JPH07171768A

JPH07171768A - 研磨物品

Info

Publication number: JPH07171768A
Application number: JP6203254A
Authority: JP
Inventors: Robert A Follensbee; ロバート・アレン・フォレンスビー
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 1995-07-11
Also published as: US5378252A; CA2127592A1; EP0641627A1; BR9403317A; KR950008047A

Abstract

(57)【要約】【構成】硬化バインダーによって互いに固定された、
基材中に固定された、又は裏地１２上に固定された複数
の研磨粒子２０を含有し、この硬化バインダーは水性ア
クリレートポリマーエマルジョンを含有するバインダー
前駆体を硬化することによって形成される研磨物品１
０。好ましい実施態様ではバインダー前駆体はフェノー
ル樹脂を含有する。【効果】水性アクリレートポリマーエマルジョンの使
用は、優れた特性、例えば良好な研磨のために向上した
強度を有するバインダーを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は研磨物品に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】研磨物
品は典型的には複数の研磨粒子、及びバインダーを含有
する。市場には多くの異なったタイプの研磨物品があ
る。これらには（１）被覆研磨物品（ここではバインダ
ーがバインダー粒子を裏地材料に固定する）（例えば
「サンドペーパー」）、（２）ラッピング被覆研磨材料
（ここでは研磨粒子をまず、バインダー前駆体中に分散
し、得られた分散体を裏地材料に固定する）、固定研磨
物品（ここでは、例えば研磨ホイールのように、バイン
ダーは研磨粒子を固定するとともに所定の形状を形成す
る）、及び（４）不織研磨物品（ここでは、バインダー
は不織繊維状基材中に研磨粒子を固定する）がある。

【０００３】研磨物品のバインダーは典型的に液体状の
バインダー前駆体を硬化することによって形成される。
バインダー前駆体は典型的に樹脂を含有する。研磨物品
の製造の間に、バインダー前駆体をエネルギー源にさら
し、樹脂の重合を生じ、これによってバインダーを形成
する。エネルギー源は熱エネルギー、または放射エネル
ギー、例えば電子線、紫外光、または可視光を供給す
る。近年、放射線硬化性樹脂が、熱硬化性樹脂以上にそ
の利点、例えば硬化時間が速い、建設や設備における資
本投資がより低い、エネルギーコストがより低いことに
より、利用されている。放射線硬化性樹脂の例はアクリ
レートベース樹脂である。

【０００４】多くの放射線硬化性樹脂の高い粘度は製造
上の問題を招く傾向にある。従って、有機溶媒又は希釈
剤をしばしば添加して放射線硬化性樹脂を含有するバイ
ンダー前駆体の粘度を低下させている。しかし、有機溶
媒の除去及び回復は非常に高価で溶媒及び希釈剤は安全
性や環境問題を引き起こす。

【０００５】放射線硬化性樹脂を熱硬化性樹脂、例えば
フェノール類と組み合わせてバインダーの特性を改善し
てきた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は改良された研磨
特性を有する研磨物品を提供する。研磨物品はバインダ
ーによって互いに固定された、又はバインダーによって
基材中又は基材上に固定された複数の研磨粒子を含有す
る。バインダーは水性アクリレートポリマーエマルジョ
ンを含有するバインダー前駆体を硬化することによって
形成される。水性アクリレートポリマーエマルジョンの
使用は、優れた特性、例えば良好な研磨のために向上し
た強度を有するバインダーを提供する。好ましいバイン
ダーは分散剤、熱硬化性樹脂、及び任意に硬化剤を含む
水性アクリレートポリマーエマルジョンを含有するバイ
ンダー前駆体を硬化することによって形成される。硬化
時に、バインダー前駆体を重合又は架橋して熱硬化バイ
ンダーを形成する。

【０００７】本発明のバインダー前駆体は固定研磨物
品、被覆研磨物品、ラッピング被覆研磨物品、及び不織
研磨物品等のすべてのタイプの研磨物品に使用すること
ができる。好ましくは、バインダー前駆体は放射線硬化
性であり、より好ましくは紫外線硬化性である。

【０００８】好ましくは、バインダー前駆体は、水性ア
クリレートポリマーエマルジョンに加えて熱硬化性樹脂
又はポリマーを含有し、より好ましくはフェノール樹脂
を含有する。好ましくは、アクリレートポリマーエマル
ジョン中の固形分の重量のフェノール樹脂中の固形分の
重量に対する比は約１：７〜約９：１の範囲である。

【０００９】好ましくは、水性アクリレートポリマーエ
マルジョンはエマルジョンを安定化するための分散剤を
含有し、エマルジョン中のアクリレートポリマーはアク
リレート化ウレタン又はアクリレート化ポリエステルで
ある。いくつかの好ましいバインダー前駆体は更にラテ
ックスエマルジョン又はポリビニルアルコールまたはそ
の両方を含有している。

【００１０】好ましいバインダー前駆体は実質的に有機
溶媒及び他の揮発性有機化合物を含まない。従って、本
発明に有用なバインダー前駆体調製用の組成物は「環境
に優しい」。更に、本発明の好ましいバインダー前駆体
は例えばポリエステルフィルムのような典型的に粘着の
困難な基材に対して優れた粘着性を有する。

【００１１】図１に示すように、一般的に１０で示す被
覆研磨物品は布裏地を有する。裏地１２は任意のバック
サイズコート１４と任意のプレサイズコート１６とで処
理されている。プレサイズコート１６を覆ってメイクコ
ート１８があり、これにシリコンカーバイド又は酸化ア
ルミニウム研磨グリットのような研磨粒子２０が埋め込
まれる。サイズコート２２はメイクコート１８及び研磨
粒子２０上に位置する。布裏地内部で接しているサチュ
ラント（ｓａｔｕｒａｎｔ）コートとプレサイズコート
との間に明確な臨界線はなく、布裏地内部はこれらのコ
ートの樹脂で可能か限り満たされている。

【００１２】本発明は固定研磨物品をも包含し、これは
本発明のバインダーで互いに固定された複数の研磨粒子
を含有して所定の形状を形成する。本発明のバインダー
はまた、不織研磨物品に使用することもできる。

【００１３】本発明に好適な研磨物品は典型的に約０．
１〜約１５００μｍ、好ましくは約１〜約１３００μｍ
の範囲の粒子サイズを有している。研磨粒子は少なくと
も約８、より好ましくは９以上のモース（Ｍｏｈ’ｓ）
硬度を有するのが好ましい。このような研磨粒子の例と
しては、融合酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミ
ニウム、熱処理酸化アルミニウム、シリコンカーバイ
ド、白色酸化アルミニウム、アルミナジルコニア、ダイ
アモンド、セリア（ｃｅｒｉａ）、立方晶系ボロンナイ
トライド、ザクロ石、及びその組み合わせがある。研磨
粒子という用語はまた、互いに結合して研磨凝集体を形
成する単一の粒子をも包含する。研磨凝集体は更に米国
特許第４，３１１，４８９号、４，６５２，２７５号及
び４，７９９，９３９号に記載されている。

【００１４】本発明に好適な水性アクリレートポリマー
エマルジョンは、好ましくは分散剤の補助を伴って水中
に懸濁したアクリレートポリマーの複数の液滴である。
好ましくはこれらの液滴の大きさは５〜５０００ｎｍ、
より好ましくは１０〜１０００ｎｍ、最も好ましくは３
０〜３００ｎｍの大きさの範囲である。液滴を形成する
アクリレートポリマーは少なくとも１つのアクリレート
官能基を含有している。好ましくは、ポリマーは少なく
とも２つ、しばしば３つ又は４つのアクリレート官能基
を有する。バインダー前駆体の硬化時、アクリレートポ
リマーの重合又は架橋が単一又は複数のアクリレート基
のサイトで生じる。

【００１５】本発明に好適なアクリレートポリマーとし
てはアクリレート化ウレタン類、アクリレート化アクリ
ル類、アクリレート化エポキシ類、ペンダントアルファ
ー、ベータ不飽和カルボニル基を有するアミノプラスト
誘導体、少なくとも１つのペンダントアルリレート基を
有するイソシアヌレート誘導体、少なくとも１つのペン
ダントアクリレート基を有するイソシアネート誘導体、
アクリレート化ポリエステル類、及びこれらの混合物及
び組み合わせがある。

【００１６】本明細書で使用する「アクリレート」とい
う用語はペンダントアルファー、ベータ不飽和カルボニ
ル基を有する有機化合物を含んでいる。このような有機
化合物の例としては、アクリレート類、メタクリレート
類、アクリルアミド類、及びクロトネート類（ｃｒｏｔ
ｏｎａｔｅｓ）がある。

【００１７】アクリレート化ウレタン類が好ましいアク
リレート化ポリマーである。アクリレート化ウレタン類
はヒドロキシ末端ＮＣＯ伸長ポリエステル類又はポリエ
ーテル類のジアクリレートエステル類である。本発明に
好適な芳香族アクリレート化ウレタン類はトルエンジイ
ソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、又
はテトラメチルキシレンジイソシアネートから形成され
る骨格を有することができる。本発明に好適な脂肪族ア
クリレート化ウレタン類はイソホロンジイソシアネー
ト、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、又はヘ
ミサメチレンジイソシアネートから形成される骨格を有
することができる。市販入手可能なアクリレート化ウレ
タン類の例としては、モートン・インターナショナル
（ＭｏｒｔｏｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）社から
入手可能な「ユービタン（Ｕｖｉｔｈａｎｅ）７８
２」、及びＵＣＢラッドキュアー（Ｒａｄｃｕｒｅ）か
ら入手可能な「エベクリル（Ｅｂｅｃｒｙｌ）６７０
０」がある。これらのポリマーを用いて乳化工程を経て
水性エマルジョンを形成することができる。また、エマ
ルジョン状態のアクリレート化ウレタン類は市販入手で
き、例えば、米国、ＩＣＩ樹脂から市販入手できる「ネ
オレッド（ＮｅｏＲｅｄ）」エマルジョンがある。

【００１８】アクリレート化ポリエステルも好ましいア
クリレート化ポリマーである。アクリレート化ポリエス
テルはジオール（例えば、エチレングリコール）又はポ
リオール（例えば、ポリエチレングリコール）とジカル
ボン酸（例えば、テレフタル酸、マレイン酸）との縮合
生成物であり、ここでジオール又はポリオールを過剰モ
ル使用してヒドロキシル末端ポリマーを形成する。次
に、ヒドロキシル基をアクリル酸でエステル化してアク
リレート基を形成する。アクリレート化ポリエステルの
例としては、「フォトマー（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ）５００
７」及び「フォトマー（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ）５０１８」
（共にヘンケル（Ｈｅｎｋｅｌ）社から市販入手でき
る）がある。また、エマルジョン状態のアクリレート化
ポリエステル類も市販入手でき、例えば、ＵＣＢラッド
キュアー（Ｒａｄｃｕｒｅ）から市販入手できる「ＩＲ
Ｒ−１１４」がある。

【００１９】アクリレート化アクリルポリマー類は種々
の方法で調製することができ、以下の方法のいずれかで
調製するのが好ましい。（１）この分野で公知のように、アクリル酸又はメタク
リル酸のポリマーの部分エステル化によってアクリレー
ト化アクリルポリマーを生成することができる。第１の
方法では、カルボキシル官能基を有するエマルジョンポ
リマー又はコポリマーをまず、カルボキシル基を有する
少なくとも１つのモノマー（例えば、アクリル酸又はメ
タクリル酸）を重合又は共重合することによって形成す
る。次に、アクリレート官能性モノマー（例えば、ヒド
ロキシエチルアクリレート又はグリシジルメタクリレー
ト）をゆっくりとエマルジョンポリマー又はコポリマー
に添加し、エマルジョンポリマー又はコポリマー中のカ
ルボキシル基と反応させることができる。（２）エマルジョンポリマー又はコポリマーを既にアク
リレート官能基を有するモノマーを重合することによっ
て形成することができる。可能性としてはアリルメタク
リレート又はＮ−Ｎ’ジメチルアミノエチルメタクリレ
ートがある。市販入手可能なアクリレート化アクリルポ
リマーエマルジョンの例としては商品名「ネオレッド
（ＮｅｏＲｅｄ）ＮＲ−３８００」があり、これは米国
のＩＣＩ樹脂から入手できる。

【００２０】アクリレート化エポキシ類はビスフェノー
ルＡエポキシ樹脂のジアクリレートエステル類のような
エポキシ樹脂のジアクリレートエステル類である。市販
入手可能なアクリレート化エポキシ類の例としては、Ｕ
ＣＢラッドキュアー（Ｒａｄｃｕｒｅ）から市販入手で
きる「エベクリル（Ｅｂｅｃｒｙｌ）３２００」、「エ
ベクリル（Ｅｂｅｃｒｙｌ）３２０１」、「エベクリル
（Ｅｂｅｃｒｙｌ）３５００」、及び「エベクリル（Ｅ
ｂｅｃｒｙｌ）３７００」がある。

【００２１】本発明に好適なアミノプラスト誘導体は１
分子又はオリゴマーに対して少なくとも１つのペンダン
トアルファー、ベータ不飽和カルボニル基を有してい
る。これらの不飽和カルボニル基はアクリレート、メタ
クリレート、又はアクリルアミド基から選択することが
できる。このような誘導体の例としては、Ｎ−ヒドロキ
シメチル−アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’オキシジメチレン
ビスアクリルアミド、オルト−及びパラ−アクリルアミ
ドメチレート化フェノール、アクリルアミドメチレート
化フェノールノボラック、及びその組み合わせがある。
これらの材料は更に、米国特許第４，９０３，４４０号
及び５，２３６，４７２号に記載されている。

【００２２】少なくとも１つのペンダントアクリレート
基を有するイソシアヌレート誘導体及び少なくとも１つ
のペンダントアクリレート基を有するイソシアネート誘
導体は更に米国特許第４，６５２，２７４号に記載され
ている。好ましいイソシアヌレート材料はトリス（ヒド
ロキシエチル）イソシアヌレートのトリアクリレートで
ある。

【００２３】ある場合には、エチレン性不飽和化合物を
アクリレートポリマーエマルジョンに導入して所望の特
性、例えばより高い架橋密度、より低い架橋密度を提供
することが必要であってもよい。

【００２４】水性アクリレートポリマーエマルジョンの
特性改良に好適なエチレン性不飽和化合物は炭素原子、
水素原子、酸素原子、及び任意に窒素原子及びハロゲン
原子を有するモノマー状化合物とポリマー状化合物の両
方を含む。酸素又は窒素原子又はその両方がエーテル、
エステル、ウレタン、アミド、及び尿素基中に存在す
る。エチレン性不飽和化合物は好ましくは約４０００以
下の分子量を有し、好ましくは脂肪族モノヒドロキシ基
又は脂肪族ポリヒドロキシ基を含有する化合物と不飽和
カルボン酸（例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタ
コン酸、クロトン酸イソクロトン酸、マレイン酸等）と
の反応から形成されたエステル類である。

【００２５】本発明に好適な他のエチレン性不飽和化合
物としては、カルボン酸のモノアリルポリアリル、及び
ポリメタリル（ｐｏｌｙｍｅｔａｌｌｙｌ）エステル類
及びアミド類、例えばジアリルフタレート、ジアリルア
ジペート及びＮ，Ｎ−ジアリルアジパミドがある。

【００２６】不飽和モノマーの他の代表的な例として
は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ス
チレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、エチレン
グリコールジアクリレート、エチレングリコールメタク
リレート、ヘキサンジオールジアクリレート、トリエチ
レングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、グリセロールトリアクリレート、
ペンタエリスリトール（ｐｅｎｔａｅｒｔｈｙｉｔｏ
ｌ）トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタ
クリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレー
ト、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリス
（２−アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、
１，３，５−トリ（２−メチルアクリルオキシエチル）
−ｓ−トリアジン、アクリルアミド、メチルアクリルア
ミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルア
クリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン及びＮ−ビニルピ
ペリドンがある。

【００２７】アクリレートポリマーは通常水に可溶性で
も分散性でもない。しかし、分散剤を添加してアクリレ
ートポリマー液滴を水中に分散又は懸濁させてもよく、
これによって一般にエマルジョンとして公知の液体−液
体分散体を形成する。アクリレートポリマーの液滴を均
一に水中に分散又は懸濁するのが好ましい。

【００２８】分散剤は乳化剤（ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ）
である。乳化剤には主に３種類：カチオン性、アニオン
性及びノニオン性がある。カチオン性乳化剤の例として
は４級アンモニウム塩がある。アニオン性乳化剤の例と
してはトリエチルアミン及びスルホネート化材料があ
る。ノニオン性乳化剤の例としては「トリトン（Ｔｒｉ
ｔｏｎ）Ｘ−１００」として市場で公知のノニルフェノ
ールエトキシレートがある。アクリレートベースのエマ
ルジョンは好ましくは約０．０１〜約１５重量％、より
好ましくは約０．１〜約２重量％の分散剤を含有する。

【００２９】また、分散剤は酸／塩基反応を起こしてア
クリレートポリマーの液滴を水中に懸濁させ、安定化さ
せる化合物であってもよい。例えば、アクリレート化ウ
レタンを、イソホロンジイソシアネート、ポリエステル
ジオール、ジメチロールプロピオン酸及びヒドロキシ官
能性アクリレート、好ましくはヒドロキシエチルアクリ
レートを水中で反応させることによって形成することが
できる。このアクリレート化ポリウレタンはジメチロー
ルプロピオン酸からのペンダントイオン化可能な酸基を
有するであろう。このイオン化可能な酸基はトリエチル
アミンと反応することができ、これによって水中での安
定な懸濁を生じる。

【００３０】アクリレートポリマーが水中に分散可能な
ほどに十分な極性を有して分散剤の補助なしでエマルジ
ョンを形成するのであれば、即ちアクリレートポリマー
が「自己乳化する」のであれば、分散剤は必要ではな
い。

【００３１】アクリレートベースのエマルジョンは脱イ
オン水、タップ水（ｔａｐｗａｔｅｒ）又はこの２つ
の組み合わせを含有してもよい。エマルジョンは好まし
くは約５〜約９０重量％、より好ましくは約３０〜約８
０重量％の水を含有する。

【００３２】バインダー前駆体は所望のアクリレートポ
リマー以外に熱硬化性樹脂を含有してもよい。いくつか
の場合には、熱硬化性樹脂の添加は研磨物品の研磨特性
を向上させる。

【００３３】本発明に好ましい熱硬化性樹脂としてはフ
ェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エ
ポキシ樹脂、エチレン性不飽和樹脂、アクリレート化イ
ソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、ア
クリレート化ウレタン樹脂、アクリレート化エポキシ樹
脂、及びその組み合わせがある。フェノール樹脂は良好
な硬さと靭性を備え、良好な熱特性有し、比較的コスト
が低いので一般により好ましい。好ましいフェノール樹
脂はフェノールに対して１：１以上、典型的に１．５：
１．０〜３．０：１．０のホルムアルデヒドのモル比を
有する。フェノール樹脂中にホルムアルデヒドのないレ
ベルは好ましくは０〜６％、より好ましくは０〜３％で
ある。樹脂のｐＨは好ましくは７〜１２、より好ましく
は７．５〜１０．５である。

【００３４】本発明に好適な市販入手可能なフェノール
樹脂の例としては、オシデンタル・ケミカル（Ｏｃｃｉ
ｄｅｎｔａｌＣｈｅｍｉｃａｌ）社から市販入手可能
な商品名「デュレズ（Ｄｕｒｅｚ）」及び「バルカム
（Ｖａｒｃｕｍ）」、モンサント（Ｍｏｎｓａｎｔｏ）
社から市販入手可能な「レジノックス（Ｒｅｓｉｎｏ
ｘ）」、アシュランド・オイル（ＡｓｈｌａｎｄＯｉ
ｌ）社から市販入手可能な「アエロフェン（Ａｅｒｏｆ
ｅｎｅ）」、及びアシュランド・オイル（Ａｓｈｌａｎ
ｄＯｉｌ）社から市販入手可能な「アロタップ（Ａｒ
ｏｔａｐ）」で公知のものがある。好ましいフェノール
樹脂はＧＡ、アトランタのジョージア−パシフィック
（Ｇｅｏｒｇｉａ−Ｐａｃｉｆｉｃ）社から市販入手可
能な「ＧＰ０４４Ｎ０６」である。アクリレートポリマ
ーエマルジョン成分中の固形分の重量のフェノール樹脂
成分中の固形分の重量に対する比は１：７〜９：１の範
囲が好ましい。

【００３５】他の好ましい樹脂はポリビニルアルコール
ベースのビーズ又はペレット（ｐｅｌｌｅｔ）であり、
エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ（ＡｉｒＰｒ
ｏｄｕｃｔｓａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌｓ）社から商
品名「ビネックス（Ｖｉｎｅｘ）２０３４」で市販入手
可能である。ポリビニルアルコールはアクリレートベー
スのエマルジョンを安定化するのを助け、アクリルポリ
マーの液滴の懸濁を補助する。好ましいバインダー前駆
体は水性アクリレートポリマーエマルジョン、フェノー
ル樹脂及びポリビニルアルコール樹脂の混合物を有す
る。

【００３６】いくつかの場合には、バインダーは前駆体
もラテックスエマルジョンを含有してもよく、このラテ
ックスエマルジョンは硬化したバインダーを軟化させ、
これによって研磨物品の可撓性を向上させてもよい。本
発明に好適なラテックスエマルジョンの例としてはアク
リロニトリルブタジエンエマルジョン、アクリルエマル
ジョン、ブタジエンエマルジョン、ブタジエンスチレン
エマルジョン、及びその組み合わせがある。本発明に好
適な市販入手可能なラテックスエマルジョンは、これに
限定されないが、ローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ
ａｎｄＨａａｓ）社から市販入手可能な「ロープレッ
クス（ＲＨＯＰＬＥＸ）」及び「アクリルソール（ＡＣ
ＲＹＬＳＯＬ）」樹脂、エア・プロダクツ・アンド・ケ
ミカルズ（ＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓａｎｄＣｈｅ
ｍｉｃａｌｓ）社から市販入手可能な「フレックスクリ
ル（ＦＬＥＸＣＲＹＬ）」及び「バルタックス（ＶＡＬ
ＴＡＣ）」樹脂、レイコールド・ケミカル（Ｒｅｉｃｈ
ｈｏｌｄＣｈｅｍｉｃａｌ）社から市販入手可能な
「シンセマル（ＳＹＮＴＨＥＭＵＬ）」及び「タイラッ
ク（ＴＹＬＡＣ）」樹脂がある。好ましい組成物は約５
〜約３０重量％のラテックスエマルジョンを含有する。

【００３７】好ましい組成物はまた、硬化剤を含有して
アクリレートポリマーの重合又は硬化を促進してもよ
い。本明細書で使用するように「硬化剤」という用語は
架橋剤、触媒、開始剤、及び光開始剤を包含する。好ま
しい組成物は０．０１〜２０重量％、より好ましくは
０．１〜１０重量％の硬化剤を含有する。本発明に好適
な硬化剤は熱エネルギーにさらされた時に遊離基を生じ
るもの、例えばパーオキサイド類（例えばベンゾイルパ
ーオキサイド）、アゾ化合物、ベンゾフェノン類、及び
キノン類、又は紫外光にさらした時に遊離基を生じるも
の、例えば有機パーオキサイド類、アゾ化合物、キノン
類及びベンゾフェノン類、又は可視光にさらした時に遊
離基を生じるもの、例えば米国特許第４，７３５，６３
２号に記載のもの（この記載をここに挿入する）があ
る。市販入手可能な光開始剤の例としては、チバ（Ｃｉ
ｂａ）から市販入手できる「イルガキュア（Ｉｒｕｇａ
ｃｕｒｅ）」及び「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）」）
系の光開始剤がある。

【００３８】バインダー前駆体は更に任意の添加剤、例
えば充填剤、研磨補助剤、カップリング剤、ファイバ
ー、潤滑剤、湿潤剤、帯電防止材料、界面活性剤、顔
料、染料、可塑剤、及び懸濁剤を含有することができ、
これらはすべてこの分野で公知である。

【００３９】本発明のバインダー前駆体を前述したよう
な被覆研磨物品、固定研磨物品、ラッピング被覆研磨物
品及び不織研磨物品に使用してもよい。

【００４０】被覆又はラッピング被覆研磨物品に好適な
裏地としては、ポリマー状フィルム、下塗りポリマー状
フィルム、布、紙、バルカンファイバー、不織物品、及
びこれらを処理したもの及びその組み合わせがある。布
又は不織物品はガラス、ポリエステル、ポリアミド、レ
ーヨン、綿、又はその組み合わせから形成することがで
きる。好適なポリマーフィルムとしてはポリエステル、
ポリアミド、ポリエチレン、及びポリプロピレンを含む
ものがある。

【００４１】バインダー前駆体は研磨物品の形成に常套
的に使用されるいずれか又はすべての被膜に使用するこ
とができる。例えば、バインダー前駆体をメイクコー
ト、即ち研磨粒子を裏地に確保する粘着コート、サイズ
コート、即ち研磨粒子を補強する研磨粒子上の粘着コー
ト、スーパーサイズコート、即ちサイズコート上の粘着
コートとして、又は裏地トリートメント又はコートとし
て、例えば裏地材料を浸漬する被膜、裏地の裏側、研磨
粒子の反対側上に存在する表面コート、又は裏地の表面
側、裏地とメイクコートとの間に存在するプレサイズ
（ｐｒｅｓｉｚｅ）コートとして使用することができ
る。バインダー前駆体を被膜層のすべてに使用する必要
はない、即ち必要であれば、常套のバインダーを１以上
の被膜層に使用することができる。好ましい使用は本発
明のバインダー前駆体を紙裏地用のトリートメントコー
トとして使用することである。

【００４２】バインダー前駆体を用い、いずれかの常套
の操作を用いて被覆研磨物品を製造することができる。
好ましい操作は以下の工程を包含している。まず、裏地
を常套の技術、例えばディップ塗布又はロール塗布によ
ってサチュラントコート前駆体に浸漬する。次に前述し
たような他の複数の被膜層を常套の技術、例えばこの分
野でよく知られているロール塗布、ダイ塗布、又はナイ
フ塗布によって塗布する。それぞれの層を典型的に乾燥
し、又は少なくとも部分的に硬化した後に次の層を塗布
する。最後の層を塗布した後、下側の層を予め乾燥のみ
又は部分的に硬化しただけの場合には、これを更に硬化
することができる。もちろん、研磨粒子をメイクコート
層中に突き出させた後にこのコートを乾燥又は部分的に
硬化することを明記すべきである。通常、研磨粒子を静
電塗布処理（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｃｏａｔｉ
ｎｇｐｒｏｃｅｓｓ）によってメイクコート中に突き
出させる。いくつかの場合では、メイクコートを部分的
に硬化又はゲル化した後に研磨粒子を適用するのが好ま
しい。部分的に硬化したメイクコートは次に研磨粒子の
湿気を抑制し、これによって堆積（例えば突出）時にメ
イクコートに粘着する研磨粒子の数を減少させ、これに
よって非常に細かいグレードの被覆研磨物品において研
磨粒子の多層化を最小化する。この任意の工程は更に譲
受人の継続中の出願米国特許出願第０７／９７０，９５
０号に記載されている。

【００４３】バインダー前駆体を少なくとも部分的に硬
化するためには、バインダー前駆体をエネルギー源、例
えば熱エネルギー源、放射線エネルギー源（例えば、電
子ビーム、紫外光、又は可視光）又はその組み合わせに
さらす。一般に、選択される硬化条件はこの分野でよく
知られているように、組成物とバインダー前駆体の密度
及びコートの厚さに依存する。放射線を用いる場合に
は、好ましい露光時間は一般に約０．１〜約５００秒、
より好ましくは約０．５〜約１００秒、最も好ましくは
約０．５〜約５０秒の範囲である。必要な紫外光又は可
視光のレベルは約２００〜約１０００ミリジュール／ｃ
ｍ²の範囲である。好ましい電子ビーム（イオン化）放
射線強度は約０．１〜約１０Ｍｒａｄ、より好ましくは
約１〜約１Ｍｒａｄの範囲である。熱硬化に好ましいパ
ラメーターは対流オーブン内で約１５分〜約１６時間で
約５０℃〜約２５０℃の範囲である。

【００４４】研磨物品の製造時に、アクリレートベース
エマルジョンからの水分を実質的に除去する必要があ
る。除去は典型的に制御された加熱によって達成され
る。光重合に用いる照射ランプは幾分かの熱を生じる。
必要であれば照射前後に更なる加熱を施してもよい。加
速して水分を除去しないように注意せなばならない。さ
もなければバインダー中に不都合な気泡が生じる可能性
がある。

【００４５】１以上のコートが常套のバインダー前駆体
を有している場合には、これらのコートは使用するバイ
ンダー前駆体の化学性に依存して、熱放射線又は種々の
エネルギー源の組み合わせによって重合することができ
る。

【００４６】ラッピング被覆研磨物品はまた、いずれか
の常套の方法を用いて製造してもよい。好適な操作は以
下の工程を包含している。まず、バインダー前駆体を研
磨粒子と混合して研磨分散体又はスラリーを形成する。
一般に研磨粒子を均一にバインダー前駆体全体に分散す
るのが好ましい。研磨スラリー調製後、これを裏地の表
面に常套の手段、例えばスプレイ塗布、ロール塗布、ダ
イ塗布又はナイフ塗布によって塗布する。次に、研磨ス
ラリーをエネルギー源にさらしてバインダー前駆体を硬
化又は重合する。ラッピング被覆研磨物品を形成するた
めの他の方法は米国特許第５，１５２，９１７号に記載
されており、その記載をここに挿入する。

【００４７】不織研磨物品は更に米国特許第２，９５
８，５９３号に記載されている。不織研磨物品の基材に
好ましいファイバーとしてはポリエステル、ポリアミ
ド、ポリエチレン、及びポリプロピレンがある。不織研
磨物品を調製する好ましい方法は以下の工程を包含す
る。まず、研磨分散体又はスラリーを前述の方法で調製
する。研磨スラリー調製後、多孔性、開放（ｏｐｅ
ｎ）、ロフティの不織裏地中へと常套の方法、例えばス
プレイ塗布、ロール塗布、ダイ塗布、又はナイフ塗布に
よって適用する。スプレイ塗布するが好ましい技術であ
る。次に、研磨スラリーをエネルギー源にさらしてバイ
ンダー前駆体を硬化又は重合する。

【００４８】固定研磨物品は前述のように研磨スラリー
を調製し、この分野でよく知られているように、加熱加
圧下でこれを成型することによって製造してもよい。固
定研磨物品は米国特許第５，２１３，５９１号により詳
細に記載されている。

【００４９】以下の非限定的な実施例は更に本発明を例
示するものである。実施例における全ての部、パーセン
ト、比は記載しない限り重量である。以下の記号は実施
例におけるものである。

【００５０】ＵＡＤ１は英国、ロンドンのＩＣＩケミカ
ルズ・アンド・ポリマーズ（Ｃｈｅｍｉｃａｌｓａｎ
ｄＰｏｌｙｍｅｒｓ）から商品名「ネオレッド（Ｎｅ
ｏｒｅｄ）３７０９」で市販入手できるアクリレート化
ウレタンエマルジョンである。

【００５１】ＵＡＤ２は英国、ロンドンのＩＣＩケミカ
ルズ・アンド・ポリマーズ（Ｃｈｅｍｉｃａｌｓａｎ
ｄＰｏｌｙｍｅｒｓ）から商品名「ネオレッド（Ｎｅ
ｏｒｅｄ）３８００」で市販入手できるアクリレート化
アクリルエマルジョンである。

【００５２】ＲＰＲ１はジョージア−パシフィック社か
ら商品名「ＧＰ０４４Ｎ０６」で市販入手できる常套の
レゾールフェノール樹脂である。

【００５３】ＲＰＲ２はフェノールに対して約１．８：
１のホルムアルデヒド比を有し、７０％の固形分を含有
し、水酸化ナトリウムで触媒される常套のレゾールフェ
ノール樹脂である。

【００５４】ＰＡ１はテキサコ・ケミカル（Ｔｅｘａｃ
ｏＣｈｅｍｉｃａｌ）社から商品名「ジェフアミン
（Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ）Ｄ−２３０」で市販入手できる
アミンベースの可塑剤である。

【００５５】ＰＥＤＡはサルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅ
ｒ）から市販入手できるポリエチレングリコールジアク
リレートである。

【００５６】ＰＥＧはユニオン・カーバイド（Ｕｎｉｏ
ｎＣａｒｂｉｄｅ）社から市販入手できる分子量６０
０を有するポリエチレングリコールである。

【００５７】ＷＡ１はユニオン・カーバイド社から商品
名「シルウェット（Ｓｉｌｗｅｔ）Ｌ７６０４」で市販
入手できる湿潤剤である。

【００５８】ＷＡ２はアクジ・ケミカルズ（Ａｋｚｏ
Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）社から商品名「インターウェット
（Ｉｎｔｅｒｗｅｔ）３３」で市販入手できる湿潤剤で
ある。

【００５９】ＣＡ１はユニオン・カーバイド社から商品
名「Ａ−１１００」で市販入手できるシランカップリン
グ剤である。

【００６０】ＰＨ１はチバ−ガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅ
ｉｇｙ）社から商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒ
ｅ）６５１」で市販入手できる２，２−ジメトキシ−１
−２−ジフェニル−１−エタノンである。

【００６１】ＰＨ２はチバ−ガイギー社から商品名「ダ
ロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１７３」で市販入手でき
る光開始剤である。

【００６２】ＳＢ１は２−プロピレングリコールモノエ
チルエーテルと水の８５／１５の混合物である。

【００６３】ＳＯＲＡは商品名「ビネックス（Ｖｉｎｅ
ｘ）２０３４」で市販入手できるポリビニルアルコール
２．２５部、２−プロピレングリコールモノメチルエー
テル４８．８８部、及び水４８．８８部の混合物であ
る。

【００６４】ＩＲＲはＵＣＢラッドキュア（Ｒａｄｃｕ
ｒｅ）から商品名「ＩＲＲ−１４４」で市販入手できる
水中に５５％固形分を有するアクリレート化ポリエステ
ルエマルジョンである。

【００６５】

【実施例】

（ディスク試験操作Ｉ）各々の実施例の被覆研磨物品
は、１０．２ｃｍの直径のディスクに変えられ、そして
感圧接着剤で裏打ちフォームパッドにしっかり止められ
る。被覆研磨ディスクと裏打ちパッドの組立品は、シー
ファー試験機（Ｓｃｈｉｅｆｅｒｔｅｓｔｉｎｇｍ
ａｃｈｉｎｅ）に装着され、そして被覆研磨ディスクを
用いてポリメチルメタクリレートポリマーを研磨した。
負荷は４．５ｋｇであった。全ての試験はフラッド水
（ｗａｔｅｒｆｌｏｏｄ）下で行った。試験の終点は
被覆研磨ディスクの２５００回転又はサイクルであっ
た。除去された、または切削されたポリメチルメタクリ
レートポリマーの量は、５００サイクルごとに測定し
た。ポリメチルメタクリレートポリマーワークピースの
表面仕上げ（Ｒｔｍ）は５００サイクル後に測定した。
Ｒｔｍは引っ掻き傷の高さの最大ピークの平均でありマ
イクロインチで測定した。

【００６６】（実施例１〜３及び比較例Ａ）この一連の
実施例は種々のメイクコートを比較した。実施例１、２
及び比較例Ａの裏地はバリヤーコートを有さない１１５
ｇ／ｍ^２の耐水紙であった。実施例３の裏地はバリヤー
コートを有する１１２ｇ／ｍ^２の耐水紙であった。メイ
クコートは約１２〜２５μｍの湿潤厚で裏地上にメイヤ
ー・ロッド（Ｍａｙｅｒｒｏｄ）によって塗布した。
次に得られた被覆紙を、１２０ｗａｔｔ／ｃｍに調整し
たフュージョン・システムズ（ＦｕｓｉｏｎＳｙｓｔ
ｅｍｓ）Ｄバルブ紫外光で３２ｍ／分で露光した。次い
でグレード２０００ＪＩＳシリコンカーバイドミネラル
をメイクコート中へと落下塗布した。得られた試料を３
０分間１１６℃で熱硬化した。サイズコート用のバイン
ダー前駆体を研磨粒子上に約１５ｇ／ｍ^２の平均重量で
ロール塗布した。得られた構造を約７０分間１１６℃で
加熱した。サイズコートは４実施例すべて同じであっ
た。それぞれの実施例のメイクコートのバインダー前駆
体及びサイズコートのバインダー前駆体は表１に示す。
得られた被覆研磨物品はディスク試験操作Ｉに従って試
験し、その試験結果を表２に示す。

【００６７】

【表１】

【００６８】

【表２】

【００６９】（実施例４及び５及び比較例Ｂ及びＣ）実
施例４の被覆研磨物品は、研磨粒子がグレード１０００
である以外は実施例２の被覆研磨物品と同様の方法で形
成した。実施例５の被覆研磨物品は、研磨粒子がグレー
ド１２００である以外は実施例２の被覆研磨物品と同様
の方法で形成した。比較例Ｂの被覆研磨物品は、研磨粒
子がグレード１０００である以外は比較例Ａの被覆研磨
物品と同様の方法で形成した。比較例Ｃの被覆研磨物品
は、研磨粒子がグレード１２００である以外は比較例Ａ
の被覆研磨物品と同様の方法で形成した。得られた被覆
研磨物品はディスク試験操作Ｉに従って試験し、その試
験結果を表３に示す。

【００７０】

【表３】

【００７１】（実施例６及び７及び比較例Ｄ）この一連
の実施例は種々のメイクコートを比較した。被覆研磨物
品はディスク試験操作Ｉに従って試験し、その試験結果
を表４に示す。実施例６及び７の裏地はバリヤーコート
を有する１１２ｇ／ｍ^２の耐水紙であった。メイクコー
トは約１２μｍの湿潤厚で裏地上にメイヤー・ロッド
（Ｍａｙｅｒｒｏｄ）によって塗布した。次に得られ
た被覆紙を、１２０ｗａｔｔ／ｃｍに調整したフュージ
ョン・システムズ（ＦｕｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ）Ｄ
バルブ紫外光で露光した。実施例６については、動作速
度は４５ｍ／分、実施例７については、動作速度は３２
ｍ／分であった。次いでグレード１０００ＪＩＳシリコ
ンカーバイドをメイクコート中へと落下塗布した。この
工程後、得られた試料を３０分間１１６℃で熱硬化し
た。サイズコート用のバインダー前駆体を研磨粒子上に
約１５ｇ／ｍ^２の平均重量でロール塗布した。得られた
構造を約７０分間１１６℃で加熱した。実施例６及び７
のサイズコートは実施例１と同じであった。比較例Ｄの
被覆研磨物品は、単に別の日に調整されたこと以外は実
質的に比較例Ｂの被覆研磨物品と同じであった。

【００７２】実施例６のメイクコート前駆体は４２．４
部のＵＡＤ２、３７．７部のＲＰＲ１、９．１部の水、
１０．８部のＳＯＬＡ及び０．８５部のＰＨ２からな
る。実施例７のメイクコート前駆体は１７．８部のＵＡ
Ｄ１、１７．８部のＵＡＤ２、２３．１部のＳＢ１、４
０．８部のＲＰＲ２及び０．５部のＰＨ２からなる。

【００７３】

【表４】

【００７４】（実施例８〜１０及び比較例Ｅ）この一連
の実施例はバリヤーコートなしの耐水紙（１１５ｇ／ｍ
^２）上に被覆形成したメイクコート用の３つの異なった
紫外線硬化性バインダー前駆体を比較した。それぞれの
実施例の研磨物品のメイクコート用のバインダー前駆体
及びサイズコート用のバインダー前駆体を表５に示す。
比較例Ｅの被覆研磨物品は、物品調製用の処理ライン速
度が異なること以外は実質的に比較例Ｃの被覆研磨物品
と同じであった。

【００７５】バインダー前駆体を予めゲル化した（ｐｒ
ｅｇｅｌｌｅｄ）後、実施例１に記載した塗布工程に従
ってグレード１２００のシリコンカーバイドミネラルを
塗布した。メイクコート用バインダー前駆体を３０分間
１１６℃で熱硬化した。サイズコートはフェノール／可
塑剤の混合物であり、これを７０分間１１６℃の温度で
硬化した。物品の処理ライン速度は表６に示す。研磨物
品をシーファー試験用の４インチの感圧粘着背面ディス
クに変更した。試験結果を表６に示す。

【００７６】

【表５】

【００７７】

【表６】

【００７８】これらの実施例からの顕著な結果は以下の
とおりである。１、ポリエステルアクリレート分散体から形成したメイ
クコートは明らかに制御性に優れている；切削について
３０〜５０％の改良が可能である。２、実施例１〜１０の研磨物品の研磨特性は比較例の研
磨物品の研磨特性以上であり、僅かに粗野な仕上げしか
生じない。３、実施例８及び９の特性は選択されるライン速度の範
囲による影響を受けないことを示している。４、実施例６の物品のメイクコート中にポリビニルアル
コールを使用することによって研磨特性を低下させるこ
となくＳＢ１の使用量をより低くすることができる。

【００７９】本発明の範囲及び精神から逸脱することな
く本発明の改良及び変更は当業者には明らかであり、本
発明は明細書に示した例示的な実施態様に不当に限定さ
れないものと理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は布裏地材料を有する被覆研磨物品の断
面図を示す。

【符号の説明】

１０被覆研磨物品１２裏地１４バックサイズコート１６プレサイズコート１８メイクコート２０研磨粒子２２サイズコート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硬化バインダーによって基材中に固定さ
れた、又は裏地上に固定された複数の研磨粒子を含有
し、前記硬化バインダーは水性アクリレートポリマーエ
マルジョンを含有するバインダー前駆体を硬化すること
によって形成される研磨物品。
【請求項２】前記バインダー前駆体が放射線で硬化す
る請求項１記載の物品。
【請求項３】前記バインダー前駆体が紫外線で硬化す
る請求項２記載の物品。
【請求項４】前記バインダー前駆体が更にフェノール
樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹
脂、エチレン性不飽和樹脂、アクリレート化イソシアヌ
レート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、アクリレー
ト化ウレタン樹脂、アクリレート化エポキシ樹脂、及び
その組み合わせからなる群から選択される熱硬化樹脂を
含有する請求項１記載の物品。
【請求項５】硬化バインダーによって互いに固定され
た、複数の研磨粒子を含有し、前記硬化バインダーは水
性アクリレートポリマーエマルジョンを含有するバイン
ダー前駆体を硬化することによって形成される研磨物
品。
【請求項６】前記バインダー前駆体が紫外線で硬化す
る請求項５記載の物品。
【請求項７】水性アクリレートポリマーエマルジョン
を含有するバインダー前駆体を提供する工程と；前記バ
インダー前駆体を基材に適用する工程と；研磨粒子を前
記バインダー前駆体に適用する工程と；少なくとも部分
的に前記バインダー前駆体を硬化する工程とを包含する
研磨物品の製造方法。
【請求項８】水性アクリレートポリマーエマルジョン
を含有するバインダー前駆体を提供する工程と；前記バ
インダー前駆体中に複数の研磨粒子を分散してスラリー
を形成する工程と；少なくとも部分的に前記バインダー
前駆体を硬化する工程とを包含する研磨物品の製造方
法。
【請求項９】前記スラリーを基材に適用した後に硬化
する工程を更に包含する請求項８記載の方法。
【請求項１０】スラリー硬化中に前記スラリーを成型
して所望の形状に形成する工程を更に包含する請求項８
記載の方法。