JPH0673820B2

JPH0673820B2 - 研磨材

Info

Publication number: JPH0673820B2
Application number: JP60263187A
Authority: JP
Inventors: 良平滝口; 貴和後藤
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1985-11-22
Filing date: 1985-11-22
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPS62124876A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は磁気ヘツド、磁気デイスクの仕上げ研磨や金型
の精密仕上げ研磨等に使用される研磨材に関するもので
あり、研磨層における研磨剤粒子の脱落がなく、しかも
優れた研磨作用を呈する研磨材を提供するものである。

〔従来の技術〕

精密電子部分や精密機械部品の磁気ヘツド等の表面は、
ミクロン又はサブミクロンオーダーの凹凸の精密表面に
仕上げられることがしばしば必要とされており、フイル
ムや合成紙等からなる研磨テープ用の基材上に、硬度の
高い無機質微粉末を樹脂溶液中に分散された無機質微粉
末の分散樹脂溶液による研磨層を形成した研磨テープ
（例えば特公和53-44714号公報）が利用されている。

然して前記従来の研磨テープにおける研磨層は、無機質
微粉末からなる研磨剤粒子が熱可塑性樹脂、熱硬化性樹
脂、あるいは反応型樹脂の溶液中に分散させた研磨層形
成用の塗工液を基材上に適用し、次いで、前記塗工液中
における樹脂の種類に応じた後処理を施すことによつて
形成されたものが一般的なものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前記従来の研磨テープにおいて、熱可塑性樹
脂を利用した研磨層形成用の塗工液の場合には、得られ
る研磨層における研磨剤粒子（無機質微粉末）とバイン
ダー成分たる熱可塑性樹脂との間の結合力が弱く、研磨
剤粒子が脱落し易い。このため、研磨剤粒子に対して多
量のバインダー成分を使用した研磨層形成用の塗工液と
した場合には、得られる研磨層の表面に露出する研磨剤
粒子の量が少量になつてしまい、十分な研磨能力を有す
る研磨テープが得られないという欠点を有している。

また、熱硬化性樹脂や反応型樹脂を利用した研磨層形成
用の塗工液の場合には、研磨層を形成するための熱硬化
時に塗工液の体積収縮が生じ、前述の熱可塑性樹脂を利
用した場合に比較すれば研磨剤粒子の表面が多く研磨層
表面に露出している研磨層を形成し得るが、未だ十分で
はないこと、また、研磨層形成用の塗工液の貯蔵安定性
が悪く、該塗工液の物性を均一に保持することが困難な
ため、均質な研磨層を得難いこと、研磨層の形成の際
に、塗工液の塗布後の硬化，熱処理に長時間を要するた
め、製造効率が良くないこと等の欠点を有していた。

これに対して本発明は、研磨作用に優れた性質を有し、
研磨層における研磨剤粒子の脱落が無く、しかも研磨層
形成用の塗工液の貯蔵安定性が良く、均質な研磨層が容
易に得られ、かつ、研磨層の形成の際の塗工後の処理が
簡単である等の特性を有する研磨材を提供し得たもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕本発明の研磨材は、研磨材用の基材上における研磨層
が、下記ウレタン（メタ）アクリレート化合物をバイン
ダー成分とする研磨層形成用の塗工液による塗布層で、
しかも前記塗布層が放射線照射処理に付されてなるもの
である。

ウレタン（メタ）アクリレート化合物（ｉ）数平均分子量……1000〜20000 （ii）側鎖の結合点から末端までの数平均分子量が500
以上の側鎖……１分子中に１個以上（iii）（メタ）アクリロイル基の数……１分子中に３
個以上（iv）（メタ）アクリロイル基の位置……主鎖の両末端
及び側鎖の結合点から末端までの数平均分子量が500以
上の側鎖の末端本発明の研磨材は前記した通り、基材と該基材上に形成
されている研磨層とを必須の構成要件として具備するも
のであり、しかも前記研磨層が、前記特定のウレタン
（メタ）アクリレート化合物をバインダー成分として含
有する研磨層形成用の塗工液による塗布層に放射線照射
処理が施されてなるものであり、研磨層が形成される研
磨材用の基材としては、ポリエチレンテレフタレート，
延伸ポリプロピレン，ポリカーボネート，ジ酢酸アセテ
ート，トリ酢酸アセテート等の各種プラスチツクスや、
前記各種のプラスチツクスにAl,Cu,Sn,Zn等の金属蒸着
層を設けたものが好適であり、例えばフイルム，テー
プ，シート，デイスク，カード，ドラム等の型態のもの
が利用される。

前記研磨材用の基材上に適用される研磨層形成用の塗工
液は、前記した通り、特定の構成のウレタン（メタ）ア
クリレート化合物をバインダー成分として含有するもの
であり、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系；
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酢
酸グリコールモノエチルエーテル等のエステル系；エチ
ルエーテル、グリコールジメチルエーテル、グリコール
モノエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン
などのエーテル系；ベンゼン、トルエン、キシレンなど
の芳香族炭化水素；メチレンクロライド、エチレンクロ
ライド、四塩化炭素、クロロホルム、エチレンクロルヒ
ドリン、ジクロルベンゼンなどの塩素化炭化水素等の有
機溶剤を利用した塗工液とすることができる。

尚、前記研磨層形成用の塗工液中の必須の含有成分であ
る研磨剤粒子は、例えば、酸化アルミニウム，炭化硅
素，窒化硅素，酸化ジルコニウム，酸化クロム，酸化
鉄，ダイヤモンド，窒素ホウソ，エメリー，シリコーン
カーバイド等の微粉末が使用されるが、粒径が0.3μ未
満のものでは、得られる研磨材の研磨効率が悪く、また
粒径40μを超えるものは、精密な仕上げを行なうことの
できる研磨材が得られなくなるので、通常0.3〜40μの
粒径の研磨剤粒子が利用される。

前記研磨層形成用の塗工液中には必要に応じて、分散
剤、帯電防止剤等の添加剤が含有されていても良く、更
には、放射線の照射により重合可能なビニル系モノマ
ー、すなわち、炭素−炭素不飽和結合を１分子中に１個
以上有する化合物、例えばアクリル酸エステル類、アク
リルアミド類、メタクリルアミド類、メタクリル酸エス
テル類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエス
テル類、ビニル異節環化合物、Ｎ−ビニル化合物、スチ
レン類、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン醸類、イ
タコン醸、オレフイン類等が添加，含有されていても良
い。前記放射線照射により重合可能なビニル系モノマー
の好適なものは、アクリロイル基またはメタクリロイル
基を２個以上含む化合物であり、具体的には、ジエチレ
ングリコ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、テトラエチレングリコールジアクリレ
ートなどのポリエチレングリコールのアクリレート類、
トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリ
スリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトー
ルペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ
アクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレー
ト、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラ
エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロール
プロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテ
トラメタクリレート、トリス（β−アクリロイロキシエ
チル）イソシアヌレート、ビス（β−アクリロイロキシ
エチル）イソシアヌレート、あるいはポリイソシアネー
ト（例えば2,4−トリレンジイソシアネート、1,3−キシ
リレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、など）とヒドロキシアクリレート化合物（β−ヒ
ドロキシエチルアクリレート、βヒドロキシプロピルア
クリレートなど）との反応化合物、あるいはその他の２
官能以上のポリオールとアクリル酸，メタクリル酸との
エステル類などのアクリレート類およびメタクリレート
類などを、バインダー成分たる前記ウレタン（メタ）ア
クリレート化合物の50重量％以下の量で添加し得るもの
である。

尚、前記研磨層形成用の塗工液は、普通、ウレタン（メ
タ）アクリレート化合物と所望に応じて含有される前記
重合可能なビニル系モノマーとの合計100重量部に対し
て、研磨剤粒子100〜400重量部程度が含有されているも
のであり、研磨材用の基材上に厚さ10〜50μ程度に塗工
されるものである。

また、前記研磨層形成用の塗工液の塗布層に施される放
射線の照射は、電子線，γ線，β線等で実施されるが、
例えば電子線照射の場合、加速電圧100KV以下ではエネ
ルギーの透過量が不足し、1000KVを超えると重合に利用
されるエネルギー効率が低下して経済的で無く、また、
吸収線量が1Mrad以下では硬化反応が不十分なため強固
な研磨層が得られず、20Mrad以上になると硬化に使用さ
れるエネルギー効率が低下したり、研磨材用の基材が発
熱，変形したりするので、加速電圧100〜1000KV、好ま
しくは150〜300KV、吸収線量１〜20Mrad、好ましくは３
〜15Mradの条件の電子線照射が施されることが望まし
い。尚、電子線加速器は、スキヤニング方式、ダブルス
キヤニング方式、カーテンビーム方式、ブロードビーム
カーテン方式などを利用し得る。

また、研磨層形成用の塗工液による塗布層に施される前
記放射線の照射処理の前、あるいは後に、前記塗布層に
カレンダー処理を施すことは何ら差し支え無い。

本発明の研磨材の研磨層においてバインダー成分として
使用される前述のウレタン（メタ）アクリレート化合物
は、数平均分子量1000〜20000、好ましくは2000〜15000
程度のものが利用される。また、前記ウレタン（メタ）
アクリレートが分子中に１個以上の−COOH基を具備する
ウレタン（メタ）アクリレートの場合には、研磨剤粒子
とバインダー成分との濡れや、バインダー成分と基材表
面との濡れがより良好であり、更に諸物性の良好な研磨
層を有する研磨材となるものである。

前述の通りの構成からなる本発明の研磨材においては、
該研磨材における研磨層のバインダー成分たるウレタン
（メタ）アクリレート化合物に特徴を有するものである
から、以下、前記バインダー成分たるウレタン（メタ）
アクリレート化合物について説明する。

本発明の研磨材の研磨層における前記バインダー成分た
るウレタン（メタ）アクリレート化合物の具体的なもの
は、等で表示されるものである。

尚、前記一般式で表示されるウレタン（メタ）アクリレ
ート化合物においては、水素以外のM¹〜M⁶は、それぞれ
が同一であつても、相違するものであつても良く、ま
た、この水素以外のM¹〜M⁶は、その分子量が500末端で
あると放射線の照射による硬化不良が生じたり、あるい
は得られる硬化皮膜の機械的強度が低下したりする等の
弊害がでるので、数平均分子量が500以上、好ましくは7
00以上とされているものである。また「Ｘ」で表示され
る部分は、で表示される基を１個以上具備していることが、このウ
レタン（メタ）アクリレート化合物が具備する自己分散
性の点から好ましい。

本発明で使用される前記ウレタン（メタ）アクリレート
化合物を得る代表的な方法を以下に説明する。

まず、ジイソシアネート化合物〔Ａ〕と両末端が水酸基
で構成されているポリエステルプレポリマーたるポリエ
ステル化合物〔Ｂ〕とを反応させ、両末端がイソシアネ
ート基で構成されているジイソシアネートプレポリマー
を得る第１工程と、前記第１工程で得られたジイソシア
ネートプレポリマーと、末端に水酸基を有するラジカル
重合性化合物、即ち、末端に水酸基を有する（メタ）ア
クリル酸エステルからなるラジカル重合性化合物〔Ｄ〕
とを、前記ラジカル重合性化合物〔Ｄ〕中の二重結合を
保護しながら反応させ、両者がウレタン結合で結合して
いる化合物を得る第２工程と、前記第２工程で得られた
化合物をトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル、ジペンタエリスリトール等の３価以上のヒドロキシ
化合物と反応させ、目的化合物を得る第３工程とからな
る方法である。尚、前述の工程中の第１工程を、ジイソ
シアネート化合物〔Ａ〕と両末端が水酸基で構成されて
いるポリエステルプレポリマーたるポリエステル化合物
〔Ｂ〕と分子中に２個のヒドロキシ基を具備するカルボ
ン酸化合物〔Ｃ〕とを反応させ、両末端がイソシアネー
ト基で構成されているジイソシアネートプレポリマーを
得る工程とすることにより、分子中に−COOH基を具備す
る目的化合物たるウレタン（メタ）アクリレート化合物
が得られるものである。

前記ウレタン（メタ）アクリレート化合物を得る代表的
な方法の第１工程で使用されるジイソシアネート化合物
〔Ａ〕は、１分子中に２個のイソシアネート基を具備す
る脂肪族および芳香族の多価イソシアネート化合物であ
り、例えば，テトラメチレンジイソシアネート，ヘキサ
メチレンジイソシアネート,2,4−トリレンジイソシアネ
ート,2,6−トリレンジイソシアネート、4,4−ナフエニ
ルメタンジイソシアネート,1,5−ナフタレンジイソシア
ネート,3−３−ジメチル−4,4′−ジフエニレンジイソ
シアネート，イソホロンジイソシアネート，キシリレン
ジイソシアネート,1,3−ビス（イソシアナトメチル）シ
クロヘキサン，トリメチルヘキサメチレンジイソシアネ
ート等が単独であるいは２種以上の混合物で使用され
る。

また、同じく両末端が水酸基で構成されているポリエス
テルプレポリマーたるポリエステル化合物〔Ｂ〕は、多
塩基酸と多価アルコールとの縮合生成物および環状エス
テル化合物から誘導される開環ポリエステル化合物で、
例えば、フタル酸，イソフタル酸，テレフタル酸，アジ
ピン酸，コハク酸，セバチン酸等の飽和多塩基酸や、マ
レイン酸，フマル酸，イタコン酸，シトラコン酸等の不
飽和多塩基酸と、エチレングリコール，トリメチレング
リコール，テトラメチレングリコール，ペンタメチレン
グリコール，ヘキサメチレングリコール，オクタメチレ
ングリコール，ジエチレングリコール，トリエチレング
リコール，テトラエチレングリコール,2,2−ジメチルロ
パン−1,3−ジオール,2,2−ジエチルプロパン−1,3−ジ
オール，シクロヘキサン−1,3−ジオール，シクロヘキ
サン−1,4−ジオール，シクロヘキサン−1,4−ジメタノ
ール，シクロヘキサン−1,3−ジメタノール,2,2−ビス
（４−ヒドロキシエトキシ−シクロヘキシル）プロパ
ン,2,2−ビス（４−ヒドロキシエトキシ−フエニル）プ
ロパン,2,2−ビス（４−ヒドロキシエトキシニトキシ−
フエニル）プロパンなどの多価アルコールとのエステル
化反応生成物たるポリエスチル化合物、及びε−カプロ
ラクトン，δ−バレロラクトン，それらの各誘導体のラ
クトン化合物等を開環重合させて得られるポリエステル
プレポリマー等が利用されるが、一般的には重合度１〜
30程度のものが使用される。特に、式Z¹−Y¹−Z²（Z¹,Z
²はポリカプラクトンユニツトで、その繰り返し単位が
１〜10個のもの、Y¹はジオール残基）で表示されるカプ
ロラクトン系ポリエステルプレポリマーにおいては、Y¹
で表示されるジオール化合物が、例えば、前記例示した
多価アルコール類と同一種類のものが使用できるが、望
ましくは、等のジオール化合物を使用した前記カプロラクトン系ポ
リエステルプレポリマーを使用するのが好適である。

また、所望に応じて使用される分子中に２個のヒドロキ
シ基を具備するカルボン酸化合物〔Ｃ〕としては、例え
ば、（CH₂OH）₂C（CH₃）COOH等が利用される。

また、前記第２工程で使用される末端に水酸基を有する
（メタ）アクリル酸エステルからなるラジカル重合性化
合物〔Ｄ〕としては、例えば、ヒドロキシエチルアクリ
レート，ヒドロキシプロピルアクリレート，ヒドロキシ
ブチルアクリレート，ヒドロキシエチルメタクリレー
ト，ヒドロキシプロピルメタクリレート，ヒドロキシブ
チルメタクリレート,4−ヒドロキシシクロヘキシルアク
リレート,5−ヒドロキシシクロオクチルアクリレート,5
−ヒドロキシシクロオクチルアクリレート,2−ヒドロキ
シ−３−フエニルオキシプロピルアクリレート等の重合
性不飽和基１個を有するラジカル重合性化合物をはじ
め、式で表示される重合性不飽和基２個を有するラジカル重合
性化合物等が存する。前記本発明で使用するウレタン
（メタ）アクリレート化合物を得る方法例において、水
酸基とイソシアネート基との反応は公知の方法、すなわ
ち、水酸基を具備する化合物とイソシアネート基を具備
する化合物との両反応成分を混合し、40〜100℃に加熱
する方法が利用できる。混合の際の溶剤は、電離放射線
に対して活性なモノマーを利用することができるが、イ
ソシアネート基とは反応性の無い溶剤中で反応させるの
が良く、あるいは無溶剤の状態で反応させても良い。ま
た、この反応系中には、反応を促進させる目的で、トリ
エチルアミン，ピペラジン，トリエタノールアミン，ジ
ブチルチンジラウレート，ステナスオクトエート，スタ
ナスラウレート，ジオクチルチンジラウレート等を使用
することができる。

また、末端に水酸基を有する（メタ）アクリル酸エステ
ルからなるラジカル重合性化合物〔Ｄ〕と反応の第１工
程で得られたジイソシアネートプレポリマーとの間の水
酸基とイソシアネート基との反応系や第３工程における
反応系等においては、前記ラジカル重合性化合物〔Ｄ〕
中のアクリル酸エステル基を保護するための重合禁止
剤、例えば、ハイドロキノン，ハイドロキノンモノメチ
ルエーテル，ベンゾキノン,2,6−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−
クレゾール等を10〜1000ppm程度添加するのが良い。

〔実施例〕

以下本発明の研磨材の具体的な構成を製造実施例を以つ
て説明する。

実施例ウレタン（メタ）アクリレート化合物の合成撹拌機，温度計，コンデンサー及び滴下ロートを具備す
る容量5lの４ツ口フラスコに、トルエンジイソシアネー
ト783g、ジブチルチンジラウレート1.0g、ジメチロール
プロピオン酸67g、MEK250gを仕込み、室温（23℃）下に
て30分間の撹拌を行なつた。

次いで、前記反応溶液中にポリエステルプレポリマー
〔ダイセル（株）製：プラクセル205:分子量530〕1325g
とMEK610gとのポリエステル溶液を滴下し、滴下終了後4
0〜50℃の加温状態で２時間撹拌した後、ベンゾキノン
0.2gを含有するヒドロキシエチルメタクリレート195gを
滴下し、50〜60℃の加温状態で１時間撹拌した。

更に、トリメチロールプロパン67gをMEK200g中に溶解さ
せた溶液を50〜60℃の加温状態で前記反応溶液中に滴下
し、前記加温状態を維持しながら３時間撹拌した後、ハ
イドロキノン0.4gを添加し、ウレタンメタクリレート化
合物の透明な溶液を得た。

尚、前記ウレタンメタクリレート化合物溶液におけるウ
レタンメタクリレート化合物は、GPCによる数平均分子
量3100であり、１分子中に含まれているメタクリロイル
基の数が３個、また、メタクリロイル基が主鎖の両末端
と側鎖の結合点から末端までの数平均分子量が1000程度
の側鎖の末端とにあるもので、で表示されるウレタンメタアクリレート化合物の主たる
M¹,M²,M³が、 M¹＝M²……（TDI−プラクセル205）_２−TDI−HEMA M³……TDI−ジメチロールプロピオン酸−TDI−プラクセ
ル205−TDI−HEMA で表示されるものである。

研磨層形成用の塗工液の調合平均粒径２μｍの酸化アルミニウム微粉末1kgを、前記
ウレタンメタクリレート化合物のメチルエチルケトン溶
液360gおよびメチルエチルケトン300gと混合，撹拌後、
得られた酸化アルミニウム微分末分散液（粘度500cps）
をメツシユの大きさが５μｍの金網製フイルターで濾過
し、研磨層形成用の塗工液を得た。

研磨材の製造厚さ75μのポリエチレンテレフタレート製フイルムから
なる研磨材用の基材の表面に、前記研磨層形成用の塗工
液をドクターブレードにて塗布後、100℃,1分間乾燥
し、厚さ10μの塗布層を形成した。

次いで、前記塗布層面に、加速電圧175KV,ビーム電流5m
Aで5Mradの吸収線量の電子を照射後、幅１インチにスリ
ツトし、本発明の実施例品たる研磨層を有する研磨材を
得た。

研磨材の特性前記得られた研磨材は、該研磨材における研磨層で爪で
力強く数十回擦つても研磨剤粒子たる酸化アルミニウム
微粉末の脱落が全く無く、磁気デイスクの仕上げ研磨を
前記研磨材で実施したところ、例えば脱粒による傷の発
生等のトラブルが全く生せず、研削性能において優れた
性質を有するものであつた。

〔発明の作用及び効果〕

本発明の研磨材における研磨層は、放射線の照射で完全
に硬化されているバインダー成分で研磨剤粒子が結合さ
れているもので、研磨層における研磨剤粒子の脱落が無
く、しかも研磨作用において優れた性能を有するもので
ある。

また、本発明の研磨材における研磨層を形成するために
利用される塗工液は、該塗工液の貯蔵安定性が良好であ
り、容易に前記塗工液の物性を均一に維持し得るもので
あるから、品質の均質な研磨層を有する研磨材を容易に
得られるものである。

更に、本発明の研磨材においては、研磨層を形成するた
めの塗工液の塗布層を硬化させるにあたり、放射線の照
射を利用するものであるから、熱硬化による硬化研磨層
を形成する場合と比較して、塗布層形成後の後処理時間
が短時間で済むため、生産効率において優れた作用，効
果を奏するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に形成されている研磨層を具備する
研磨材において、前記研磨層が、側鎖の結合点から末端
までの数平均分子量が500以上の側鎖を１分子中に１個
以上有する下記ウレタン（メタ）アクリレート化合物を
バンダー成分として含有する研磨層形成用の塗工液によ
る塗布層に放射線照射処理が施されてなるものであるこ
とを特徴とする研磨材。
【請求項２】ウレタン（メタ）アクリレート化合物が、
１分子中に１個以上の−COOH基を有する化合物である特
許請求の範囲第１項記載の研磨材。