JPH11513619A - 無機リン酸塩を含有する研摩物品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 アルカリ金属メタリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩およびＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩からなる群から選択され、被覆研摩物品の周辺コーティング層、または均一な厚さの研摩剤スラリーコーティング、または形作られた研摩物品中に含有されてもよい無機リン酸塩を含有する研摩物品並びにこれを製造する方法および使用する方法。

Description

【発明の詳細な説明】 無機リン酸塩を含有する研摩物品 発明の背景 技術分野 本発明は、研摩剤粒子、結合剤および無機リン酸塩研摩助剤を含有する研摩製 品と、並びにこれを製造する方法および使用する方法とに関する。研摩助剤は、 アルカリ金属メタリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩、またはＩＩＩＡ族 金属オルトリン酸塩であってもよい。これらの製品は、結合された研摩剤、被覆 研摩剤および不織研摩剤を含む。 関連技術の説明 競争が激しく、経済的に重要な研摩製品分野において、競争力を追求し、それ を獲得することを目的としてこのような製品の製造費を削減し、性能を増そうと する要求は絶えることがない。 一般に、接着作用により研摩剤粒子がシート様基材に結合された研摩製品は周 知である。例えば、液状または半液状の結合剤に分散させた研摩剤粒子をシート 状基板にスラリー状に被覆し、次いで結合剤を硬化して、単一の層として被覆物 を基板に固定することは周知である。別の方法として、別の周知の方法は、一般 に、被覆研摩物品におけるように、下層と上層の結合剤層に挟まれた粒子状の単 一層として、砥粒を基本的に分離するような方法で、シート状基板に連続的に形 成される分離した層に、砥粒および結合剤を層状化することである。 さらにとりわけ、被覆研摩製品は、一般に基材となる基板、砥粒および砥粒を 基材に保持するために作用する結合作用システムを有する。一般的な被覆研摩製 品では、通常「メイクコート」と呼ばれる接着剤層を最初に基材に被覆し、次い で砥粒を接着剤被覆に塗布する。砥粒のメイクコートへの塗布は、個々の研摩剤 粒子が基材表面に垂直方向に配置される可能性を最大にする静電付着または機械 的工程に関係する。このように塗布されると、最適には、研摩剤粒子はメイクコ ート中に少なくとも部分的に埋め込まれる。次いで一般に、結果として得られる 接着剤／砥粒層を、砥粒を基材に保持するほど十分に（一連の乾燥または硬化オ ーブンなどによって）固化または硬化する。メイクコートを硬化した後、通常「サ イズコート」と呼ばれる第２の接着剤層をメイクコートおよび研摩剤粒子の表面 に塗布し、硬化によって、粒子をさらに支持し、粒子の基材への固定を増強する 。選択的には、研摩助剤を含有してもよい「スーパーサイズ」コートを、硬化し たサイズコートの上に塗布してもよい。任意の事象において、サイズコートおよ び使用される場合には、スーパーサイズコートが一旦硬化したら、得られた被覆 研摩製品を、シート、ロール、ベルトおよびディスクなどの種々の便利な形状に 変換することができる。研摩かす（すなわち、研摩作業中に作業片から遊離する 異物）によって生じることが予期される研摩製品の任意の負荷または詰まりを最 小にするための、選択的に使用される改良法の１つとして、カークオスマー エン サイクロペディア オブ ケミカル テクノロジー（Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎ ｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 、第４版 、１巻（２９ページ）に示されるように、形成後に、付着防止作用のあるステア リン酸塩の被覆物を研摩被覆物の外側に塗布してもよい。 多数の研摩物品において、結合剤は補助剤として粒子状フィラーを含む。一般 に、結合剤は４０乃至７０重量パーセントの粒子状フィラーを含む。フィラーを 添加することにより、結合剤の靭性および硬度を増し、および／または例えば、 必要な結合剤の量を低下することによって最終物品の価格を引き下げる。一般に フィラーは、粒子サイズが一般に約４０マイクロメーターを超えない無機粒子状 材料である。研摩業界において通常使用されるフィラーの例には、炭酸カルシウ ム、酸化カルシウム、メタケイ酸カルシウム、三水和アルミニウム、シリカ、カ オリン、石英およびガラスが含まれる。 研摩助剤、切削助剤または総称的に「活性フィラー」と呼ばれるフィラーの小 分類がある。活性フィラーは、一般に結合剤に添加することによって化学的およ び物理的研摩工程に大きな影響を与え、それによって性能が改良される粒子状材 料である。活性フィラーは、（１）砥粒と研摩される作業片との間の摩擦を低下 する、および／または（２）砥粒の「キャッピング」を防止する、すなわち金属 粒子が砥粒の上面に溶接されるのを防止する、および／または（３）砥粒と作業 片との間に生ずる界面温度を低下する、および／または（４）必要な研摩力を低 下する、と考えられる。 研摩助剤は、酸化されにくいステンレス鋼、貴金属合金等を研摩する際に特に 有効となり得る。結合剤中に研摩助剤を含有する被覆研摩製品は、結合剤が研摩 助剤を含有しない被覆研摩製品と比較して、１００％までに至るほど多くステン レス鋼を研摩することができる。その理由は、理論的には、研摩物品によって金 属を研摩する活動により、形成直後の、発熱した、不純物を含まない金属表面を 生じるということである。形成直後の不純物を含まない金属表面が速やかに「汚 染」されない場合は、金属は研摩剤粒子表面に移動して、付着し、「キャッピン グ」を生じて研摩性能を低下する。研摩助剤の１の目的および機能は、形成直後 の金属表面を速やかに汚染することによりキャッピングを予防することである。 研摩助剤は通常は研摩物品の接着剤樹脂に添加される。研摩助剤（活性フィラー ）は、物理的活性フィラーまたは化学的活性フィラーに分類されることができる 。氷晶石、塩化ナトリウムおよびテトラフルオロホウ酸カリウムは、周知の物理 的活性研摩助剤で、５００乃至１，０００℃で融解して、形成直後の金属表面に 薄膜を形成し得る。化学的活性研摩助剤には、黄鉄鉱、ポリ塩化ビニルおよびポ リ塩化ビニリデンが含まれ、加熱されて分解し、形成直後の金属表面と速やかに 反応する化合物を形成する。 また、研摩物品中において研摩助剤を組み合わせて使用することによって(砥 石車)、１種では得られない累積的な効果を生ずることができる。硫化物塩とア ルカリ金属塩との併用使用について記載している米国特許には、米国特許第２， ４０８，３１９号、同第２，８１１，４３０号、同第２，９３９，７７７号、同 第３，２４６，９７０号および同第５，０６１，２９５号が挙げられる。例えば 氷晶石のようなフッ素と塩化アンモニウムなどの塩とを含有する無機塩を併用す る他の特許には、米国特許２，９４９，３５１号および同第２，９５２，５２９ 号が挙げられる。 別の種類の研摩補助増強法は、特有の熱可塑剤を添加することにより、テトラ フルオロホウ酸カリウムの研摩補助作用を増強する、米国特許第５，４４１，５ ４９号（Ｈｅｌｍｉｎ）に記載されている。研摩助剤に関する他の記述には以下 が挙げられる： 米国特許第２，２１６，１３５号（Ｒａｉｎｅｉｒ）は、研摩助剤として、融 点が７００乃至１２００℃の範囲内の、水溶性で、酸化作用のない無機アルカリ またはアルカリ土類金属塩の無水物を含有する砥石車について開示している。こ れらの材料には、塩化ナトリウム、塩化カリウム、無水炭酸ナトリウム、硫酸ナ トリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カ リウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、硫酸マグネシウム、塩化バリウム、 臭化バリウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウムまたは塩化ストロンチウム が含まれる。 米国特許第２，２４３，０４９号（Ｋｉｓｔｌｅｒ）は、強酸または酸性と思 われる無機化合物の細分割されたものを含有する研摩体（砥石車）について開示 している。酸性の硫酸塩、リン酸塩またはピロリン酸塩がよろしく、そのアンモ ニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩またはバリウム塩もよろし い。五酸化リンも可能である。研摩助剤は、接着剤の約７％を構成する。金属作 業面に使用すると、研摩助剤は負荷を低減し、研摩効率を４０乃至１００％増加 する。 米国特許第２，６９０，３８５号（Ｒｉｃｈｌｉｎ）は、研摩剤、重硫酸ナト リウムおよび湿潤剤を含浸させた金属清浄布またはフェルトについて開示してい る。重硫酸ナトリウムの代わりには、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム、 塩化アルミニウム、塩化アンチモン、重硫酸カリウム、シュウ酸、リン酸および 酒石酸が挙げられる。 米国特許第３，０３０，１９８号（Ｋｉｂｂｅ）は、研磨助剤としてヘキサフ ルオロリン酸カリウムを含有する砥石車について開示している。 米国特許第３，０３２，４０４号（Ｄｏｕｇｌａｓｓら）は、研磨助剤として 、重金属リン化物を細分割した固形物を含有する砥石車について開示している。 砥石車中にフッ化アルミニウムカリウムを含有することも好ましい。 米国特許第３，７７０，４０１号（Ｓｈｅｅｔｓら）は、水に不溶性のリン酸 アルミニウム接着基質によって一体として支持される租粒サイズの炭化アルミナ または炭化珪素粒子を含む研磨体（砥石車）について記載している。 米国特許第５，０９６，９８３（Ｇｅｒｂｅｒ）は、リン酸ナトリウムなどの 水溶性塩を５．０％まで使用し、エステル官能性硬化剤を含有する場合、または 含有しない場合において酸化マグネシウムと混合されるフェノールレゾール樹脂 の室温による偶発的な硬化を遅延する方法について開示している。 米国特許第５，１１６，３９２号（Ｓｅｌｇｒａｄら）は、式：ｕＭ₁・Ｍ₂・ ｗＨａｌ・ｘＣｈａｌ・ｚＰｈ（式中、Ｍ₁は純粋な金属またはアルカリ金属、 アルカリ土類金属および／またはＡｌの混合物であり、Ｍ₂は純粋な金属または 塩化物としてのＦｅを除くＺｎ、Ｍｎ、Ｆｅの混合物であり、Ｈａｌは純粋なハ ロゲンまたはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉの混合物であり、Ｃｈａｌはカルコゲン化物、 Ｏおよび／またはＳであり、Ｐｈはリン酸塩または式Ｐ_rＯ_s（式中、ｒ＝１乃至 １０で、好ましくは１乃至２であり、ｓ＝４乃至２０で、好ましくは４乃至７で ある）の高度に縮合させたリン酸塩であり、ｕ、ｖ、ｗ、ｘまたはｚ＝０乃至９ ５％である）を有する研磨助剤について開示している。 米国特許第４，７７０，６７１号（Ｍｏｎｒｏｅら）は、被覆研磨剤中に含有 されるα−アルミナ系セラミック研磨剤租粒の表面に種々の種類の研磨助剤を添 加することについて開示している。１つの例において、モンレー（Ｍｏｎｒｏｅ ）らは研磨助剤としてＫ₂ＨＰＯ₄を記載している。 また、１９９４年３月１６日に出願され、通常に譲渡された米国特許出願番号 第０８／２１４，３９４号は、研磨助剤粒子と結合剤とを含み、研磨剤粒子が不 活性で、疎水性で、炭化水素を含有する脂肪酸または脂肪酸塩などの物質で独立 に被覆される周辺（最外）被覆物を有する研磨物品について記載している。独立 に被覆研磨助剤粒子はまた、研磨助剤粒子を一体として接着するための結合材と 共に浸食性研磨助剤凝集物に添加されてもよく、被覆研磨剤のメイクコート、サ イズコートおよび／またはスーパーサイズコートにこれらの凝集物を添加しても よい。研磨助剤粒子に関する多数の例が米国特許出願番号第０８／２１４，３９ ４号に記載されているが、アルカリ金蔵またはアルカリ土類金属リン酸塩は挙げ られていない。 本出願と同じ日に出願され、通常に譲渡された米国特許出願番号第０８／５４ ５，８７４（Ｈｏら）は、砥粒層がメイクコート上に形成され、さらにサイズコ ートまたはサイズコートとスーパーサイズコートで被覆され、砥粒層が砥粒と、 脂肪酸の金属塩もしくはコロイド状シリカまたはそれらを組み合わせたものによ り一体として結合された無機非研磨粒子を含有する複合物粒子とを含む、被覆研 磨物品について開示している。 通常に譲渡された米国特許出願番号第０８／３８６，８８７号（Ｇａｇｌｉａ ｒｄｉら）は研磨物品に関し、特に研磨助剤を組み合わせたものを含む研磨物品 に関する。特に、ガグリアルディ（Ｇａｇｌｉａｒｄｉ）らの出願は、テトラフ ルオロホウ酸カリウムとハロゲン化ポリマーとを組み合わせたものを結合剤中に 含む研磨物品と、並びにテトラフルオロホウ酸カリウムをハロゲン化した結合剤 中に組み合わせて含む研磨物品とに関する。 特に航空宇宙用途のために設計されるようなチタン合金は、従来の研磨助剤を 用いても研磨が極端に困難である。これらの合金の強度の高さは研磨性の乏しさ の主要な原因であるが、チタンと砥粒との化学的な接着も研磨性能の低さに寄与 する要因であると考えられる。これらの困難さは、研磨物品と作業片との研磨界 面を濡らすために使用される切削油剤または潤滑剤などのある種の研磨液を使用 することにより幾分軽減されている。チタンのための研磨液として使用される材 料には、高塩素化切削油などの溶性切削油および緩衝無機リン酸三カリウム溶液 が含まれ、後者はアイ エス ホン（Ｉ．Ｓ．Ｈｏｎｇ）ら著、「無機リン酸塩 溶液を用いた被覆研磨剤によるチタン合金の加工(Ｃｏａｔｅｄ ａｂｒａｓｉｖ ｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ｗｉｔｈ ｉｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｓｐｌｕｔｉｏｎｓ)」、Ｔｒａｎｓ．ＡＳ ＬＥ，１４(１９７１)，８〜１１ページに記載されている。また、４種の無機塩 ＮａＮＯ₂、ＫＮＯ₂、Ｎａ₃ＰＯ₄およびＫ₃ＰＯ₄間の使用に関係する研磨助剤で ある潤滑剤の比較研究はカルドウェル（Ｃａｌｄｗｅｌｌ）ら、「被覆研磨剤に よるチタン合金の研磨(Ｇｒｉｎｄｉｎｇ ａ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ ｗ ｉｔｈ ｃｏａｔｅｄ ａｂｒａｓｉｖｅｓ)」、ＡＳＭＥ Ｐａｐｅｒ５８−ＳＡ −４４、１９５８年６月により記載されている。リン酸三カリウム塩は緩衝溶液 においては広範に使用されているが、その吸湿性のために、樹脂−接着剤系には 添加し難いことがあきらかにされている。 種々の「リン酸塩」がリン酸の塩として存在する。このような塩のいくつかの 共通のアニオンの従来の命名法および関連する化学式は以下を含む： オルトリン酸塩＝ＰＯ₄ ^3- オルトリン酸一水素塩＝ＨＰＯ₄ ^2- オルトリン酸二水素塩＝Ｈ₂ＰＯ₄ ^- メタリン酸塩＝ＰＯ₃ ^- ピロリン酸塩＝Ｐ₂Ｏ₇ ^4- この用語は、本出願の目的のために適用可能である。 発明の開示 本発明は、無機リン酸塩を含有することにより、研磨効率および性能が改良さ れた研磨物品を提供する。本明細書において使用される「無機リン酸塩」という 用語は、アルカリ金属メタリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩および／ま たはＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩をいう。本発明は、（ａ）多数の研磨剤粒子 と、（ｂ）前記多数の研磨剤粒子が接着される少なくとも１種の結合剤と、（ｃ ）アルカリ金属メタリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩およびＩＩＩＡ族 金属オルトリン酸塩からなる群から選択される無機リン酸塩とを含む研磨物品に 関する。 本発明の一態様において、研磨物品中にアルカリ金属メタリン酸塩またはアル カリ土類金属メタリン酸塩を含有させることによって、研磨物品の研磨効率およ び性能を増すことが発見されている。本発明の目的のために、アルカリ金属は周 期表ＩＡ族（すなわち、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｒｂ、ＣｓおよびＦｒ）を含む。アル カリ土類金属は、酸化状態が＋２である周期表ＩＩＡ族（すなわち、Ｂｅ、Ｍｇ 、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａおよびＲａ）を含む。従って、本発明の範囲内における無機 メタリン酸塩化合物は式Ｍ_x（ＰＯ₃）_y（式中、金属原子Ｍは周期表のＩＡ族ま たはＩＩＡ族から選択され、ｘおよびｙは個々のＭ⁽⁺⁾イオン（複数個）とメタ リン酸塩（複数個）（すなわち、ＰＯ₃ ^-）から中性の化合物を提供する値である ）によって一般に示されうる。Ｍはこの式を有する任意の所定の無機リン酸化合 物に対しては同じ種類の金属原子である。 本発明の別の態様において、研磨物品中にＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩を含 有させることによって、特にチタンを研磨する際に被覆研磨剤の周辺コーティン グに添加すると、炭酸カルシウムなどの従来のフィラーと比較して、被覆研磨物 品の研磨効率および性能を増すことが発見されている。本発明の目的のために、 ＩＩＩＡ族の金属は、周期表のＩＩＩＡ族（すなわち、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎお よびＴｌ）から選択される金属を意味する。「オルトリン酸塩」によって、式Ｐ Ｏ₄ ^3-を有するアニオンを意味する。 本発明の別の態様において、少なくとも１種の結合材料によって接着作用によ り研磨剤粒子が結合された基板と、無機リン酸塩粒子を含む周辺コーティング層 とを含む被覆研磨物品が得られる。例示すると、本発明は結合剤によって接着作 用により多数の研磨剤粒子を結合させた基板と、アルカリ金属メタリン酸塩、ア ルカリ土類金属メタリン酸塩およびＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩からなる群か ら選択される無機リン酸塩を含む多数の粒子を含む周辺コーティング層とを含む 被覆研磨物品と、多数の砥粒と、アルカリ金属メタリン酸塩、アルカリ土類金属 メタリン酸塩およびＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩からなる群から選択される無 機リン酸塩を含む多数の粒子と、結合剤を含む被覆研磨物品とに関する。 さらに特に、本態様において、無機リン酸塩は有利には、被覆研磨物品または スラリーが被覆研磨物品の周辺コーティング層に使用され得る。本用途の目的の ために、「周辺コーティング層」は最外被覆、すなわち被覆、またはスラリーが 被覆研磨物品構成物の作業側に配置されるとき、露出されて被覆されていない主 要面を有する被覆物を意味する。被覆研磨物品の「作業側」は、砥粒が接着作用 により基材に結合される構成物の側である。周辺コーティングは、一般に、同じ 組成物から誘導されるかどうかにかかわらず、全ての場合における層は研磨物品 構成物の最外層を示し、任意の他の被覆によって被覆されていないという条件に おいて、サイズコート（積層するスーパーサイズコートがない場合）、スーパー サイズコートまたは研磨剤スラリーコーティングである。 研磨剤スラリーコーティングを構成する周辺コーティングの例においても、研 磨剤粒子は液状または半液状結合剤前駆体中において無機リン酸塩粒子により共 に共分散され、得られた分散物は基板上で成形または、被覆され、次いで結合剤 前駆体が硬化される。得られた研磨剤粒子と研磨助剤の混合物を含有し、硬化さ れたコーティングは外側主要面が露出されたままで、被覆されていない。この点 における研磨剤スラリーは１枚の薄層に形成されることができ、また別の方法と して、結合剤媒体の硬化を終了して３次元的な幾何学形状を含む表面形状を与え る前に研磨剤スラリーを形作り、形作られた研磨剤を提供することもできる。 周辺コーティングは、連続的な層または媒体として作用し、研磨助剤粒子およ び任意の他の分散された添加剤および／または研磨剤粒子が層内に固定されて接 着される結合剤、好ましくは熱硬化された結合剤または樹脂を含む。本明細書に おいて使用される用語「熱硬化された」樹脂は、樹脂が流動できなくなるほど十 分にエネルギー源（例えば、熱および／または放射線）に露呈された硬化後の樹 脂を意味する。「熱硬化する」樹脂は未硬化の熱硬化樹脂を意味する。「熱可塑 性樹脂」は、固形で、すなわち室温では十分な弾性を有し、ある高温では粘性の 液体様材料になり、この変化が可逆的であるポリマー材料を意味する。また、本 発明では、無機リン酸塩を含有する研磨助剤の周辺コーティングの樹脂状結合剤 中への均一な分散を考慮するが、本明細書において使用される「分散された」と いう用語、またはこの用語の変種は必ずしもこのような均一な分散を示さない。 研磨被覆中に、新鮮な研磨助剤が研磨界面に導入され、補給されるように、無 機リン酸塩研磨助剤を含有する周辺コーティングは摩滅する。周辺コーティング は、周辺コーティング中に含有される研磨助剤の摩滅性を管理するための研磨剤 ではない他の添加剤を含有してもよい。本発明に好ましい周辺コーティングは研 磨助剤としてエポキシ結合剤および水不溶性メタリン酸ナトリウムを含有する。 本発明の研磨物品は被覆研磨物品および研磨剤スラリーを被覆研磨剤ばかりで なく、結合された研磨剤および不織研磨剤を含むことは理解されるべきである。 有機物、金属またはガラスであってもよく、本発明では、結合剤中に無機リン酸 塩研磨助剤の分散物を含んでもよい結合剤を用いて一体として接着された研磨剤 粒子が形作られた固まりを、結合された研磨剤は含む。このように、本発明の接 着された研磨物品は、多数の研磨剤粒子と、アルカリ金属メタリン酸塩、アルカ リ土類金属メタリン酸塩およびＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩からなる群から選 択され、結合剤で一体として接着される無機リン酸塩とを含む。結合された研磨 剤は、結合剤を完全に硬化する前に、成形されて、砥石車形状または円錐形状を 含む多種の有用な研磨形状に形作られることができる。本発明の不織研磨剤は、 無機メタリン酸塩研磨助剤を砥粒とともに結合剤中に分散させ、弾力性のある不 織帯板に接着させたものに関係する。 無機リン酸塩研磨助剤を個々の粒子として、または凝集体として研磨物品の結 合剤に添加してもよく、凝集体では、フィラーの個々の粒子が熱硬化性樹脂結合 剤などの凝集性結合剤を用いて一体として結合される。凝集物が使用される場合 には、その凝集物は摩耗性でなければならない。「摩耗性」によって、凝集物は 、 例えば機械的応力による破損および／または完全または塗れた研磨条件下で一部 溶解することによるなどの制御された方法で破壊する能力を有することが意味さ れる。「塗れた」は、水の噴霧または流動物を使用する研磨条件を意味する。こ のような凝集物のための好ましい１種の結合剤は、ステアリン酸亜鉛などの脂肪 酸の金属塩である。従って、本発明は、（ａ）アルカリ金属メタリン酸塩、アル カリ土類金属メタリン酸塩およびＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩からなる群から 選択される無機リン酸塩からなる群から選択される無機リン酸塩を含む多数の粒 子と、（ｂ）前記無機リン酸塩粒子を一体として接着する結合剤とを摩耗性研磨 助剤凝集物に関する。 無機リン酸塩は、チタン作業片などの作業片を本発明の研磨物品を用いて研磨 することによって除去される作業片表面の量を、無機リン酸塩金属成分を含有し ない以外は同じ研磨物品構成物を使用する場合と比較して、増加するほど有効な 量が含有される。 研磨増強作用に加えて、研磨物品中における無機リン酸塩添加剤の使用に貢献 可能な他の利点は、（１）サイズおよび／またはスーパーサイズコートへの添加 を可能にする、水性フェノールおよび水性エポキシ系におけるすぐれたレオロジ ー、および（２）研磨物品への添加の容易さが挙げられる。 別の態様において、本発明は、 （ａ）第１の結合剤樹脂前駆体を基板に塗布するステップと、 （ｂ）多数の研摩剤粒子を前記第１の結合剤樹脂前駆体に少なくとも部分 的に埋め込むステップと、 （ｃ）前記第１の結合剤樹脂前駆体を少なくとも部分的に硬化して、メイ クコートを形成するステップと、 （ｄ）前記メイクコートおよび前記多数の研摩剤粒子の上に、第２の結合 剤樹脂前駆体およびアルカリ金属メタリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩 およびＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩からなる群から選択される無機リン酸塩を 塗布するステップと、 （ｅ）前記第２の結合剤樹脂前駆体を硬化して、周辺コーティングを形成 し、前記第１の結合剤樹脂前駆体を完全に硬化するステップと を含む被覆研摩物品を製造するための方法を提供する。 さらに別の態様において、本発明は、 （ａ）第１の結合剤樹脂前駆体を基板に塗布するステップと、 （ｂ）多数の研摩剤粒子を前記第１の結合剤樹脂前駆体に少なくとも部分 的に埋め込むステップと、 （ｃ）前記第１の結合剤樹脂前駆体を少なくとも部分的に硬化して、メイ クコートを形成するステップと、 （ｄ）前記メイクコートおよび前記多数の研摩剤粒子の上に、第２の結合 剤樹脂前駆体を塗布するステップと、 （ｅ）前記第２の結合剤樹脂前駆体を少なくとも部分的に硬化して、サイ ズコートを形成するステップと、 （ｆ）前記サイズコートの上に、第３の結合剤樹脂前駆体とアルカリ金属 メタリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩およびＩＩＩＡ族金属オルトリン 酸塩からなる群から選択される無機リン酸塩を塗布するステップと、 （ｇ）前記第３の結合剤樹脂前駆体を硬化して、周辺コーティングを形成 し、前記第１および第２の結合剤樹脂前駆体を完全に硬化するステップを 含む被覆研摩物品を製造するための方法を提供する。 本発明の別の態様において、 （ａ）結合剤樹脂前駆体と、多数の研磨剤粒子と、アルカリ金属メタリン酸塩 、アルカリ土類金属メタリン酸塩およびＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩からなる 群から選択される無機リン酸塩とを含有する被覆を基板に塗布するステップと、 （ｂ）前記結合剤樹脂前駆体を硬化するステップと を含む、スラリーを被覆研磨物品を製造する方法が存在する。 別の態様において、本発明は、 （ａ）周辺コーティング層にアルカリ金属メタリン酸塩、アルカリ土類金属メ タリン酸塩およびＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩からなる群から選択される無機 リン酸塩を含む研磨物品と、チタンを含む作業片を提供するステップと、 （ｂ）前記研磨物品の前記周辺コーティング層と前記作業片の表面とを摩擦的 にかみ合わせるステップと、 （ｃ）前記研磨物品および前記作業片の少なくとも一方を、前記作業片の表面 を減少させるように硬化的に互いに移動させるステップと を含む、本発明の研磨物品を使用してチタンを研磨する方法に関する。 特に、研磨物品の周辺コーティングに無機リン酸塩を添加することにより、周 辺コーティングの従来の非研磨性フィラーを含有する同様の研磨剤と比較したと き、不用意に価格を上昇させることなく、研磨物品に予測できない研磨効率を与 える。 発明の詳細な説明 本発明の被覆研磨製品およびスラリーを被覆研磨製品は、一般に従来の基材お よび無機リン酸塩研磨添加剤を含有するように改良されたコーティングのための 結合剤を含む。示されるように、本発明の研磨製品は、作業片、好ましくはチタ ンなどの金属作業片を研磨する際の高性能を証明することが見いだされている。 本発明の被覆研磨製品は、基材、メイクコート、研磨剤粒子、サイズコート、 スーパーサイズコートおよび被覆研磨製品を製造する際に周知で従来的である研 磨助剤、フィラーおよび他の添加剤などの選択的な補助剤を使用してもよい。こ のような材料または物質およびそれらの形状および用途は、例えば、カーク−オ スマー（Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ）、前出 、１７〜３７ページ、マクケッタ ジ ェイ ジェイ(ＭｃＫｅｔｔａ Ｊ．Ｊ.)、カニングハム ダブリュー エー(Ｃ ｕｎｎｉｎｇｈａｍ Ｗ．Ａ.)、エンサイクロペディア オブ ケミカル プロ セシング アンド デザイン(Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａ ｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ)、マーセル デッカー社(Ｍａ ｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ Ｉｎｃ.)、１〜１９ページおよび前記米国特許第５，０ １１，５１２号および同第５，０７８，７５３号に記載されている。 本発明の研磨製品の基面または基板として使用される基材は、一般に、メイク コートまたは研磨剤スラリーおよび研磨製品の他の要素または成分と相溶性であ り、研磨製品の成形加工中および使用中にその強度を維持することが可能である 材料のシートまたはフィルムから製造される。基材材料の例は、紙、繊維、ポリ マーフィルム、織および不織繊維または布および加硫繊維である。このような基 材のいくつかの比重、引っ張り強度および特性は、前出のマケッタ（ＭｃＫｅｔ ｔａ）およびカニングハム（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍ）のテキストの４ページ記載 されている。さらに他の例の基材には、米国特許第５，３１６，８１２号および ヨーロッパ特許出願番号第０ ６１９ ７６９号が挙げられる。基材はまた、例 えば防水性にするなど、基材を密封するため、および物理特性を改質するための １種または複数種の処理を含んでもよい。また、所与の重量を有し、炭酸カルシ ウムを充填したラテックス／フェノール樹脂コーティングで飽和した、特有な不 織ポリエステル布基材について記載する米国特許第５，０１１，５１２号に言及 される(メイクコートとしても有用である)。基材はまた、結果として得られる被 覆研磨剤を支持パッドまたはバックアップパッドに固定するための、背面への取 り付け手段を有してもよい。この取り付け手段は感圧接着剤であっても、フック およびループ式取り付け具のためのループ構造であってもよい。別の方法として 、前記米国特許第５，２０１，１０１号に記載されているかみ合い取り付け系で あってもよい。研磨物品の背面側は耐横滑りまたは摩擦コーティングを含んでも よい。このようなコーティングの例には、無機粒子を接着剤に分散させたもの（ 例えば、炭酸カルシウムまたは石英）が挙げられる。 サイズコート、スーパーサイズコートまたは研磨剤スラリーコーティングなど の研磨物品の周辺コーティングの無機リン酸塩成分を接着するために使用される 結合剤（「周辺コーティング結合剤」とも呼ばれる）は、一般に樹脂結合剤または 接着剤である。樹脂接着剤は、研磨物品結合剤に必要な好適な特性を有するよう に選択される。本発明に有用な一般的な樹脂接着剤には、熱硬化性樹脂または 熱可塑性樹脂が挙げられる。周辺コーティング結合剤は、研磨剤粒子を接着する 結合剤と同じであっても、異なってもよい。 本発明において使用される熱硬化性樹脂の好適な例には、例えば、フェノール 樹脂、α、β−不飽和カルボニル側基を有するアミノプラスチック樹脂、エポキ シ樹脂、エチレン系不飽和樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホル ムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル 化エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、フルオレン修飾エポキシ樹脂、ワックス およびこれらの混合物が挙げられる。これらの結合剤は、砥粒を一体として結合 して結合された研磨剤を形成するのにも有用であり、また砥粒を基材に結合して 被覆研磨剤を形成するのにも有用となりうる。 フェノール樹脂は、熱特性、入手性、価格および取り扱い易さのために、研磨 物品結合剤に広範に使用される。フェノール樹脂にはレゾールおよびノボラック の２種類があり、両者とも本発明に使用され得る。レゾールフェノール樹脂は、 フェノールに対するホルムアルデヒドのモル比が１：１に等しいかまたはそれよ り大きく、一般には１．５：１乃至３．０：０である。ノボラック樹脂は、フェ ノールに対するホルムアルデヒドのモル比が１：１より小さい。市販のフェノー ル樹脂の例には、ニューヨーク州トナワンダのオクシデンタル ケミカル社（Ｏ ｃｃｉｄｅｎｔａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ.）製の商品名「Ｄｕｒｅｚ」 および「Ｖａｒｃｕｍ」、ミズーリ州セントルイスのモンサント社（Ｍｏｎｓａ ｎｔｏ Ｃｏ.）製の商品名「Ｒｅｓｉｎｏｘ」、およびオハイオ州コロンブスのア シュランド ケミカル社（Ａｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｃ.）製の商 品名「Ａｒｏｆｅｎｅ」および「Ａｒｏｔａｐ」が挙げられる。 メイクコート、サイズコートおよびスーパーサイズコートの結合剤として使用 され得るアミノプラスチック樹脂は、分子またはオリゴマーあたり少なくとも１ つのα、β−不飽和カルボニル側基を有する。これらの材料は米国特許第４，９ ０３，４４０号および同第５，２３６，４７２号にさらに記載されている。 メイクコート、サイズコートおよびスーパーサイズコートの結合剤として有用 なエポキシ樹脂はオキシラン環を有し、開環により重合される。このようなエポ キシド樹脂には、モノマーエポキシ樹脂およびポリマーエポキシ樹脂が挙げられ る。これらの樹脂は、骨格および置換基の性質が大きく異なってもよい。例えば 、骨格は、エポキシ樹脂と通常関連する任意の種類であってもよく、置換基は、 室温でオキシラン環と反応する、活性水素原子を含有しない任意の基であっても よい。許容できる置換基の代表的な例は、ハロゲン、エステル基、エーテル基、 硫酸基、シロキサン基、ニトロ基およびリン酸基である。いくつかの好ましいエ ポキシ樹脂の例は、２，２−ビス［４−（２，３−エポキシ−プロポキシ）フェ ニル］プロパン（ビスフェノールのジグリシジルエステル）およびテキサス州ヒ ューストンのシェル ケミカル社（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ.）製の 商品名「Ｅｐｏｎ８２８」、「Ｅｐｏｎ１００４」および「１００１Ｆ」、ミシガン 州ミッドランドのダウケミカル社（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ.）製の商品 名「ＤＥＲ３３１」、「３３２」および「３３４」が挙げられる。ビスフェノール Ａのジグリシジルエステル水溶性乳化物は固形物が約５０乃至９０重量％で、好 ましくは固形物が５０乃至７０重量％であり、非イオン性乳化剤をさらに含む。 この記述を満たす乳化物は、ケンタッキー州ルイスビルのシェル ケミカル社( Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ.)製の商品名「ＣＭＤ３５２０１」である。 このような水溶性エポキシ乳化物は、ヨーロッパ特許第４８６ ３０８号（Ｌｅ ｅら）に、研磨助剤のための結合剤として記載されている。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のグリシジルエーテル（例え ば、ダウケミカル社（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ.）製の商品名「ＤＥＮ４ ３１」および「ＤＥＮ４３８」）が挙げられる。 メイクコート、サイズコートまたはスーパーサイズコートに使用され得るエチ レン系不飽和樹脂には、炭素原子、水素原子および酸素原子、並びに選択的に窒 素原子およびハロゲン原子を含むモノマーおよびポリマー化合物が挙げられる。 酸素原子もしくは窒素原子、またはその両者は、一般にエーテル、エステル、ウ レタン、アミドおよび尿素基に含有される。エチレン系不飽和化合物は、好まし くは分子量が約４，０００より小さく、好ましくは脂肪族モノヒドロキシ基また は脂肪族ポリヒドロキシ基を含有する化合物とアクリル酸、メタクリル酸、イタ コン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等などの不飽和カルボン酸と の反応によって製造されるエステルである。エチレン系不飽和樹脂の代表的な例 には、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、グリセロール トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、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アクリレート、またはペ ンタエリスリトールテトラメタクリレートおよびその混合物を重合することによ り製造されるものが含まれる。 他のエチレン系不飽和樹脂には、モノアリル、ポリアリルおよびポリメタアリ ルエステルと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 アジペートなどのカルボン酸アミドとの重合物が含まれる。さらに他の重合可能 な窒素を含有する化合物には、トリス（２−アクリル−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 リドンが含まれる。 アクリレート化ウレタンは、ヒドロキシ末端イソシアネートが延在するポリエ ステルまたはポリエーテルのジアクリレートエステルである。メイクコート、サ イズコートおよびスーパーサイズコートに使用され得る市販のアクリル化ウレタ ンの例には、ジョージア州アトランタのラドキュアスペシャルティーズ社（Ｒａ ｄｃｕｒｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｉｎｃ.）社製の商品名「ＵＶＩＴＨＡＮＥ ７８２」、「ＣＭＤ６６００」、「ＣＭＤ８４００」および「ＣＭＤ８８０５」が 挙げられる。使用され得るアクリル化エポキシは、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などのエポキシ樹脂のジアクリレートエステルであ る。アクリル化エポキシの例には、ジョージア州アトランタのラドキュアスペシ ャルティーズ社（Ｒａｄｃｕｒｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｉｎｃ.）社製の商 品名「ＣＭＤ３５００」、「ＣＭＤ３６００」および「ＣＭＤ３７００」が挙げら れる。 メイクコート、サイズコートおよびスーパーサイズコートに使用され得るビス マレイミド樹脂は、米国特許第５，３１４，５１３号（Ｍｉｌｌｅｒら）にさら に記載されている。 被覆研磨物品の周辺コーティングに含有されるアルカリ金属またはアルカリ土 類金属メタリン酸塩を結合するために本発明において使用される好適な熱可塑性 樹脂にはハロゲン化ポリマーが含まれる。本発明に有用なハロゲン化ポリマーの 例には、ポリビニルハライド（例えば、ポリ塩化ビニル）およびそのコポリマー 、および米国特許第３，６１６，５０号に開示されるようなポリビニリデンハラ イド、米国特許第３，６７６，０９２号に開示されるものなどの高塩素化パラフ ィンワックス、米国特許第３，７８４，３６５号に開示されるものなどの完全塩 素化炭化水素樹脂、および米国特許第３，８６９，８３４号に開示されるポリテ 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などのフルオロ炭 素が挙げられる。さらに好ましいハロゲン化ポリマーは、ポリ塩化ビニル、塩化 ビニル／ビニルアセテートコポリマーおよびポリ塩化ビニリデンである。 有用なポリ塩化ビニルの例は、オハイオ州クリーブランドのビー エフ グッ ドリッチ（Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ）社のスペシャルティズポリマー＆ケミカ ルズ部門（Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｄｉｖ .）社製の商品名「ＧＥＯＮ １０３ＥＰＦ−７６」が購入可能である。有用な塩 化ビニル／ビニルアセテートコポリマーの例はテキサス州ダラスのオクシデンタ ル ケミカル社（Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ.）製の商 品名「ＯＸＹ−０５６５」である。 好ましいハロゲン化ポリマーは、平均粒子サイズが１マイクロメーター乃至１ ５０マイクロメーター、さらに好ましくは１０マイクロメーター乃至１００マイ クロメーターである。ポリマー粒子は丸であっても、別の選択された形状であっ てもよい。 ポリ塩化ビニルまたはそのコポリマーなどのハロゲン化ポリマー結合剤はラテ ックス形状で使用されるか、または可塑化される。ポリ塩化ビニルラテックスの 例は、オハイオ州クリーブランドのビー エフ グッドリッチ（Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏ ｄｒｉｃｈ）社製の商品名「ＧＥＯＮ ６６０−Ｘ１４」で購入できるものであ る。また、好ましい研磨物品は、無機リン酸塩、可塑化ポリ塩化ビニルおよび熱 硬化性結合剤を含む周辺コーティングを備える。有用な熱硬化性結合剤は、エポ キシ結合剤、フェノール結合剤、メラミンホルムアルデヒド結合剤、アクリレー ト結合剤および上記のものなどのラテックス結合剤を含む。可塑化される材料ま たは「プラスチゾル」は、可塑剤中で安定で、流動可能なクリーム様の例えばポ リ塩化ビニルのような分散物である。可塑剤が室温で樹脂粒子を濡らし、非常に 徐々に樹脂に浸透して溶媒和化するように、ポリ塩化ビニル樹脂のペーストシス テムを調合する。加熱によって、ペーストシステムが融解し、十分に可塑化した 樹脂を提供する。ポリ塩化ビニルに好適な可塑剤は、一般に粘性が低く、例えば ジオクチルフタレート、ジ−２−エチルヘキシルフタレート、ジイソノニルフタ レートおよびトリフェニルまたはジフェニルアルキルリン酸塩のような有機エス テルであり、一般に１００％固形物システムである。ポリ塩化ビニルなどのハロ ゲン化ポリマーでプラスチゾルを形成するために有用な可塑剤の例には、テキサ ス州ヒューストンのエクソンケミカル社（実施例ｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃ ｏ.）製のジイソノニルフタレート可塑剤およびミズーリ州セントルイスのモン サント社（Ｍｏｎｓａｎｔｏ Ｃｏ.）製の商品名「Ｓａｎｔｉｃｉｚｅｒ １４ １」のジフェニルアルキルリン酸塩可塑剤が挙げられる。これらのシステムは一 般に有機溶媒を必要とせず、硬化または融解前に揮発性溶媒を除去する必要がな いので、総硬化または融解時間は非常に短い。 本発明に有用な研磨剤粒子または砥粒の種類には、酸化アルミニウム、炭素の ようなダイアモンド、融解アルミナジルコニア、二ホウ化チタン、クロミア、酸 化鉄、シリカ、酸化スズ、ガーネット、セリア、火打ち石、ダイアモンド、炭化 ケイ素、立方体窒化ホウ素(ＣＢＮ)、炭化ホウ素等が挙げられる。酸化アルミニ ウムという用語は、アルミナ、加熱処理アルミナおよびゾル−ゲルアルミナ性研 磨剤粒子などの焼結アルミナを含む。 本発明に有用なαアルミニウム性セラミック材料は、米国特許第４，３１４， ８２７号、同第４，５１８，３９７号、同第４，５７４，００３号、同第４，６ ２３，３６４号、同第４，７４４，８０２号、同第４，７７０，６７１号、同第 ４，８８１，９５１号、同第５，０１１，５０８号、同第５，２９１，５９１号 、同第５，２０１，９１６号および同第５，３０４，３３１号並びにヨーロッパ 特許出願番号第２２８，８５６号に開示されているような研磨剤粒子を含む。融 解アルミナジルコニアの例には、米国特許第３，７８１，４０８号および同第３ ，８９３，８２６号に開示されているような砥粒が挙げられる。 本発明に使用される砥粒は一般に、平均粒子サイズが約０．１乃至１５００マ イクロメーターの範囲で、通常約０．１乃至７５０マイクロメーターである。研 磨剤粒子はモース硬度が少なくとも約８であることが好ましく、さらに好ましく は約９である。 砥粒という用語は、研磨剤凝集物を形成するために一体として結合された単独 の研磨剤粒子も含む。研磨剤凝集物については米国特許第第４，３１１，４８９ 号、同第４，６５２，２７５号および同第４，７９９，９３９号に記載されてい る。 砥粒表面に表面コーティングを有することも本発明の範囲内である。表面コー ティングは多数の種々の機能を有してもよい。表面コーティングは結合剤との接 着性を増す場合もあれば、砥粒または研磨剤粒子の研磨特性を変える場合もある 。表面コーティングの例はカップリング剤、ハライド塩、シリカなどの金属酸化 物、耐火金属窒化物および耐火金属炭化物を含む。 本発明の砥粒は、他の粒子または希釈粒子と混合した、またはそれらと凝集さ せた研磨剤粒子を含んでもよい。これらの希釈粒子の粒子サイズは好ましくは砥 粒または研磨剤粒子と同じ次数の大きさである。このような希釈粒子の例には、 石膏、大理石、石灰石、ひうち石、シリカ研磨助剤、あわガラス、ケイ酸アルミ ニウム等が挙げられる。 本発明に使用される好ましい無機メタリン酸塩は、結晶性材料、すなわち当該 技術分野において「リン酸ガラス」または「Ｍａｄｄｒｅｌｌの塩」と呼ばれる メタリン酸ナトリウム（すなわち、ＮａＰＯ₃）である。これらの用語は、本用 途においてＮａＰＯ₃と交換可能に使用される。メタリン酸塩ナトリウムは本質 的に水に不溶性である。水溶性エポキシまたはフェノール樹脂との相溶性は、カ ップリング剤および／または湿潤剤によって増強され得る。カップリング剤は、 結合剤と無機メタリン酸塩、フィラー粒子および／または研磨剤粒子との間に架 橋を提供しうる。カップリング剤の例には、シラン、チタン酸塩およびジルコア ルミニウム塩が含まれ、この機能に関するそれらの使用方法は、例えば米国特許 第４，８７１，３７６号（ＤｅＷａｌｄ）に記載されている。研磨剤接着剤は好 ましくは約０．０１乃至３重量％のカップリング剤を含有する。 これらの樹脂／リン酸塩ガラスシステムのレオロジーを増大するために使用さ れる１つの系は、ニュージャージー州ベイヨンのケンリッチペトロケミカルズ社 （Ｋｅｎｒｉｃｈ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ.）製の商品名「ＬＩ ＣＡ ３８」とニュージャージー州クランベリーのローン−ポウレンク社（Ｒｈ ｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃ，Ｉｎｃ.）製の商品名「ＩＧＥＰＡＬ ＣＯ−６６０」 との同量部混合物である。不溶性メタリン酸ナトリウムの水溶性スラリーは、リ ン酸塩ガラス１００部あたり０．６２５部のＬＩＣＡ ３８／ＩＧＥＰＡＬ ＣＯ −６６０混合物で処理されてもよい。この処理は、熱硬化可能な樹脂前駆体、べ んから等などの他成分の調合物を添加する前に正常位置に適用される。その後、 この調合物を周辺コーティング層として塗布する。 フィラーはカップリング剤を含有してもよい。本発明に好適なこのようなカッ プリング剤の例には、有機シラン、ジルコアルミニウム塩およびチタン酸塩が含 まれる。 不溶性リン酸塩ガラス−脂肪酸塩粒子は、リン酸塩ガラスと脂肪酸塩の水溶性 分散物とを混合することによって製造され得る。この混合物を完全に混合し、適 宜水を加えて材料の分散を容易にする。次いで、この混合物がゲル化するまで、 水酸化アンモニウムを添加する。ゲル化した固まりを約８０乃至１００℃で乾燥 し、粉砕し、望ましい大きさにふるい分けする。 被覆研磨剤またはスラリー添加研磨剤に使用される、本発明の無機リン酸塩研 磨助剤フィラーは、一般に総コーティング重量（濡れた状態）の１０乃至９０重 量％、好ましくは２０乃至７０重量％の分量で、適宜、サイズコートもしくはス ーパーサイズコートまたは研磨剤スラリーである周辺コーティングに添加され、 周辺コーティング結合剤は一般に、サイズ、スーパーサイズまたは研磨剤スラリ ーの総コーティング重量（濡れた状態）に対して１０乃至４０重量％、好ましく は１５乃至３５重量％の量が含有される。周辺コーティング層の周辺コーティン グ結合剤に対するリン酸ガラス添加剤の混合比は、乾燥重量（固形物）で、本発 明ではそれぞれ約１：０．７５乃至約２．２５：１である。 無機リン酸塩研磨助剤粒子は、一般に平均粒子サイズが１乃至１５０マイクロ メーターであり、好ましくは５乃至１００マイクロメーターであり、さらに好ま しくは５乃至５０マイクロメーターである。 凝集体形状に使用される多数の無機リン酸塩粒子を結合し、固めるために使用 される結合剤には、脂肪酸金属塩、シリカおよび上記の熱硬化性樹脂が挙げられ る。一般に、脂肪酸は、カルボキシル基および少なくとも８個の炭素原子、好ま しくは８乃至２０個の炭素原子を含む長い直鎖または実質的に直鎖の炭化水素で ある。脂肪酸は飽和であっても、不飽和であってもよい。脂肪酸が飽和である場 合には、その塩は式ＣＨ₃（ＣＨ₂）_xＣＯ₂Ｍ（式中、ｘは６乃至１８であっても よく、金属原子Ｍは亜鉛、カルシウム、リチウム、アルミニウム、ニッケル、鉛 、バリウム等からなる群から選択されてもよい）によって表されることができる 。ｘが１６の場合には、ステアリン酸塩が形成され、同様にｘが１４の場合に は、パルミチン酸塩が形成され、ｘが６の場合には、オクタン酸塩が形成される 。ウンデシレン酸塩ＣＨ₂＝（ＣＨ₂）₈ＣＯ₂Ｍおよびオレイン酸塩ＣＨ₃（ＣＨ₂ ）₇ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₇ＣＯ₂Ｍの場合のように、脂肪酸は不飽和であってもよ い。ステアリン酸が好ましい脂肪酸である。現在購入可能な「ステアリン酸」な どの脂肪酸の混合物を使用してもよい。 上記脂肪酸塩の軟化点は１００℃を越える。軟化点が高い脂肪酸の金属塩を使 用することが本発明において好ましい。研磨中には、かなりの発熱が見られるこ とがある。被覆研磨剤の性能が実質的に低下し、研磨される作業片にコーティン グを塗りつけてしまうところまで、この熱は負荷抵抗性コーティングを軟化する ことがある。金属のステアリン酸塩は軟化点が１１０〜２１２℃の範囲である。 脂肪酸の金属塩は一般に水に不溶性で、ケトン、エステル、アルコールおよび その混合物などの有機溶媒には驚くほど溶解性である。しかしながら、適当な界 面活性剤が使用される場合には、金属の脂肪酸塩は水に分散され得る。溶媒除去 に関連する環境問題を最小にするために、有機溶媒の代わりの溶媒として水を使 用することが好ましい。一般に、含有される界面活性剤の量は、凝集物を製造す るために使用される予定のリン酸塩粒子、金属の脂肪酸塩および界面活性剤の総 調合物の０．０１乃至１０重量％である。使用され得る界面活性剤の一般的な例 は、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、アルキル硫酸ナトリウム 、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル 、多価アルコールエステル、多価エステルエーテル、硫酸塩またはスルホコハク 酸塩である。界面活性剤は凝集物を形成する調合物に直接添加してもよいし、金 属の脂肪酸塩を界面活性剤で前処理して、次いで調合物に添加してもよい。 例えばＮａＰＯ₃のような無機リン酸塩粒子の分散物と例えばステアリン酸亜 鉛Ｚｎ（Ｃ₁₈Ｈ₃₅Ｏ₂）₂結合剤の水溶液または分散物を攪拌または混合し、得ら れた粒子と結合剤の混合物をゲル化し、この混合物を乾燥し、すりつぶし、粉砕 し、もしくは粉末にし、または形作り、得られた乾燥固形物を分類して複合体粒 または砥粒製品を形成することによって、無機リン酸塩を含有する複合体粒ま たは砥粒の凝集物を調製することができる。 コロイド状シリカまたはシリカゾルは凝集物形状を製造するための無機リン酸 塩粒子の結合剤としても有用である。これらのゾルは水中で無定形シリカ粒子の 安定な分散物となる。市販の製品は、直径が約３〜１００ｍｍで、比表面積が５ ０〜２７０ｍ²／ｇで、シリカ含量が１５〜５０重量％であるシリカ粒子を含有 する。これらは少量の（＜１重量％）安定剤、極めて通常にはナトリウムイオン を含有する。シリカ粒子の負の電荷を維持して凝集を防ぐためにそれらのｐＨは ７を越えるべきである。この表面電荷は、イオン化して、シリカ表面に二重層を 形成する溶性塩によって中和され、次いで凝集し、従って低塩濃度でもゾルは安 定する。 また、本発明の脂肪酸金属結合剤およびコロイド状シリカ結合剤を組み合わせ て、凝集物のための結合剤として共に使用してもよい。 無機メタリン酸塩粒子の凝集物は、一般に平均粒子サイズが２０乃至７５０マ イクロメーターで、さらに好ましくは１００乃至７００マイクロメーターである 。凝集物の粒子は、研磨剤と同じ大きさ、またはほぼ同じ大きさであることが好 ましい。 （１）研磨剤に沿って凝集物粒子を被覆する、（２）砥粒の下に凝集物粒子を 被覆する、（３）砥粒の上に凝集物を被覆する、（４）それらを組み合わせるこ とも、本発明の範囲内である。 無機リン酸塩を含む凝集物粒子は一般に５乃至９０重量％のリン酸塩粒子およ び１０乃至９５重量％の結合剤を含み、好ましくは１０乃至８０重量％リン酸塩 粒子および２０乃至９０重量％の結合剤を含む。 リン酸塩を含有する凝集物複合体粒子は、例えばフィラー(研磨助剤を含む)、 繊維、潤滑剤、湿潤剤、揺変材料、界面活性剤、顔料、染料、帯電防止剤、可塑 剤および懸濁剤などの選択的な添加剤をさらに含んでもよい。これらの材料の分 量は望ましい特性を与えるように選択される。 無機リン酸塩を周辺コーティングに混合される凝集物と、周辺コーティングの 主要な結合剤に直接添加することも本発明の範囲である。どちらの場合でも、好 ましい粒子サイズは３０マイクロメーターより小さい。 研磨物品、すなわち適宜メイクコート、サイズコート、研磨剤スラリーまたは スーパーサイズコート等の任意の結合システムは主要成分、すなわち結合剤前駆 体とともにこのような補助剤を含有してもよい。 例えば、必要ではないが、望ましい場合には、本発明の被覆研磨物品およびス ラリーを被覆研磨物品に周辺コーティング中のリン酸塩以外に研磨助剤を使用し てもよい。研磨助剤は、それを添加することによって研磨作業の化学的および物 理的工程に重大な影響を与え、性能が改良される粒子状材料と規定される。一般 に、研磨助剤を添加することによって、被覆研磨剤の有効寿命を延長する。研磨 助剤は多種の材料を含有し、無機性であっても、有機性であってもよい。化学的 な群に属する研磨助剤の例には、ワックス、有機ハライド化合物、ハライド塩並 びに金属およびその合金が含まれる。有機ハライド化合物は、一般に研磨作業中 に分解し、ハロゲン酸または気体状ハライド化合物を放出する。このような材料 の例には、テロラクロロナフタレン、ペンタクロロナフタレンおよびポリ塩化ビ ニルのような塩素化ワックスが含まれる。ハライド塩の例には、塩化ナトリウム 、氷晶石カリウム、氷晶石ナトリウム、氷晶石アンモニウム、テトラフルオロホ ウ酸カリウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウム 、塩化マグネシウムが含まれる。金属の例には、スズ、鉛、ビスマス、コバルト 、アンチモン、カドミウム、鉄およびチタンが挙げられる。他の種々の研磨助剤 には、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイトおよび金属の硫化物が含まれる。種 々の研磨助剤を組み合わせて使用することも本発明の範囲内である。研磨助剤の 上記の例は、研磨助剤の代表的なものを示したものであることを意味し、本発明 に使用できる全ての研磨助剤を示すことを意味するものではない。 メイクコート、サイズコート、スーパーサイズコートまたは研磨剤スラリーコ ーティングに添加され得る帯電防止剤の例は、グラファイト、カーボンブラック 、酸化バナジウム、湿潤剤である。これらの帯電防止剤は、例えば米国特許第５ ， ０６１，２９４号、同第５，１３７，５４２号および同第５，２０３，８８４号 に記載されている。 メイクコート、サイズコートおよび／またはオーバーサイズコートのための別 の任意の補助剤は、結合剤前駆体の粘性を低下する作用を有し、結合剤前駆体中 の研磨剤および／またはフィラー粒子の沈降速度を低下する修飾粒子である。修 飾粒子は、米国特許第５，３６８，６１９号（Ｃｕｌｌｅｒ）に記載されている 。好ましい修飾粒子には、ニュージャージー州リッジフィールドのデグッサ社（ Ｄｅｇｇｕｓｓａ Ｃｏｒｐ.）社製の商品名「ＯＸ−５０」、「Ｒ−８１２」およ び「Ｐ−８１２」で、最初のものは平均粒子サイズが４０ミリマイクロメーター で、表面積が５０ｍ²／ｇである無定形シリカであり、２番目は平均粒子サイズが ７ミリマイクロメーターで、表面積が２６０ｍ²／ｇである疎水性融解シリカで あり、３番目は平均粒子サイズが１５ミリマイクロメーターで、表面積が１００ ｍ²／ｇである沈降シリカである、などのシリカ粒子が含まれる。修飾粒子は一 般に、平均粒子サイズが１００ミリマイクロメーターより小さく、さらに好まし くは約５００ミリマイクロメーターより小さい、比較的小さい粒子サイズの無機 粒子である。修飾粒子は、好ましくはスラリーおよび結合剤前駆体分散物中に約 ０．０１乾燥重量パーセント乃至約３０乾燥重量パーセント、さらに好ましくは 約０．０５乃至１０重量パーセントおよび極めて好ましくは約０．５乃至約５重 量パーセント含有される。 本発明の被覆研磨物品を製造するための工程の操作段階は、本質的に当該技術 上現在実施されるものと同じであってもよい。被覆研磨剤は、一般に基材、研磨 剤粒子および研磨剤粒子を基材に固定するための少なくとも１種の結合剤からな る。一般に、被覆研磨剤は、基材の全面に配置されるメイクコートと通常呼ばれ る第１の結合系を有する基材を備える。研磨剤粒子はメイクコート中に少なくと も部分的に埋め込まれる。メイクコートされた研磨剤粒子の上に、サイズコート と通常呼ばれる第２の結合系が配置される。研磨助剤および結合剤は第３の被覆 またはスーパーサイズコートを備える場合もある。被覆研磨剤を製造する方法は 、 米国特許第４，７３４，１０４号および同第４，７３７、１６３号に記載されて いる。 本発明の被覆研磨剤を製造するためには、基材の前面側に液状または流動可能 な形状のメイクコートを塗布する。次に、好ましくは静電気的コーティングによ ってメイクコート中に多数の研磨剤粒子を突出させる。得られた構成物を少なく とも部分的に硬化させる。注目すべきことに、熱硬化性樹脂が任意の結合システ ムのために単独で使用される場合には、熱可塑性樹脂を固化するために乾燥して もよい。このように、本用途のためには、「硬化」という用語は結合剤前駆体を 結合剤に転換するために必要な重合、ゲル化または乾燥手順をいう。従って、「 少なくとも部分的に硬化する」は、結合剤前駆体を少なくとも部分的に重合、ゲ ル化または乾燥することをいう。 次いで、砥粒／メイクコートの上に液状または流動可能な形状のサイズコート を塗布する。サイズコートおよび必要な場合には、メイクコートを十分に硬化す る。メイクコートおよびサイズコートは、ロール被覆、噴霧被覆、カーテン被覆 等などの任意の多数の技法によって塗布され得る。望まれる場合には、樹脂結合 剤を含有する選択的なスーパーサイズコートをサイズコートにさらに被覆して、 研磨剤粒子の保持を強化することができる。乾燥または熱エネルギーもしくは電 子ビーム、紫外線および可視光線を含む放射線などのエネルギー源に露呈するこ とによりメイクコートおよびサイズコートを硬化しうる。エネルギー源の選択は 、樹脂状接着剤の個々の化学性に依存する。任意の事象において、被覆研磨物品 構成物の周辺（最外）被覆は、それがサイズコートであるかスーパーサイズコー トであるかにかかわらず、リン酸塩添加剤を含有しなければならない。 周辺コーティングとしての研磨剤スラリーコーティングの形成に関係する本発 明の研磨物品は樹脂状結合剤前駆体、リン酸塩添加剤および任意の他の補助剤を 混合するステップと、次いで得られた分散物を基板に被覆し、次に結合剤を硬化 してコーティングを固化するステップによって製造され得る。研磨剤スラリーの コーティングは、単一の厚さのコーティング形状をとってもよい。 別の方法として、結合剤を硬化する前に、研磨剤スラリーを形作り、多数の研 磨複合体（結合剤プラス結合剤に分布された研磨剤粒子、無機リン酸塩および他 の添加剤）が研磨剤スラリーの表面形状において形作られる研磨物品を意味する いわゆる「形作られた研磨物品」を形成しうる。スラリーを形作る製造装置およ びその操作方法を使用して、例えば米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐ ｅｒら）および米国特許第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）に記載 されているものなどのこの点に関する研磨剤スラリーを形作ることができる。 研磨複合体は本発明の形作られた研磨剤に形作られ、好ましくは正確に形作ら れ、多数の研磨剤粒子、結合剤およびアルカリ金属またはアルカリ土類金属リン 酸塩添加剤を含有する。本発明の形作られた研磨剤の研磨複合体に使用可能な研 磨剤粒子は、上記に記載されているとおりである。好適な結合剤は、上記のもの などのアクリレートモノマー（類）、アクリル化エポキシ、アクリル化イソシア ネート、アクリル化イソシアヌレート、アクリル化ウレタンおよびその組み合わ せ物を含む硬化された結合剤前駆体を含有する。 正確に形作られた複合体は以下の形状を有してもよい：角錐、切頭角錐、円錐 、尾根または切頭円錐で、好ましくは角錐である。 本発明の形作られた研磨物品を製造するための１つの一般的な方法は、結合剤 前駆体、研磨剤粒子および無機リン酸塩を含む研磨剤スラリーを、規定されたパ ターンを有する製造工具に入れるステップに関係する。 次いで、結合剤前駆体を少なくとも部分的にゲル化または硬化してから、中間 体である物品を、形作られ、被覆研磨物品を形成してから離脱する製造工具の外 側面から離脱する。 製造工具が、例えばポリプロピレンまたはポリエチレン熱可塑剤のような透明 材料から製造される場合には、可視光線または紫外線が製造工具を通過して研磨 剤スラリーに到達し、結合剤前駆体を硬化しうる。このステップは米国特許第５ ，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）にさらに記載されている。別の方法 として、基材が可視光線または紫外線を通過させる場合には、可視光線または紫 外 線は基材を通過して結合剤前駆体を硬化する。 製造工具上で少なくとも部分的に硬化することによって、研磨複合体は正確な 形状と所定のパターンを有する。しかしながら、正確な形状が達成される前に製 造工具を離脱すると、研磨複合体は正確な形状を有さない。結合剤前駆体は硬化 されると製造工具から離脱しうる。 本明細書において使用される「製造工具」という用語は、腔または開口部を有 する物品を意味する。例えば、製造工具は円筒形、可撓性ウェブまたは端なしベ ルトであってもよい。腔に含まれる研磨剤スラリーが基材の一方の主要面を濡ら して中間体である物品を形成するように、腔を充填してから製造工具の表面に基 材を導入する。次いで、結合剤前駆体を少なくとも部分的に硬化またはゲル化し てから、製造工具の外側面から中間体である物品を離脱する。別の方法として、 研磨剤スラリーが基材の一方の主要面を濡らして、中間体である物品を形成する ように研磨剤スラリーを基材に導入してもよい。次いで中間体である物品を、規 定されたパターンを有する製造工具に導入する。 製造工具は、ベルト、シート、連続シートまたはウェブ、コーティングロール 、コーティングロールまたはダイに取り付けたスリーブであってもよい。製造工 具の外側面はなめらかであっても、表面形状またはパターンを有してもよい。パ ターンは一般に多数の腔または特徴である。得られた研磨剤粒子は製造工具とは 逆のパターンを有する。これらの腔は、矩形、半円形、円形、三角形、四角形、 六角形、角錐、八角形等などの任意の幾何学形状を有してもよい。腔は点様パタ ーンまたは連続的な矢で配置されてもよく、腔は互いにつながっていてもよい。 製造工具は金属製であっても、熱可塑性であってもよい。金属製工具は、型彫 り、ホブ切り、電型法、ダイアモンド旋削等などの任意の従来の技法によって加 工され得る。 以下の記載は熱可塑性製造工具を製造するための一般的手法を概略する。先ず マスター工具を提供する。製造工具にパターンが望まれる場合には、マスター工 具は製造工具のパターンの逆を有するべきである。好ましくはマスター工具は、 例えばニッケルなどの金属から製造される。金属製のマスター工具は型彫り、ホ ブ切り、電型法、ダイアモンド旋削等などの任意の従来の技法によって加工され 得る。熱可塑性材料がマスター工具パターンで型押しされるように、熱可塑性材 料を選択的にマスター工具と共に加熱する。型押し後、熱可塑性材料を冷却して 固化する。 結合剤および無機リン酸塩を含有する周辺コーティングを研磨複合体の上に少 なくとも部分的に被覆してもよい。例えば、研磨複合体が切頭角錐形状である場 合には、周辺コーティングは切頭角錐の上部に被覆されるだろう。 本発明における無機リン酸塩の別の用途は、米国特許第４，３１１，４８９号 、同第４，６５２，２７５号および同第４，７９９，９３９号に一般に記載され るものなどの浸食性凝集物または結合された研磨剤へのその添加である。 無機リン酸塩は、浸食性凝集物への添加および／または、米国特許第２，９５ ８，５９３号、同第４，９９１，３６２号および米国特許第５，０２５，５９６ 号の開示により調製されるものなどの弾力性のあるオープン不織研磨剤に添加さ れてもよい。一般に、不織研磨剤は研磨結合剤と接触する位置において一体とし て結合される、有機繊維の弾力性のある３次元的なオープンウェブを含む。これ らのウェブは、無機リン酸塩研磨助剤粒子および／またはこれを含有する浸食性 凝集物を含む結合剤前駆組成物がロール被覆、噴霧被覆または他の手段により被 覆され、その後に樹脂を硬化するほど十分な条件に露呈されてもよい。 無機リン酸塩を添加する不織研磨剤を製造するための一般的な手法は、結合剤 前駆体、研磨剤粒子、無機リン酸塩(および／またはそれを組み合わせたものを 含む浸食性研磨助剤凝集物)および他の選択的な添加剤または補助的な結合剤(Ｐ ＶＣなどの)を混合して、均質な混合物を形成することを含む。次いで、この混 合物を繊維状で、弾力性のある不織基板に噴霧または被覆する。結合剤前駆体を 次いで硬化して、不織研磨剤を形成する。 本発明の研磨製品は、研磨され得る作業片の種類に関して制限されない。本明 細書において使用される「研磨」という用語によって、一般に削る、磨く、仕上 げる等のいずれかを意味することができる。木、金属、金属合金、プラスチック 、セラミック、石等から製造される作業片の表面は、本発明の被覆研磨製品によ って研磨され得る。本発明の研磨製品は金属研磨作業、とりわけチタン研磨に特 に適している。 また、本発明の研磨製品は、予想される個々の研磨動作に応じて容易に種々の 幾何学形状に変換され、個別のシート、ディスク形状、端なしベルト形状、円錐 形状等などの考慮される用途に適応しうる。研磨物品は使用前に可撓性にしても 、および／または湿らせてもよい。 以下の実施例において、本発明の目的および利点は種々の実施態様によりさら に説明されるが、これらの実施例の詳細は本発明を不用意に制限すると解釈され るべきではない。実施例における全ての部および割合は、特に明記しない限り重 量による。 実施例 実施例において、２種の研磨効率試験手法（Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｅｆｆｉｃｉ ｅｎｃｙ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ）ＩまたはＩＩのいずれかを使用して 、実施例に記載した被覆研磨製品（ベルトまたはディスク）を評価する。研磨剤 試験手法およびベルトおよびディスクを製造するための方法を先ず記載する。研磨効率試験手法（Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏ ｃｅｄｕｒｅｓ）Ｉ 直径が１７．８ｃｍで、直径２．２ｃｍの中心部の穴と厚さ０．７６ｍｍの基 材を有する被覆研磨製品の繊維ディスクをスウィング・アーム試験機械に取り付 けた。先ず、繊維ディスクを従来の方法により可撓性にして、硬い接着樹脂を制 御可能に破壊して、傾斜させたアルミニウムバックアップパッドに固定し、チタ ンディスク作業片の端を研磨するために使用した。各ディスクは１７１０ｒｐｍ で駆動し、その間にバックアップパッドの傾斜させた端に重なったディスク部分 と作業片とを、以下の実施例において特に指示しない限り、４．０ｋｇの圧力で 接触させた。以下の実施例において示すように、各ディスクを使用して合計８分 または１０分同じ作業片を研磨した。作業片はあらかじめ重量を計測し、研磨作 業が１分経過するごとに重量を計測した。研磨効率試験手法（Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏ ｃｅｄｕｒｅｓ）ＩＩ 評価する研磨製品を７．６ｃｍ×３３５ｃｍの端なし研磨ベルトに変換し、一 定負荷表面研磨機で試験した。各実施例の研磨製品から２つのベルト試料を試験 した。あらかじめ重量を計測したチタン作業片、約２．５ｃｍ×５ｃｍ×１８ｃ ｍ、を、垂直に配置され、直径約３６ｃｍを提供する２．５ｃｍ×１８ｃｍのフ ェースと、６０Ｓｈｏｒｅ Ａ デュロメーターののこ歯形ゴムと、接触ホイール と被覆研磨ベルトを移動させるワン−オン−ワンランド部とを備えるホルダーに 固定した。次いで、作業片を１分あたり２０サイクルの速度で１８ｃｍの通路を 通して垂直に交互移動させ、その間に、１分あたり約２，０５０ｍでベルトが駆 動されるとき、１１．０ｋｇの負荷が加わってバネ負荷式プランジャが作業片を ベルトに対して移動させた。１５秒間の研磨時間が経過後、作業片ホルダー組立 物を離脱させ、再度重量を計測した。最初の重量から研磨後の重量を引くことに より作業片から研磨により除去された研磨物の量を算出した。次いで、あらかじ め重量を計測した新たな作業片とホルダーを装置に固定した。試験手法ＩＩにつ いて以下の表に報告した切削結果は、各実施例について試験した２つのベルト試 料の平均値である。この試験の実験誤差は約＋／−１０％であった。総切削量は 、試験中に除去されたチタンの総量である。３分の研磨後後に試験は終了すると 思われた。 本明細書に記載される試験手法ＩおよびＩＩのためには、一般に、最初の切削 量は第１の研磨設定時間の終了後に除去された作業片の量であり、最終切削量は 最後の研磨期間中に除去された作業片の量であり、総切削量は主題である作業片 についての全研磨手法中に除去された作業片の総量である。 材料の説明 以下の材料およびその説明を実施例において使用する。エポキシ樹脂 ＢＰＡＷ：ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジグリシジルエーテルを含有し、約 ６０％固形物および４０％水を含有する水溶液で被覆可能な組成物。この組成物 は、商品名が「ＣＭＤ３５２０１」であり、ケンタッキー州ルイスビルのシェル ケミカル社（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ.）から購入した。この組成物 はまた、非イオン性乳化剤も含有した。エポキシ等量は約６００乃至約７００の 範囲であった。 ＥＰＲ：ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジグリシジルエーテルを含有し、有機 溶媒で被覆可能な組成物。この組成物は、商品名が「ＥＰＯＮ８２８」であり、 テキサス州ヒューストンのシェルケミカル社（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃ ｏｍｐａｎｙ）から購入した。この組成物はまた、非イオン性乳化剤も含有した 。エポキシ等量は約１８５乃至約１９５の範囲であった。 フェノール樹脂 ＲＰＩ：７５％固形物（無揮発性）のレゾールフェノール樹脂。 ＡＰＲ：９６．３％レゾールフェノール樹脂、３．４％ＰＴＳＡ（本明細書の別 の箇所に規定されている）および０．３％ＡｌＣｌ₃溶液（本明細書の別の箇所 に規定されている）からなる酸性レゾールフェノール樹脂調合物。放射線硬化可能な樹脂成分＆添加剤 ＭＳＣＡ：コネチカット州ダンベリーのユニオンカーバイドケミカルズアンドプ ラスチックス社（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ａｎｄ Ｐｌ ａｓｔｉｃｓ Ｃｏ.）製の商品名「Ａ−１７４」として周知の、γ−メタクリル オキシプロピルトリメトキシシラン。 ＡＳＰ：ニュージャージー州リッジフィールドパークのデグッサ社（Ｄｅｇｕｓ ｓａ Ｃｏｒｐ.）製の商品名「ＯＸ−５０」である、平均表面積が５０ｍ²／ｇ で、平均粒子サイズが４０ミリマイクロメーターである無定形シリカ粒子。 ＴＡＴＨＥＩＣ：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。 ＴＭＰＴＡ：トリメチロールプロパントリアクリレート。 ＰＨ１：ニューヨーク州ホーソルンのチバガイギー社（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃ ｏｒｐ）製の商品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１」である、２，２−ジメトキシ− １−２−ジフェニル−１−エタノン。可塑剤 Ｓ−１４１：ミズーリ州セントルイスのモンサント社(Ｍｏｎｓａｎｔｏ Ｃｏ.) 製の商品名「Ｓａｎｔｉｃｉｚｅｒ １４１」である、ジフェニルアルキルリン 酸塩可塑剤。 ＤｉＮＰ：テキサス州ヒューストンのエクソンケミカル社（実施例ｘｏｎ Ｃｈ ｅｍｉｃａｌ Ｃｏ.）製のジイソノニルフタレート可塑剤。熱可塑剤 ＯＸＹ−０５６５：テキサス州ダラスのオクシデンタルケミカル社（Ｏｃｃｉｄ ｅｎｔａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ.）製の商品名「ＯＸＹ−０５６５」で ある、塩化ビニル／酢酸ビニルコポリマー。 硬化剤／触媒 ＥＭＩ：２−エチル−４−メチルイミダゾール。この硬化剤は、商品名が「ＥＭ Ｉ−２４」であり、ペンシルバニア州アレンタウンのエアープロダクツ(Ａｉｒ Ｐ ｒｏｄｕｃｔｓ)社製であった。 ＳｂＬＡＣ：ＳｂＦ₅をジエチレングリコールに溶解し、次いで等量過剰の２， ６−ジエチルアニリンで複合体を形成することにより製造された錯体化潜在ルイ ス酸。 ＰＴＳＡ：６５％パラトルエンスルホン酸水溶液。 ＡｌＣｌ₃：２８％塩化アルミニウム水溶液。研磨助剤 ＫＢＦ₄：純度９８％の微粉化テトラフルオロホウ酸カリウムで、９５重量％は ３２５メッシュふるいを通過し、１００重量％は２００メッシュふるいを通過す る。 ＡｌＰＯ₄：リン酸アルミニウム。 Ｃａ（Ｈ₂ＰＯ₄）₂：リン酸二水素カルシウム。 ＰｈＧ：リン酸ガラス、すなわちメタリン酸ナトリウム（ＮａＰＯ₃）で、水に 不溶性の結晶性粒子であり、ミズーリ州セントルイスのシグマケミカル社（Ｓｉ ｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ.）製。 Ｎａ₃ＡｌＦ₆：クリオライト(ヘキサフルオロアルミン酸三ナトリウム)。添加剤 ＩＯ：べんがら ＨＰ：８５％２−メトキシプロパノールと１５％Ｈ₂Ｏの混合物で、ミネソタ州 セントポールのウォラムケミカル社（Ｗｏｒｕｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ.）社 製。分散剤 ＡＯＴ：分散剤（ジオクチルスルホスクシネートナトリウム）で、ペンシルバニ ア州フィラデルフィアのロームアンドハース社（Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃ ｏｍｐａｎｙ）社製。フィラー ＣａＣｏ₃：炭酸カルシウム。 以下の実施例において、本発明の種々の研磨物品について記載する。これらの 研磨製品を製造するための一般出来手法を先ず記載する。被覆研磨ディスクを製造するための一般的手法 以下の手法により被覆研磨ディスクを調製した。直径２．２ｃｍの中心穴を有 する、厚さ０．７６ｍｍの加硫繊維基材に、６９部のレゾールフェノール樹脂(７ ０重量％固形物)、５２部の非凝集ＣａＣｏ₃（乾燥重量に対して）および９０ 部水／１０部エチレングリコールモノエチルエーテルからなる十分量の溶液を含 む、炭酸カルシウムを充填したレゾールフェノール樹脂を被覆し、総無揮発性固 形物含量が８３重量％であるメイクコートを形成した。メイクコートの濡れた被 覆重量は約１６１ｇ／ｍ²であった。グレード３６（平均径約６５０マイクロメ ーター）の炭化ケイ素研磨剤粒子をメイクコート上に、約６９５ｇ／ｍ²の重量 で静電気的に被覆した。得られた研磨物品を９３℃で１５分間予備硬化した。サ イズ組成物を砥粒およびメイクコート上に、平均重量約６０５ｇ／ｍ²塗布し、 サイズコートを形成してから試験した。以下の実施例において特に指示しない限 り、サイズコートは、３２％ＲＰＩ、５１．７％ＣａＣｏ₃、および１６．３％ ＨＰであった。得られた製品を９３℃で１１．５時間硬化した。このステップの 後に、被覆研磨ディスクを可撓化し、４５％ＲＨ中で１週間加湿した。形作られた被覆研磨物品を製造するための一般的な方法 本発明のスラリーを使用した研磨物品を、譲渡人の米国特許第５，４３５，８ １６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）により一般的に製造した。第１に、２２．３重量 部の結合剤樹脂組成物（ＴＭＰＴＡ／ＴＡＴＨＥＩＣ／ＰＨ１の７０／３０／１ ）、０．８５％ＡＳＰ、１．１％ＭＳＣＡ、５８．７％研磨剤粒子（実施例にお いて指示される種類のもの）および１７．１％無機フィラー（実施例において指 示される種類のもの）を完全に混合することによりスラリーを調製した。研磨製 品を調製する際に使用されるスラリーを無作為ピッチパターンの製造工具に被覆 した。このパターンの高さは１４ｍｉｌ（３５６マイクロメーター）であった。 このパターンは米国特許出願番号第０８／１２０，３００号（１９９５年３月２ ３日に公開された国際特許公開番号第９５／０７７９７号に対応する）の実施例 に記載されているものと同じであった。製造工具はポリプロピレン製であった。 次に、スラリーが布の前面を濡らすように、ローラーによってＪ−重量のレー ヨン布を製造工具に押しつけた。このＪ−重量レーヨン基材は乾燥されたフェノ ール／ラテックスプレサイズを有した。 次いで、紫外線はポリプロピレン工具を通過して、スラリーに到達した。紫外 線は、スラリーに含有され、放射腺硬化可能な樹脂の重合を開始し、それによっ て、スラリーは布に接着された研磨複合体に転換した。使用した紫外線源は２個 のフージョンシステム（Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ）「Ｄ」電球で、電球幅 ６００ワット／インチ（２３６ワット／ｃｍ）で作動した。最後に、布／研磨複 合体または形作られた研磨剤をポリプロピレン製造工具から分離し、被覆研磨物 品を提供した。実施例１および比較実施例Ａ〜Ｅ 実施例１および比較実施例Ａ〜Ｅの被覆研磨剤を、被覆研磨ディスクを製造す るための一般的手法により製造した。これらの実施例は、スーパーサイズ周辺コ ーティング中にリン酸ガラスを使用した本発明の被覆研磨物品の研磨特性を、他 の研磨助剤およびスーパーサイズを使用しない対照と比較する。メイクおよびサ イズコートを硬化した後、表１に示すように、スーパーサイズに以下の組成物： ＢＰＡＷ２９．２％、ＥＭＩ０．３５％、指示されたスーパーサイズフィラー５ ３．３％、水１４．１％、ＡＯＴ０．７５％およびＩＯ２．３％（全ての割合は 重量による）を塗布した。表１はまた、調査した種々のスーパーサイズの総重量％ 固形物および被覆速度を示す。さらにリン酸塩スーパーサイズを水で希釈して、 粘性を低下し、被覆性を高めた。スーパーサイズ被覆したディスクを標準的に硬 化した後、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆（ＯＨ）₂を含有するディスクはひび割れを生じた 。これらのスーパーサイズコートしたディスクの可撓化および加湿化後に、試験 手法Ｉを使用して研磨性能についてディスクを試験し、結果を表２に示す。最初 、最後および総切削量（８分間）をグラム単位で表２に示す。表２の比較実施例 切削量の％は、比較実施例Ｃの総切削量に対する、所定の実施例の総切削量に基 づいている。 リン酸塩ガラスを含有するスーパーサイズの実施例１のディスクは、スーパー サイズを使用しないディスク（すなわち、比較実施例Ｃ）の１４３％の性能を発 揮し、比較実施例Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥの全ての研磨助剤より優れていた。Ａ ｌＰＯ₄を使用した比較実施例は、実施例１によって例示される本発明の好まし い実施態様に対してとしての制限的な意味における「比較」である。被覆研磨物 品の周辺コーティング中へのＩＩＩＡ族金属のオルトリン酸塩の添加は、本発明 の別の態様の範囲内である。実施例２および比較実施例Ｆ〜Ｈ 実施例２および比較実施例Ｆ〜Ｈの被覆研磨剤は、サイズコートを表３に示し た濡れ率で塗布し、サイズ調合物は各々５０ｇＲＰＩおよび表３に示した量のフ ィラーで、混合物を４４重量％固形物まで希釈したことを除いて被覆研磨ディス クを製造するための一般的な手法により製造した。ＣａＣＯ₃を使用した比較実 施例Ｈをこの一連の実施例の対照と命名した。サイズコートが被覆研磨剤の周辺 コーティングとなるように、スーパーサイズコートを塗布しなかった。サイズコ ートに添加したフィラーの種類を表３に示す。 これらのディスクの最後の硬化（スーパーサイズなし）、可撓化および加湿化 後に、試験手法１を使用して研磨性能についてディスクを試験し、結果を表４に 示す。最初、最後および総切削量（１０分間）をグラム単位で表４に報告する。 表４の比較実施例Ｈの値に対する％は、比較実施例Ｈの総切削量に対する所定の 実施例の総切削量に基づいている。 ^*鉱物油で予備被覆した。 フェノールサイズ中にリン酸ガラスを含有させた実施例２のディスクは、フェ ノールサイズ中にＣａＣＯ₃フィラーを含有させたディスク（すなわち、比較実 施例Ｈ）の１４４％の性能を発揮したが、フェノールサイズ中にクリオライト（ Ｎａ₃ＡｌＦ₆）を含有させたディスク（比較実施例Ｇ）だけは比較実施例Ｈの１ ２２％の性能を発揮した。比較実施例Ａに対して上記した備考は比較実施例Ｆに 同様に適用できる。実施例３〜４および比較実施例Ｉ〜Ｋ 以下の実施例を実施して、プラスチゾル系スーパーサイズコート中へのリン酸 ガラスの使用について調査した。グレード５０（平均径約４３０マイクロメータ ー）のＳｉＣを砥粒として使用したことを除いて、被覆研磨ディスクを製造する ための一般的手法によりディスクを製造した。 プラスチゾルの調製 ホバートまたはキッチンエイド（Ｈｏｂａｒｔ ｏｒ Ｋｉｔｃｈｉｎ Ａｉｄ ）「パン生地混合機」の中に、２１０部の可塑剤（ＤｉＮＰまたはＳ−１４１） を入れた。攪拌しながら、２８０部のＯＸＹ−０５６５を添加した。２０乃至３ ０分攪拌後、混合物はさらに添加剤（例えば、無機フィラー、安定剤、硬化可能 樹脂等）を添加できる準備ができた。これにより、粘性がかなり異なる１００％ 固形物が得られた。比較実施例Ｋおよび実施例３〜４のスーパーサイズコートに 使用されるプラスチゾルは、表５に示す特有の調合物を有した。比較実施例Ｊは 、２９．２％のＢＰＡＷ、０．３５％のＥＭＩ、５３．３％のＫＢｒＦ₄、１４ ．１％の水、０．７５％のＡＯＴおよび２．３％のＩＯ（割合は全て重量による ）を含む水性エポキシスーパーサイズ調合物を４．０ｇ／ｍ²で塗布された。 ディスクのスーパーサイズコート： 任意の場合には、スーパーサイズ調合物をディスクの硬化後のサイズコート上 に塗布し、９０乃至１００℃で硬化した。試験手法１を使用して、研磨性能を評 価し、結果を表６に示す。最初、最後および総切削量（１０分間）をグラム単位 で表６に示す。表６の比較実施例Ｉの％は、比較実施例Ｉの総切削量に対する所 定の実施例の総切削量に基づいている。 比較実施例Ｋは濡れ被覆速度が６．７ｇ／ｍ²であり、実施例３は濡れ被覆速 度が７．１ｇ／ｍ²であり、実施例４は濡れ被覆速度が５．０ｇ／ｍ²であった。 表６に示す結果は、プラスチゾルはリン酸塩ガラスを用いて調合され、被覆研 磨剤の研磨助剤スーパーサイズとして比較的十分に性能を発揮することができる ことを示す。 実施例５および比較実施例Ｌ 実施例５および比較実施例Ｌの被覆研磨剤は、メイクコートを９５ｇ／ｍ²の 速度で塗布し、グレード１００のＳｉＣを３２３ｇ／ｍ²の速度で塗布し、サイ ズを２４２ｇ／ｍ²の速度で塗布したことを除いて被覆研磨ディスクを製造する ための一般的手法により製造された。比較実施例Ｌはスーパーサイズを使用しな かったが、実施例５は４６重量％のＰｈＧおよび５４重量％のＡＰＲを含有する スーパーサイズ調合物を約４８８ｇ／ｍ²の濡れ速度で塗布された。これらのデ ィスクを可撓化および加湿した後に、ディスクの試験手法１を使用して研磨性能 についてディスクを試験し、結果を表７に示す。最初、最後および総切削量（１ ０分間）をグラム単位で表７に示す。比較実施例Ｌの％は、比較実施例Ｌの総切 削量に対する、所定の実施例の総切削量に基づいている。 フェノールスーパーサイズ周辺コーティング中にリン酸ガラスを含有させた実 施例５のディスクは、このようなスーパーサイズを使用しない比較実施例Ｌのデ ィスクの１５５％の性能を発揮した。実施例６〜７および比較実施例Ｍ 形作られた研磨物品中へのリン酸塩ガラスの使用についても調査した。実施例 ６のスラリー組成物は、以下の組成物を有した：３２．７％部の結合剤樹脂組成 物（ＴＭＰＴＡ／ＴＡＴＨＥＩＣ／ＰＨ１の７０：３０：１）、０．７％のＡＳ Ｐ、１．５％のＭＳＣＡ、５０．４％のグレード１８０のＳｉＣおよび１４．７ ％のＰｈＧ（割合は全て重量に対する）。実施例７のスラリー組成物は以下の組 成物を有した：３１．３％部の結合剤樹脂組成物(ＴＭＰＴＡ／ＴＡＴＨＥＩＣ ／ ＰＨ１の７０：３０：１)、０．８％のＡＳＰ、１．６％のＭＳＣＡ、５５．５ ％のグレード１８０のＳｉＣおよび１０．８％の骨灰（すなわち、主にＣａ₁₀（ ＰＯ₄）₆（ＯＨ）₂）を含有する灰）（割合は全て重量に対する）。実施例６お よび実施例７の各々の形作られ被覆研磨物品を、形作られた研磨物品を製造する ための一般的手法により製造した。研磨剤スラリーコーティングに追加の被覆は 塗布されなかった。比較実施例Ｍはグレード１５０、Ｊ重量、布ベルトで、ミネ ソタ州セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパ ニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏ. ）製の商品名「Ｔｒｉ−Ｍｉｔｅ Ｒｅｓｉｎｂｏｎｄ」であった。試験手法Ｉ Ｉによって、一定の速度条件下でチタンについて研磨ベルトを試験した。グラム 単位で示した切削量の結果を表８に示し、比較実施例Ｍの総切削量と比較した。 研磨剤スラリー周辺コーティングにリン酸塩ガラスを含有する実施例６の形作 られた研磨剤は、十分に操作可能で、比較実施例Ｍの比較用の市販の製品より性 能が上回った。無機リン酸塩添加剤として骨灰を含有する実施例７も比較実施例 Ｍより性能が上回った。 本発明の範囲と精神を逸脱することなく、前述の説明に種々の変形および変更 を加えられることは当業者にあきらかである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）多数の研摩剤粒子、 （ｂ）前記多数の研摩剤粒子を接着する少なくとも１種の結合剤、 （ｃ）アルカリ金属メタリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩および ＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩からなる群から選択される無機リン酸塩、 を含有する研摩物品。 ２．前記無機リン酸塩が前記結合剤に添加される請求項１記載の研摩物品。 ３．無機リン酸塩がメタリン酸ナトリウムである請求項１記載の研摩物品。 ４．接着剤により接着作用によって結合される多数の研摩剤粒子と、アルカリ 金属メタリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩およびＩＩＩＡ族金属オルト リン酸塩からなる群から選択される無機リン酸塩を含有する多数の粒子を含む周 辺コーティング層とを有する基材を備える被覆研摩物品。 ５．多数の砥粒；アルカリ金属メタリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩 およびＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩からなる群から選択される無機リン酸塩を 含有する多数の粒子；結合剤；を含有する硬化された研摩剤スラリーコーティン グを有する被覆研摩物品。 ６．前記硬化された研摩剤スラリーが、各々三次元形状を有する多数の複合物 を含む請求項５記載の被覆研摩物品。 ７．（ａ）アルカリ金属メタリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩および ＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩からなる群から選択される無機リン酸塩を含有す る多数の粒子と、（ｂ）前記無機リン酸塩粒子を一体として接着する結合剤とを 含む侵食性研摩助剤凝集物。 ８．（ａ）第１の結合剤樹脂前駆体を基板に塗布するステップと、 （ｂ）多数の研摩剤粒子を前記第１の結合剤樹脂前駆体に少なくとも部分 的に埋め込むステップと、 （ｃ）前記第１の結合剤樹脂前駆体を少なくとも部分的に硬化して、メイ クコートを形成するステップと、 （ｄ）前記メイクコートおよび前記多数の研摩剤粒子の上に、第２の結合 剤樹脂前駆体およびアルカリ金属メタリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩 およびＩＩＩＡ族金属オルトリン酸塩からなる群から選択される無機リン酸塩を 塗布するステップと、 （ｅ）前記第２の結合剤樹脂前駆体を硬化して、周辺コーティングを形成 し、前記第１の結合剤樹脂前駆体を完全に硬化するステップと を含む被覆研摩物品を製造するための方法。 ９．（ａ）第１の結合剤樹脂前駆体を基板に塗布するステップと、 （ｂ）多数の研摩剤粒子を前記第１の結合剤樹脂前駆体に少なくとも部分 的に埋め込むステップと、 （ｃ）前記第１の結合剤樹脂前駆体を少なくとも部分的に硬化して、メイ クコートを形成するステップと、 （ｄ）前記メイクコートおよび前記多数の研摩剤粒子の上に、第２の結合 剤樹脂前駆体を塗布するステップと、 （ｅ）前記第２の結合剤樹脂前駆体を少なくとも部分的に硬化して、サイ ズコートを形成するステップと、 （ｆ）前記サイズコートの上に、第３の結合剤樹脂前駆体とアルカリ金属 メタリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩およびＩＩＩＡ族金属オルトリン 酸塩からなる群から選択される無機リン酸塩を塗布するステップと、 （ｇ）前記第３の結合剤樹脂前駆体を硬化して、周辺コーティングを形成 し、前記第１および第２の結合剤樹脂前駆体を完全に硬化するステップを含む被 覆研摩物品を製造するための方法。 １０．結合剤で一体として接着された、多数の研磨剤粒子と、アルカリ金属メ タリン酸塩、アルカリ土類金属メタリン酸塩およびＩＩＩＡ族金属オルトリン酸 塩からなる群から選択される無機リン酸塩を含有する、形作られた塊を含む結合 された研摩物品。