JPH06206167A - 所定の浸食速度を有する研磨コンポジット、それを組み込んだ物品、及びその製法と使用法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定の浸食速度を有する研磨コンポジットで
あって、該コンポジットはバインダー中に分散された研
磨粒子を含有し、該バインダーは分散されたクレイ粒子
を有する付加重合性樹脂を含有している研磨コンポジッ
トを提供する。以前に知られている研磨コンポジット
は、所定の如くにはすり減らない。発明の研磨物品は、
紙、布、ポリマーフィルム、及び不織布を含む、種々の
基材に接着する事ができる。 【構成】 クレイ粒子はバインダー、そしてコンポジッ
トを、作業片の研磨の際に所定の如くに浸食するように
し、その結果新しい研磨粒子を作業片に暴露する。バイ
ンダー前駆体組成物中に分散されたクレイ粒子を含有す
る、そして所望により研磨粒子を含む、塗布可能な組成
物が、コンポジット及び物品の製法そして使用法と同様
に、また記載されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の研磨粒子と、ク
レイ変性したバインダーを含有する研磨物品に関するも
のである。クレイの添加は、バインダーに所定の浸食速
度を出現させる。

【０００２】

【従来の技術】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。塗布研磨材において、バイ
ンダーは裏地上に塗布され、そしてバインダーは研磨粒
子を裏地に結合する通常のメーク(make)、及びサイズ(s
ize)樹脂を含有することが出来、或いは研磨粒子は裏地
上に塗布されるスラリー中に分散されることが出来る。
不織研磨材においては、バインダーは研磨粒子を不織繊
維基材の繊維に結合している。

【０００３】塗布および不織研磨材の両者において、バ
インダーは樹脂性接着剤(以降単に"樹脂"と言う)、及び
所望により無機質の充填剤のような他の添加剤を含有す
ることが出来る。代表的な樹脂の例は、フェノール樹
脂、アミノプラスト樹脂(aminoplast resin)、ウレタン
樹脂、エポキシ樹脂、等を含む。

【０００４】典型的には、塗布研磨物品の製造の際に、
樹脂は液状で適用され、その後固化または硬化される。
この硬化の方法は通常、樹脂状接着剤を熱エネルギー、
または放射エネルギー(例えば電子線、紫外(ＵＶ)光、
または可視光)のようなエネルギー源に曝露する事によ
って達成される。近年、ＵＶ光で硬化する樹脂接着剤
が、熱的に硬化する接着剤以上にいくつかの利点によっ
て、興味をもたれるようになってきている。これらの利
点は、かなり早い硬化時間、より低い資本投資、そして
より低いエネルギーコストを含んでいる。

【０００５】最近の特許は、種々の放射線で硬化する樹
脂の使用を開示しているが、効果的な放射線硬化に、ク
レイが示す妨害を認識していない。

【０００６】米国特許第4,318,766号(Smith)は、"約50
容量％迄、或いはそれより多い、通常の非塩基性充填剤
(例えばシリカ、タルク、ガラス、ガラスバブル、クレ
イ、アルミニウムのような金属粉末、酸化亜鉛、その
他)"を含有する光共重合性組成物を開示している。しか
しながら、この特許は、クレイ充填剤が放射線硬化バイ
ンダーの硬化に、持っているであろう影響について述べ
ていない。他の特許としては、米国特許第4,642,126
号、同第4,644,703号、同第4,735,632号、同第4,751,13
8号、同第4,773,920号、同第4,903,440号、同第4,927,4
31号、同第5,011,513号、同第5,014,468号、同第5,152,
917号を含むものである。

【０００７】バインダーの浸食性に関係があるように見
えるが、クレイ、及びバインダーの浸食性にそれらの有
り得る影響を討論していない特許としては、米国特許第
2,806,772号、同第2,676,892号、同第4,588,419号、同
第4,652,275号、及び同第4,871,376号がある。

【０００８】微小研磨製品は、"インペリアル・ビーデ
ッド・ミクロフィニッシング・フィルム(Imperial Bead
ed Microfinishing Film)"の商品名で、1987年以降、譲
り受け人ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファク
チュアリング(Minnesota Mining and Manufacturing)
社，ミネソタ州セント・ポール("3M)によって、市販さ
れており、これは研磨剤表面として、グレード600の研
磨剤粒子、クレイ、及びフェノール樹脂を用いている。
これらの製品が多くの成功を受けている一方で、産業界
は常に改良されたバインダーシステムを求めつつある。

【０００９】研磨業界は、付加重合性樹脂を含むバイン
ダーの浸食性に、クレイ充填剤が持っている重要性を全
く教えていない。これは、幾つかの例で、付加重合性樹
脂が研磨物品に組み込まれたとき、バインダーは著しく
浸食されない事を明らかにした過去の経験の故である。
もし、バインダーが十分に浸食しないならば、研磨表面
は切れ味が悪くなり、そして出来ばえを減少させる傾向
がある。かくして、もし付加重合性樹脂を組み込んだバ
インダーが、制御可能に浸食するならば、研磨物品にお
いて著しい進歩である。

【００１０】本発明によれば、所定の浸食速度を示す浸
食し得る研磨コンポジット、即ち研磨される細工片に新
しい研磨粒子が徐々にかつ制御的に露出するコンポジッ
トが開発される。本明細書で用いる"コンポジット"の用
語は、塗布研磨剤において裏地に適用された研磨剤層、
不織研磨剤において繊維に適用された研磨剤層、または
結合研磨剤の三次元本体を意味する。この用語は個々の
研磨粒子の集塊を表す為にここに用いようと意図するも
のではなく、これら後者は"研磨剤集合体"として定義さ
れている。本発明の中でコンポジットは、個々の研磨粒
子の集合体を含むことができる。

【００１１】本発明の研磨コンポジットは、バインダー
中に分散した研磨粒子を有し、該バインダーは分散した
クレイ粒子を有する付加重合性樹脂を含む事によって特
徴づけられている。"バインダー"は、硬化、ゲル化また
は重合された樹脂を含む、固体化された組成物を意味
し、ここで、"樹脂"はモノマー状、オリゴマー状、或い
はポリマー状物質を含むものである。硬化は、元来放射
線開始重合方法を含むものであるが、熱開始重合、また
はゲル化を含むことが出来る。好ましくは、研磨粒子の
全ては、クレイ粒子含有バインダーによって包み込まれ
ている。"付加重合性樹脂"なる術語は、好ましくは放射
線及び光開始剤の存在下で、フリーラジカル、またはイ
オン的なメカニズムによって、少なくとも部分的に硬
化、ゲル化、または重合される樹脂を意味する。"重合
性"、及び"重合し得る"なる語は、連鎖成長、及び架橋
反応の両者を含む事を意味する。

【００１２】"放射"は、"非粒子"放射(典型的かつ好ま
しくは、光開始剤を用いるＵＶ放射及び可視放射線のよ
うな)、及び粒子線放射(光開始剤を要しない、電子線照
射のような)を含むものである。

【００１３】発明者はここで、クレイ粒子の存在が、研
磨コンポジットにおいて、"所定の浸食速度"を示す事に
帰着する事を発見したのである。ここに用いられるよう
に、これはコンポジットが新しい研磨粒子を暴露するよ
うに浸食されるが、特殊な用途のための許容されない高
い速度で、浸食されるものではない事を意味する。"所
定の速度"は、速度が物品の寿命全体に均一であること
を必ずしも意味するものではない事をまた理解すべきで
ある。定義する事は困難であるが、所定の浸食性は、多
くの研磨製品に、特にラッピング塗布研磨剤(lapping c
oated abrasibes)に好まれる。他の無機粒子のバインダ
ー前駆体(precursor)への添加は、浸食性に寄与する。
しかしながら、これら他の無機粒子の幾つかは、"余り
にも早い"浸食速度を与え、一方他の無機粒子は浸食速
度の"余りにも遅い"結果を示す。余りにも早い、または
余りにも遅い浸食速度はいずれも、最適の切削速度(cut
rate)を有しない研磨物品に帰着する。バインダー前駆
体へのクレイの添加が、最適の切削速度を持つ"所定の
浸食"バインダーに帰着することが理論づけらている。

【００１４】発明に有用な、ここに述べるクレイは、あ
いにく典型的には、ＵＶと可視放射線を吸収してしま
い、商業的に受け入れられる硬化速度を達成するに十分
なＵＶ、または可視光を通過させない。かくてここに用
いる付加重合性樹脂が、クレイの存在にも拘らず硬化し
得ると言う事は全く予期せざる、そして驚くべき事であ
る。

【００１５】本発明に従う、好ましい研磨コンポジット
は、付加重合性樹脂がエチレン系不飽和物質、及びエポ
キシ樹脂から成る群から選択されるものである。好まし
いエチレン系不飽和物質は、アクリル化ウレタン樹脂、
アクリル化エポキシ樹脂、エチレン系不飽和モノマー
(例えばスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼ
ン、等)、ペンダント不飽和カルボニル基を持つアミノ
プラスト樹脂、少なくとも一つのペンダントアクリレー
ト基を持つイソシアヌレート樹脂、等を含むものであ
る。これらの混合物及び組み合わせが用いられる事は理
解されるであろう。特に好ましい、本発明に用いられる
エチレン系不飽和物質は、トリメチロールプロパントリ
アクリレートと組み合わされた、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。

【００１６】本発明のコンポジットの、所定の浸食速度
はウエット及びドライ両者の摩砕条件下で観察され、ウ
エットが好ましい。ここで用いられる"ウエット"は、細
工片の研磨の間、細工片に液体、好ましくは水、または
水性混合物の適用を意味するものである。浸食性の研磨
コンポジットを組み込んだ研磨物品、そしてこのような
コンポジットと物品の製造法及び使用法も提供する。

【００１７】ここに使用する"浸食性"の用語は、本発明
によって作られたコンポジットの能力に関するものであ
って、所定の方法、例えば機械的な摩砕力下での破壊に
よってその構造を崩壊することである。勿論、水、また
は他の水性フラッド(flood)は、バインダーの破壊片を
押し流す事により、バインダーの浸食を助けている。

【００１８】本発明による研磨コンポジットは、約0.01
マイクロメーターから約50マイクロメーターの範囲の、
更に好ましくは約0.1から約15マイクロメーターの範囲
の平均粒子径のクレイ粒子を持っているバインダーを有
している。本発明の一つの好ましい研磨コンポジット
は、重量(乾燥)で、約20から約95パーセントの研磨粒
子、約3から約78パーセントとの付加重合性樹脂、及び
約2から約50パーセントのクレイ粒子を含有している。

【００１９】第一の本発明の局面は、裏地に付着されて
いる研磨コンポジットによって特徴づけられている研磨
物品であって、研磨コンポジットは上記本発明のコンポ
ジットを含有するものである。好ましい裏地は、下塗り
及び未下塗りのポリマーフィルム、布、紙、バルカンフ
ァイバー、織られた物品、及びこれらの組み合わせを含
むものである。

【００２０】同様に発明とみなされる物品は、開放(ope
n)、多孔質、繊維状、高い(lofty)、不織基材を含有す
る、裏地を持つものである。特に好ましい不織裏地は、
ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチ
レン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択され
る、熱可塑性の繊維を含有するものである。塗布研磨剤
と不織研磨剤との間の差異は、当業界において良く知ら
れている。不織研磨物品の場合、研磨コンポジットは、
開放の、高い、多孔性の、繊維状の、不織のウエブの繊
維に結合されている。ラッピング研磨物品のような塗布
された研磨剤の場合、研磨コンポジットは非多孔質の裏
地の、少なくとも一つの表面に結合されている。

【００２１】その研磨塗布層が所定の浸食を示す、塗布
研磨物品は、(ａ)表面、及び裏面を有する裏地、及び
(ｂ)研磨コンポジットが、表面または裏面の少なくとも
一面に付着されており、研磨コンポジットが先に記載し
た発明の研磨コンポジットであることによって特徴づけ
られている。

【００２２】好ましい、付加重合性の樹脂を含む塗布研
磨剤は、先に記載の本発明の研磨コンポジットに用いら
れたものから選択される。発明の適当な塗布研磨物品
は、研磨粒子を裏地に接着するメークコーティング(mak
e coating)、及び研磨粒子上に適用されるサイズコーテ
ィング(size coating)を含有する研磨コンポジットを含
むものである。随意の塗布は、サテュラント(saturan
t)、プレサイズ(presize)、バックサイズ(back size)、
及びスーパーサイズ(supersize)を含み、これらの全
て、幾つかがここに記載の付加重合性樹脂を含有しても
よく、また全く含まれなくてもよい。もし所望の塗布層
が、付加重合性樹脂を何も含有しないなら、その場合、
一般に塗布研磨剤の製造に用いられている熱可塑性樹
脂、及び熱硬化性樹脂(例えば、フェノール樹脂、尿素
−アルデヒド樹脂など)のごとき、他の樹脂をこれらの
塗布層に用いる事が出来る。

【００２３】バインダー前駆体中に分散されているクレ
イ粒子を含み、バインダー前駆体が付加重合性樹脂を含
有する塗布可能な分散物が、コンポジットを作るために
用いられる。"分散物"の用語は、未硬化の樹脂及びクレ
イ粒子を含むが、研磨粒子を含まないバインダー前駆体
組成物を意味する。クレイ粒子は、放射エネルギーの曝
露による付加重合性樹脂の硬化を防げるには不十分な量
で存在する。"放射エネルギーの曝露による付加重合性
樹脂の硬化を防げるには不十分な量"なる言い回しは、
与えられた放射線強度、及びもし用いられるなら光開始
剤のタイプが、付加重合性樹脂を硬化して、硬い寸法的
に安定なバインダーを作るに必要とされる時間を商業的
に実行し得なくする量のクレイ量を越える事が出来ない
事を意味している。この発明に対しＵＶ硬化が用いられ
る時、存在するエチレン的な不飽和のモノマー、及び他
のモノマー全てを完全に重合するためには、ＵＶエネル
ギーのレベルは少なくとも平方センチメートル当たり、
約100から約1200ミリジュール、好ましくは平方センチ
メートル当たり、約400から約700ミリジュールである。
硬化の条件は、用いる放射線と開始剤のタイプで、そし
て存在するクレイの量で変化する。電子線照射が用いら
れるとき、完全に硬化させるためには、好ましくは約0.
1から約10Mrad、更に好ましくは1から6Mrad の範囲の線
量レベルである。

【００２４】本発明のこの態様に従う、好ましい塗布で
きる分散物は、組成中、クレイ粒子の重量パーセント
(ドライベース)が、約1から約50重量パーセントの範
囲、更に好ましくは約5から約30重量パーセントの範囲
のものである。

【００２５】発明の分散物を含有し、そしてそれが更に
研磨粒子を含む、塗布可能のスラリーが特に好まし
い。"スラリー"なる語は、未硬化の樹脂、研磨粒子、及
びクレイ粒子を含むバインダー前駆体組成物を意味す
る。その中に研磨粒子を有する本発明の塗布可能のスラ
リーは、代表的に、そして好ましくは、重量(乾燥ベー
ス)で約20から約95パーセントの間の研磨粒子、約3から
約78パーセントの付加重合性樹脂(もし用いるなら、光
開始剤を含んで)、及び約2から約50パーセントのクレイ
粒子を含有する。

【００２６】発明の研磨コンポジットを作る一般的な方
法は、研磨粒子、付加重合性樹脂、所望により光開始剤
(用いる放射エネルギーのタイプとエネルギーレベルに
依存する)、及びクレイ粒子を含有するスラリーを形成
する第一の工程によって特徴づけられている。クレイ粒
子の量は、バインダーに対し所定の浸食速度を与えるに
十分であるが、放射エネルギーの使用による付加重合性
樹脂の硬化を防ぐには不十分な量である。第二の工程
は、付加重合性の樹脂を硬化するに十分な放射エネルギ
ーに、スラリーを曝露することである。曝露する工程に
先だって、スラリーを裏地に適用する方法が、特に好ま
しい。

【００２７】メーク及びサイズコーティングを有する、
塗布された研磨剤の製造方法を同様に記載する。最初
に、発明の塗布可能の分散物が調製され、それをメーク
コーティングとして裏地に適用される。この段階でメー
クコーティングを、所望により、部分的に硬化する事が
出来る。しかる後研磨粒子が、未硬化の、または部分的
に硬化したメークコーティングに適用され、そしてしか
る後に適用されたサイズコーティングと共に、メークコ
ーティングを少なくとも付加重合性樹脂を部分的に硬化
する条件に曝露する。最後の段階は、メーク及びサイズ
コーティングを、付加重合性樹脂とサイズコーティング
を完全に硬化するに十分な条件に曝露する事である。サ
イズコーティングは放射線硬化樹脂とは異なる、フェノ
ール樹脂のような樹脂を含有出来ることが理解されるで
あろう。選択的に、付加重合性樹脂を含有するサイズコ
ーティングと共に、メークコーティングはフェノール、
または他のバインダー樹脂を含有する事が出来、或いは
メーク及びサイズコーティングの両者が発明の分散物を
含有する事が出来る。付加重合性樹脂と他の樹脂を混合
して、メーク、及び／またはサイズコーティングとして
用いることが出来る事を理解すべきである。

【００２８】塗布された研磨物品、特にラッピング研磨
物品を作るに良く適した方法が、本発明の他の態様であ
る。この方法は、 １)スラリーが付加重合性樹脂、研磨粒子、及びクレイ
粒子を含有する、塗布スラリーを３次元のパターンを有
する製造用具上に塗布すること、 ２)スラリーが少なくとも一つの基材の主表面を濡らす
ように、少なくとも一つの主表面を有する基材をスラリ
ーと接触させ、かくして第一の中間物品を形成するこ
と、 ３)スラリーを、付加重合性樹脂を少なくとも部分的に
硬化するに十分な条件に曝露して、第二の中間物品を形
成させること、 ４)製造用具から第二の中間物品を取りはずして、研磨
物品を得ること、の工程によって特徴づけられている。

【００２９】この後者に替わる方法は、 １)付加重合性樹脂、研磨粒子、及びクレイ粒子を含有
するスラリーが、少なくとも一つの主表面を濡らして第
一の中間物品を形成するように、少なくとも一つの主表
面を有する基材をスラリーと接触させること、 ２)第一の中間物品のスラリーを、３次元パターンを有
する製造用具に接触させること、 ３)付加重合性樹脂を少なくとも部分的に硬化して、第
二の中間物品を形成するに十分な条件に、スラリーを曝
露すること、そして ４)第二の中間物品を製造用具から取り外し、研磨物品
を生成すること、の工程によって、特徴づけられてい
る。

【００３０】二つの、すぐ前にある発明の方法の第三の
工程に関する、好ましい"条件"は、放射線エネルギー、
特にＵＶ放射線である。これらの方法を行うためには、
基材かまたは製造用具が、使用されるタイプの放射線に
透明であることが必要である。３次元のパターンを有す
る製造用具は、米国特許第5,152,917号に大体記載され
ている。

【００３１】本発明の研磨物品の製造の間で、バインダ
ー前駆体は付加重合性樹脂、及び存在しても良い他の樹
脂を硬化するに十分なエネルギーに曝露される。もし非
粒子(例えば、紫外、可視)放射線が用いられる場合、光
開始剤がフリーラジカルを発生することが好ましい。ま
た、イオン源(好ましくは、カチオ源)を用いることも出
来る。このフリーラジカル源、またはイオン源が次いで
付加重合性樹脂の重合を開始する。電子線硬化は、典型
的には、光開始剤を必要としないが、硬化を促進するた
めに用いても良い。全ての付加重合条件において、熱は
硬化反応を促進する。

【００３２】種々のクレイが、硬化した付加重合樹脂
を、別のクレイが存在しない樹脂よりも、更に浸食し易
くするようにしていることが理論づけられている。この
現象は付加重合性樹脂、及びクレイを組み込んだバイン
ダーが、すり減った切れ味の悪い研磨粒子を研磨コンポ
ジットから取り去り、そして新しい研磨粒子を露出させ
て所定のように浸食することの原因となっている。新し
く露出した研磨粒子は典型的には、すり減った研磨粒子
よりも、切削に更に効率的である。クレイの添加は、最
適な切削速度を生ずる"所定の浸食"速度に帰着する。も
し浸食速度が余りにも遅いと、すり減った研磨粒子は十
分に早く崩れ落ちずこれは結局、低下した性能となる。
もし浸食速度が余りにも早いと、研磨粒子が完全に使用
される前に崩れ落ち、これはまた結局、研磨物品の最適
ではない使用法となってしまう。

【００３３】クレイは、一般にアルミニウム、マグネシ
ウム、または鉄の水和されたシリケートとして記載する
ことが出来る。これらは通常、代表的に微小粒子からな
るシート状、プレート状構造を示し、そして通常クレイ
状ではない石英、カーボネート、またはスルフィドのよ
うな不純物を含んでいる。

【００３４】本発明に有用なクレイは、結晶性またはア
モルファスとして広く分類される。アモルファスクレイ
はアロファン(allophane)グループに属し、一方結晶性
クレイはフィロシリケート(phyllosilicate)グループに
属する。フィロシリケートグループは更に、平面含水、
及び非平面含水鉱物に分けられる。平面含水クレイ鉱物
の例は、カオリナイト(kaolinite)、タルク(talc)、パ
イロフィライト(pyrophyllite)、サポナイト(saponit
e)、モンモリロナイト(montmorillonite)、ムスコバイ
ト(muscovite)、クリントナイト(clintonite)、及びク
リノクロール(clinochlore)である。非平面含水クレイ
鉱物の例は、アンチゴライト(antigorite)、グリーナラ
イト(greenalite)、ガノフィライト(ganophylite)、バ
ニステライト(bannisterite)、及びクリソタイル(chrys
otile)である。クレイ・ミネラル・ソサイアティ・ノメ
ンクラチャー・コミッティ(Clay Mineral Society Nome
nclatureCommitee)による、結晶性クレイ鉱物の最近の
分類は、クレイ・アンド・クレイ・ミネラル(Clays and
Clay Minerals),Vol.39,No.3,pp.333-335(1991)に見い
だすことが出来る。これらクレイ鉱物の多くはクレイの
主要な成分である一方、これらは大きな"岩石"粒子中に
同様に存在し、そしてこれらは代表的にクレイと考えら
れていないことに注意されたい。

【００３５】結晶性クレイは、加熱し、水和水(即ち化
学的に結合した水)を追い出すことによって、アモルフ
ァスクレイに転換する事が出来、そして最初の量の結晶
性クレイは、粉砕操作中にアモルファスクレイに転換し
ているかも知れない。

【００３６】本発明に用いられる、特に好ましい三種の
クレイは、カオリン、焼成(アモルファス)カオリン、及
びモンモリロナイト(ベントナイト)である。

【００３７】クレイ粒子は平面であるけれども、粒子サ
イズ範囲はそれらを描写するのに有用である。本発明の
目的に対し、クレイ粒子は、好ましくは約0.01マイクロ
メーターから約50マイクロメーターの間の平均粒子サイ
ズの範囲に、更に好ましくは約0.1マイクロメーターか
ら約15マイクロメーターの間に、特に好ましくは約0.1
マイクロメーターから約5マイクロメーターの間の範囲
にある。クレイ粒子の平均粒子サイズは、研磨粒子の平
均粒子サイズより小さく、より大きく、またはそれに等
しい。ある場合において、クレイ粒子の平均粒子サイズ
は、研磨粒子の平均粒子サイズより小さいことが好まし
く、それでクレイ粒子を含むバインダー前駆体は、クレ
イ粒子を含むバインダーと研磨粒子との間の実質的な空
隙スペースなしに、研磨粒子を包み込むことが出来る。

【００３８】本発明の塗布可能バインダー前駆体の組成
物は、先に述べたとおり、分散物、及びスラリーを包含
する。分散物、及びスラリーは、硬化したバインダーを
更に浸食可能にするには十分であるが、放射線(そして
もし必要なら、光開始剤)の曝露による付加重合性樹脂
の硬化を防げるには不十分な量のクレイを含んでいる。
言い替えれば、与えられた放射線エネルギー(そしても
し必要なら、光開始剤)を用いた場合、クレイの量は、
硬い、寸法的に安定なバインダーを作る付加重合性樹脂
の硬化に必要な時間が、商業的に可能でなくなる量を越
えないことが好ましい。一般に、クレイと樹脂の重量比
が増加すると、"硬化の深さ"は減少する。ここで硬化の
深さは、バインダー前駆体の露光された表面から放射線
源の起点に向かい合った方向に測定される。

【００３９】本発明の研磨コンポジットは、先に述べた
とおり、バインダー中に分散した研磨粒子、その中に分
散されたクレイ粒子を有する付加重合性樹脂を含有する
バインダーを含有する。好ましくは、全ての研磨粒子は
クレイ粒子を含むバインダーによって、包み込まれて
(即ち、全体に囲まれて)いる。しかしながら、塗布研磨
剤で、メーク及びサイズコーティングが用いられる場合
のケースでは、研磨粒子は裏地にメークの樹脂で接着さ
れており、そして更にサイズの樹脂で支持されている。
メークコーティング、サイズコーティングか、或いはそ
の両者は、その中に分散されたクレイ粒子を有する付加
重合性樹脂を含有してもよい。

【００４０】本発明の実施に有用な付加重合性樹脂は、
光開始剤の存在下か、或いは開始剤なしに、放射線エネ
ルギーの曝露によって硬化することが可能な樹脂であ
る。有用な樹脂は、粒子放射線、非粒子放射線、または
両者で硬化し得るものを含む。非粒子放射線はＵＶ放射
線、及び可視光を含む一方、用いられる最も普通に用い
られる粒子放射線は、電子線照射である。粒子及び非粒
子放射線エネルギー源の組み合わせも用いられるが、非
粒子放射線エネルギー源、特にＵＶ及び可視エネルギー
源が現在好まれている。

【００４１】電子線照射は、好ましくは約0.1から約10M
rad、更に好ましくは1から6Mrad の範囲の適応量レベル
を有する。ＵＶ放射線は、約200から約700ナノメーター
の、好ましくは約250から約400ナノメーターの範囲の波
長を持った非粒子放射線である。可視の放射線は、約40
0から約800ナノメーター、好ましくは約400から約550ナ
ノメーターの範囲の波長を有する非粒子放射線である。

【００４２】光開始剤が紫外放射線、または可視光のよ
うな非粒子線に曝露されたとき、光開始剤はフリーラジ
カル、またはイオンを発生する。このフリーラジカル、
またはイオンが、付加重合性樹脂の重合を開始する。

【００４３】本発明の使用に好ましい、そして非粒子放
射線で重合可能な、付加重合性樹脂の例は、アクリル化
モノマー、オリゴマー、及びポリマー(例えば、アクリ
ル化ウレタン樹脂、及びアクリル化エポキシ樹脂)；エ
チレン系不飽和モノマー(例えば、スチレン、ジビニル
ベンゼン、ビニルトルエン、など)；分子またはオリゴ
マー当たり、少なくとも1.1のペンダントアルファ、ベ
ータ−不飽和カルボニル基を持つような、そしてこれら
は更に米国特許第4,903,440号に記載されている、ペン
ダント不飽和カルボニル基等を持ったアミノプラスト樹
脂；少なくとも一つのペンダントアクリレート基、等を
持ったイソシアヌレート樹脂、(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米国
特許第4,652,275号に記載されている；)；少なくとも一
つのペンダントアクリレート基を持つイソシアネート樹
脂；エポキシ樹脂；及びこれらの混合物、及び組み合わ
せを含む。"アクリル化された"の用語は、モノアクリル
化、ジアクリル化、及び多アクリル化モノマー、オリゴ
マー、及びポリマー、そしてモノメタクリル化、ジメタ
クリル化、及び多メタクリル化モノマー、オリゴマー、
そしてポリマーを含むことを意味する。"オリゴマー"
は、２から５の同一のモノマー単位を含有する物質とし
て意味する事が一般に受け入れられている。他の一般に
受け入れられている定義は、オリゴマーは、１またはい
くつかの繰り返し単位を添加または除去する事で、その
性質が変化するポリマーであるということである。本来
のポリマーの性質は、このような変性で著しくは変わら
ない。

【００４４】室温で固体のモノマーが、もし適当な希釈
剤に溶解するならば、用いることが出来るということは
注目すべき点である。これは室温で固体である、一種の
特に好ましい樹脂、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("ＴＡＴＨＥＩＣ")を用い
る場合である。このモノマーを用いる場合、そのため粘
度が減少される"重合性樹脂"は、モノマーと反応、また
は反応しない、しかし好ましくはモノマーと反応する
(そしてこれ故に、他のモノマーと考えられる)希釈剤を
含む。室温で固体のアクリル化モノマーに対し、一つの
好ましい希釈剤は、トリメチロールプロパントリアクリ
レート("ＴＭＰＴＡ")である；しかしながら、このよう
な希釈剤は、重合性の樹脂がすでに室温(即ち、約25℃)
で液体であるとき、更に正しくは反応性希釈剤に属す
る。ＴＡＴＨＥＩＣが用いられるとき、ＴＡＴＨＥＩＣ
／ＴＭＰＴＡの組み合わせは、本発明のスラリー、及び
分散物において、重合性樹脂として考えられる。ＴＡＴ
ＨＥＩＣ／ＴＭＰＴＡの重量比は、好ましくは約1：2か
ら約2：1、更に好ましくは約1：1.7から約1.7：1、最も
好ましくは1：1の範囲である。ＴＡＴＨＥＩＣまたはＴ
ＭＰＴＡは、付加重合性樹脂として単独で、粉砕の挙動
に単に僅か減少する事が目につくだけで、用いることが
出来る点は注目すべきである。

【００４５】アクリル化ウレタンオリゴマー樹脂は、好
ましくはヒドロキシ−末端アクリレートエステル、低分
子量アクリレート(2-ヒドロキシエチルアクリレートの
ような)でトランスエステル化された、イソシアネート
伸張ポリエステルまたはポリエーテルポリオールであ
る。好ましいアクリル化ウレタンオリゴマー樹脂の数平
均分子量は、約300から約10,000更に好ましくは約400か
ら約7,000の範囲である。市販で入手できるアクリル化
ウレタンオリゴマー樹脂の例は、商品名"UVITHANE 782"
(モートン・チオコール・ケミカル(Morton Thiokol Che
mical)より入手可能)、及び"CMD 6600"、"CMD 8400"、"
CMD 8805"(ラドキュアー・スペシャリティーズ(Radcure
Specialties)より入手可能)で販売されているものであ
る。

【００４６】エポキシ樹脂はオキシラン環を有し、そし
て開環によって重合する。このようなエポキシ樹脂は、
モノマー状及びオリゴマー状エポキシ樹脂を含む。これ
らの樹脂は、それらの骨格及び置換基の性質を大きく変
化させる事が出来る。例えば骨格は、エポキシ樹脂と普
通に会合している任意のタイプ、及び室温でオキシラン
環と反応する活性水素原子を有しない任意の基の置換基
である。

【００４７】受け入れられ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、スルホネート基、シ
ロキサン基、ニトロ基、及びホスフェート基を含む。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Ａのジグリシジルエーテル)を含み、シェル
・ケミカル社(Shell Chemical Co.)から"Epon 828"、"E
pon 1004"、及び"Epon 1001"、そしてダウ・ケミカル社
(Dow Chemical Co.)から"DER-331"、"DER-332"、及び"D
ER-334"の商品名で市販されており、入手できる。他の
適当なエポキシ樹脂は、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(即ちダウ・ケミカ
ル社より入手可能の、商品名"DEN-431"及び"DEN-438"の
商品名で知られている)を含む。本発明に有用なエポキ
シ樹脂は、適当な光開始剤の添加と共に、カチオン的な
メカニズムを経由して重合される。これらの樹脂は、更
に米国特許第4,318,766号に記載されており、ここに参
考として引用する。

【００４８】アクリル化されたエポキシオリゴマー樹脂
はビスフェノール−Ａエポキシ樹脂のジアクリレートエ
ステルのような、エポキシ樹脂のアクリレートエステル
である。市販で手にはいるアクリル化エポキシオリゴマ
ー樹脂は、ラドキュアー・スペシャリティーズから手に
はいる、"CMD 3500"、"CMD 3600"、及び"CMD 3700"の商
品名で知られているものを含む。

【００４９】本発明に有用な、他の付加重合性樹脂は、
炭素及び水素、そして所望により酸素、窒素、そしてハ
ロゲン原子を含むものである。酸素または窒素原子、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、及び尿素結合に存在する。

【００５０】希釈剤が、また発明のスラリー及び分散物
に用いられる。ここに用いられている"希釈剤"の語は、
それらが加えられた組成物の粘度を下げる、或いは下げ
ない、低分子量(好ましくは約500より小さい)有機化合
物を、言外の意味に持っている。"反応性"希釈剤は、樹
脂と反応しそして化学的に結合した状態で硬化したバイ
ンダー中に残り、一方"不活性"希釈剤は樹脂と反応しな
い希釈剤である。反応性、及び不活性希釈剤両者とも、
本発明に用いることができる。

【００５１】好ましい反応性の希釈剤は、約100から約5
00の範囲の分子量を持つ、アクリレートであって、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、ヒドロキシプロピルメタクリレート、
テトラヒドロフルフリルアクリレート、ヒドロキシエチ
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、ペンタエリスリトールテト
ラメタクリレート、等を含む。

【００５２】他の有用な反応性の希釈剤は、メタクリレ
ート、例えば、メチルメタクリレート及びエチルメタク
リレート；モノアリル、ポリアリル、及びポリメタリル
エステル、及びカルボン酸のアミド(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
ルアジパミドのような)；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
ロキシエチル)-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、を含む。

【００５３】非粒子放射線で硬化する付加重合樹脂は、
好ましくは光開始剤を含む。紫外線に曝露されたとき、
フリーラジカルを発生する光開始剤の例としては、有機
パーオキサイド、アゾ化合物、キノン、ベンゾフェノ
ン、ニトロソ化合物、アクリルハライド、ヒドロゾン、
メルカプト化合物、ピリリウム化合物、トリアクリルイ
ミダゾール、ビスイミダゾール、クロロアルキルトリア
ジン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、チオキ
サントン、及びアセトフェノン誘導体、そしてこれらの
混合物を含む。可視の放射線に曝露されたとき、フリー
ラジカルを発生する光開始剤の例は、米国特許第4,735,
632号に記載されている。

【００５４】カチオン光開始剤は、エポキシ樹脂のよう
な、幾つかの付加重合性樹脂の重合を開始する酸のソー
スを発生する。カチオン光開始剤は、オニウムカチオン
を有する塩、及び金属またはメタロイド(metalloid)の
ハロゲン含有コンプレックスアニオンが挙げられる。他
の有用なカチオン光開始剤は、有機金属コンプレックス
カチオンの塩、及び金属またはメタロイドのハロゲン−
含有コンプレックスアニオンを含み、これは更に米国特
許第4,751,138号に記載されている。他の有用なカチオ
ンの光開始剤は、米国特許第4,985,340号、及び両者と
も1989年3月8日に領布されている、欧州特許出願306,16
1号、及び同306,162号に記載されている有機金属塩およ
びオニウム塩である。さらになお、他の有用なカチオン
の光開始剤は、その中の金属が周期律グループのＩＶ
Ｂ、ＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、及びＶＩＩＩＢの元素か
ら選ばれた、有機金属のコンプレックスのイオン塩を含
むのであって、このような塩は、欧州特許出願第109,58
1号(1984年5月30日に領布)に記載されている。

【００５５】光開始剤は、用いられる場合、好ましくは
分散物、またはスラリーの約0.1から約10重量パーセン
ト、更に好ましくは約1から約5重量パーセントを含有す
る。

【００５６】研磨物品は、これに接着している発明の研
磨コンポジットを有している裏地として、ここに定義さ
れているけれども、"研磨物品"なる語は、研磨コンポジ
ットそれ自身(即ち、裏地無し)を含むことを意図してい
る。

【００５７】不織研磨物品が当業界に良く知られてお
り、一般に米国特許第2,958,593号に説明されている。
一般にこれらは、バインダーにより、接触点で共に接着
されている、開放された(open)、立ったロフティ(loft
y)繊維のウェブを含有する。

【００５８】ラッピング研磨物品のような塗布研磨材の
場合、本発明の研磨コンポジットは少なくとも裏地の一
つの表面に接着されている。ラッピング塗布研磨剤の場
合、裏地は好ましくは、連続(即ち、非多孔性の)ポリマ
ーフィルムであって、好ましくはエチレンアクリル酸コ
ーポリマーで下塗りされている。ラッピング研磨物品に
用いられる、代表的な、そして好ましい裏地の材料の例
は、研磨の間に発生する摩擦熱に耐えることのできる融
点を持ったポリマーフィルム(即ち、ポリエステル、
等)、下塗りされたポリマーフィルム、布、紙及び不織
布、そしてこれらの処理したもの、及びこれらの組み合
わせである。硬化繊維の裏地もまた塗布研磨材に有用で
ある。

【００５９】メーク及びサイズコーティングを用いて作
られた発明に従う塗布研磨剤は、付加重合性樹脂、随意
の光開始剤、そしてその中に分散された多くのクレイ粒
子を含有する分散物から形成された、少なくとも一つの
メーク及びサイズコーティングを有している。これらの
形態に用いる付加重合性の樹脂、光開始剤、及びクレイ
粒子は、先に記載したものと同一である。加えるに、発
明の分散物は他の随意の添加剤を含むことができる。こ
れらの添加剤は、充填剤(粉砕助材を含む)、繊維、潤滑
剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、染料、カップリング
剤、可塑剤、及び懸濁剤を含む。ある場合において、ク
レイ粒子が炭酸カルシウムのような他の随意の充填剤と
共に用いられるとき、研磨挙動に有利な相乗効果を示す
ことがある。これら随意の材料の量は望みの性質を与え
るように選択される。分散物はまた、有機溶媒か、そし
て／または水を必要に応じて含むことができる。

【００６０】先に述べたように、メークコーティング、
そして／またはサイズコーティングは、本発明の分散物
を含有する。所望により、分散物はスーパーサイズコー
ティング、即ち、サイズコーティング上の接着コーティ
ングとして、或いは裏地の基材の処理または塗布として
用いることができる。特に裏地は、基材を飽和させるサ
チュラントコーティング(saturant coating)、研磨粒子
に背中合わせの裏地の裏側にあるバックサイズコート
を、あるいは裏地の表側、裏地とメークコーティングの
間にあるプレサイズコーティングとして持つことができ
る。しかしながら、第一の意図は、研磨工程の間に所定
のように浸食する発明のコンポジットを持つことにある
ので、これらの随意のコーティング中に発明の分散物を
使用することの優位性は少なく、或いは示されない。か
くて、付加重合性樹脂及びクレイ粒子を含有する発明の
分散物は、好ましくは少なくともメーク或いはサイズコ
ーティングの一つに、作業片に新しい研磨粒子を対面さ
せる優位性を生じさせる前駆体である。他のバインダー
コーティングは、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、尿素ア
ルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、及びこれらの混
合物のような研磨物品に用いられている任意の従来から
の接着剤樹脂であることができる。

【００６１】特定の従来からの樹脂に基づいて、従来か
らの樹脂を含んでいるバインダー前駆体は、更に触媒ま
たは硬化剤を含むことができる。触媒、及び／または硬
化剤はいずれも、重合工程の開始、及び／または促進を
を助ける。

【００６２】また、従来からのバインダーコーティング
は、同様に塗布研磨業界に公知の、他の添加剤を含むこ
とができる。これらの添加剤は充填剤(粉砕助剤を含
む)、繊維、潤滑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、染
料、カップリング剤、可塑剤、及び分散剤を含む。これ
ら材料の量は、所望の性質を与えるため選択される。

【００６３】裏地材料の選択は、研磨物品の意図した応
用に依存する。裏地の強度は、使用中の、引き裂き、ま
たは他の損傷に十分耐えるべきであり、そして裏地の厚
さ、平滑性は、意図した応用に対し、望みの製品の厚さ
と平滑性を達成すべきものである。本発明のスラリー、
または分散物の裏地への接着性は同様に、普通の使用中
に、個々の研磨粒子、または研磨層が著しく脱落するこ
とを十分に防ぐべきものである。ある種の用途におい
て、裏地がまた耐水性であることが好ましい。裏地の厚
さは、意図した応用に十分な望みの強度を与えるべきも
のであるが塗布された研磨製品に望みのフレキシビリテ
ィに影響を与える程厚くないものである。ラッピング塗
布研磨材では、裏地はポリエステルのようなポリマーフ
ィルムが好ましく、本発明のスラリーまたは分散物、及
び得られた研磨コンポジットと、フィルムとの接着性を
増進するため、フィルムがエチレンアクリル酸コポリマ
ーのような材料で下塗りされていることが好ましい。同
様に、もしその上に三次元のパターンを持っている不透
明の製造用具を含む方法が用いられる場合は、後に述べ
るように、裏地が紫外または可視の放射線に対し透明で
あることが好ましい。

【００６４】織られた裏地の場合、裏地の隙間を、本発
明のスラリーまたは分散物を適用する前に、少なくとも
一種のコーティングで充填することがある場合に好まし
い。この目的に用いられるコーティングは、どのよう
に、そして裏地のどの表面にコーティングを適用するか
によって、サチュラント、バックまたはプレサイズコー
ティングと呼ばれている。

【００６５】裏地は、同一の、または異なる裏地材料の
いずれかを、二層またはそれ以上重層したラミネートで
作られた裏地の積層品を含有することができる。例え
ば、裏地は金属プレートのような、より堅い、より剛直
な基材にラミネートすることが出来、剛直な基材に支持
された研磨剤コーティングを有する塗布された研磨物品
を作る。

【００６６】研磨塗布層を含まない裏地の表面は、また
感圧接着剤、またはフック或いはループタイプの付属品
システムを含ませることが出来、それで研磨物品は裏打
ちのパッドにしっかり留めることができる。この目的に
適する感圧接着剤の例としては、ラバーベースの接着
剤、アクリレートベースの接着剤、及びシリコンベース
の接着剤を含む。

【００６７】それぞれの研磨物品は、研磨業界において
普通に用いられているものから選ばれるけれども、研磨
粒子(サイズ及び組成)は研磨物品の応用を考えにいれて
選ばれる。適当な研磨物品の選択に当たっては、熱伝導
性と同様に、硬さ、意図する作業片との適合性、粒子サ
イズ、作業片との反応性のような特性を考慮にいれる。

【００６８】本発明に有用な研磨粒子の組成は、二つの
クラス：天然研磨剤、及び合成研磨剤に分けられる。天
然研磨剤の例としては、ダイアモンド、コランダム、エ
メリー、ザクロ石、チャート(chert)、石英、砂岩(sand
stone)、玉髄(chalcedony)、フリント、石英岩(quartz
ite)、シリカ、長石、軽石、及びタルクを含む。合成研
磨剤の例としては、ボロンカーバイド、立方晶系ボロン
ナイトライド、融合アルミナ、セラミックアルミニウム
オキサイド、熱処理アルミニウムオキサイド、アルミナ
ジルコニア、ガラス、シリコンカーバイド、酸化鉄、タ
ンタルカーバイド、セリウムオキサイド、酸化錫、チタ
ニウムオキサイド、合成ダイアモンド、酸化マンガン、
酸化ジルコニウム、及びシリコンナイトライドを含む。

【００６９】本発明に有用な研磨粒子は典型的に、およ
び好ましくは約0.1マイクロメーターから約1500マイク
ロメーターの範囲、更に好ましくは約0.1マイクロメー
ターから約1300マイクロメーターの範囲の粒子サイズを
持っている。研磨粒子は好ましくは、約0.1マイクロメ
ーターから約700マイクロメーターの範囲、更に好まし
くは約1マイクロメーターから約150マイクロメーターの
範囲、特に好ましくは、約1から約80マイクロメーター
の範囲の平均粒子サイズを持っている。本発明に用いら
れる研磨粒子は、8以上、更に好ましくは9以上のモース
硬度を持っていることが好ましいけれども、特別な応用
には、より軟らかい粒子も用いることができる。

【００７０】必要条件ではないけれども、放射線を使用
して硬化するとき、もし研磨粒子の屈折率が用いる特別
の樹脂の屈折率に匹敵するか、または近いなら、硬化は
より早くなるように見える。研磨粒子は、比較的紫外線
吸収性がない性質により、白色酸化アルミニウムが好ま
しい。

【００７１】本発明の研磨コンポジットは、多数の研磨
粒子、付加重合性樹脂、光開始剤（もし樹脂が非粒子放
射線硬化性であるなら）、そして多数のクレイ粒子を含
むスラリーから形成される。研磨コンポジットを作る方
法は、次の工程を含有するものとして述べることができ
る。

【００７２】ａ．以下成分を混合することによるスラリ
ーの調製 １．多数の研磨粒子； ２．付加重合性樹脂； ３．もし必要なら、光開始剤； ４．多数のクレイ粒子；及び ５．粉砕助剤のような随意の成分；及び ｂ．樹脂を硬化するに十分な放射線エネルギーのスラリ
ーへの曝露

【００７３】工程(ａ)において、放射線硬化樹脂、及び
必要なら光開始剤が最初に、共に混合され、しかる後研
磨及びクレイ粒子を混合することが好ましい。研磨粒子
及びクレイ粒子は樹脂中に均一に分散されることが好ま
しい。ある場合には、高せん断力のミキサーを用いて、
均一なサスペンジョンを作る。スラリーを裏地基材に最
初に適用する方法は、本発明の範囲の別の方法である。
不織研磨物品に対しては、スラリーは次いで、３次元不
織基材に塗布される。典型的には、これはスプレーコー
ティング、またはロールコーティングによって成され
る。ラッピング塗布研磨物品に対しては、スラリーは、
スプレーコーティング、ロールコーティング、ダイコー
ティング、またはナイフコーティングのような、任意の
普通の方法で裏地の表側に適用される。

【００７４】次に、スラリーは樹脂を硬化させるため、
放射線源、好ましくはＵＶまたは可視光に曝露される。
必要とされるエネルギーの量(同一の裏地及び用具を用
いた場合)は、第一に樹脂の接着化学性に、そして第二
にバインダー前駆体の厚さに依存する。バインダー前駆
体が放射線源に曝露される時間は、典型的には約0.1か
ら100秒の範囲であるが、好ましくは5秒より少ない。

【００７５】ラッピング研磨剤を作る一つの特に好まし
い方法は、本願と同一の譲受人の米国特許第5,152,917
号(ピーパー(Pieper)他)に記載されている。これらの方
法において、得られた固形化したスラリー、または研磨
コンポジットは製造用具と逆のパターンを持っている。
スラリーを製造用具上で、少なくとも部分的に硬化また
は固形化することによって、研磨コンポジットは正確な
そして予め定めたパターンを持つ。付加重合性樹脂は、
部分的に硬化された物品を製造用具から取りだした後、
更に固体化または硬化される。製造用具のパターンは、
シリコンのような剥離剤で処理され、物品の取り出しを
容易にすることができる。

【００７６】スラリーは、製造用具に入る前に、代表的
に約40℃から90℃の範囲の温度に、加熱されることが好
ましい。スラリーを加熱すると、スラリーは製造用具の
三次元表面のキャビティへ容易に流れ込み、不良を最小
にする。スラリーの粘度は、好ましくはいくつかの理由
で厳密にコントロールされる。例えば、もしスラリーの
粘度が余りにも高いと、製造用具にスラリーを適用する
ことが困難になる。

【００７７】製造用具は、ベルト、シート、塗布ロー
ル、塗布ロール上に載置されたスリーブ、またはダイで
あることができる。製造用具は塗布ロールであることが
好ましい。典型的には、塗布ロールは直系約25cm〜45cm
を有しており、金属のような硬い材料で構成されてい
る。塗布機にいったん載置せられると、製造用具は駆動
モーターによって駆動される。

【００７８】先に述べたとおり、製造用具は、その表面
上に少なくとも一つの特定の形態の、予め決められた３
次元パターン、またはアレイを持っており、それは発明
の物品の研磨コンポジットのパターンとは逆になってい
る。本発明の限定的な態様ではないけれども、製造用具
の３次元パターンは、好ましくは、先に述べたピーパー
他の特許の、図6，7及び18に、詳細を記載したように、
非対称のピラミッドのアレイを含有する。

【００７９】この方法の製造用具は、金属例えばニッケ
ルから作ることが出来るけれども、プラスチックの用具
も同様に使用することができる。金属製の製造用具は、
望ましい構成に型取られた多くの金属部品の集団とし
て、彫刻、ホビング(hobbing)、組立によって、或いは
他の機械的な方法で、または電鋳法によって製造され
る。好ましい方法は、ダイヤモンドの旋盤細工によるも
のである。これらの方法は、更にポリマー科学と技術辞
典(Encyclopedia of Polymer Science and Technolog
y),Vol.8,ジョン・ウィリー・アンド・サンズ社(John W
iley & Sons,Inc.)(1968),pp.651-665に、そして米国特
許第3,689,346号の欄7,30から55行に記載されている。

【００８０】ある例において、プラスチックの製造用具
は、オリジナルの金属用具から複製する事ができる。金
属用具と比較してプラスチック用具の利点は、コスト
と、研磨物品用不透明裏地に用いることができることに
ある。不透明裏地を使用する場合、透明な用具を通して
放射線を伝えることが必要である。プロピレンのような
熱可塑性の樹脂が、金属用具の上でその融点でエンボス
される事が出来、しかる後急冷されて、金属用具の逆の
熱可塑性レプリカを作る。次いで、このプラスチックの
レプリカは、製造用具として用いることができる。

【００８１】放射線エネルギーによって開始された付加
重合性の樹脂にとって、製造用具を代表的に30℃から14
0℃の範囲に加熱して、研磨物品の処理及び取り出しを
容易にすることが好ましい。勿論、加熱はプラスチック
の透明な用具の場合には、パターンのゆがみ、或いはプ
ラスチック用具の寿命の減少を避けるために、制限を設
けるべきである。

【００８２】メーク及びサイズコーティングを有する塗
布研磨物品の製造方法であってその一つが付加重合性樹
脂、及びクレイを含有する場合は、すでに先に記載して
ある。以下の説明は、どのように種々の随意のコーティ
ングを有する塗布研磨物品を作るかの例である。

【００８３】第一の随意のコーティングとして、基材
は、ディップコーティングまたはロールコーティングの
ような任意の常套の技術で、サチュラントコーティング
前駆体で飽和される。

【００８４】サチュラント被膜が塗布された後、随意の
バックサイズ、そして／またはプレサイズコーティング
前駆体が、ロールコーティング、ダイコーティング、ま
たはナイフコーティングのような技術で塗布される。メ
ークコーティング前駆体は、上記随意のプレサイズの上
に適用される。所望によりメークコーティングは、その
後部分的に硬化される。研磨粒子は、しかる後メークコ
ーティング前駆体中に投入される。好ましくは、研磨粒
子は静電気コーティング方法で投入されるけれども、ド
ロップコーティングでも十分である。メークコーティン
グはしかる後、少なくとも部分的にメークコーティング
を硬化するに十分な条件に曝露される。次に、サイズコ
ーティング前駆体が任意の普通のテクニックによって研
磨の粒子の上に塗布される。もし望むなら最後に、スー
パーサイズコーティング前駆体が、任意の一つの先に述
べた技術によって、サイズコーティングの上に適用され
る。

【００８５】付加重合樹脂を含むこれらのコーティング
は樹脂が重合を開始する放射線エネルギーに曝露され
る。もし他のコーティングが熱硬化性バインダー前駆体
を含むなら、それらは熱を適用することによって固体化
される。また、加熱は放射線重合を加速するので、種々
のエネルギー源の組み合わせが良い結果を伴うこともあ
る。用いるエネルギー源の選択は、用いる樹脂の化学
性、塗布層の厚さ、もし放射線が通過するなら裏地の厚
さ、研磨剤及びクレイ粒子のタイプと量等に依存する。

【００８６】各々のコーティングは、次のコーティング
が適用される前に、触れても乾いているように、全ての
コーティング前駆体は少なくとも部分的に乾燥されてい
るか、または部分的に硬化されている。また、コーティ
ングは、完全に硬化した後に、次のコーティングを塗布
してもよい。最後のコーティングが塗布された後、残り
の部分的に硬化したコーティングは、コーティングを実
質的に完全に硬化する条件に置かれる。

【００８７】以下の試験の手順は、実施例を通して用い
られている。 ディスク試験手順 Ｉ 各々の実施例の塗布された研磨物品は、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。塗布研磨ディスクと裏
打ちパッドの組立品は、シーファー試験機(Schiefer te
sting machine)に装着され、そして塗布研磨ディスク
は、4.5kgの力を用いて、ポリメチルメタクリレートポ
リマーの作業片の研磨に用いられる。全ての試験はフラ
ッド水(water flood)を用いて行った。研磨された、ま
たは切削された作業片の量は、500サイクルごとに測定
した。切削値は比較例とのパーセントとして、即ち実施
例の切削量を比較例の切削量で割り、100%を掛けて表に
示した。また、ある例では、作業片上の研磨物品によっ
て発生した表面仕上げ(Ｒａ及びＲｚ)を測定した。Ｒａ
は引っかき傷の算術平均(マイクロインチ)である。Ｒｚ
は５回の連続的な個々の粗さ測定の平均である。表面仕
上げは、パーソメーター(Perthometer)MYBによって製造
された、"パーセン(Perthen)"の商品名で知られてい
る、プロファイルオメーター(profilometer)を用いて測
定した。理想的な塗布研磨剤は、高い切削率と、低い表
面仕上げの値を持っている。

【００８８】ディスク試験手順II ディスク試験手順IIは、作業片がセルロースアセテート
ブチレートポリマーであり、試験をドライで行った点以
外は、ディスク試験手順Ｉと同一である。

【００８９】試験手順III 試験される各々の塗布研磨物品を、5.7cmｘ22.9cmの長
方形のシートにする。研磨物品はクリップを用いて4.54
kg の金属ブロック裏打ちパッドに取付けられる。作業
片に接している塗布研磨表面は、5.7cmｘ15.1cmであ
る。作業片は、自動車ペイント工業に普通に用いられて
いるタイプのウレタンプライマーで塗布された 45cmｘ7
7cm 金属プレートである。サンド掛けの間、作業片の表
面には水を流した。研磨物品／裏打ちパッドを、作業片
に対し90ストローク動かしてウレタンプライマーをサン
ド掛けした。ストロークはオペレーターの手で前後に直
線の動きで動かした。切削を、即ち除去されたプライマ
ーのマイクロメーターの量を、90ストロークの後に測定
した。ペイントの厚さを、エルコメーター・インスルー
メント・リミテッド(Elcometer Instruments Limite
d)，英国マンチェスターより販売されている、"エルコ
メーター(Elcometer)"の商品名で知られている測定器具
を用いて測定した。表面仕上げＲａ、即ち研磨されたプ
ライマーの表面仕上げは、10サイクル後に測定した。表
面仕上げは、ディスク試験手順Ｉと同一のプロファイル
オメーターを用いて測定した。

【００９０】

【実施例】以下の限定する事のない実施例は、更に本発
明を説明するものである。実施例中の全ての、部、パー
セント、比率、その他は、他に示されなければ重量で表
したものである。

【００９１】以下の材料が実施例に用いられた。 ＴＡＴＨＥＩＣ トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌ
レートを表す ＰＨ１ 2,2-ジメトキシ-1-2-ジフェニル-1-エ
タノン、"イルガキュアー(Irgacure)651"の商品名でチ
バガイギー社(Ciba Geigy Company)から市販入手可能 ＴＭＰＴＡ トリメチロールプロパントリアクリレ
ートを表す ＷＡＯ 白色融合酸化アルミニウム研磨粒子を
表す ＡＳＰ 約2マイクロメーターの平均粒子サイ
ズを持つクレイ粒子を表し、"ASP600"の商品名で、エン
ジェルハード社(Engelhard Company)，エジソン(Ediso
n),NY.から市販入手可能 ＰＣ 約3マイクロメーターの平均粒子サイ
ズを持つクレイ粒子を表し、商品名"ピールス(Peerles
s)#4"で、R.T.バンデビルド(Vandebilt)、ノーウォーク
(Norwalk),CTから市販入手可能 ＣＡ ガンマ−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシランを表し、商品名 "A-174"で、ユニオン・
カーバイド社(Union Carbide Corporation)から市販入
手可能のカップリング剤 ＣＳ 約 3マイクロメーターの平均粒子サイ
ズを持つ、ワシントン・ミルズ・アブレイシブ(Washing
ton Mill Abrasives)から入手可能の、天然クライオラ
イト(cryolite)を表す ＣＣ 約15マイクロメーターの平均粒子サイ
ズを持つ炭酸カルシウム充填剤を表す ＣＭＳ ナイコ社(Nyco Company)から市販入手
可能の、アミノシランカップリング剤で処理されたカル
シウムメタシリケート充填剤を表す

【００９２】実施例１及び２そして比較例Ａ及びＢ この実施例のセットは種々の研磨物品の構造を比較し
た。研磨物品はディスク試験手順Ｉに従って試験を行
い、そして試験結果を表２、及び３に示す。

【００９３】実施例１及び２そして比較例Ａの研磨物品
を、米国特許第5,152,917号の方法に従って作った。最
初、スラリーを、表１に示す次の材料を完全に混合する
ことによって調製した。付加重合性の樹脂は、50/50/2
の比率のＴＡＴＨＥＩＣ／ＴＭＰＴＡ／ＰＨ１の混合物
である。白色酸化アルミニウム研磨粒子は、40マイクロ
メーターの平均粒子サイズを持っている。研磨スラリー
がピラミッドの間の奥底に満たされるように、ピラミッ
ドの配列を有するニッケル製造用具上にスラリーを塗布
する。ピラミッドのパターンは、先に引用したピーパー
他の特許の、図６，７及び１８で説明したそれと実質的
に同一である。パターンは、一つの基礎幅が約360マイ
クロメーター、一方他の基礎幅が約400マイクロメータ
ーの、非対称のものである。ピラミッドの高さは約180
マイクロメーターである。

【００９４】次に、102マイクロメーター厚のポリエス
テルフィルム基材を、アクリル製造用具にプラスチック
スクイーギー(plastic squeegie)の手段で押しつけ、そ
して研磨スラリーがポリエステルフィルムの表の表面に
濡らされる。ポリエステルフィルムの表の表面は、エチ
レンアクリル酸コーポリマーのプライマーを含んでい
る。

【００９５】次いでＵＶ光が、ポリエステルフィルムを
通してスラリー中に伝達され、樹脂の重合を開始する。
これはラジエーション・ポリマー社(Radiation Polymer
Company)から手にはいるＵＶ硬化設備を用いて行っ
た。これはＵＶプロセッサーモデル番号QC-1202/NSPL、
及びエーテック・インターナショナル(Atetek Internat
ional)製の二本の30.5cmＵＶ金属末端水銀灯、タイプＨ
から成っている。365ナノメーターに統合されたＵＶ硬
化ラジオメーター(radiometer)を用いて測定すると、用
いた適応量は、各パスに対し、170-260ミリジュール／c
m²の間であった。4回のパスを行った。このスラリー中
に生ずるＵＶ光の適応量は、ポリエステルフィルム基材
に接着している研磨コンポジット中に伝達される。

【００９６】次に、ポリエステルフィルム／研磨コンポ
ジット構成物を、製造用具から分離して、研磨物品を得
る。

【００９７】比較例Ｂに対する研磨物品は、グレード32
0(34マイクロメーター平均鉱物粒子直径)の研磨の粒子
を含むＡ重量の紙塗布研磨材であって、3M社(ミネソタ
州セント・ポール)から市販入手可能の"スリーマイト・
ウェット−ドライ(Three-MiteWetordry)"の商品名で知
られている。

【００９８】

【表１】 研磨剤スラリー処方 実施例 樹脂 ＷＡＯ ＡＳＰ ＣＡ １ ２０ ７０ １０ １ ２ ２５ ７０ ５ １ Ａ ３０ ７０ ０ １

【００９９】

【表２】 ディスク試験手順Ｉ 比較例Ｂとの切削値パーセント ５００ １０００ １５００ ２０００ 実施例 サイクル サイクル サイクル サイクル １ １０２.１ １０５.３ １０９.０ １１５.０ ２ １０１.６ １０５.５ １０９.２ １１５.１ Ａ ６３.１ ６６.４ ６９.６ ７４.８ Ｂ １００.０ １００.０ １００.０ １００.０

【０１００】

【表３】 ディスク試験手順Ｉ 表面仕上げデーター ５００サイクル ２０００サイクル 実施例 Ｒa Ｒz Ｒa Ｒz １ ２４.３ １７８ ２１.３ １５９ ２ ２４.０ １７４ ２１.０ １４４ Ａ １７.３ １２２ １６.７ １３４ Ｂ ２５.０ １６６ ２１.０ １５７

【０１０１】クレイ粒子の添加が最初の切削を、比較例
の６３から102%に増加させると結論することができる。
所定の研磨コンポジットの崩壊が、この比較的低い圧の
試験のもとでさえ見られた。比較例Ａは崩壊が全く現れ
なかった。

【０１０２】実施例３−５、及び比較例Ｂ−Ｇ 実施例３から５、及び比較例ＣからＧの研磨物品は、異
なるスラリーを用いたこと以外は、実施例１において説
明したものと同一の方法で作成した。これらのスラリー
の組成は、表４に示されている。樹脂、及び研磨粒子は
実施例１と同一である。充填剤の欄は、各実例において
スラリーに添加した無機粒子の量とタイプに関するもの
である。この実施例のセットの中で作られた研磨物品
は、試験手順I−IIIに従って試験され、そして試験結果
は表５から８に示されている。

【０１０３】

【表４】 研磨剤スラリー処方 実施例 樹脂 ＷＡＯ フィラー ＣＡ ３ ２５ ７０ ５ＡＳＰ １ ４ ２５ ７０ ５ＰＣ １ ５ ２０ ７０ １０ＰＣ １ Ｃ ２５ ７０ ５ＣＳ １ Ｄ ２０ ７０ １０ＣＳ １ Ｅ ２５ ７０ ５ＣＣ １ Ｆ ２０ ７０ １０ＣＣ １ Ｇ ２５ ７０ ５ＣＭＳ １

【０１０４】

【表５】 ディスク試験手順Ｉ 比較例Ｂとの切削値パーセント ５００ １０００ １５００ ２０００ 実施例 サイクル サイクル サイクル サイクル ３ ９２.５ １００.６ １０５.７ １１０.９ ４ ９１.９ ９８.４ １０３.１ １０７.７ Ｃ ７２.６ ７９.１ ８３.１ ８７.５ Ｅ ６８.４ ７５.７ ８０.２ ８４.８ Ｇ ７１.８ ７９.７ ８４.５ ８９.６ Ｂ １００.０ １００.０ １００.０ １００.０

【０１０５】

【表６】 ディスク試験手順Ｉ 表面仕上げデーター ５００サイクル ２００サイクル 実施例 Ｒa Ｒz Ｒa Ｒz ３ ２３.７ １７２ ２０ １４６ ４ ２３.３ １７０ ２１ １４８ Ｃ ２２.３ １６２ １８ １３７ Ｅ ２０.０ １５０ １８ １４０ Ｇ ２０.３ １４７ １７ １２３ Ｂ ２５.７ １７９ ２０ １４２

【０１０６】

【表７】 ディスク試験手順II 比較例Ｂとの切削値パーセント ５００ １０００ 実施例 サイクル サイクル ３ ８４.２ １０８.９ ４ １０２.０ １３２.３ Ｃ １０８.７ １３５.８ Ｅ ９７.０ １１５.７ Ｇ ９７.８ １２８.４ Ｂ １００.０ １００.０

【０１０７】

【表８】 試験手順III 比較例Ｂとの切削値パーセント 実施例 切削 Ｒa Ｒz ３ ７２.７ １１８.０ ５５０.０ ４ ９５.７ ３５.７ ２３９.０ Ｃ ５２.８ − − Ｅ ７１.０ ２７.０ ２０３.０ Ｇ ７２.３ ３５.７ ２５２.０ Ｂ １００.０ ３８.０ ２４９.０

【０１０８】本発明の種々の修正及び変更は、本発明の
範囲、そして精神から離れることなしに、当業者らに明
らかになるものであって、この発明はここに述べた説明
の態様に不当に限定されるものではないことを理解すべ
きである。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 裏地と該裏地に付着したコンポジットか
   ら成り、該コンポジットが所定の浸食速度を有し、且つ
   バインダー中に分散された研磨粒子を含有し、該バイン
   ダーが付加重合性樹脂と該樹脂に分散されたクレイ粒子
   を含有することを特徴とする研磨物品。
2. 【請求項２】 前記裏地がポリマーフィルム、布、紙、
   及びバルカンファイバーから成る群から選択されること
   を、更に特徴とする請求項１記載の研磨物品。
3. 【請求項３】 付加重合性樹脂がエチレン系不飽和樹
   脂、及びエポキシ樹脂から成る群から選択された未硬化
   の樹脂から誘導されることを特徴とする請求項１記載の
   研磨物品。
4. 【請求項４】 エチレン系不飽和樹脂がアクリル化ウレ
   タン樹脂、スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエ
   ン、ペンダント不飽和カルボニル基を有するアミノプラ
   スト樹脂、少なくとも１個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樹脂、及び少なくとも１個の
   ペンダントアクリレート基を有するイソシアネート樹脂
   から成る群から選択されることを特徴とする請求項３記
   載の研磨物品。
5. 【請求項５】 クレイ粒子が約0.01マイクロメーターか
   ら約50マイクロメーターの範囲の平均粒子径を有する請
   求項１記載の研磨物品。
6. 【請求項６】 コンポジットが乾燥重量ベースで、約20
   から約95パーセントの研磨粒子、約3から約78パーセン
   トの付加重合性樹脂、及び約2から約50パーセントのク
   レイ粒子であることを特徴とする請求項１記載の研磨物
   品。
7. 【請求項７】 １)付加重合性樹脂、研磨粒子及びクレ
   イ粒子を含有するスラリーを三次元パターンを有する製
   造用具へ塗布し、 ２)該スラリーに少なくとも１つの主表面を有する基材
   に接触して、該スラリーが基材の少なくとも１つの主表
   面を湿潤し、第１の中間物品を形成し、 ３)該スラリーを付加重合性樹脂を少なくとも一部硬化
   するのに十分な条件に曝露して第２の中間物品を形成
   し、次いで ４)第２の中間物品を製造用具から取り外して研磨物品
   を得ることを特徴とする研磨物品の製法。