，α−ジメチルフェニルイソシアネート、シアナトベンゼン、２，２−ビス（４−シアナトフェニル）プロパン）、３−（α−クロロメチル）スチレン、４−（α−クロロメチル）スチレン、臭化アリルなど、カーボネート及びその置換誘導体、並びに以上の末端封鎖剤の１以上を含む混合物がある。末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）を形成するこれらの方法及び他の方法は、例えば、米国特許第３３７５２２８号（Ｈｏｌｏｃｈ他）、同第４１４８８４３号（Ｇｏｏｓｓｅｎｓ）、同第４５６２２４３号、同第４６６３４０２号、同第４６６５１３７号及び同第５０９１４８０（以上Ｐｅｒｃｅｃ他）、同第５０７１９２２号、同第５０７９２６８号、同第５３０４６００号及び同第５３１０８２０号（以上Ｎｅｌｉｓｓｅｎ他）、同第５３３８７９６号（Ｖｉａｎｅｌｌｏ他）、並びに欧州特許第２６１５７４号（Ｐｅｔｅｒｓ他）に記載されている。

未末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）と無水物の反応に末端封鎖触媒を用いてもよい。かかる化合物の例として、フェノールと上記末端封鎖剤の縮合を触媒することができるものがある。有用なものは、塩基性化合物、例えば、塩基性化合物である水酸化物塩、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラアルキルアンモニウム水酸化物など、第三アルキルアミン、例えばトリブチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジメチルブチルアミンなど、第三混成アルキル−アリールアミン及びその置換誘導体、例えばジメチルアニリンなど、複素環式アミン、例えばイミダゾール、ピリジン、及びこれらの置換誘導体、例えば２−メチルイミダゾール、２−ビニルイミダゾール、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、４−（１−ピロリノ）ピリジン、４−（１−ピペリジノ）ピリジン、２−ビニルピリジン、３−ビニルピリジン、４−ビニルピリジンなど、並びに以上のものの１以上を含む混合物がある。また、例えば、イソシアネート又はシアネートエステルとフェノールの縮合を触媒することが知られている、例えば、スズ及び亜鉛塩のような有機金属塩も有用である。これに関して有用な有機金属塩は、当業者に周知の数多くの刊行物及び特許により当技術分野で公知である。

本組成物は２以上の末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）のブレンドを含んでいてもよい。かかるブレンドは個別に製造及び単離した末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）から調製することができる。また、かかるブレンドは単一のポリ（アリーレンエーテル）を２以上の末端封鎖剤と反応させることによって製造することもできる。

ポリ（アリーレンエーテル）の分子量又は固有粘度に特に制限はない。一つの実施形態において、２５℃のクロロホルム中で測定した固有粘度は、約０．１デシリットル／グラム（ｄＬ／ｇ）以上、好ましくは約０．１５ｄＬ／ｇ以上、さらに好ましくは約０．２０ｄＬ／ｇ以上であり得る。この固有粘度は約０．５０ｄＬ／ｇ以下、好ましくは約０．４５ｄＬ／ｇ以下、さらに好ましくは約０．４０ｄＬ／ｇ以下、さらに一段と好ましくは約０．３５ｄＬ／ｇ以下であり得る。一般に、末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）の固有粘度は相当する未末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）の固有粘度からあまり大きく変わることはない。明らかに、異なる分子量及び固有粘度を有する２以上の末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）のブレンドを使用することも考えられる。

本組成物は、樹脂１００重量部当たり約１０重量部以上、好ましくは約１５重量部以上、さらに好ましくは約２０重量部以上の量でポリ（アリーレンエーテル）を含むことができる。本組成物は、樹脂１００重量部当たり約５０重量部以下、好ましくは約４５重量部以下、さらに好ましくは約４０重量部以下の量でポリ（アリーレンエーテル）を含むとよい。本明細書中で、「樹脂１００重量部」とは、ポリ（アリーレンエーテル）、アクリロイルモノマー及びアリルモノマーのような樹脂状成分の合計重量部をいうものと理解されたい。これは、砥粒充填材及び二次充填材又は硬化触媒のような非樹脂状成分を含まない。

本組成物はさらにアクリロイルモノマーを含んでいる。このアクリロイルモノマーは次式の構造を有するアクリロイル部分を１以上含んでいる。

式中、Ｒ¹⁶及びＲ¹⁷は各々独立に水素又はＣ₁〜Ｃ₁₂アルキルであり、Ｒ¹⁶及びＲ¹⁷は炭素−炭素二重結合に対してシス又はトランスに位置し得る。好ましくは、Ｒ¹⁶及びＲ¹⁷は各々独立に水素又はメチルである。一つの実施形態において、アクリロイルモノマーは上記構造を有するアクリロイル部分を２以上含んでいる。別の実施形態において、アクリロイルモノマーは上記構造を有するアクリロイル部分を３以上含んでいる。

一つの実施形態において、アクリロイルモノマーは次式の構造を有するアクリロイル部分を１以上含んでいる。

式中、Ｒ¹⁸〜Ｒ²⁰は各々独立に水素、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル、Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルケニル、Ｃ₆〜Ｃ₁₈アリール、Ｃ₇〜Ｃ₁₈混成（アルキル−アリール）、Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルコキシカルボニル、Ｃ₇〜Ｃ₁₈アリールオキシカルボニル、Ｃ₈〜Ｃ₁₈混成（アルキル−アリール）オキシカルボニル、ニトリル、ホルミル、カルボキシレート、イミデート、チオカルボキシレートなどである。好ましくは、Ｒ¹⁸〜Ｒ²⁰は各々独立に水素又はメチルである。一つの実施形態において、アクリロイルモノマーは上記構造を有するアクリロイル部分を２以上含んでいる。別の実施形態において、アクリロイルモノマーは上記構造を有するアクリロイル部分を３以上含んでいる。

適切なアクリロイルモノマーには、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレートなど、ハロゲン化（メタ）アクリレート、例えばペンタブロモベンジル（メタ）アクリレートなど、及びアクリル又はメタクリルアミド、例えば（メタ）アクリルアミド、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、Ｎ（２−ヒドロキシエチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミドなど、並びに以上のアクリロイルモノマーの１以上を含む混合物がある。用語（メタ）アクリル−はアクリル−又はメタクリル−を意味するものと了解されたい。別の適切なアクリロイルモノマーは、２００１年１月１８日に出願された米国仮出願第６０／２６２５７１号に開示されている。

好ましい実施形態において、アクリロイルモノマーはアクリロイル部分以外の重合性部分を実質的に含まない。例えば、この実施形態において、アクリロイルモノマーは芳香環に直接結合したアリル部分又はビニル基を含まない。

本組成物は、樹脂１００重量部当たり約５重量部以上、好ましくは約１０重量部以上の量でアクリロイルモノマーを含むことができる。本組成物は、樹脂１００重量部当たり約６０重量部以下、好ましくは約５０重量部以下、さらに好ましくは約４０重量部以下の量でポリ（アリーレンエーテル）を含むとよい。

本成物はさらにアリルモノマーを含んでいる。本明細書中で、アリルモノマーとは、次式の構造を有するアリル部分を含むモノマーと定義される。

式中、Ｒ²¹は水素、Ｃ₁〜Ｃ₆アルキルなどでよい。好ましい実施形態においては、Ｒ²¹が水素である。アリルモノマーが２以上のアリル部分を含んでいる場合は、多官能性アリルモノマーといわれる。

アリルモノマーとして、例えば、アリル系アルコール、アリルエステル、アリルエーテル及びアルコキシル化アリル系アルコールを挙げることができる。アリル系アルコールは次の一般的な構造を有し得る。

式中、Ｒ²²は水素又はＣ₁〜Ｃ₆アルキルである。適切なアリル系アルコールには、アリルアルコール、メタリルアルコール、２−エチル−２−プロペン−１−オールなど及び以上のアリル系アルコールの１以上を含む混合物がある。

また、アリルエステルは次の一般的な構造を有し得る。

式中、Ｒ²³は水素又はＣ₁〜Ｃ₆アルキルであり、Ｒ²⁴は水素又は飽和若しくは不飽和線状、枝分れ若しくは環式Ｃ₁〜Ｃ₃₀アルキル、アリール、アルキルアリール若しくはアラルキル基である。適切なアリルエステルには、例えば、ギ酸アリル、酢酸アリル、酪酸アリル、安息香酸アリル、酢酸メタリル、アリル脂肪酸エステルなど及び以上のアリルエステルの１以上を含む混合物がある。

アリルエーテルは次の一般的な構造を有し得る。

式中、Ｒ²⁵は水素又はＣ₁〜Ｃ₆アルキルであり、Ｒ²⁶は飽和又は不飽和線状、枝分れ又は環式Ｃ₁〜Ｃ₃₀アルキル、アリール、アルキルアリール又はアラルキル基である。適切なアリルエーテルには、例えば、アリルメチルエーテル、アリルエチルエーテル、アリルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、アリルメチルベンジルエーテルなど及び以上のアリルエーテルの１以上を含む混合物がある。

アリルモノマーにはさらにアルコキシル化アリル系アルコールが包含される。アルコキシル化アリル系アルコールは次の一般的な構造を有し得る。

式中、Ｒ²⁷は水素又はＣ₁〜Ｃ₆アルキルであり、Ａはオキシアルキレン基であり、アルコキシル化アリル系アルコール中のオキシアルキレン基の平均数であるｎは１〜約５０の値を有する。オキシアルキレン基として、オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレン及び以上のオキシアルキレン基の１以上を含む混合物を挙げることができる。アルコキシル化アリル系アルコールは、例えば、米国特許第３２６８５６１号及び同第４６１８７０３号に記載されているように、アリル系アルコールを、塩基性触媒の存在下で約５０当量以下の１以上のアルキレンオキシドと反応させることによって製造することができる。また、アルコキシル化アリル系アルコールは、例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、第７１巻、第１１５２頁以降（１９４９年）に記載されているように酸触媒反応によって作成することもできる。

好ましい実施形態において、アリルモノマーは多官能性アリルモノマーである。特定の多官能性アリルモノマーには、例えば、アジピン酸ジアリル、シトラコン酸ジアリル、ジグリコール酸ジアリル、ジアリルエーテル、フマル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、イタコン酸ジアリル、マレイン酸ジアリル、フタル酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、アコニット酸トリアリル、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル、リン酸トリアリル、トリメリト酸トリアリル、ｏ−ケイ酸テトラアリルなど及び以上のアリルモノマーの１以上を含む混合物がある。

一つの実施形態において、アリルモノマーはアリル部分以外に重合性部分を実質的に含まない。この実施形態において、アリルモノマーは、例えば、アクリロイル部分、又は芳香環に直接結合したビニル基を含まない。

本組成物は、樹脂１００重量部当たり約２０重量部以上、好ましくは約３０重量部以上、さらに好ましくは約４０重量部以上の量でアリルモノマーを含むことができる。また、本組成物は、樹脂１００重量部当たり約８０重量部以下、好ましくは約７０重量部以下、さらに好ましくは約６５重量部以下の量でアリルモノマーを含むとよい。

本成物はさらに砥粒充填材を含んでいる。かかる充填材は約２０００以上、好ましくは約３０００以上、さらに好ましくは約４０００以上、さらに一段と好ましくは約５０００以上、さらに好ましくは約６０００以上のヌープ硬さを有し得る。適切な硬い充填材は、例えば、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロン、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）、アルミノケイ酸塩、炭化チタン、炭化クロム、炭化タングステン、酸化ジルコニウム、シリコンドープホウ素−アルミニウム−マグネシウム（ＢＡＭ）、天然及び合成ダイヤモンド、ガーネット、以上の充填材の１以上を含む複合セラミックス、金属及び以上の充填材の１以上を含む複合セラミックス金属（サーメット）、例えば、（炭化タングステン＋コバルト）及び（炭化クロム＋ニッケル）、以上の充填材の１以上を含む組合せなどからなり得る。現在のところ好ましい砥粒充填材としては、ダイヤモンド、ＣＢＮ及び／又はＢＡＭからなるものがある。

砥粒充填材の粒度に特に制限はない。砥粒充填材は約６００〜約５メッシュ、好ましくは約３００〜約２５メッシュ、さらに好ましくは約２００〜約８０メッシュに相当する粒度を有し得る。

一つの実施形態において、砥粒充填材は金属コーティングを含んでいる。金属コーティングは、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｗ、Ｔｉ及び以上の金属の１以上を含む合金、以上の金属の１以上を含む混合物などからなり得る。

本組成物は、樹脂１００重量部当たり約５重量部以上、好ましくは約５０重量部以上、さらに好ましくは約１００重量部以上、さらに一段と好ましくは約２００重量部以上、さらに好ましくは約４００重量部以上の量で砥粒充填材を含むことができる。本組成物は、樹脂１００重量部当たり約２０００重量部以下、好ましくは約１０００重量部以下、さらに好ましくは約７００重量部以下の量で砥粒充填材を含むとよい。本硬化性組成物の一つの利点は、優れた物理的性質を維持しながら高い充填材含有量（フェノール性樹脂で可能なものより高い）が可能となることである。充填材量は組成物全体の体積％としても表すことができる。即ち、本組成物は、組成物の全体積を基準として約５〜約９５体積％、好ましくは約１０〜約９０体積％、さらに好ましくは約５０〜約８０体積％の量で砥粒充填材を含むことができる。

場合により、本組成物はさらに、二次充填材を含んでいてもよい。二次充填材としては、例えば、ホウ化チタンを始めとするホウ化物系セラミックスのような砥粒、例えばＣｕ、Ｆｅ、Ｓｎ又は青銅からなる粉末、以上の金属粉末の混合物などを始めとする温度管理粒子、炭素粒子、炭素繊維、ケイ素などの追加の充填材、並びに以上の二次充填材の１以上を含む合金及び混合物を挙げることができる。電導性又は静電損失が望ましい場合、好ましい炭素繊維としては、例えば、米国特許第４５６５６８４号及び同第５０２４８１８号（Ｔｉｂｂｅｔｔｓ他）、同第４５７２８１３号（Ａｒａｋａｗａ）、同第４６６３２３０号及び同第５１６５９０９号（Ｔｅｎｎｅｎｔ）、同第４８１６２８９号（Ｋｏｍａｔｓｕ他）、同第４８７６０７８号（Ａｒａｋａｗａ他）、同第５５８９１５２号（Ｔｅｎｎｅｎｔ他）、並びに同第５５９１３８２号（Ｎａｈａｓｓ他）に記載されているように約３．５〜約５００ナノメートルの平均直径を有する気相成長炭素繊維がある。二次充填材が存在する場合、二次充填材は樹脂１００重量部当たり約１〜約３０重量部の量で使用することができる。

場合により本組成物はさらに、不飽和成分の硬化速度を増大するために硬化触媒を含んでいてもよい。硬化触媒は、開始剤ともいわれるが、重合を開始させ、数多くの熱可塑性物質及び熱硬化性物質、例えば不飽和ポリエステル、ビニルエステル及びアリル熱硬化性物質のいずれかを硬化又は架橋するために使用される。硬化触媒の非限定例は、「Ｐｌａｓｔｉｃ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ、４^th Ｅｄｉｔｉｏｎ」、Ｒ．Ｇａｃｈｔｅｒ及びＨ．Ｍｕｌｌｅｒ（編）、Ｐ．Ｐ．Ｋｌｅｍｃｈｕｃｋ（共編）、Ｈａｎｓｅｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １９９３年並びに米国特許第５４０７９７２号（Ｓｍｉｔｈ他）及び同第５２１８０３０号（Ｋａｔａｙｏｓｅ他）に記載されているものである。熱硬化性物質の不飽和部分に対する硬化触媒としては、高温でラジカルを生成することができるあらゆる化合物がある。かかる硬化触媒としてはペルオキシ及び非−ペルオキシ系ラジカル開始剤がある。有用なペルオキシ開始剤の例として、例えば、過酸化ベンゾイル、ジクミルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ラウリルペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルベンゼンヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルペルオクトエート、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジヒドロペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）−ヘキサ−３−イン、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ｔ−ブチルクミルペルオキシド、α，α′−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、ジクミルペルオキシド、ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）イソフタレート、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、２，２−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ブタン、２，２−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）オクタン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）ヘキサン、ジ（トリメチルシリル）ペルオキシド、トリメチルシリルフェニルトリフェニルシリルペルオキシドなど、並びに以上の硬化剤の１以上を含む混合物がある。典型的な非−ペルオキシ開始剤には、例えば、２，３−ジメチル−２，３−ジフェニルブタン、２，３−トリメチルシリルオキシ−２，３−ジフェニルブタンなど及び以上の硬化触媒の１以上を含む混合物がある。

当業者は過度の実験をすることなく硬化触媒の適当な量を決定することができよう。硬化触媒の量は、樹脂１００重量部当たり約０．１重量部以上、好ましくは約１重量部以上、さらに好ましくは約２重量部以上とすることができる。硬化触媒の量は樹脂１００重量部当たり約１０重量部以下、好ましくは約５重量部以下でよい。硬化触媒の種類と量は硬化性配合物を加工処理し、配合物を粉末形態に維持する能力を損なわないように選択するのが好ましい。

上記の成分に加えて、本硬化性樹脂組成物はさらに、難燃剤、難燃相乗剤、離型剤その他の滑剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線安定剤、顔料、染料、着色剤、繊維状強化材、ディスク状充填材、低アスペクト比充填材、合成樹脂、天然樹脂、熱可塑性エラストマーなどの１以上の添加剤、並びに以上の添加剤の反応生成物及び以上の添加剤の１以上を含む混合物を含むことができる。添加剤の量は過度の実験をすることなく決定することができる。添加剤の非限定例は、「Ｐｌａｓｔｉｃ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ、４^th Ｅｄｉｔｉｏｎ」、Ｒ．Ｇａｃｈｔｅｒ及びＨ．Ｍｕｌｌｅｒ（編）、Ｐ．Ｐ．Ｋｌｅｍｃｈｕｃｋ（共編）、Ｈａｎｓｅｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １９９３年に記載されているものである。多くの特定の添加剤が、２００１年１月１８日に出願された米国仮出願第６０／２６２５７１号に記載されている。

一つの実施形態において、本組成物は、アルケニル置換基が直接芳香環に結合しているアルケニル芳香族モノマーを実質的に含まない。アルケニル芳香族モノマーを実質的に含まないとは、かかるモノマーを意図的に加えていないことを意味している。かかるアルケニル芳香族モノマーには、例えば、スチレン、ジビニルベンゼン及びビニルピリジンがある。

一つの実施形態において、本組成物は粉末として調合することができる。幾つかの用途では、粉末がいかなる寸法においても約３００マイクロメートルを超える粒子を実質的に含まず、好ましくはいかなる寸法においても約１５０マイクロメートルを超える粒子を実質的に含まず、さらに好ましくはいかなる寸法においても約１００マイクロメートルを超える粒子を実質的に含まず、さらに一段と好ましくはいかなる寸法においても約５０マイクロメートルを超える粒子を実質的に含まない。実質的に含まないとは、組成物が規定した寸法を有する粒子を５重量％未満、好ましくは２重量％未満、さらに好ましくは１重量％未満含んでいることを意味している。一つの実施形態において、本組成物は、硬化性樹脂粒子及び砥粒充填材粒子を含み、上記粒度制限が硬化性樹脂粒子のみに適用される混合物として調合することができる。

別の実施形態において、本組成物は、当技術分野で公知の押出技術を用いてペレットとして調合することができる。

周囲条件下での取扱いを容易にし、且つ輸送条件下での粉末組成物の安定性を促進するために、本組成物は、約５０℃以上、好ましくは約６０℃以上、さらに好ましくは約７０℃以上の融解温度を有するのが好ましいであろう。また、典型的な成形温度未満での融解を確実にするために、本組成物は約１５０℃以下、好ましくは約１４０℃以下、さらに好ましくは約１３０℃以下の融解温度を有するのが好ましいであろう。

一つの実施形態において、本硬化性樹脂組成物は約１０〜約５０重量部のポリ（アリーレンエーテル）、約５〜約６０重量部のアクリロイルモノマー、約２０〜約８０重量部のアリルモノマー及び約５〜約２０００重量部の砥粒充填材を含んでいる。ここで重量部はすべて樹脂１００重量部を基準とする。

一つの実施形態において、本組成物は約１５〜約４５重量部の末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）、約１０〜約４０重量部の多官能性アクリロイルモノマー、約３０〜約７０重量部の多官能性アリルモノマー及び約１００〜約１０００重量部の、炭化ケイ素、立方晶窒化ホウ素、合成ダイヤモンド又は以上の砥粒充填材の１以上を含む混合物からなる砥粒充填材を含んでいる。ここで、重量部はすべて樹脂１００重量部を基準とする。

本組成物は、上記硬化性組成物のいずれかの反応生成物、並びにその硬化組成物を含んでなる物品を包含する。

本組成物は複数の成分を含むものとして定義されているので、特に単一の化合物が１より多くの成分の定義を満たし得る場合、各々の成分は化学的に異なるものであるものと了解されたい。

本硬化性樹脂組成物を製造するのに使用する方法に特に制限はない。一つの実施形態において、本組成物は、ポリ（アリーレンエーテル）、アリルモノマー及びアクリロイルモノマーをブレンドして均一なブレンドを形成し、均一ブレンドを砥粒充填材とブレンドすることからなる方法で製造できる。

一つの実施形態において、本組成物は、ポリ（アリーレンエーテル）をアリルモノマーとブレンドして第一の均一ブレンドを形成し、第一の均一ブレンドをアクリロイルモノマーとブレンドして第二の均一ブレンドを形成し、第二の均一ブレンドを加工処理して硬化性粉末を形成し、硬化性粉末を砥粒充填材とブレンドすることからなる方法で製造できる。第二の均一ブレンドを加工処理して硬化性粉末を形成する段階は、第二の均一ブレンドを約−７５℃以下、好ましくは約−１５０℃以下、さらに好ましくは約−１７０℃以下、さらに一段と好ましくは約−１９０℃以下の温度で粉砕することからなるのが好ましいであろう。かかる温度は樹脂を脆くさせ、そのため小さい粒子への粉砕が容易になる。例えば、樹脂は、液体窒素に浸漬して−１９６℃に冷却して冷凍粉砕することができる。その後迅速に粉砕機の開口中に少しずつ移すことができ、そこで所望のメッシュサイズの回転スクリーンと接触させ、このメッシュを通過させて収集タンクに回収することができる。低温粉砕を行う装置は、例えば、Ｒｅｔｓｃｈ／ＢｒｉｎｋｍａｎｎからＺＭ−１ Ｇｒｉｎｄｅｒとして市販されている。この方法では、さらに、硬化性粉末を硬化触媒とブレンドしてもよい。

一つの施形態において、本組成物は、約２０〜約８０重量部のアリルモノマーを約１０〜約５０重量部のポリ（アリーレンエーテル）とブレンドして第一の均一ブレンドを形成し、第一の均一ブレンドを約５〜約６０重量部のアクリロイルモノマーとブレンドして第二の均一ブレンドを形成し、第二の均一ブレンドを約−７５℃以下の温度で粉砕して第一の硬化性粉末を形成し、第一の粉末を硬化触媒とブレンドして第二の硬化性粉末を形成し、第二の硬化性粉末を約５〜約２０００重量部の砥粒充填材とブレンドすることからなる方法で製造できる。ここで、重量部はすべて樹脂１００重量部を基準とする。

組成物を加工処理するのに有用な方法としては、射出成形、共射出成形、反応射出成形、オーバーモールディング、樹脂トランスファー成形、真空支援樹脂トランスファー成形、Ｓｅｅｍａｎ複合樹脂注入製造法（ＳＣＲＩＭＰ）、化学支援樹脂トランスファー成形、大気圧成形、開放金型注型、湿式レイアップ、乾式レイアップ、スプレーレイアップ、シート成形、バルク成形、フィラメントワインディング、引抜成形、積層など及び以上の方法の１以上を含む組合せがある。別の方法は、「Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、Ｂｊｏｒｋｓｔｅｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ｊｏｈａｎ Ｂｊｏｒｋｓｔｅｎ（ｐｒｅｓ．） Ｈｅｎｒｙ Ｔｏｖｅｙ（Ｃｈ．Ｌｉｔ．Ａｓｓ．）、Ｂｅｔｔｙ Ｈａｒｋｅｒ（Ａｄ．Ａｓｓ．）、Ｊａｍｅｓ Ｈｅｎｎｉｎｇ（Ａｄ． Ａｓｓ．）、Ｒｅｉｎｈｏｌｄ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９５６年、「Ｕｓｅｓ ｏｆ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ」、Ｗ．Ｇ．Ｐｏｔｔｅｒ、Ｎｅｗｎｅｓ−Ｂｕｔｔｅｒｓｗｏｒｔｈ、Ｌｏｎｄｏｎ １９７５年、「Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｃｙａｎａｔｅ Ｅｓｔｅｒ Ｒｅｓｉｎｓ」、Ｉ．Ｈａｍｅｒｔｏｎ、Ｂｌａｋｉｅ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ ａｎ Ｉｍｐｒｉｎｔ ｏｆ Ｃｈａｐｍａｎ Ｈａｌｌに記載されている。

本組成物を硬化させる方法に特に制限はない。例えば、本組成物は、熱的に、又はＵＶ照射及び電子ビーム照射を始めとする照射技術を用いて硬化させることができる。

一つの実施形態において、本樹脂組成物は粉末として調合できる。この形態では、樹脂組成物が粘稠な液体又はペーストである場合より容易にブレンドできる点で、他の粉末化添加剤と混合してドライミックスを形成するのに有用である。粉末化樹脂組成物を使用するのは、接着充填材がブレンドの大半を占める場合、例えば組成物全体の約７０〜約８０重量％を占め、残りが硬化性樹脂を含む場合に特に有利である。

別の実施形態において、本樹脂組成物は、コンパウンディングで得られるペレットその他の固体形態で調合できる。当技術分野で公知のコンパウンディング法は、砥粒充填材の分散及び湿潤を乾燥粉末混合法で達成される分散及び湿潤と比較して改良するのに有用であろう。砥粒充填材の分散及び湿潤は、砥粒充填材にコーティングを施して使用することによっても改良できる。

以上の方法を用いて形成された物品は、成形後に加工処理することができ、例えば、粒子状の大きさ又は形状に粉砕したり、鋭く研いだり、アニールしたり、固着させたり(fixtured)などすることができる。実際、本発明の硬化樹脂組成物を含む刃を使用するのに鋭く研ぐことができないとする理由はない。例えば、硬化樹脂組成物を含む芝刈り機の刃は、刃が使用中に鈍くなって切れなくなったり刃こぼれしたりしたときに鋭く研ぐことができる。硬化性及び硬化樹脂組成物から作成することができる部材・部品に関して制限はほとんどない。硬化組成物を含む現状で好ましい物品としては、カットオフホイール及び研削ホイールなどがある。例えば、本発明の硬化性樹脂組成物から成形されたカットオフホイールは、超硬炭化タングステンに対して測定して約３００以上、好ましくは約４００以上、さらに好ましくは約５００以上のＧ比を示し得る。ここで、Ｇ比は（除去された工作物の体積）／（消耗したホイールの体積）の比であり、「Ｍｅｔａｌｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ、Ｎｉｎｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｖｏｌｕｍｅ １６−Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ」、ＡＳＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、第４２２頁（１９８９年）に記載されているものである。Ｇ比の値を決定する特定の方法は以下の実施例に示す。

以下、非限定実施例により、本発明の硬化性及び硬化樹脂組成物をさらに詳細に説明する。

実施例１
この実施例では、粉末化樹脂材料の調製について説明する。フタル酸ジアリル（５１０グラム、Ａｌｄｒｉｃｈから純度９７％の液体として入手）をガラス製反応容器中で１６０〜１６５℃に加熱した。これに、クロロホルム中２５℃で測定して０．２５ｄＬ／ｇの固有粘度を有するメタクリレート−末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）（ＰＰＥ−ＭＡ、３４０グラム）を加えた。この末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）は、米国特許出願第０９／４４０７４７号（１９９９年１１月１６日出願）に記載されている方法を用いて相当する未末端封鎖ポリ（アリーレンエーテル）とメタクリル酸無水物との反応によって調製した。ポリ（アリーレンエーテル）が完全に溶解するまで混合物を攪拌・加熱した。次に、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ、１５０グラム、Ｓａｒｔｏｍｅｒから純粋な液体として入手）を反応フラスコに加え、完全にブレンドされるまで混合した。次いで、溶液を平坦な容器中に注ぎ入れ、放冷して、硬化ワックス様物質を形成できるようにした。この樹脂混合物を液体窒素中で−１９６℃に冷却し、ＺＭ−１粉砕機としてのＲｅｔｓｃｈ／Ｂｒｉｎｋｍａｎｎに迅速に移し、粉砕して約５０グリット未満の粒度を有する粉末化樹脂を得た。その後、この粉末化樹脂に、開始剤ジクミルペルオキシドを樹脂全重量に対して２重量％加えた。

実施例２
この実施例では、砥粒充填材を含む硬化性組成物の調製について説明する。実施例１の粉末化樹脂２０重量部を、ダイヤモンド４４重量％とニッケル５６重量％のニッケルコートダイヤモンド４８．５重量部及び炭化ケイ素３１．５重量部と合わせた。このニッケルコートダイヤモンドはメッシュサイズが１２０〜１４０であった。上記混合物を、公称寸法が直径７センチメートル×厚さ１センチメートルのキャビティを有する金型に入れた。次いで、金型を閉め、３メートルトンの力をかけて樹脂／砥粒混合物を圧縮しながら１４０℃に加熱した。２５分後、試験片を金型から取り出し、検査した。良好な物理的一体性を有する硬化し架橋したディスクが得られた。この試料は、Ｒｏｃｋｗｅｌｌ圧子Ｈを用いた硬さが９１、Ａｒｃｈｉｍｅｄｅｓ法による密度が１００％（気孔なし）、室温熱伝導率が３．６ワット／メートル／ケルビン（Ｗ／ｍ／Ｋ）であり、ダイヤモンドと炭化ケイ素グリットの樹脂による完全な湿潤及び密着を示していた。

実施例３
この実施例では、多数の砥粒充填材及び二次充填材を含む硬化性組成物の調製について説明する。実施例１の粉末化樹脂１８重量部を、メッシュサイズが約１２０のダイヤモンドグリット２７重量部、実施例２のニッケルコートダイヤモンド３５重量部、メッシュサイズが約−５００のホウ化チタン微粉１２重量部及びメッシュサイズが約−５００の金属銅微粉８重量部と合わせた。この混合物を、公称寸法が直径７センチメートル×厚さ１センチメートルのキャビティを有する金型に入れた。金型を閉じ、６メートルトンの力を加えて樹脂／砥粒混合物を圧縮しながら１５５℃に加熱した。３０分後、試験片を金型から取り出し、検査した。良好な物理的一体性を有する硬化し架橋したディスクが得られた。成形されたディスクはＢａｒｃｏｌ硬さが６６であった。このディスクを１５０℃で２０時間後硬化させた。この後硬化ディスクはＢａｒｃｏｌ硬さが７３であった。

実施例４及び５
これらの実施例では、砥粒充填組成物を用い、２つの硬化条件でＡ１Ａ研磨カットオフホイールを成形する例について説明する。実施例３の砥粒充填硬化性組成物を約３５０〜３７５°Ｆの温度、約２０トン／ｉｎ²の圧力で６０分圧縮成形して、ホイール直径１７７．８ミリメートル（７．０インチ）、ホイールリム幅６．４ミリメートル（０．２５０インチ）及び研磨リム深さ６．４ミリメートル（０．２５０インチ）の１Ａ１カットオフホイールを得た。この研削ホイールは実施例４に相当し、結合密度３．３８４ｇ／ｃｃ、Ｒｏｃｋｗｅｌｌ硬さＨスケール（ＨＲＨ）値６８〜７４であった。

実施例４を調製するのに用いた組成物と手順を使用して実施例５を調製した。ただし、硬化温度は約７００〜７５０°Ｆに上げ、圧力は１５トン／ｉｎ²に上げた。この研削ホイールは結合密度が３．２９７ｇ／ｃｃ、ＨＲＨ値が１００〜１１０であった。

炭化タングステン（ＷＣ）材料を用いてカットオフホイールを試験した。ホイールの調製及び試験条件をまとめて表１に示す。ＷＣ材料の組成と特性はまとめて表２に示す。カットオフホイールの組成、成形温度及び試験結果は表３に示す。

表１の結果に示されているように、本発明の硬化性樹脂組成物から調製されたカットオフホイールは低い摩耗速度、高い快削性及び優れた表面仕上げを示す。

特定の具体例に関して本発明を説明して来たが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を加えることができ、その要素を均等なものと置換できることは当業者には理解できよう。加えて、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるために本発明の本質的な範囲から逸脱することなく多くの修正を加えることができる。従って、本発明は本発明を実施するのに考えられる最良の実施形態として開示した特定の具体例に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載の範囲内に入るあらゆる実施形態を包含するものと考えられたい。

引用した特許その他の文献は援用により本明細書の開示内容の一部とする。

Claims (11)

1. メタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）１０〜５０重量部と、
   トリメチロールプロパントリメタクリレート５〜６０重量部と、
   フタル酸ジアリル２０〜８０重量部と、
   炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロン、立方晶窒化ホウ素、アルミノケイ酸塩、炭化チタン、炭化クロム、炭化タングステン、酸化ジルコニウム、シリコンドープホウ素−アルミニウム−マグネシウム、天然及び合成ダイヤモンド、ガーネット、以上の砥粒充填材の１以上を含む複合セラミックス、金属と１以上の上記砥粒充填材を含む複合セラミックス金属並びに以上の砥粒充填材の１以上を含む組合せからなる群から選択される砥粒充填材５〜２０００重量部と、
   を含んでなる硬化性砥粒充填樹脂組成物であって、
   ここで、重量部はすべてメタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、トリメチロールプロパントリメタクリレート及びフタル酸ジアリルの合計１００重量部を基準とする、
   硬化性砥粒充填樹脂組成物。
2. メタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）１５〜４５重量部と、
   トリメチロールプロパントリメタクリレート１０〜４０重量部と、
   フタル酸ジアリル３０〜７０重量部と、
   炭化ケイ素、立方晶窒化ホウ素又は合成ダイヤモンドを含む砥粒充填材１００〜１０００重量部とを含んでなり、
   ここで、重量部はすべてメタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、トリメチロールプロパントリメタクリレート及びフタル酸ジアリルの合計１００重量部を基準とする、
   硬化性砥粒充填樹脂組成物。
3. メタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）１０〜５０重量部と、
   トリメチロールプロパントリメタクリレート５〜６０重量部と、
   フタル酸ジアリル２０〜８０重量部と、
   炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロン、立方晶窒化ホウ素、アルミノケイ酸塩、炭化チタン、炭化クロム、炭化タングステン、酸化ジルコニウム、シリコンドープホウ素−アルミニウム−マグネシウム、天然及び合成ダイヤモンド、ガーネット、以上の砥粒充填材の１以上を含む複合セラミックス、金属と１以上の上記砥粒充填材を含む複合セラミックス金属並びに以上の砥粒充填材の１以上を含む組合せからなる群から選択される砥粒充填材５〜２０００重量部と
   を含む硬化性砥粒充填樹脂組成物の反応生成物を含んでなる硬化砥粒充填樹脂組成物であって、
   ここで、重量部はすべてメタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、トリメチロールプロパントリメタクリレート及びフタル酸ジアリルの合計１００重量部を基準とする、
   硬化砥粒充填樹脂組成物。
4. メタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）が５００マイクログラム／グラム未満の遊離ヒドロキシル基含有量を有する、請求項１又は２記載の硬化性砥粒充填樹脂組成物。
5. 砥粒充填材が２０００以上のヌープ硬さを有する、請求項１，２及び４のいずれか１項記載の硬化性砥粒充填樹脂組成物。
6. 砥粒充填材が６００〜５のメッシュサイズを有する、請求項１，２，４及び５のいずれか１項記載の硬化性砥粒充填樹脂組成物。
7. 砥粒充填材が金属コーティングを含み、該金属コーティングが、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｗ、Ｔｉ、以上の金属の１以上を含む合金及び以上の金属の１以上を含む混合物からなる群から選択される金属からなる、請求項１，２，４，５及び６のいずれか１項記載の硬化性砥粒充填樹脂組成物。
8. さらに、ホウ化物系セラミックス、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｎ、青銅、Ｃ、シリカ、アルミナ、Ｓｉ及び以上の二次充填材の１以上を含む混合物からなる群から選択される二次充填材を含む、請求項１，２，４，５，６及び７のいずれか１項記載の硬化性砥粒充填樹脂組成物。
9. 硬化性砥粒充填樹脂組成物の製造方法であって、
   メタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）１０〜５０重量部とフタル酸ジアリル２０〜８０重量部とトリメチロールプロパントリメタクリレート５〜６０重量部をブレンドして均一ブレンドを形成し、
   均一ブレンドを、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロン、立方晶窒化ホウ素、アルミノケイ酸塩、炭化チタン、炭化クロム、炭化タングステン、酸化ジルコニウム、シリコンドープホウ素−アルミニウム−マグネシウム、天然及び合成ダイヤモンド、ガーネット、以上の砥粒充填材の１以上を含む複合セラミックス、金属と１以上の上記砥粒充填材を含む複合セラミックス金属並びに以上の砥粒充填材の１以上を含む組合せからなる群から選択される砥粒充填材５〜２０００重量部とブレンドする、
   （ただし、重量部はすべてメタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、フタル酸ジアリル及びトリメチロールプロパントリメタクリレートの合計１００重量部を基準とする。）
   段階を含んでなる方法。
10. 硬化性砥粒充填樹脂組成物の製造方法であって、
    メタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）１０〜５０重量部とフタル酸ジアリル２０〜８０重量部をブレンドして第一の均一ブレンドを形成し、
    第一の均一ブレンドとトリメチロールプロパントリメタクリレート５〜６０重量部をブレンドして第二の均一ブレンドを形成し、
    第二の均一ブレンドを加工処理して硬化性粉末を形成し、
    硬化性粉末を砥粒充填材５〜２０００重量部とブレンドする、
    （ただし、重量部はすべてメタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、フタル酸ジアリル及びトリメチロールプロパントリメタクリレートの合計１００重量部を基準とする。）
    段階を含んでなる方法。
11. 硬化性砥粒充填樹脂組成物の製造方法であって、
    ２０〜８０重量部のフタル酸ジアリルを１０〜５０重量部のメタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）とブレンドして第一の均一ブレンドを形成し、
    第一の均一ブレンドを５〜６０重量部のトリメチロールプロパントリメタクリレートとブレンドして第二の均一ブレンドを形成し、
    第二の均一ブレンドを−７５℃未満の温度で粉砕して第一の硬化性粉末を形成し、
    第一の硬化性粉末を硬化触媒とブレンドして第二の硬化性粉末を形成し、
    第二の硬化性粉末を５〜２０００重量部の砥粒充填材とブレンドする、
    段階（ただし、重量部はすべてメタクリレート末端封鎖ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、フタル酸ジアリル及びトリメチロールプロパントリメタクリレートの合計１００重量部を基準とする）を含んでなる方法。