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JP2749053B2 - 研磨剤 - Google Patents

研磨剤

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Publication number
JP2749053B2
JP2749053B2 JP63082114A JP8211488A JP2749053B2 JP 2749053 B2 JP2749053 B2 JP 2749053B2 JP 63082114 A JP63082114 A JP 63082114A JP 8211488 A JP8211488 A JP 8211488A JP 2749053 B2 JP2749053 B2 JP 2749053B2
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JP
Japan
Prior art keywords
abrasive
binder
donor
parts
sensitizer
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP63082114A
Other languages
English (en)
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JPS6420973A (en
Inventor
デビッド オックスマン ジョエル
ウベル,ザ サード エフ.アンドリュー
ジョージ ラーソン エリック
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US07/034,066 external-priority patent/US4735632A/en
Application filed by Minnesota Mining and Manufacturing Co filed Critical Minnesota Mining and Manufacturing Co
Publication of JPS6420973A publication Critical patent/JPS6420973A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2749053B2 publication Critical patent/JP2749053B2/ja
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/34Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
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    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B24D3/28Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • C08F2/50Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light with sensitising agents

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は光化学的に開始した結合剤を使つてつくられ
る塗布した研磨剤に関する。
発明の背景 にかわ、ワニスまたはフエノール樹脂のような慣用の
結合剤から塗布した研磨剤が作られるときは製造工程は
強いエネルギーと長い時間を費やす。例えば、広く使わ
れているフエノール樹脂は高温で長時間(例えばフエノ
ールサイズ塗布物の硬化のためには90℃で少なくとも約
2時間)乾かさなくてはならない。エネルギー消費を減
じそして処理量を増加させる一つの努力において塗布し
た研磨剤製造業者等は電子ビーム(「E−ビーム」)−
硬化性結合剤および光化学−硬化性結合剤を、例えば最
近公布された米国特許第4,642,126および4,652,274各号
中に記載されるように研究した。
放射線による硬化を塗布型研磨剤の製造に応用する際
の一般的な欠点は、多量の充填剤を含む塗布型研磨剤製
品や厚型材の塗布型研磨剤製品中の研磨剤細粒の背後ま
で硬化を行うことが本来的に困難な点にある。その結
果、研磨剤の粒子は裏側または支持体に貧弱な製品性能
を伴なつて貧弱に接着されるであろう。この欠点に打ち
克つためにE−ビーム硬化および熱−開始硬化の組み合
わせが用いられたが、そのような取り組みも、熱硬化サ
イクルの完結のために著しい時間とエネルギーが必要と
なる可能性のある折衷的な解決を提示するにすぎない。
アリールヨードニウム塩は前に付加重合性組成物にお
ける光開始剤としての使用について記載した。そのよう
な組成物に関連する参考書には次のものが含まれる:米
国特許第3.729.313;3,741,769;3,808,006;4,228,232;4,
250,053および4,428,807各号;H.J.テインプ(Timpe)お
よびH.バウマン(Baumann)の、Wiss,Z.Techsch.Leuna-
Merseburg,26,439(1984);H.バウマン,B.シユトレーメ
ル(Strehmel),H.J.テインプおよびU.ランメル(Lamme
l)、J.Prakt.Chem,326(3),415(1984);およびH.
バウマン、U.エルテル(Oertel)およびH.J.テインプEu
ro.Polym.J.,22(4),313(4月3日、1986)。
モノーおよびジケトンは付加重合組成物中の光重合開
始剤としての使用についても前に記載された。そのよう
な組成物に関する参考書には米国特許第3,427,161;3,75
6,827;3,759,807および4,071,424各号;英国特許明書第
1,304,112号;欧州の出版された特許出願第150,952号お
よびchem Abs,第95;225704U.が含まれる。
発明の内容 本発明は一観点において、付加重合性組成物を光硬化
させてつくつた光硬化結合剤によつて支持体(例えば、
裏打シートまたは不織布)上に支持されそして粘着的に
結合した研磨剤細粒を有する塗布した研磨剤物品を提供
し、該組成物が: a)遊離基重合性モノマー(「モノマー」)、および b)該モノマー中に可溶の光開始系であつて光化学的に
有効量の (i)ジアリルヨードニウム塩(「ヨードニウム塩」) (ii)増感化合物(「増感剤」) 300と1000ナノメーターの範囲内の波長のどこからで
も光を吸収することができそして2=メチル−4,6−ビ
ス−トリクロロメチル)−S−トリアジンを増感でき、
および (iii)電子供与化合物(「供与剤」)、を含み、該供
与体は該増感剤とは異なり、そして0<Eox(供与体)
(p−ジメトキシベンゼン)である。
本発明で使用する研磨剤接着剤は極めて有用な硬化速
度、硬化深度および貯蔵寿命の組み合わせを有する。そ
れらは大量の鉱物細粒または粗い等級の鉱物の荷重を加
えた場合でさえ良く硬化する。
研磨剤結合剤は別にして(より詳細に下文に記載す
る)、本発明の塗布される研磨剤製品のその他の成分は
この技術で典型的に使われるものから選ぶことができ
る。その点に関してはW.G.ピンクストーン(Pinkston
e)の「アブレシーブス」、カーク−オスマー(Kirk-Ot
hmer)エンサイクロペデイア オブ ケミカルテクノロ
ジー (「Encyclopedia of Chemical Technology」3
版、6,26-52(1978)を参照。裏打材は紙、樹脂含浸
布、低密度の目の粗い布(例えば、米国特許第2,958,58
3号中のような不織布)、加硫繊維、フルイムまたは研
磨剤細粒を支持できる何等かその他の支持体から作るこ
とができる。研磨剤細粒は塗布される研磨剤の形成に利
用できる何れの慣用の品種でもよくそしてフリント、ガ
ーネツト、酸化アルミニウム、アルミナ:ジルコニア、
合成セラミツクス、ダイヤモンド、炭化珪素、等、また
はそれらの混合物から作ることができる。支持体上の研
磨剤細粒の頻度およびそれらの平均粒子寸法および寸法
分布は常套的なものである。研磨剤細粒は個々の塗布さ
れる研磨剤製品の要求に応じて配向せずに順応させまた
は適用することができる。メーク塗布(make coat)及
びサイズ塗布(size coat)を用いて製造される研磨剤
物品においては、該メーク塗布またはサイズ塗布は慣用
の樹脂質材料を使用して製造することができ、残余のコ
ートは本発明の光化学的開始結合剤を使用して製造され
る。もしも望むならば、そのような研磨剤物品のメーク
およびサイズ塗布双方は本発明の結合剤の使用によつて
つくることができる。
本発明の結合剤の使用は塗布した研磨剤中に一般に使
われるプラツク(Plaque)結合剤の多くの問題を回避す
る。結合剤は引き続く塗布がメーク塗布に適用される前
に長引いた加熱および/または滞留時間を必要としな
い。グルーとは異なり硬化した結合剤は湿気に作用され
ない。事実、本発明に従つてつくられる塗布した研磨剤
製品は湿つた磨碎条件下で良好に遂行できる。ワニスと
は異なり本発明で使われる結合剤は僅かなまたは全く溶
剤なしで適用されそして著しく短かい加工時間で硬化す
ることができる。ワニスは湿気下の研磨中に軟化する
が、本発明で使用する結合剤は有害な作用は受けない。
結合剤の硬化はフエノール樹脂硬化よりも著しく早く達
成される。
本発明に従つてつくられる塗布した研磨剤製品はこの
技術でよく知られたような変性を含めることができる。
例えば感圧接着剤のような背後塗布を裏張りの無研磨剤
側に適用することができそしてステアリン酸亜鉛のよう
な種々の超糊剤も研磨剤表面に適用して研磨剤負荷およ
びその他を防ぐことができる。
ここで結合剤の組成に目を向けると、広い種類のモノ
マーを使うことができる。好適なモノマーは少なくとも
一つのエチレン系不飽和二重結合を含み、オリゴマーが
可能であり、そして付加重合を受けることが可能であ
る。そのようなモノマーはモノー、ジーまたはポリ−ア
クリレートおよびメタクリレート、例えば、メチル ア
クリレート、メチル メタクリレート、エチル アクリ
レート、イソプロピル メタクリレート、n−ヘキシル
アクリレート、ステアリル アクリレート、アリル
アクリレート、グリセロール ジアクリレート、グリセ
ロール トリアクリレート、エチレングリコール ジア
クリレート、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メタクリレート、1,3−プロ
パンジオールジアクリレート、1,3−プロパンジオール
ジメタクリレート、トリメチロールプロパン トリア
クリレート、1,2,4−ブタントリオール トリメタクリ
レート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリート、
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 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、ソルビトール ヘキサアク
リレート、ビス[1−(2−アクリロイル)]−p−エ
トキシフエニル−ジメチルメタン、ビス[1−(3−ア
クリロキシ−2−ヒドロキシ)]−p−プロポキシ−フ
エニルジメチルメタン、トリスヒドロキシエチル−イソ
シアネート トリアクリレート;分子量が200-500のポ
リエチレン グリコールのビス−アクリレートおよびビ
ス−メタクリレート、米国特許第4,652,274号のものの
ようなアクリレート化モノマーの共重合性混合物および
米国特許第4,642,126号のもののようなアクリレート化
オリゴマー;メチレン ビス−アクリルアミド、メチレ
ン ビス−メタクリルアミド、1,6−ヘキサメチレン
ビス−アクリルアミド、ジエチレン トリアミン、トリ
ス−アクリルアミドおよびベーターメタクリル−アミノ
エチル メタクリレートのような不飽和アミド;および
スチレン、ジアリル フタレート、ジビニル サクシネ
ート、ジビニル アジペートおよびジビニルフタレート
のようなビニル化合物を含む。もしも望むならば2つま
たは2つ以上のモノマーの混合物を使うことができる。
モノマーは3成分とまたは三元光開始剤システムと組
合わされる。光開始剤システム中の第一成分はヨードニ
ウム塩即ちジアリールヨードニウム塩である。ヨードニ
ウム塩はモノマー中に可溶であるべきでそして増感剤お
よび供与体の存在においてその中に溶解する場合には好
ましくは貯蔵安定性である(即ち、自然に重合を促進す
ることはない。従つて、個々のヨードニウム塩の選択は
ある程度個々のモノマー、増感剤および選ばれる供与体
によつて決まる。好適なヨードニウム塩は米国特許第3,
729,313;3,741,769;3,808,006;4,250,053および4,394,4
03各号中に記載されている。ヨードニウム塩は単純な塩
が可能であり(例えば、Cl-、Br-、I-またはC6H5SO3 -
のようなアニオンを含む)または金属錯体塩(例えばBF
4 -、PF6 -、SbF6 -、SbF5OHまたはAsF6 -)である。ヨード
ニウム塩の混合物はもしも望むなら使用できる。
好ましいヨードニウム塩にはジフエニル ヨードニウ
ム クロライド、ジフエニルヨードニウム ヘキサフル
オロホスフエートおよびジフエニルヨードニウムテトラ
フルオロボレートのようなジフエニルヨードニウム塩を
含む。光開始剤系中の第2成分は増感剤である。増感剤
はモノマー中に可溶であるべきであり、そして約300と
約1000ナノメーターの間、より好ましくは約400と約700
ナノメーターの間そして最も好ましくは約400から約600
ナノメーターの間の波長範囲内のどこかで光を吸収する
ことができる。増感剤は米国特許第3,729,313号中に記
載される試験手順を使つて2−メチル−4,6−ビス(ト
リクロロメチル)−S−トリアジンを増感させることが
できる。現在入手できる材料を使つてその試験は下記の
ように実施することができる。標準試験溶液は下記の組
成を有するものをつくる。
45,000-55,000の分子量のメタノール中の5.0部の5%
(重量/容量)溶液、9.0-13.0%のヒドロキシ含有ポリ
ビニルブチラート(「Butvar B76」、モンサント) 0.3部のトリメチロールプロパン トリメタクレー
ト、 0.03部の2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチ
ル)−S−トリアジン(Bull.Chem.Soc.Japan、42、292
4-2930、1969を参照)。
この溶液に増感剤として試験すべき化合物0.01部を加
える。溶液を0.05mmの清澄なポリエステル フイルム上
に0.05mmのナイフオリフイスを用いてナイフ−塗布しそ
して塗膜を約30分間風乾させる。0.05mmの透明なポリエ
ステルカバーフイルムを乾いたが軟かい粘着性塗膜に最
少空気封入で注意深く置く。得られるサンドイツチ構造
物を3分間タングステン光源から可視および紫外線範囲
を与える161,000ルツクスの入射光にさらす。(「FCH」
650ワツト石英−ヨード電球、ゼラル エレクトリツク
(General Electric)。
露光は、構造物に露光区域と未露光区域とを与えるよ
うに、型紙を通して行われる。露光後カバーフイルムを
除きそして塗膜を微細な着色粉末、即ちゼログラフイー
(xerography)に通常使われる型の有機顔料粉末で処理
した。もしも試験した化合物が増感剤であればトリメチ
ロールプロパン トリメタクリレート モノマーは2−
メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−S−トリア
ジンからの光−発生した遊離基によつて露光した区域で
重合されるであろう。重合した区域は本質的に不粘着性
であろうから、着色粉末は塗膜の粘着性、不露光区域の
みに選択的に接着して型紙中に相当する可視像を与え
る。
好ましくは、上の試験の合格に付加して、増感剤はま
たある程度貯蔵安定性の考慮に基づいて選ばれる。従つ
て、個々の増感剤の選択はある程度は個々のモノマー、
ヨードニウム塩および選ばれる供与体によつて決まるで
あろう。
好適な増感剤は下記の部類中の化合物を含むと信じら
れる:ケトン、クマリン染料(例えば、ケトクマリン
類)、キサンテン染料、アクリジン染料、チアゾール染
料、チアジン染料、オキサジン染料、アジン染料、アミ
ノケトン染料、ポルフイリン、芳香族多環式炭化水素、
パラ置換アミノスチリル ケトン化合物、アミノトリア
リール メタン、メロシアニン、スクアリリウム染料お
よびピリジウム染料。ケトン類(例えば、モノケトンま
たはアルフアージケトン)は好ましい増感剤である。深
度硬化を要する適用に対して(例えば、厚型研磨剤の硬
化)は光重合に対する希望する波長の照射において約10
00より低い、より好ましくは約100より低い吸光係数を
有する増感剤の使用が望ましい。
一例としてケトン増感剤の好ましい種類のケトン増感
剤は次式を有する: ACO(X)bB 式中のXはCOまたはCR1R2であり、そしてR1とR2は同
一または異なつており、そして水素、アルキル、アルカ
リールまたはアラルキルが可能であり、bは0または1
であり、そしてAおよびBは同一または異なつておりそ
して置換され(1つまたは1つ以上の非干渉置換基を有
する)または非置換のアリール、アルキル、アルカリー
ル、またはアラルキル基が可能であり、またはAとBが
一緒に環式構造をつくることができこれは置換しまたは
非置換の脂環式、芳香族、ヘテロ芳香族または融合した
芳香族環であることができる。
上の式の好適なケトン類には2,2−、4,4−または2,4
−ジヒドロキシ ベンゾフエノンのようなモノケトン
(b=0)、ジ−2−ピリジルケトン、ジ−2−ピリジ
ルケトン、ジ−2−フラニル ケトン、ジ−2−チオフ
エニル ケトン、ベンゾイル、フルオレノン、カルコ
ン、ミヒラーケトン、2−フルオロ−9−フルオレノ
ン、2−クロロチオーキサントーン、アセトフエノン、
ベンゾフエノン、1−または2−アセトナフトン、9−
アセチルアンセラセン、2−、3−または9−アセチル
フエナンスレン、4−アセチルビフエニル、プロピオフ
エノン、n−ブチロフエノン、バレロフエノン、2−、
3−または4−アセチルピリジン、3−アセチルクマリ
ンおよびこれに類するものを含む。好適なジケトンには
アンスラキノン、フエナンスレンキノン、O−、m−お
よびp−ジアセチルベンゼン、1,3−、1,4−、1,5−、
1,6−、1,7−および1,8−ジアセチルナフタレン、1,5
−、1,8−および9,10−ジアセチルアンスラセン、およ
びこれに類するもののようなアラルキルジケトン類を含
む。好適なα−ジケトン(b=1およびX=CO)には2,
3=ブタンジオン、2,3−ペンタンジオン、2,3−ヘキサ
ンジオン、3,4−ヘキサンジオン、3,4−ヘプタンシオ
ン、2,3−ヘプタンジオン、3,4−ヘプタンジオン、2,3
−オクタンジオン、4,5−オクタンジオン、ベンジル、
2,2′−、3,3′−および4,4′−ジヒドロキシルベンジ
ル、フリル、ジ−3,3′インドリルエタンジオン、2,3−
ボルナンジオン(カンフオルキノン)、ビアセチル、1,
2−シクロヘキサンジオン、1,2−ナフタキノン、アセナ
ヌタキノン、およびこれに類するもののようなアラルキ
ルジケトンを含む。
光開始剤系中の第3成分は電子供与体である。広い種
類の供与体を使うことができる。供与体はモノマー中に
溶解しそして後により詳細に検討される酸化電位
(Eox)限度を満たすべきである。好ましくは供与体も
またある程度貯蔵安定性を考慮して選ばれる。従つて、
個々の供与体の選択はある程度はモノマー、ヨードニウ
ム塩および選ばれる増感剤によつて決まる。好適な供与
体は希望する波長の光に露光したときに本発明の結合剤
の硬化速度または硬化深さを増すことが可能である。ま
た供与体は零よりも大きくそしてEox(パラ−ジメトキ
シベンゼン)に等しいかまたはより小さいEoxを有す
る。望ましくはEox(供与体)は約0.5と1ボルト対飽和
カロメル電極の間である。Eox(供与体)値は実験的に
測定することができ、またはN−L.ワインブルグ(Winb
urg)の出版の電気有機合成の技法(Technique Electro
organic Synchesis)第II部、化学の技法(Techniques
of Chemistry)Vol.V(1975)およびC.K.マン(Mann)
およびK.K.バーンス(Barnes)、非水系における電気化
学反応(Electrochemical Reactions in Nonaqueous Sy
stem(1970)、のような参考文献から得られる。
望ましい供与体にはアミン(アミノアルデハイドおよ
びアミノシランを含む)、アミド(ホスホルアミドを含
む)エーテル(チオエーテルを含む)、尿素(チオ尿素
を含む)、フエロセーン、スルフイン酸およびそれらの
塩、フエロシアン酸の塩、アスコルビン酸、およびその
塩、ジチオスルバミン酸およびその塩、キサンテートの
塩、エチレンジアミンテトラ酢酸の塩およびテトラフエ
ニルほう酸の塩を含む。供与体は不置換または一つまた
は一つ以上の不干渉置換基によつて置換される。特に望
ましい供与体は窒素、酸素、燐または硫黄原子のような
電子供与原子、および電子供与原子に対しアルフア位置
の炭素または珪素原子に結合する分離できる水素原子を
含有する。
望ましいアミン供与体化合物にはアルキル−、アリー
ル−、アルカリール−およびアラルキル−アミン、例え
ばメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチ
ルアミン、トリエタノールアミン、アミルアミン、ヘキ
シルアミン、2,4−ジメチルアニリン、2,3−ジメチルア
ニリン、0−、m−およびパラートルイジン、ベンジル
アミン、アミノピリジン、N,N′−ジメチルエチレンジ
アミン、N,N′−ジエチルエチレンジアミン、N,N′−ジ
ベンジルエチレンジアミン、N,N′−ジエチル−1,3−プ
ロパン ジアミン、N,N′−ジエチル−2−ブテン−1,4
=ジアミン、N,N′−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミ
ン、ピペラジン、4,4−トリメチレン−ジピペリジン、
4,4−エチレンジピペリジン、p−N,N′−ジメチルアミ
ノ−フエネタノールおよびp−N,N−ジメチルアミノベ
ンゾニトリルを含み、p−N,N−ジメチルアミノベンツ
アルデハイド、p−N,N−ジエチルアミノ−ベンツアル
デハイド、9−ジユロリジン カルボキシアルデハイド
および4−モルホリノベンツアルデハイドのようなアミ
ノアルデハイドおよびトリメチルシリルモルホリン、ト
リメチルシリルピペラジン、ビス−(ジメチルアミノ)
ジフエニルシラン、トリス(ジメチルアミノ)−メチル
シラン、N,N−ジエチルアミノトリメチルシラン、トリ
ス(ジメチルアミノ)フエニルシラン、トリス(メチル
シリル)アミン、トリス(ジメチルシリル)アミン、ビ
ス−(ジメチルシリル)アミン、N,N−ビス(ジメチル
シリル)アニリン、N−フエニル−N−ジメチルシリル
−アニリンおよびN,N−ジメチル−N−ジメチルシリル
アミンのようなアミノアルデハイドを含む。第三芳香族
アルキルアミン、特に芳香族環上に少なくとも1つの電
子求引基を有するものは特に良好な貯蔵安定性を与える
ことが判明した。良好な貯蔵安定性は室温において固体
であるアミンを使用しても得られた。
望ましいアミド供与化合物にはN,N−ジメチルアセト
アミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−N
−フエニルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミ
ド、ヘキサエチルホスホルアミド、ヘキサプロピルホス
ホルアミド、トリモルホリノホスフインオキサイドおよ
びトリピペリジノホスフイン オキサイドを含む。
好適なエーテル供与化合物には4,4′−ジメトキシビ
フエニル、1,2,4,5−テトラメトキシベンゼを含む。
好適な尿素供与化合物にはN,N′−ジメチル尿素、N,N
−ジエチル尿素、N,N′−ジフエニル尿素、テトラメチ
ルチオ尿素、テトラエチルチオ尿素、テトラ−n−ブチ
ルチオ尿素、N,N−ジ−n−ブチルチオ尿素、N,N′−ジ
−n−ブチルチオ尿素、N,N−ジフエニル−チオ尿素お
よびN,N′−ジフエニル−N,N′−ジエチルチオ尿素を含
む。
光開始剤系の3成分は「光化学的に有効な量」で存在
する、即ち各成分の量は結合剤を希望する波長の光に暴
露したときに光化学硬化を受けるのに充分な量である。
望ましくは、100部のモノマーごとに、結合剤は約0.005
から約10部まで(より望ましくは約0.1から約4部ま
で)のヨードニウム塩、増感剤および供与体をそれぞれ
含む。各成分の量は独立して変り得るので等しい必要は
なく、より多い量では一般により早い硬化を与えるが貯
蔵寿命は短かい。高い吸光係数(例えば約10,000以上)
を有する増感剤を光重合のために希望する波長の照射に
おいて一般に減量して使用される。
結合剤は希望する最終用途に応じて広い種類の助剤を
含有することができる。好適な助剤には溶剤、希釈剤、
樹脂、熱硬化結合剤、可塑剤、顔料、染料、無機および
有機強化剤または増量充填剤(組成物の全重量を基にし
て約10重量%から約90重量%までの望ましい量で)、チ
キソトロープ剤、指示薬、抑制剤、安定剤、UV吸収剤お
よびこれに類するものを含む。そのような助剤の量およ
び型、および結合剤へのそれらの添加法は当業者がよく
知るところであろう。
結合剤は種々の方法を用いて硬化できる。石英ハロゲ
ン灯、タングステン ハロゲン灯、水銀アーク、炭素ア
ーク、低圧、中圧および高圧水銀灯、プラズマアーク、
光を出すダイオードおよびレーザーのような紫外線また
は可視光線を出す光源の使用が好都合である。電子ビー
ム(「E−ビーム」)照射および光発生に依存しないそ
の他の硬化装置もまた使われる。一般に、熱または不活
性雰囲気は硬化を促進するであろう。
以下の実施例は本発明の理解の助けのために提供され
ものであつてその範囲を制限するものと解釈すべきでは
ない。別に示されない限り、総ての部および%は重量に
よる。
実施例1 0.25部のカルフオルキノン(CPQ)、50部のトリエチ
レングリコール ジメタクリレート(TEGDMA)および50
部のビスフエノールAジグリシジルエーテル ジメタク
リレート(Bis GMA)から3つの貯蔵溶液をつくつた。
0.5部のジフエニルヨードニウム ヘキサフルオロホス
フエート(φ2I′PF6 -)を第1の溶液に加えた。0.25部
のナトリウム パラートルエンスルホネート(STS)を
第2溶液に加えた。0.50部のφ2I+PF6 -および0.25部のS
TSを第3溶液に加えた。各溶液を直径6mmの「テフロ
ン」鋳型中に2.5mmの深さで注ぎ入れ、ポリエステルフ
イルムで覆い、そして手で持つ可視光線硬化ランプ
[「ビジラツクス(Visilux)」、3M]を使つて10秒間
照射しそれらの導光器押出し端を直接ポリエステル フ
イルム上に置いた。
CPQおよびφ2I+PF6 -またはCPQおよびSTSだけを含有す
る溶液は軟質ゲルを形成した。CPS、φ2I+PF6 -およびST
Sを含有する溶液はバーコル(Barcol)硬度40(ASTM D-
2583)をその頂部と底部双方の表面に有する固体に硬化
した。
さらに実施した実験において、11.85部の上記の各モ
ノマー、76部の充填剤および0.25部のCPQから3つの貯
蔵液をつくつた。0.25部のφ2I+PF6 -を第1溶液に加え
た。0.25部のN,N−ジメチル−アミノフエネチル アル
コール(「D−1」)を第2溶液に加えた。0.25部のφ
2I+PF6 -および0.25部のD−1を第3溶液に加えた。各
溶液を上に記載した鋳型中で硬化させたが、6mm深さお
よび20秒の硬化時間を使つた。φ2I+PF6 -だけを含有す
る溶液は硬化しなかつた。D−1のみを含有する溶液は
頂部および底部のバーコール硬度値がそれぞれ56および
2であつた。φ2I+PF-およびD−1の双方を含有する溶
液は頂部および底部のバーコール硬度値60および30をそ
れぞれ有した。
上記のデータは増加した重合度および硬化深さは本発
明に従つて硬化した結合剤の使用で得られることを説明
する。
実施例2 等モル量の種々の供与体を50部トリメチロールプロパ
ン、トリメタクリレート、50部の1,4−ブタンジオール
ジメタクリレート、0.25部のCPQおよび場合によつて
は0.5部のヨードニウム塩φ2I+PF6 -を含有するモノマー
貯蔵溶液に加えた。
生じた溶液を波長400-500nmで60mw/cm2の強さで[ユ
ナイテツドデイテクターテクノロジー(United Detecto
r Technology)型式351可搬式で測定して]可視光線に
よつて照射した。溶液をガラス棒を使つてかきまぜ到達
するまでに要した時間を記録した。下記の第1表中に掲
げたのは実験番号供与化合物、Eox(供与体)、重量%
供与体、およびヨードニウム塩を含めおよび含めないで
つくつた溶液に対するゲル化時間である。供与体は第1
表中に一般に減少する酸化ポテンシアルの順で掲げた。
上のデータは本発明に従つて硬化させた結合剤を用い
て増加した硬化速度が得られたことを例解し、そしてそ
のEox値がp−ジメトキシベンゼンのものと等しいかま
たはより少ない供与体を使用する利点を証明しそして供
与体原子のアルフアの炭素または珪素原子上に分離しう
る水素原子を有することを説明する。
実施例3 下記の成分から未充填結合剤処方をつくつた: %固体 アクリルアミド 43.3 N,N′−メチレンビスアクリルアミド 4.3 ポリビニルアルコール 51.9 (分子量2,000、75%加水解した) 界面活性剤(「Triton X-100」) 0.5 1/1 v/vアセトニトリル/水 混合物中に11.5%固体
に構成した。赤色安全灯を使つて25ml部分の上記貯蔵溶
液に0.01gの増感剤および任意に0.1gφ2I+PF6および/
または0.1gのSTSと共に加えて塗布試料をつくつた。試
料は#18のワイヤーを巻いた棒を使用しゼラチンを下塗
りしたポリエステルフイルムに対して塗布し、熱銃で乾
かし次いで炉中で2分間60℃で乾かした。塗布したフイ
ルムは真空下で21段の感光度ガイドを通して(「モデル
70」)透明、製造者3M)タングステンまたは紫外線[2k
w バーケイ アスコル、バーケイ テクニカル カン
パニー(Berkey Ascor Berkey Technical Company)」
光源を使用して露光した。露光した試料は3/20、v/v水
/メタノール溶剤混合物を使用して現像した。相対的速
度を現像後に残る段階の数(平均3試料で)によつて決
定した。下記の第II表中に掲げたのは可視光線にさらし
た試料に対する結果であり、そして第III表中に掲げた
のは紫外光線にさらした試料に対する結果である。註記
したものを除き各露出は可視区域では30秒であり紫外線
区域では60秒であつた。
上記のデータはヨードニウム塩、増感剤および供与体
の組み合わせは単に増感剤および供与体だけを含有する
結合剤または単に増感剤とヨードニウム塩だけを含有す
る結合剤と比べると硬化速度を1から2倍の大きさまで
増加できることを例証する。
実施例4 硬化速度に対するEox(供与体)の効果を説明するた
めに一連の結合剤を下記のように評価した。4/l、w/wア
セトニトリル/水中の10%ペンタエリスリトール テト
ラアクリレートからモノマー貯蔵溶液をつくつた。13×
100mm「パイレツクス」試験管中のこの溶液の3ml部分に
約0.02gのφ2I+PF6 -および/または供与体化合物および
充分な増感剤を加えて目視で評価して1と2の間の光学
密度を与えた。溶液をN2で2分間光照射の前および継続
中パージした。光源は440nmのフイルターを装備したコ
ダツク(Kodak)の「カルーセル(carousel)」投映器
ランプであつた。ゲル化時間を測定して相対的速度を決
定した。
下記第IV表中に掲げたのは実験番号、増感剤およびそ
れらのλmax値、供与体化合物およびそれらのEox値、お
よびヨードニウム塩プラス増感剤、増感剤プラス供与
体、またはヨードニウム塩プラス増感剤プラス供与体を
含む結合剤に対するゲル化時間である。
前記のデータはEox(供与体)が減小すると硬化速度
は一般に増加する(第I表も参照のこと) 実施例5 ポリエステル布の裏打(製織した、スペンポリエステ
ル布、0.03g/cm2、ミリケン(milliken)を裏打材を75
部のエポキシ−アクリレート樹脂[「Novacure 3500」
インターレツツ(Interez)]15部のペンタエリスリト
ール トリアクリレート、9部のn−ビニル ピロリド
ンおよび1部のα,α−ジメトキシ−α−フエニル ア
セトフエノンを組合わせてつくつた紫外線硬化性樹脂混
合物で飽和させて樹脂を含浸させ、そして紫外線下で空
気中で0.3J/cm2のエネルギー密度を使つて樹脂を硬化さ
せた。
トリス−ヒドロキシエチルイソシアネートのトリアク
リレートおよびトリメチロールプロパンのトリアクリレ
ートの50:50混合物を炭酸カルシウムで50%充填したも
のから塗布した研磨剤結合樹脂をつくつた。それぞれ0.
25部のφ2I+PF6 -、CPQおよびD−1を結合樹脂中に混合
した。
樹脂含浸裏打を0.1mmの塗布厚さで結合剤樹脂により
ナイフーコートし次いで等級50のAl2O3鉱石を滴下塗布
した。高強度可視光源(モデルF440、4V678ランプ)フ
ユージヨン システム(Fusion System)(約15cmの距
離で操作)を使用し5から10秒まで窒素下で硬化させ
た。硬化した研磨剤の顕微鏡試験では硬化が結合を通し
て起り個々の鉱物粒子の下でさえ硬化したことを示し
た。比較として、もしも光開始剤システムが樹脂から排
除されそして5MラツドのE−ビーム照射(250kv加速電
位)を用いて硬化を及ぼすために使用すると個々の鉱質
細粒の下に残つた未硬化の湿つた樹脂がプールされそし
て細粒は裏打に貧弱に付着した。サイズコートはメーク
コートを硬化させるために使用した可視光源下で硬化さ
せた。その結果得られた塗布した研磨剤を往復研磨装置
を使用して[「ロツカードラム」(rocker drum)」]6
mmの厚さ1018カーボン スチール作業片上で評価した。
500サイクルの後シエリング(shelling)は観察できず
そして平均0.77gの鋼材が除去された。比較用研磨剤試
料を同じ光開始剤システムを含有するメークコートを使
用してつくり(可視光線を使つて効果した)そして光開
始剤システムを含まないサイズコートを使用してつくつ
た(E−ビームを使つて硬化させた。比較研磨剤はわず
かに20サイクル後にシエルを生じそして鋼材から0.02g
が除去されただけである。
ベンジル、2−クロロチオキサントンおよびフルオレ
ツセンスのような増感剤でカンフオルキノンの代りに置
換すると比較できる結果が得られた。エチルp−ジメチ
ルアミノベンゼン、p−ジメチル−アミノベンツアルデ
ハイドおよびp−ジメチルアミノベンゾニトリルのよう
な供与体化合物をパラジメチルアミノフエネチル アル
コールに対し置換すると改良された未硬化樹脂貯蔵寿命
および環境光安定性が得られた。
上記の研磨性結合剤系は標準フエノールベース結合剤
に対し有用な置換基でありそして低減したエネルギー消
費および製造中に高い産出量を提供できる。
実施例6 開放性でプリフオームし、結合した不織ウエブで約10
mmの厚さのものを空気で配布したフイラメントにつき15
デニール、40mm長さでポリイソシアヌレート樹脂で捲縮
したナイロン繊維を形成した。不織布の繊維含量は145g
/m2でありそして結合剤含量は115g/m2であつた。
研磨粒子および結合剤のスラリーを30部のビスフエノ
ールAジグリシジル エーテルジアクリレート、30部の
トリス−ヒドロキシエチル−イソシアヌレート トリア
クリレート、30部のテトラエチレングリコール ジアク
リレート、10部の単官能性アクリレート接着促進剤
([フオトマー6173」](photomer)オクシデンタル
ケミカル コーポレーシヨン(Occidental Chemical Co
rporation)、0.5部の0.5部のジフエニルヨードニウム
ヘキサフルオロホスフエート、0.5部のベンジル、0.5
部のエチル−4−ジメチルアミノ ベンゾエートおよび
約100部のグレード220のアルミニウム オキサイド研磨
粒子を一緒にかきまぜて研磨剤粒子のスラリーおよび結
合剤をつくつた。スラリーを不織布ウエブ上に2本ロー
ル塗布機を使つて約2000g/m2の塗布重量で塗布した。
塗布した不織布を次いで高強力可視光線照射をそれを
8回通し(両サイドで4回)約3m/分のベルト速度およ
び約10cmのランプ距離で実施5で使つたフユージヨン系
を使つて実施した。研磨剤結合樹脂を硬質樹脂状態に硬
化させた。研磨剤粒子はオープン繊維マトリトツクスに
しつかり接着した。
130mm直径円盤で13mmの中心孔を有する3枚の布を塗
布しそして硬化させた不織布ウエブから切り取つた。円
盤をスピンドル上で一体にして75mm直径フランジで支え
た。円盤を毎分1200回で回転させる間にアルミニウム作
業片を円盤の端に抗して維持した。円盤はアルミニウム
作業片をきわめて満足する速度で研磨しそして受容でき
る表面仕上げをつくつた。円盤は米国特許第2,958,593
および4,609,380各号の教示に従つてつくつた研磨物品
と対比できるように機能しそして光硬化した結合剤から
つくられるものが熱硬化した結合剤よりも有利であつ
た。
本発明の種々の修正および別法は本発明の範囲および
精神から離れずに行なえることは同業者には明らかであ
ろう。本発明はここに示した説明的具体化に限定されな
いことを了承すべきである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08J 5/14 C08J 5/14 C09K 3/14 550 C09K 3/14 550K

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)遊離基重合性モノマー、および b)該遊離基重合性モノマー中に可溶であり、 光化学的に有効量の (i)アリールヨードニウム塩、 (ii)波長が300から1000ナノメーターの範囲の何処か
    にある光を吸収することができ、かつ2−メチル−4,6
    −ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジンを増感す
    ることのできる増感化合物、および (iii)電子供与化合物 を含み、 該電子供与化合物と該増感化合物とは異なるものであ
    り、かつ 零<Eox(電子供与化合物)≦Eox(パラ−ジメトキシベ
    ンゼン)である光開始系 を含む付加重合性組成物を光硬化することによって得ら
    れる光硬化結合剤によって支持体上に支持され、かつ支
    持体に結合せしめられた研磨剤細粒を有する、塗布型研
    磨剤。
  2. 【請求項2】該支持体が裏張シートを含み、そして該細
    粒が該裏張シートの少なくとも一つの主要表面に第一樹
    脂質材料のメーク塗布および第二樹脂質材料のサイズ塗
    布によって結合され、該第一および/または該第二樹脂
    質材料は該結合材の光硬化によってつくられる特許請求
    の範囲第(1)項に記載の塗布した研磨剤。
  3. 【請求項3】該支持体が低密度の荒目ウェブを含む特許
    請求の範囲第(1)項に記載の塗布した研磨剤。
  4. 【請求項4】該モノマーがトリス−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および/またはトリ
    メチロールプロパンのトリアクリレートを含む特許請求
    の範囲第(1)項に記載の塗布した研磨剤。
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