JPH08508940A - ポリマーブレンドバインダー中に分散した研削助剤を含有する研磨物品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 研磨物品およびそれを製造および使用する方法が示され、その研磨物品がワークピースと接触し、ワークピースを研磨するのに用いられる周囲表面を有する。その研磨物品が研磨粒子および研磨粒子に対して有効な位置に配置された研削助剤組成物を含み、研削組成物が、a）熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の混合物である硬化研削助剤バインダーであって、その熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂が有効重量比で存在する硬化研削助剤バインダー；およびb）硬化研削助剤バインダー中に分散した有効量の研削助剤；により特徴付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリマーブレンドバインダー中に分散した研削助剤を含有する研磨物品 本発明は、バインダー中に分散した研削助剤を含有する研磨物品に関する。そ のバインダーは、熱可塑性および熱硬化性樹脂の混合物から成る。 研磨物品は一般に、バインダー内に保持された砥粒を含有する。結合研磨材で は、バインダーは砥粒を共に結合し、それらは成形素材（shape mass）を形成す る。通常この成形素材をホイールの形状にし、一般に研磨ホイールとして表す。 被覆研磨材では、バインダーは砥粒を基材または支持体に結合し、バインダーは メイク被膜およびサイズ被膜から成ってもよい。不織研磨材では、バインダーは 砥粒をロフティな（lofty）目の粗い繊維基材に結合する。 研磨材バインダーは通常、にかわ質または樹脂の接着剤、および要すれば付加 的成分を含有する。樹脂接着剤の例として、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウ レタン樹脂、アクリレート樹脂およびユリアーホルムアルデヒド樹脂を含む。通 常の添加剤の例として、研削助剤、充填材、湿潤剤、表面活性剤、顔料、カップ リング剤および染料を含む。 研削助剤の添加により、金属を研削して改良された性能を付与する化学的およ び物理的加工にかなり影響を与え得る。研削助剤は、1）砥粒および研磨される ワークピースの間の摩擦を低減し、2）砥粒が「キャッピング(capping)」するの を防止し、即ち金属粒子が砥粒の上部に融着するのを防止し、3）砥粒およびワ ークピースの間の界面温度を低下させ、または4）必要研削力を低減する、のい ずれかであると考えられている。 研磨産業は常に、不当にコストを増加することなく、研磨物品の研磨作用を改 良することを評価する手段である。バインダー強度の大きな低下なく研磨製品中 の研削助剤をより高濃度に用いる手段を提供することが望ましい。 近年、強まる厳しい汚染概念により、優先的に水溶液または分散体から得られ たバインダー先駆体を被覆する要求が出てきている。従って、バインダー中に分 散された研削助剤を含有する周囲被膜を有する研磨物品を提供するのが望ましく 、そのバインダー先駆体は水または他の水性組成物から被覆され得る。 その最も広範囲の態様では、本発明の研磨物品は、ワークピースと接触しおよ びワークピースを研磨するのに用いられる周囲表面を有すると説明されてもよく 、その研磨物品には、1）多孔性の、バインダーにより成形された素材中に共に 接着され（従って、「結合」研磨材と定義する）；2）バインダーにより支持体 に接着され（従って、「被覆」研磨材と定義する）；または3）バインダーによ りロフティな目の粗い不織ウェブに接着される（従って、「不織」研磨材と定義 する）；かのいずれかである多数の砥粒を含む。研磨物品には、研磨粒子が有効 な位置に配置された研削助剤組成物を含み、その研削組成物が、 a）熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の混合物である硬化研削助剤バインダー であって、その熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂が有効重量比で存在する硬化研 削助剤バインダー；および b）硬化研削助剤バインダー中に（好ましくは均一に）分散した有効量の研削 助剤 により特徴付けられる。 本発明の好ましい砥粒は、その熱硬化性樹脂が硬化エポキシ樹脂を含み、その 熱可塑性樹脂が低軟化点の、脂肪族または芳香族の、非極性炭化水素樹脂を含み 、研削助剤がハロゲン化塩、特にＫＢＦ₄を含む砥粒である。 「砥粒の有効な位置に配置された」の句により、その研削助剤組成物が、研磨 物品中に、研磨作業中にその組成物が研削界面に接触またはかなり近づき、有用 な作用（即ち、研磨有効性の増加）を有するように配置されていることを表す。 本発明の範囲内の特に好ましい研磨物品は、その研磨物品が被覆研磨物品であ り、その研削助剤組成物がスーパーサイズ被膜を含むものである。研削助剤組成 物を含有する被覆研磨材のサイズ被膜内（スーパーサイズ被膜を有するか、また は有さないどちらか）に研削助剤組成物を含むこともまた、本発明の範囲内であ る。例えば、そのサイズ被膜が研削助剤組成物を含有する場合、従来のスーパー サイズ被膜が用いられても、本発明の研削助剤組成物を用いるスーパーサイズが 用いられてもよい。従って、「周囲被膜」の語を、被覆研磨材に関して用いる場 合、物品の研磨表面上の最も外側の被膜であるサイズまたはスーパーサイズ被膜 のどちらかを表す。 本明細書中で「サイズ被膜」の語により、研磨物品の研磨粒子の突起した、露 出尖点間の領域を実質的に埋める被膜を表す。また、サイズ被膜は、初めに、部 分的にまたは完全にその研磨粒子を被覆してもよい。いわゆる「スーパーサイズ 」被膜は、少なくとも部分的にサイズ被膜を被覆し、存在する場合、最も外側の バインダー被膜である被膜である。 また、バインダーにより多孔性の、成形素材中に共に接着された多数の研磨粒 子を含む結合研磨物品が好ましく、その結合研磨材はワークピースと接触し、ワ ークピースを研磨するのに用いられる周囲表面を有する。これら態様では、研削 助剤組成物を、結合研磨材の孔中および/または周囲表面に有してもよい。 被覆および結合研磨材に関する場合、「周囲表面」の語により、本発明の研磨 物品のが、ワークピースと接触し、ワークピースを研磨するのに用いられるまた は用いられ得る少なくとも１つの表面を有することを表す。不織研磨材に関する 場合、その語により、多数の露出繊維または繊維部分が周囲表面を形成すること を表す。 「熱硬化性(thermoset)」および「熱可塑性(thermoplastic)」の語により、ポ リマー化学分野での通常の意味を表す。「熱硬化性」樹脂は、その樹脂が流動し 得ないものとするのに十分にエネルギー源（例えば、熱および/または放射線） 暴露された硬化樹脂を表す。「熱硬化性(thermosetting)」の語により、未硬化 熱硬化性樹脂を表す。「熱可塑性」樹脂は、加熱される場合、軟化または流動し 得るが、または冷却時に再度固化し得るものである。 本明細書中で「研削助剤」の語により、熱可塑性および熱硬化性樹脂の混合物 中に分散された粒状有機または無機成分を表す。その語により、熱可塑性樹脂が 研磨作業中に溶融して熱硬化性樹脂をより腐蝕性とし、研削助剤をより露出する 熱可塑性樹脂による第２研削助剤作用となるけれども、前述の低分子量熱可塑性 樹脂は包含しない。 「分散(dispersed)」の語により、均一分散体を表す必要はないが、熱硬化性 樹脂中の熱可塑性樹脂および研削助剤の均一分散体が好ましい。 熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の「有効重量比」により、それ以下では熱可塑性 樹脂を加えることの有用なレオロジーおよび/または研削効率効果が見られない その比の下限を表す。同様に、「有効量の研削助剤」の語により、その量以下の 研削助剤の減少が研削効率の向上に有効でなくなる下限量を表す。「研削効率」 の語により、研削作業中に損失した研磨物品の重量で割ったワークピースの「切 削」即ち、除去された重量を表す。 熱可塑性樹脂に関する場合、「低軟化点」の語により、これらの樹脂を特徴付 ける手段として用いられる。好ましくは、その軟化点（Ｒ ＆ Ｂ）は150℃以下 であり、より好ましくは100℃以下である。軟化点は、環球式試験（Ｒ ＆ Ｂ） により測定され、より詳細を本明細書中で後述する。 本発明のその他の態様は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂および研削助剤を含有 する被覆性、安定性研削助剤先駆体組成物であり、その熱可塑性樹脂および熱硬 化性バインダー先駆体が有効量で存在し、その熱可塑性樹脂および研削助剤が熱 硬化性樹脂中に分散している。 本発明のこの態様の内で特に好ましい組成物は、水を含有し、稀釈剤としての 有機溶剤を含有しないかまたは数％だけ含有するそれら組成物、特に有機溶剤を 含有しない組成物であり、その組成物が更に研削助剤としてのＫＢＦ₄を含有す る熱可塑性樹脂およびエポキシ樹脂のアニオンエマルジョンの形である。その稀 釈剤は、有機である場合、反応性稀釈剤であってもよく、それが熱硬化性樹脂と 反応し得ることを表す。水性分散体、エマルジョンまたは溶液である本発明の範 囲内の研削助剤先駆体組成物に関する場合、本明細書中で「被覆性」の語により 、その組成物が、＃６スピンドルを50rpmで用いるブルックフィールド（Brookfi eld）粘度計、1/4RVT型を用いて21℃で測定して、高くて粘度約3,000センチポア ズ（より好ましくは高くて約1,000、最も好ましくは高くて約500センチポアズ） を有することを表す。本発明の範囲内の被覆性組成物には、チキソトロープ「ゲ ル」であってもよい。「安定性」の語により、本発明の範囲内の組成物が２つ以 上の相に分離されておらず、非被覆性素材に重合されていないことを表す。 本発明のその他の態様は、ワークピースと接触し、ワークピースを研磨するの に用いられる周囲表面を有する研磨物品の製造方法であって、その研磨複合材が 多数の砥粒およびバインダーを含有し、その方法が： a）その研磨粒子の少なくとも一部分に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂および 研削助剤を含有する研削助剤先駆体組成物を塗布する工程であって、該熱可塑性 樹脂および研削助剤が該バインダー先駆体中に分散され、該熱可塑性樹脂および 熱硬化性バインダー先駆体が予め決めておいた重量比で存在する塗布する工程； および b）研削助剤先駆体組成物を実質的に該熱硬化性樹脂を硬化するのに十分な条 件に暴露する工程； から成る研磨物品の製造方法。 研削助剤を有する結合研磨物品の製造方法は、本発明のこの態様の範囲内と考 えられる。本発明のこの態様の範囲内の結合研磨物品には、多孔性成形素材の形 で研磨複合材を含む。その多孔性成形素材には、バインダーにより共に接着した 多数の研磨粒子を含み、その多孔性成形素材は、バインダーおよび研磨粒子によ り限定された多数の不規則形状の気泡を有する。その気泡の少なくとも一部分は 、本発明の研削助剤組成物で充填されている。 本発明のこの態様の範囲内の結合研磨物品の１つの製造方法では、ベースの結 合研磨物品を、組成物が少なくとも部分的に成形素材の気泡中に浸透するのに十 分な時間、研削助剤先駆体組成物中に含浸することにより、その研削助剤組成物 を塗布する。その他の方法では、ベースの結合研磨物品を適当なホルダーに置い てもよく、低圧領域をその複合材の一表面に生じ、真空により研削助剤先駆体組 成物を研磨複合材中に取り込む。更に、研削助剤先駆体組成物を圧力により気泡 中に押し込んでもよい。 本発明の最後の態様は、本発明の研磨物品を用いるワークピース、特に金属類 、例えばステンレス鋼、チタン等の研磨方法である。 被覆研磨材に使用される以前より公知の研削助剤スーパーサイズ系には通常無 機研削助剤、例えばＫＢＦ₄、および熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂を含む 。硬化スーパーサイズ被膜は通常、被覆方法および未硬化エポキシ/ＫＢＦ₄組成 物 のレオロジーによってＫＢＦ₄約72重量％に限定される。 本発明の被覆性、安定性研削助剤先駆体組成物は、熱硬化性樹脂、低軟化点熱 可塑性樹脂、研削助剤および要すれば他の成分の混合物である。その組成物は、 以前より公知の組成物より、高重量％の研削助剤を研磨物品上に被覆することを 可能とする。 本発明の研削助剤先駆体組成物に有用な熱硬化性樹脂は、硬化した場合、研削 助剤粒子を研磨物品に、または研磨物品上の被膜内に結合する主要な手段として 機能し得るものである。 本発明に有用な熱硬化性樹脂には、不飽和カルボニル側基を有するエポキシ樹 脂、フェノール樹脂、ユリアホルムアルデヒド樹脂、アミノプラスト樹脂等、米 国特許第4,903,440号に開示の１分子またはオリゴマー当たり少なくとも1.1個の アルファ、ベータ不飽和カルボニル基を有するそれらのもの；アクリレート化樹 脂、例えば少なくとも１個のアクリレート側基（例えば、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）を有するイソシアヌレート樹脂、 少なくとも１個のアクリレート側基を有する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、およびイソシアネート誘導体；が挙げられる。上記樹 脂の混合物もまた使用され得ると解されるべきである。「アクリレート化(acryl ated)」の語により、モノアクリレート化、モノメタクリレート化、多アクリレ ート化、および多メタクリレート化モノマー、オリゴマーおよびポリマーを含む ことを表す。 「硬化エポキシ樹脂」の語により、硬化剤を用いたオキシラン環の凝固反応生 成物を表すのに対して、本明細書中で「エポキシ樹脂」の語により、硬化剤を含 まない未硬化樹脂を表す。エポキシ樹脂には、１つ以上のオキシラン環を含有す るモノマー、オリゴマーおよびポリマーから成る樹脂を含む。オキシラン環は開 環により反応し、それは縮合反応とは考えられていないが、オキシラン環の開環 は酸性または塩基性触媒により開始される。 エポキシ樹脂は、その骨格および置換基の性質を大きく変化し得る。例えば、 その骨格は、室温（約25℃）でオキシラン環と反応する活性化水素を有する如何 なるタイプのものであってもよい。適合する置換基の代表例には、ハロゲン、エ ステル基、エーテル基、スルホネート基、シロキサン基、ニトロ基およびホスフ ェート基を含む。 本発明に有用なエポキシ樹脂の分子量は、約60〜約4000、好ましくは約100〜 約600であってもよい。様々なエポキシ含有材料の混合物を本発明の組成物に用 いてもよい。 好ましいエポキシ樹脂は水性エマルジョンおよび有機溶剤分散体である。本発 明に用いるのに好適な水性エポキシエマルジョンは、一般式： （Ｒはアルキルまたはアリールであり、ｍは１〜約６の整数） のグリシジルエーテルモノマーを含有する組成物である。これらの代表例として 、多価フェノールを過剰のクロロヒドリン、例えばエピクロロヒドリンと反応す ることにより得られる多価フェノールのグリシジルエーテルがある。エチレン性 不飽和基の不足している好ましいエポキシ樹脂の特定の例には、2,2-ビス［4-(2 ,3-エポキシプロポキシ)フェニル］プロパン（ビスフェノールＡのジグリシジル エーテル）およびシェル・ケミカル（Shell Chemical）社から商品名「Epon828 」、「Epon1004」および「Epon1001F」、ダウ・ケミカル（Dow Chemical）社か ら商品名「DER-331」、「DER-332」および「DER-334」で市販の材料を含む。エ チレン性不飽和基の不足している他の好適なエポキシ樹脂には、フェノールホル ムアルデヒドノボラック樹脂のグリシジルエーテル（ダウ・ケミカル(Dow Chemi cal)社から市販の「DEN-431」および「DEN-438」）、およびレゾルシノールジグ リシジルエーテルを含む。本発明の実施に使用され得るこの種のエポキシ類の付 加的な例が、米国特許第3,018,262号に開示されている。 本発明の使用に特に好ましいのは、エポキシ当量（エポキシ基数で割った分子 量）約500〜1000を有するビスフェノールＡのジグリシジルエーテルである。好 ましくは、この種の水性エポキシエマルジョンは固形分約50〜約70％を有し、更 に非イオン性乳化剤を含有する。この記載に適合する組成物は、ケンタッキー州 ルイスビル（Louisville）のローン・ポーレンク（Rhone Poulenc）社から商品 名「CMD35201」で市販されており、エポキシ当量約600〜約700を有する。 本発明に有用なエポキシ樹脂の有機溶剤分散体はまた、ビスフェノールＡジグ リシジルエーテルエポキシ樹脂および有機溶剤、例えば芳香族炭化水素の混合物 から成るミネソタ州セントポール（St.Paul）のウォーラム・ケミカル（Worum C hemical）社から市販の商品名「アロマティック(Aromatic)100」で公知のものを 含有する。この記載に適合する樹脂のエポキシ当量は、通常および好ましくは約 100〜約500の範囲である。有機溶剤と組合せて本発明の範囲内の被覆性組成物を 生成する１つの特に好ましいエポキシ樹脂は、前述の商品名「EPON828」で公知 のものであり、それはエポキシ当量約185〜約195を有する。 表示したように、本発明に有用な種類のエポキシ樹脂は硬化剤を必要とし、そ れはエポキシ樹脂のオキシラン基と反応して架橋バインダーを生成する。本発明 に有用な硬化剤は、通常および好ましくはアミド類およびイミダゾール類から選 択される。１つの有用なアミドは、ヘンケル（Henkel）社から市販の商品名「バ ーサミド(VERSAMID)125」で公知のポリアミドである。有用なイミダゾールは、 ペンシルバニア州アレンタウン（Allentown）のエアー・プロダクツ（Air Produ cts）から市販の商品名「EMI-24」で公知のものであり、それは2-エチル-4-メチ ルイミダゾールの固形分100％品である。このイミダゾールは、水性エポキシ樹 脂を用いる場合、通常および好ましくは水で希釈される。好ましいイミダゾール は固形分約10〜約40％、より好ましくは固形分約25％を有する。エポキシ樹脂の 有機溶剤分散体を用いる場合、そのイミダゾールは、通常および好ましくは固形 分100％として用いられる。 熱硬化性樹脂として本発明に有用なフェノール樹脂およびユリアアルデヒド樹 脂には、米国特許第5,178,646号、段落15〜17に開示のものを含む。これらの樹 脂には、アルデヒドおよび非アルデヒドの反応生成物を含有する。耐熱性、入手 可能性、低コスト、および取り扱いの容易性のため、フェノール樹脂が好ましい 。「フェノール(phenolic)」の一般的な語には、フェノール-ホルムアルデヒド 樹 脂、そして他のフェノール誘導化合物およびアルデヒド類を含有する樹脂を含む 。フェノール樹脂およびユリアアルデヒド樹脂は好ましくは、固形分30〜95％、 より好ましくは固形分60〜80％であり、希釈剤添加前に粘度約750〜約1500cps（ ブルックフィールド(Brookfield)粘度計、＃２スピンドル、60rpm、25℃）を有 し、（数平均）分子量少なくとも約200、好ましくは約200〜700を有する。 レゾールフェノール樹脂はアルカリ触媒により触媒作用を受け、ホルムアルデ ヒドとフェノールのモル比１以上または１、通常1.0〜3.0であり、従ってメチロ ール側基を有する。レゾールフェノール樹脂のアルデヒドおよびフェノール成分 間の反応に触媒作用を及ぼすのに好適なアルカリ触媒には、水酸化ナトリウム、 水酸化バリウム、水酸化カリウム、、水酸化カルシウム、有機アミン類、および 炭酸ナトリウム、水に溶解したその触媒の溶液としての全てを含む。 前述の米国特許第5,178,646号の開示により、未硬化レゾールフェノール樹脂 を上記の特性および構造を有する反応性希釈剤と組合せてもよい。 本発明の被覆性、安定性研削助剤バインダー先駆体組成物に有用な熱硬化性樹 脂成分として有用なアルデヒド類には、環状、直鎖状および分岐鎖状アルキルア ルデヒド類を含み、それは飽和または不飽和、および芳香族アルデヒド類であっ てもよい。好ましくは、そのアルデヒド類は分子量約300以下を有して、より低 粘度バインダー先駆体溶液を提供する。好適なアルデヒド類の例には、ホルムア ルデヒド、ベンズアルデヒド、プロパノール、ヘキサナール、シクロヘキサンカ ルボキシアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、バレルアルデヒド 、および他の低分子量アルデヒド類を含む。入手可能性、低コスト、硬化樹脂特 性のために好ましいのはホルムアルデヒドであり、なぜなら、それは低粘度研削 助剤先駆体組成物を提供する。 本発明に有用な市販のフェノール樹脂の例には、商品名「バーカム(Varcum)」 （デュレッツ・ディビジョン・オブ・オシデンタル・ケミカル(Durez Division of Occidental)社製）、「アエロフェン(Aerofene)」（アシュランド・ケミカル (Ashland)社製）および「ベークライト(Bakelite)」（ユニオン・カーバイド(Un ion Carbide)製）により公知のものを含む。フェノールの重量当たりＫＯＨ２重 量％を 有する標準の、70％固形分（ホルムアルデヒド：フェノールのモル比1.96：1.0 ）フェノール樹脂が、カナダ国オンタリオ州ミシソーガ（Mississauga）のネス テ・レジンズ・カナダ（Neste Resins Canada）から市販されている。 有用な熱可塑性樹脂は意外にも、本発明の研削助剤先駆体組成物中の研削助剤 濃度を、その組成物の安定性を損なうことなく増加させる。 本発明に有用な熱可塑性樹脂には有機オリゴマーまたはポリマー、好ましくは 軟化点（Ｒ ＆ Ｂ）約150℃以下を有する非極性有機ポリマーを含有する。熱可 塑性樹脂は通常および好ましくは、有機溶剤、例えば前述の商品名「アロマティ ック(Aromatic)100」で公知のもの等の中に溶解または分散される。 環球式軟化点は、「ベース」の熱可塑性樹脂のみの、即ち有機溶剤、水または 乳化剤以外の軟化点を示す。本発明に有用な熱可塑性樹脂の環球式軟化点は、改 良したアメリカン・ソサイエティー・オブ・テスティング・アンド・マテリアル ズ（American Society of Testing and Materials）（「ASTM」）E 28の方法に より測定される。この方法により測定される軟化点は、水平リング内に保持した 評価する組成物のディスクが、試料を水浴またはグリセリン浴中で昇温速度５℃ /分で加熱した時に、鋼球の重りを負荷されて距離１インチ（2.54cm）下げられ る温度である。（軟化点80℃以下を有する樹脂に対して水浴を用い、一方、軟化 点80℃以上の樹脂に対してグリセリン浴を用いる。） その試験に用いられる装置は、本明細書中で用いた方法では機械的攪拌機を使 用しない以外は、すべてASTM E 28に規定されたASTM仕様に適合する。水または グリセリンの混合は、フィッシャー（Fisher）バーナーの低炎により生じる対流 だけにより行う。そのバーナーを、僅かに分析者の方へ中心をずらしてビーカー の真下に配置する。本発明に用いる好適な熱可塑性樹脂の１つの種類の例には、 すべて室温で固形であり、すべてデラウェア州ウィルミントン（Wilmington）の ヘラクレス（Hercules）社から市販されている、商品名「ピッコラスチック(Pic colastic)A75」、「ピッコ(Picco)6100」および「ピッコ(Picco)5140」で公知の ものを含む。「ピッコラスチック(Piccolastic)A75」は低分子量熱可塑性ポリス チレン樹脂であり、「ピッコ(Picco)6100」および「ピッコ(Picco)5140」は、Ｃ₇ 〜Ｃ₉ モノマーから誘導される低分子量、非極性、芳香族熱可塑性重合樹脂である。そ れらのＲ ＆ Ｂ軟化点はそれぞれ、75、100および140℃75、である。 本発明に有用な他の熱可塑性使樹脂には、商品名「タコリン(Tacolyn)1085」 、「ピッコテックス(Piccotex)LC-55WK」および「ピッコタック(Piccotac)95-55 WK」で公知のものを含み、それらは水性、固形分55％であり、有機溶剤を含有し ない、デラウェア州ウィルミントン（Wilmington）のヘラクレス（Hercules）社 から市販の樹脂分散体である。「ピッコテックス(Piccotex)LC-55WK」は、ビニ ルトルエンおよびアルファ-メチルスチレンの共重合体から誘導される商品名「 ピッコテックス(Piccotex)LC」（ヘラクレス(Hercules)社から市販）で公知の重 合樹脂のアニオン分散体である。「ピッコタック(Piccotac)95-55WK」は、ヘラ クレス（Hercules）社から市販の商品名「ピッコタック(Piccotac)95」で公知の 重合脂肪族炭化水素樹脂の分散体である。後の２種の分散体用のアニオン乳化剤 は、ロジンのカリウムソープであることが報告されている。これら３種の分散体 のベース樹脂のＲ ＆ Ｂ軟化点はそれぞれ、85、90および95℃である。 研削助剤先駆体組成物中の熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の固形分を基礎とした 重量比は、本発明の研磨物品の硬化研削助剤バインダー中のその重量比と同様で ある。この重量比は通常および好ましくは約10〜約90重量％、より好ましくは約 30〜約50重量％である。 本発明に有用な研削助剤は、無機ハロゲン化塩、ハロゲン化化合物およびポリ マー、および有機および無機硫黄含有材料から成る群から選択される材料を含有 してもよい。 ハロゲン化塩、特にテトラフルオロホウ酸カリウム（ＫＢＦ₃）、氷晶石（Ｎa ＡlＦ₆）、アンモニウム氷晶石［（ＮＨ₄）₃ＡlＦ₆］等が好ましい。研削助剤と して有用なハロゲン化ポリマーの例には、例えば米国特許第3,616,580号に開示 のポリハロゲン化ビニルおよびポリハロゲン化ビニリデン；高塩素化パラフィン ワックス類、例えば米国特許第3,676,092号に開示のもの；完全に塩素化炭化水 素、例えば米国特許第3,784,365号に開示のもの；およびフルオロカーボン類、 例えば米国特許第3,869,834号に開示のポリテトラフルオロエチレンおよびポリ トリフ ルオロクロロエチレン等を含む。 本発明に研削助剤として用いる無機硫黄含有材料には、様々に米国特許第3,83 3,346号、同3,868,232号および同4,475,926号に開示されている硫黄元素、硫酸 第二銅、硫酸モリブデン、硫酸カリウム等を含む。本発明に使用する有機硫黄含 有材料には、チオ尿素等を含む米国特許第3,058,819号に開示のものが挙げられ る。 研削助剤は好ましくは、乾燥した、硬化した研削助剤組成物中に、硬化組成物 重量を基礎として少なくとも75重量％、より好ましくは少なくとも約85重量％の 量で存在する。 本発明に有用な研削助剤は、平均粒径約１〜約100μm、より好ましくは約５〜 約50μmを有する粒子である。研削助剤粒子は単一粒子であっても、単一粒子の 凝集体、例えば1992年4月16日に公開されたPCT出願第US91/06389号（コスマノ(C osmano)等）に開示のものであってもよい。 また、稀釈剤を本発明の研削助剤先駆体組成物に用いてもよい。本明細書中で 「稀釈剤」の語により、水または低分子量（500以下）有機材料を表し、それら を添加する研削助剤先駆体の粘度を低下する。稀釈剤は熱硬化性樹脂と反応性を 有しても、不活性であってもよい。 低分子量アクリレートは、１つの好ましい種類の反応性稀釈剤である。本発明 の使用に好ましいアクリレート反応性稀釈剤は、通常分子量約100〜約500を有し 、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ジメタクリレート、 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等を含む。その他の有用な反応性稀釈剤 には、カルボン酸のモノアリル、ポリアリル、およびポリメタリルエステル類お よびアミド類（例えば、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、およびＮ, Ｎ-ジアリルアジパミド）；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-メタ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、およびＮ-ビニルピペリドンが挙げられる。 更に他の有用な反応性稀釈剤には、特に熱硬化性樹脂がフェノールまたはユリ アアルデヒド樹脂である場合、尿素誘導体、アルキル置換2-アミノアルコール類 、ポリ（オキシアルキレン）化合物、およびその他米国特許第5,178,646号に開 示されているものがある。要すれば、その反応性稀釈剤は、本発明の被覆性、安 定性研削助剤先駆体組成物を調製するために、好ましくは熱硬化性樹脂と予備混 合される。しかし、いくつかの反応性稀釈剤、例えばポリ（オキシアルキレン） 化合物をフェノールおよびユリアアルデヒド樹脂と共に用いる場合、その熱硬化 性樹脂は、ポリ（オキシアルキレン）化合物をその樹脂と混合する際に放出され る発熱のいくらかを吸収するのに十分な量の水と予備混合されてもよい。 熱硬化性樹脂と反応性稀釈剤の重量比は、本発明に有用な全ての反応性稀釈剤 に対して約２：１〜約100：１、ポリ（オキシアルキレン）反応性稀釈剤に対し て約１：１〜約100：１の範囲であってもよい。 水および有機溶剤の両方、または水および有機溶剤の組合せを用いてもよい。 １種の有用な有機溶剤は、前述のウォーラム・ケミカル（Worum Chemical）社か ら市販の商品名「アロマティック(Aromatic)100」を有する有機溶剤である。 研削助剤組成物に添加されるべき稀釈剤量は、その組成物の所望の粘度に依存 する。熱硬化性樹脂および/または熱可塑性樹脂のエマルジョンを用いる態様で は、通常より少ない稀釈剤が必要である。各態様での好ましい添加量は、不当な 実験を除いて、当業者の経験の範囲内であると考えられる。 いくつかの態様、例えば熱硬化性樹脂および/または熱可塑性樹脂の有機溶剤 分散体を用いる場合、少量のチキソトロープ剤を本発明の研削助剤先駆体組成物 に添加して、粘度を増大することが望ましい。このことはまた、周囲被膜が研磨 物品上のパターンに注入するのに望ましい態様では望ましい。いくつかの場合、 研削助剤のパターン被膜が用いられる場合、研削効率が向上する。 好ましいチキソトロープ剤は、コロイドシリカであり、それは研削助剤先駆体 組成物に重量比約１〜約５重量％で添加される。 本発明の範囲内の研削助剤先駆体組成物は、要すれば添加剤を、含有してもよ く、通常含有する。これら添加剤には、充填材（研削助剤以外）、繊維、滑剤、 湿潤剤、表面活性剤、顔料、染料、カップリング剤、可塑剤および沈殿防止剤を 含む。いくつかの場合、研磨性能、または随意の充填材、例えば炭酸カルシウム を用いる場合のコストの低減への有用な共同作用が存在し得る。これら随意の材 料の量が選択され、所望の特性を提供する。 本発明の範囲内の研磨物品は、ワークピース、特に金属ワークピースの研削時 に、研削助剤の存在により有用である物品であり得る。従って、研磨物品の非限 定的リストには、被覆研磨材（ベルト、ディスク、シート等）、結合研磨材（特 に研削ホイールおよびカットオフディスク）、不織研磨材、研磨フィラメント等 を含む。 被覆研磨材の場合、研磨複合材を支持体の少なくとも一表面に結合する。その 支持体は、被覆研磨材の製造において従来から支持体として用いられてきた様々 な材料、例えば紙、布、フィルム、バルカンファイバー、織物および不織材料等 、またはこれら材料の２種以上の組合せまたはそれらの処理したものであっても よい。支持体材料の選択は、その研磨物品の予定用途に依存する。支持体の強度 は、使用中の引裂きまたは他の損傷に耐え得るのに十分であるべきであり、支持 体の厚さおよび平滑性は、予定用途に所望の製品厚さおよび平滑性の達成を可能 とする。また、研磨複合材の支持体への接着性は、個々の研磨粒子または研磨材 被膜の通常使用時のかなりの脱殻（shedding）を防止するのに十分であるべきで ある。いくつかの用途では、その支持体が防水性であることが好ましい。支持体 厚さは、その予定用途に所望の強度を提供するのに十分であるべきであるが、被 覆研磨材製品の所望の可撓性に影響を与えるほど厚くてはならない。被覆研磨材 をラップ仕上げするのに、支持体がポリマーフィルム、例えばポリエステルフィ ルムであり、そのフィルムが材料、例えばエチレンアクリル酸コポリマーで下塗 りされて研磨複合材の接着性を促進することが好ましい。 織物支持体の場合、時には支持体の織目に少なくとも１つの被膜を充填し、研 磨複合材を形成する被膜を塗布することが好ましい。この用途に用いられる被膜 は、どのようにおよび支持体のどの面に被膜に塗布するかによって、含浸剤被膜 、裏面被膜またはプレサイズ被膜と呼ばれる。支持体には、同様または異なる支 持 体材料のどちらかの２層以上をラミネートすることにより作製される支持体のラ ミネートを含む。 研磨複合材を含まない支持体表面にはまた、接着剤またはフック・アンド・ル ープ（hook and loop）型取付けシステムを含んでもよく、その研磨物品はバッ ク・アップ・パッド（back-up pad）に固定されてもよい。この用途に好適な接 着剤の例には、ゴムベース接着剤、アクリレートベース接着剤およびシリコーン ベース接着剤を含む。 本発明の被覆研磨材は、研磨粒子を支持体表面に結合するメイクおよびサイズ 被膜を用いて作製されてもよく、要すればスーパーサイズ被膜を含んでもよい。 発明の研削助剤先駆体組成物を用いてサイズ被膜の一部または全部を形成する態 様では、メイク被膜は好ましくは、本発明のサイズ被膜の熱硬化性樹脂および熱 可塑性樹脂と相溶性を有するバインダーを含む。同様に、発明の研削助剤先駆体 組成物を用いてスーパーサイズ被膜を形成する態様では、サイズ被膜は好ましく は、本発明のスーパーサイズ被膜の熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂と相溶性を 有するバインダーを含む。メイク、サイズおよびスーパーサイズ被膜は、同様ま たは異なるバインダーを含んでもよい。本発明の研削助剤組成物を、サイズおよ びスーパーサイズ被膜の両方に含むことが好ましい。 本発明の研削助剤先駆体組成物に関して前述したように、メイク、サイズおよ びスーパーサイズ被膜は、随意の添加剤、例えば充填材（研削助剤以外）、繊維 、滑剤、湿潤剤、表面活性剤、顔料、染料、カップリング剤、可塑剤および沈殿 防止剤を含んでもよく、通常含む。前記のように、これら随意の材料の量が選択 され、所望の特性を提供する。 その他のバインダー被膜は、如何なる研磨物品に用いられる従来の接着剤樹脂 、例えば前記のフェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、ラテック ス、エポキシ樹脂、ユリアアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂およびそれら の混合物であってもよい。 本発明の範囲内の被覆研磨材の製造方法には、メイク、サイズおよび要すれば スーパーサイズ被膜を用いる方法、および研磨粒子およびバインダーから成るス ラリーを支持体に塗布し、バインダー先駆体を硬化するのに十分な条件に暴露す る方法を含む。メイク、サイズおよびスーパーサイズ被膜を用いる本発明の範囲 内の好ましい被覆研磨材の製造方法を後述の実施例に示した。各場合に、本発明 の研削助剤先駆体組成物をスーパーサイズ被膜としてのみ塗布し、その他の被膜 には存在しない。 全体に分散し結合した研磨粒子を有する固形または発泡有機ポリマーマトリッ クスを含む研磨製品には、本発明の研削助剤先駆体組成物を用いてもよい。研削 助剤先駆体組成物を前述のように、周囲表面被膜としてまたは結合研磨材内の気 泡に塗布してもよい。通常、ベース結合研磨材のポリマーマトリックス（即ち、 本発明の研削助剤組成物を除く）は硬質の熱硬化性樹脂、例えば触媒化フェノー ルホルムアルデヒド、または弾性エラストマー、例えばポリウレタンまたは加硫 ゴムのいずれかを構成する。 エラストマーバインダーマトリックスが結合研磨材に用いられる場合、それら は一般にある程度の可撓性およびレジリエンスを有する研磨物品を製造する。こ れら研磨物品は、硬質な熱硬化性樹脂により製造された結合研磨物品より、平滑 な研磨作用および細かい表面仕上げを提供する。 従来の可撓性結合研磨物品は、通常エラストマーポリウレタンをバインダーマ トリックスとして用いる。ポリウレタンバインダーマトリックスは、米国特許第 4,613,345号、同4,459,779号、同2,972,527号、同3,850,589号；英国特許明細書 第1,245,373号（1971年９月８日公開）：に開示されているような発泡体であっ てもよく、また、そのポリウレタンバインダーは、米国特許第3,982,359号、同4 ,049,396号、同4,221,572号および同4,933,373号に開示されているような固形物 であってもよい。 本発明に有用な結合研磨材には、ポリイソシアネート類およびオリゴマーアミ ノ安息香酸エステル類およびアミン類の反応生成物を有する合成ポリマーを含有 する。米国特許第4,328,322号には、そのようなポリマーが開示されている。ま た、結合研磨材は、米国特許第4,786,657号に開示のように2-グリセリルアクリ レートまたは2-グリセリルメタクリレートを用いて架橋したポリウレタン類およ びポリウレタン/尿素樹脂により成形されてもよい。この特許文献には、ポリウ レタン類およびポリウレタン/尿素樹脂の調製に、高当量のジオール類およびジ アミン類、2-グリセリルアクリレート、ジイソシアネート類、および低当量のグ リコール類およびジアミン類を用いることが開示されている。 本発明の結合研磨材は好ましくは気泡を有し、それは、一部分研削助剤で充填 されているほかに、熱を放散し、新しい研磨粒子をワークピースに提供し、そし てワークピース材料および/または研磨材組成物材料に「逃げ(relief)領域」、 即ち離脱した時に流れる領域を提供する。 本発明の気泡および空隙度は、用いた研磨粒子とバインダー、およびその研磨 粒子の物理的および化学的属性により影響を受ける。プリフォームした研磨剤凝 集体が用いられる場合、そのプリフォームした研磨剤凝集体は、バインダーマト リックスの重量に対して好ましくは重量比約２：１〜約10：１、より好ましくは 約3.5：１で存在する。凝集体は高切削速度を必要とする用途に関して、特に好 ましい。好ましくは、凝集体はサイズ約0.20〜約2.0mmの範囲である。 ある程度の自由度の範囲内で、所定の成形キャビティー内に入れる研磨材料お よびバインダー混合物の相対量を制御することにより、および凝集および非凝集 研磨粒子の混合物を用いることにより、本発明の結合研磨物品の密度を調節し得 る。更に研磨剤およびバインダー混合物を同一キャビティーに加え、続いてその 混合物を圧縮することにより、より高い密度を有するホイールまたは他の物品を 製造する。本発明に有用なベースの結合研磨材は好ましくは、密度約1.0〜約3.0 g/cm³を有する。 本発明の研削助剤組成物を周囲表面塗膜としておよび/または気泡内に導入し ている結合研磨物品を、金属類のまくれ取り（deburring）および仕上げに用い てもよい。これら研磨物品を様々な常套の形状、例えばホイール、ポイント（po int）、ディスク、シリンダーおよびベルトに作製してもよい。好ましい物品は 、ホイールおよびディスクの形状である。そのホイールは通常、適当なアーバー または他の機械的保持手段に装着し、使用中にそのホイールを回転させ得るため の中央開口部を有する。ホイール寸法、形状、保持手段、加熱手段は当業者に公 知であ る。 本発明のベースの結合研磨材は、作製される物品の形状および支持体を用いる か否かに依存して、様々な方法により作製され得る。研磨粒子-液状混合物は、 注型、トランスファー成形、液状射出成形、反応射出成形または当業者に公知の 他の技術を用いて成形してもよい。研削助剤が適用されるベースの結合研磨材を 成形する好ましい方法はトランスファー成形である。一般に、この方法は （a）硬化性の、好ましくは耐スミアー性のエラストマーバインダー先駆体を 、硬化性研磨材混合物を作製するのに有効量の研磨粒子と組合せること；および （b）バインダー先駆体を硬化して結合研磨材組成物を作製すること； の２段階に表され得る。 ベースの結合研磨材を製造する典型的方法には、その混合物を硬化前に型に送 り込む方法、およびその混合物を硬化前にプリフォームした支持体に塗布する方 法を含む。その他の好ましい方法には、バインダーが、オリゴマー芳香族多官能 性アミンである多官能性アミンを用いて調製したポリウレアバインダーであり、 それが個々の研磨粒子のプリフォームした凝集体、例えば米国特許第4,799,939 号に開示のものを用いる方法を含む。特に好ましい硬化方法は、その混合物を硬 化するのに十分な時間および温度および圧力でその混合物を加熱することによる 。その時間、温度および圧力には相関があり、様々な組合せにより、研削助剤先 駆体組成物が塗布され得るベースの結合研磨材を製造する。 ベースの結合研磨物品を作製した後、研削助剤先駆体組成物をその物品の周囲 表面に従来の方法、例えばロール被覆、はけ塗り等により塗布してもよい。研削 助剤先駆体をその物品内の気泡に塗布する態様では、ベースの結合研磨物品、例 えば中央アーバー穴を有する研削ホイールは好ましくは研削助剤先駆体組成物を 含むホルダー内に浸漬し、それはその組成物を真空により気泡内に押し込む。更 に、研削助剤先駆体組成物を圧力により、例えばベースの結合研磨物品を研削助 剤先駆体組成物の容器に浸漬し、不活性ガスを用いてその容器を加圧することに より、ボイド内に押し込んでもよい。 不織研磨物品は一般に、米国特許第2,958,593号に開示されており、その記載 をここに挿入する。一般に、それらには、有機バインダーによりそれらが接触す る点でともに結合される有機繊維の目の粗いロフティな三次元ウェブを含む。こ れらウェブを、ロール被覆、スプレー被覆、または本発明の研削助剤先駆体組成 物を用いる他の方法を用いて被覆してもよく、その熱硬化性樹脂を硬化するのに 十分な加熱条件に暴露してもよい。 本発明の上記研磨物品に有用な個々の研磨粒子は、研磨技術分野で通常用いら れるものから選択されてもよいが、研磨物品（サイズおよび組成）は、所望の研 磨物品の用途に対して選択される。適当な研磨物品の選択では、特性、例えば硬 度、目的のワークピースとの相溶性、粒径、ワークピースとの反応性、そして熱 伝導度を考慮してもよい。 本発明に有用な研磨粒子の組成物は２つの種類、天然研磨剤および人造研磨剤 に分けられ得る。天然研磨剤の例には、ダイヤモンド、コランダム、エメリー粉 、ざくろ石、ブーアストン、チャート、石英、砂岩、玉髄、フリント、珪岩、シ リカ、長石およびタルクを含む。人造研磨剤の例には、炭化ホウ素、立方晶窒化 ホウ素、溶融アルミナ、セラミック酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム 、アルミナ、ジルコニア、カラス、炭化珪素、酸化鉄、炭化タンタル、酸化セリ ウム、酸化錫、合成ダイヤモンド、二酸化マンガン、酸化ジルコニウムおよび窒 化珪素を含む。 本発明に有用な研磨粒子は、通常および好ましくは粒径約0.1〜約1500μm、よ り好ましくは約10〜約1300μmを有する。研磨粒子は好ましくは平均粒径約20〜 約1000μmを有する。本発明に用いる研磨粒子はモース（Moh's）硬度少なくとも ８、より好ましくは約９を有することが好ましいが、特定用途に関してはより軟 らかい粒子を使用し得る。 「研磨粒子」の語には、本発明の範囲内の結合研磨物品に特に好ましい、個々 の研磨粒子の凝集体を含む。多数の研磨粒子をバインダーにより共に結合して特 殊な粒状構造を有し得るより大きな研磨粒子を形成する場合、研磨剤凝集体を形 成する。研磨剤凝集体を形成する多数の粒子には１種以上の研磨粒子を含んでい てもよく、用いたバインダーは、凝集体を支持体に結合するのに用いたバインダ ーと同様であっても異なってもよい。 本発明の研磨物品を用いてワークピースを研磨する特定の方法は、一般に所望 の表面仕上げおよび/または除去されるワークピースの量に依存する。 本発明の範囲内の被覆研磨材は金属類を研磨するのに特に適しており、特殊金 属類、例えばステンレス鋼およびチタンを含む。本明細書中で用いる「研磨(abr ading)」の語により、一般に研削（grinding）、磨き（polishing）、仕上げ（f inishing）等を含む。 本発明以前に、研削界面に存在する研削助剤の量の増加に伴い研削効率が向上 することは一般に研磨技術分野で公知であった。しかし、研削助剤、熱硬化性樹 脂および熱可塑性樹脂を含有する研削助剤組成物を、本発明の被覆研磨物品のサ イズまたはスーパーサイズに加える場合、実施例に示される効率の大きな向上が 見られることは予期せぬことであり、非常に驚くべきことである。前述の水性エ ポキシ樹脂を熱硬化性樹脂として用いる場合、その向上は特に顕著である。 本発明の範囲内の金属ワークピースを研磨する最も一般的な方法には、前述の ように周囲表面およびワークピースが互いに関連して移動する間に、金属ワーク ピースを研磨するのに十分な力で、ワークピースを研磨物品の周囲表面に接触す ることを含む。その研磨物品には、実質的に研磨物品と接触している研削助剤組 成物を含む。その方法に必須ではないが、ワークピースまたは研磨物品のどちら かは好ましくは静止している。 本明細書中に記載の研削助剤組成物の使用の示唆を除いて、金属類の研磨に関 する一般的文献はコーテッド・アブレイシブズ・マニュファクチュアーズ・イン ステイチュート（Coared Abrasives Manufacturers' Institute）により1958年 に発行の「コーテッド・アブレイシブズ-モダン・ツール・オブ・インダストリ ー(Coared Abrasives-Modern Tool of Industry)」の第７章、150〜200頁である 。前述のように、各用途に対して、製造、仕上げおよびコストに関して良好な結 果を提供する被覆研磨材の特定のグレード順序および正しい装置の種類の最適組 合せがある。考慮されるべき要因はワークピースの冶金（metallurgy）、形状、 寸法、ワークピースの条件、用いられる装置の出力、用いられる接触ホイールの 種類、および所望の仕上げである。 研磨物品が連続研磨ベルトである態様では、接触ホイールの選択、用いられる 力、および研磨ベルト速度は、所望の切削速度およびワークピース上に得られる 表面仕上げに依存し、ワークピースに損傷を与えないように注意する。接触ホイ ールは平坦であっても鋸歯状（serrate）であってもよい。研磨物品およびワー クピースの間の力は、0.05〜150kg、通常および好ましくは約0.1〜約100kgであ ってもよい。ベルト速度は、1000毎分表面フィート（sfpm）〜10,000sfpm、より 通常および好ましくは約3000〜約7000sfpmの範囲である。 ステンレス鋼を研磨するのに本発明の研磨物品（特に被覆研磨ベルト）を使用 することをうまく説明するために、以下の方法を用いた。 試験方法 以下の各実施例の被覆研磨物品を7.6cm×335cmのエンドレス研磨ベルトに加工 した。各実施例から２つのベルトを一定荷重表面研削機により評価した。約2.5c m×５cm×18cmの予め秤量した304ステンレス鋼ワークピースを、垂直に配置され 、直径約36cmのショアー（Shore）Ａジュロメーターを鋸歯状ゴム接触ホイール およびその被覆研磨ベルトを載せる１対１ランドに突き合わせる約2.5cm×18cm の面を有するホルダーに装着した。続いて、そのワークピースを毎分20サイクル の速度で18cm経路を通って垂直に往復動し、一方、ベルトが約2,050m/分で作動 する時に、バネ荷重プランジャーはワークピースにベルトと反対方向に荷重11.0 kgを 負荷した。研削時間30秒が経過後、ワークピースホルダーアセンブリを取り除き 、再秤量し、元の重量から研磨後の重量を減じることにより除去した素材量を計 算した。次いで、新しい、予め秤量したワークピースおよびホルダーを装置に装 着した。この試験の実験誤差は〜10％であった。総切削量は、試験中に除去した ステンレス鋼の合計量の測定値であった。２回の連続した30秒間隔の間に最終切 削量が比較ベルトの初期切削量の１/３以下になった時に試験が終了したと考え た。 以下の非限定的実施例により、更に本発明を説明する。すべての部数、百分率 および比率は、他に表示しない限り重量を基礎とする。以下の材料表示を用いる 。 実施例 材料表示 エポキシ樹脂 ＢＲＡＷ：固形分約60％および水40％から成る水から被覆可能なビスフェノー ルＡジグリシジルエーテルエポキシ樹脂を含有する組成物。この組成物は、商品 名「CMD35201」を有し、ケンタッキー州ルイスビル（Louisville）のローン・ポ ウレンク（Rhone Poulenc）社から市販されている。また、この組成物は非イオ ン性乳化剤を含有した。そのエポキシ当量は約600〜約700の範囲であった。 ＢＰＡＳ：有機溶剤から被覆可能なビスフェノールＡジグリシジルエーテルエ ポキシ樹脂を含有する組成物。この組成物は、商品名「EPON828」を有し、テキ サス州ヒューストン（Houston）のシェル・ケミカル・カンパニー（Shell Chemi cal Company）から市販されている。そのエポキシ当量は約185〜約195の範囲で あった。 フェノール樹脂 ＲＰＲ：固形分（不揮発分）75％を有するレゾールフェノール樹脂。 硬化剤 ＥＭＩ：2-エチル-4-メチルイミダゾールの100％固形分組成物。この硬化剤は 、商品名「ＥＭＩ-24」を有し、ペンシルバニア州アレンタウン（Allentown）の エアー・プロダクツ（Air Products）から市販されている。 ＰＡ：商品名「バーサミド(VERSAMID)125」を有するヘンケル・コーポレーシ ョン（Henkel Corporation）から市販されているポリアミド硬化剤。 研削助剤 ＫＢＦ₄：95重量％が325メッシュ篩をパスし、100重量％が200メッシュ篩をパ スする純度98％の超微粉砕テトラフルオロホウ酸カリウム。 分散剤 ＡＯＴ：ローム・アンド・ハース・カンパニー（Rohm and Haas Company）か ら市販の商品名「アエロゾル(Aerosol)OT」を有する分散剤（ジオクチルスルホ 琥珀酸ナトリウム）。 チクソトロープ増粘剤 ＣＡＢＭ５：イリノイ州タスコラ（Tuscola）のキャボット（Cabot）社から市 販されている商品名「Cab O-Sil M-5」を有するコロイドシリカ。 カップリング剤 ＴＴＳ：ニュージャージー州バヨンヌ（Bayonne）のケンリッチ・ペトロケミ カル（Kenrich Petrochemical）社から市販されている商品名「ケン・リアクト( Ken React)KR-TTS」を有するオルガノチタネート。 溶剤 WC100：ミネソタ州セントポール（St.Paul）のウォーラム・ケミカル（Worum Chemical）社から市販されている商品名「アロマティック(AROMATIC)100」を有 する芳香族炭化水素から成る有機溶剤。 熱可塑性樹脂 PA75：デラウェア州ウィルミントン（Wilmington）のハーキュレス（Hercules ）社から市販されている商品名「ピコラスティック(Piccolastic)A75」を有する 低分子量熱可塑性ポリスチレン樹脂。 P6100：デラウェア州ウィルミントン（Wilmington）のハーキュレス（Hercule s）社から市販されている商品名「ピコ(Picco)6100」を有する石油誘導モノマー から誘導された低分子量、非極性、熱可塑性樹脂。 P5140：デラウェア州ウィルミントン（Wilmington）のハーキュレス（Hercule s）社から市販されている商品名「ピコ(Picco)5140」を有する石油誘導モノマー から生成された低分子量、非極性、熱可塑性樹脂。 T1085：デラウェア州ウィルミントン（Wilmington）のハーキュレス（Hercule s）社から市販されている商品名「タコリン(Tacolyn)1085」を有する水性の、固 形分55％の、溶剤を含有しない合成樹脂分散体。 PT95：デラウェア州ウィルミントン（Wilmington）のハーキュレス（Hercules ）社から市販されている商品名「ピコタック(Piccotac)95-55WK」を有するピコ タック（Piccotac）95樹脂、脂肪族炭化水素樹脂の固形分55％の、アニオン性の 、溶剤を含有しない分散体。 PTLC：デラウェア州ウィルミントン（Wilmington）のハーキュレス（Hercules ）社から市販されている商品名「ピコテックス(Piccotex)LC-55WK」を有するピ コテックス（Piccotex）LC樹脂、ビニルトルエンおよびアルファーメチルスチレ ンを共重合して生成した炭化水素樹脂の固形分55％の、アニオン性の、溶剤を含 有しない分散体。 被覆研磨材の一般的製法 この方法を用いて作製した以下の実施例に関して、各被覆研磨材の支持体は、 １織りの上に４織りを有するＹ形重り（Ｙ weght）織物ポリエステルクロスから 成った。各支持体をラテックス/フェノール樹脂を含浸させ、続いてオーブンに 入れてこの樹脂を部分的に硬化した。次いで、炭酸カルシウム充填ラテックス/ フェノール樹脂前処理被膜を各支持体の裏面に塗布した。各被覆支持体を約120 ℃に加熱し、その樹脂が指触乾燥状態まで硬化するまでこの温度を保持した。最 後に、ラテックス/フェノール樹脂の前処理被膜を各被覆支持体の表側に塗布し 、各被覆支持体約120℃に加熱し、その樹脂が指触乾燥状態まで前硬化するまで この温度を保持した。この方法により作製した各支持体を完全に前処理し、メイ ク被膜を受容する準備を行った。 各被覆支持体用のメイク被膜を作製する被覆性混合物を、固形分75％のフェノ ール樹脂69部（フェノール樹脂48部）、非凝集炭酸カルシウム充填材52部（乾燥 重量を基礎として）および水90部/エチレングリコールモノエチルエーテル10部 の溶液の十分量を混合して、固形分85％であり、硬化被覆重量243g/m²を有する 各場合のメイク被膜を形成することにより調製した。そのメイク被膜を２本ロー ル 被覆により各場合に適用した。（他の被覆方法、例えばナイフ被覆、流し被覆、 スプレー被覆等を同様に用いてもよいことが認められる。また、ロール被覆にお けるロール数は２本である必要はない。） 次いで、グレード36（ANSI規格B74.18平均粒径545μm）の酸化アルミニウム研 磨粒子を重量423g/m²を有する未硬化メイク被膜上に滴下（drop）被覆し、続い て重量％455g/m²を有するグレード36セラミック酸化アルミニウムの静電塗装を 行った。 次いで、得られた構造を65℃で15分間前硬化し、続いて88℃で75分間硬化した 。 （以下の実施例に記載の組成を有する）サイズ被膜の形成に好適な固形分82％ の被覆性混合物を、研磨粒子/メイク被膜構造上に２本ロールコーターにより塗 布した。各場合のサイズ被膜重量は約306g/m²であった。得られる被覆研磨材は 、88℃で30分に続いて100℃で12時間の加熱硬化を受けた。 この加熱硬化後、被覆研磨材を単純に曲げ（即ち、角度90°でロールを通し、 メイクおよびサイズ被膜の亀裂を）、7,6cm×335cmの被覆研磨ベルトに加工した 。 各場合のスーパーサイズ被膜としての研削助剤先駆体組成物の塗布を塗料はけ を用いて行い、他の方法、例えばロール被覆またはスプレー被覆を用いてもよい ことが認められた。次いで、得られる研削助剤先駆体被覆研磨材を115℃で90分 間の加熱硬化に暴露した。 実施例１〜14および比較例ＡおよびＢ 実施例１〜14および比較例Ａ用の被覆研磨材を、被覆研磨材の一般的製法に従 って製造した。これら実施例により、本発明の被覆研磨物品の研磨特性を比較し た。その被覆研磨物品に、３種の異なる熱可塑性樹脂濃度を０〜100％変化させ る間に、エポキシ樹脂濃度を100〜０％変化させるバインダーを有する配合物を 用いてスーパーサイズ被覆した。有機溶剤から被覆した各スーパーサイズ組成物 用の配合を表１に示した。試験方法を用いて、これら実施例を試験した。その性 能結果およびスーパーサイズ被覆重量を表２に示した。 標準試料Ｂ被覆研磨材は、ミネソタ州セントポール（St.Paul）のミネソタ・ マイ ニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー（Minnesota Mining a nd Manufacturing Company）から市販のグレード36レガロイ・ポリカット・クロ ス（Regalloy Polycut Cloth）であった。 実施例15〜25および比較例Ｃ 実施例15〜25および比較例Ｃ用の被覆研磨材を、以下の変更以外は、被覆研磨 材の一般的製法に従って製造した。その支持体は、前述の前処理に続いて、59g/ m²（乾燥）のメイク被膜、264g/m²のグレード120鉱物（平均粒径116μm）および 71g/m²（乾燥）のサイズ被膜による被覆を行ったＪ形（J weight）重りレーヨン ジーンズであった。これら実施例により、本発明の被覆研磨物品の研磨特性を比 較した。その被覆研磨物品に、エポキシ樹脂および３種の異なる熱可塑性樹脂の 両方の濃度を変化させるバインダーを有する配合物を用いてスーパーサイズ被覆 した。有機溶剤から被覆した各スーパーサイズ組成物用の配合を表３に示した。 荷重が4.5kgである以外は、試験方法を用いて、これら実施例を試験した。その 性能結果およびスーパーサイズ被覆重量を表４に示した。 実施例26〜35および比較例Ｄ 実施例26〜35および比較例Ｄ用の被覆研磨材を、以下の変更以外は、被覆研磨 材の一般的製法に従って製造した。その支持体は、前述の前処理に続いて、59g/ m²（乾燥）のメイク被膜、264g/m²のグレード120鉱物（平均粒径116μm）および 71g/m²（乾燥）のサイズ被膜による被覆を行ったＪ形（J weight）重りレーヨン ジーンズであった。これら実施例により、本発明の被覆研磨物品の研磨特性を比 較した。その被覆研磨物品に、エポキシ樹脂および３種の異なる熱可塑性樹脂の 両方の濃度を変化させるバインダーを有する配合物を用いてスーパーサイズ被覆 した。水性系から被覆した各スーパーサイズ組成物用の配合を表５に示した。荷 重が4.5kgである以外は、試験方法を用いて、これら実施例を試験した。その性 能結果およびスーパーサイズ被覆重量を表６に示した。 実施例36〜40および比較例ＥおよびＦ 実施例36〜40および比較例ＥおよびＦ用の被覆研磨材を、被覆研磨材の一般的 製法に従って製造した。比較例Ｆは比較例Ａ（表１参照）の配合物を用いてスー パーサイズ被覆した。これら実施例により、本発明の被覆研磨物品の研磨特性を 比較した。その被覆研磨物品に、エポキシ樹脂およびピコテックス（Piccotex） LC-55WK(PTLC)熱可塑性樹脂の両方の濃度を変化させるバインダーを有する配合 物を用いてスーパーサイズ被覆した。水性系から被覆した各サイズまたはスーパ ーサイズ組成物のどちらかの配合を表７に示した。荷重が9.1kgである以外は、 試験方法を用いて、これら実施例を試験した。スーパーサイズ被覆物品の性能結 果およびそれらの被覆重量を表８に示した。表９には、スーパーサイズ被覆比較 例Ｅと比較したサイズ被覆物品の性能結果およびそれらの被覆重量を示した。 実施例41〜46および比較例ＧおよびＨ 実施例41〜46および比較例ＧおよびＨ用の被覆研磨材を、以下の変更以外は被 覆研磨材の一般的製法に従って製造した。前述の前処理支持体上に、197g/m²の メイク被膜、559g/m²のグレード50鉱物（平均粒径375μm）および188g/m²（乾燥 ）のサイズ被膜（実施例41〜45以外、表11参照）を適用した。これら実施例によ り、本発明の被覆研磨物品の研磨特性を比較した。その被覆研磨物品に、エポキ シ樹脂およびピコテックス（Piccotex）LC-55WK(PTLC)熱可塑性樹脂の両方の濃 度を変化させたバインダーを有する配合物を用いてサイズまたはスーパーサイズ 被覆のどちらかを行った。水性系から被覆した各サイズまたはスーパーサイズ組 成物のどちらかの配合を表10に示した。荷重が6.8kgである以外は、試験方法を 用いて、これら実施例を試験した。サイズ被覆物品の性能結果およびそれらの被 覆重量を表11に示し、スーパーサイズ被覆比較例Ｅと比較した。表12には、スー パーサイズ被覆物品の性能結果およびそれらの被覆重量を示した。 実施例45および46用の配合は実施例40（表７参照）の配合と同一であった。実 施例43の配合は実施例36（表７参照）の配合と同一であった。実施例44の配合は 実施例37（表７参照）の配合と同一であった。 水性エポキシ/熱可塑性樹脂（ＢＰＡＷ/ＰＴＬＣ）混合物の粘度 ＢＰＡＷとＰＴＬＣの重量比を変化させた粘度を表13に示した。不揮発性固形 分74％でのＫＢＦ₄74％を含有する標準配合を、不揮発性固形分80％でのＫＢＦ₄ 90％と比較した。これら２種の配合は、ＰＴＬＣ50％以下を用いて実質的に改良 された。粘度は、50rpmで＃６スピンドルを用いるブルックフィールド（Brookfi eld）1/4RVT粘度計を用いて21℃で測定した。 本発明の範囲から逸脱する事なく、本発明の様々な修飾および変更が当業者に は明らかであり、そして添付の請求の範囲は本明細書中に例示された態様に不当 に限定されるべきものではないと解されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 63/00 ＮＫＳ 8830−4Ｊ Ｃ０８Ｌ 63/00 ＮＫＳ 101/00 101/00

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ワークピースと接触し、ワークピースを研磨するのに用いる周囲表面を有 する研磨物品であって、該研磨物品が研磨粒子および研磨粒子に対して有効な位 置に配置された研削助剤組成物を含み、該研削組成物が、 a）熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の混合物である硬化研削助剤バインダー であって、その熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂が有効重量比で存在する硬化研 削助剤バインダー；および b）硬化研削助剤バインダー中に分散した有効量の研削助剤； により特徴付けられる研磨物品。 ２．該熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂および硬化剤の反応生成物である請求項１ 記載の研磨物品。 ３．該研削助剤がハロゲン化物塩、ハロゲン化ポリマーおよび硫黄含有化合物 から成る群から選択される物質である請求項１記載の研磨物品。 ４．該熱可塑性樹脂が a）脂肪族炭化水素；および b）Ｃ₇〜Ｃ₉含有芳香族モノマーの重合単位； から成る群から選択される低軟化点非極性物質である請求項１記載の研磨物品。 ５．該Ｃ₇〜Ｃ₉芳香族モノマーがスチレンである請求項４記載の研磨物品。 ６．該Ｃ₇〜Ｃ₉芳香族モノマーがビニルトルエンおよびアルファーメチルスチ レンの混合物である請求項４記載の研磨物品。 ７．被覆研磨材である請求項１記載の研磨物品。 ８．不織研磨材である請求項１記載の研磨物品。 ９．結合研磨材である請求項１記載の研磨物品。