(57)【要約】【課題】  ポリ尿素樹脂を結合材とし、より高濃度の微細砥粒をより均一に保持してなるポリ尿素複合研磨材であって、研磨加工に用いた際に良好な引っかき研磨性を示し、且つ、研磨中の微細砥粒の脱落により良好な転動研磨性をも示す研磨材を提供する。【解決手段】  砥粒とポリ尿素樹脂を複合した研磨材であって、該研磨材は粒度が＃２０００メッシュより微細な砥粒を５０〜９５体積％含有し、且つ、該研磨材の密度が０．４５〜２．０ｇ／ｃｍ３である、ポリ尿素複合研磨材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥粒とポリ尿素樹脂を複合した研磨材であって、該研磨材は粒度が＃２０００メッシュより微細な砥粒を５０〜９５体積％含有し、且つ、該研磨材の密度が０．４５〜２．０ｇ／ｃｍ３である、ポリ尿素複合研磨材。
【請求項２】
前記ポリ尿素樹脂が、ポリイソシアネート化合物とポリアミン化合物とを有機溶媒中に下記比で混合して重合反応させ、反応液がゲル化する前に前記砥粒を混合して砥粒の存在下でさらに重合させたものである、請求項１に記載のポリ尿素複合研磨材。
［ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基当量］／［ポリアミン化合物のアミノ基当量］＝０．９０〜２．００
【請求項３】
前記ポリアミン化合物が下記（ａ）〜（ｄ）のいずれかである、請求項１又は２に記載のポリ尿素複合研磨材。
（ａ）芳香族ポリアミンオリゴマー
（ｂ）芳香族ジアミン化合物
（ｃ）芳香族ポリアミンオリゴマー及び芳香族ジアミン化合物
（ｄ）脂肪族ポリアミンオリゴマー及び芳香族ジアミン化合物
（ｅ）脂肪族ポリアミンオリゴマー、芳香族ポリアミンオリゴマー及び芳香族ジアミン化合物
（ｆ）脂肪族ポリアミンオリゴマー及び芳香族ポリアミンオリゴマー
【請求項４】
前記芳香族ポリアミンオリゴマーが下記式（Ｉ）で表されるポリアミンオリゴマーを含む、請求項３に記載のポリ尿素複合研磨材。
【化１】
2015057302.tif 000010
（式中Ｒは、ｎ価の数平均分子量２００以上のポリアルキレンポリオール、ポリアルキレンエーテルポリオール又はポリアルキレンエステルポリオールの残基を表わし、ｎは２又は３を表す。但し、当該ポリアルキレン中に不飽和結合を含んでいてもよい。）
【請求項５】
前記芳香族ジアミン化合物が、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）、４，４’−メチレンビス（２，３−ジクロロアニリン）、４，４’−メチレンビス（２，５−ジクロロアニリン）、４，４’−メチレンビス（３−クロロ−２，５−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレンビス（２−メチル−６−エチルアニリン）、トリメチレンビス（４−アミノベンゾエート）、４−クロロ−３，５ジアミノ−安息香酸イソブチル、３，５−ジメチルチオ−２，４−トルエンジアミン、３，５−ジメチルチオ−２，６−トルエンジアミン、３，５−ジエチル−２，６−トルエンジアミン、３，５−ジエチル−２，４−トルエンジアミン、４，４’−メチレンビス（メチルアンスラアニレート）、及び１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタンからなる群より選択される少なくとも１種の芳香族ジアミン化合物を含む、請求項３又は４のいずれか１項に記載のポリ尿素複合研磨材。
【請求項６】
前記脂肪族ポリアミンオリゴマーが下記式（II）〜（IV）のいずれかで表されるポリアミンオリゴマーを含む、請求項３〜５のいずれか１項に記載のポリ尿素複合研磨材。
Ｈ２Ｎ−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ２−Ｒ２−ＮＨ２      （II）
式（II）中、Ｒ２は、−［Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）］ｐ−、又は、−［Ｏ−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ２］ｑ−［Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２］ｒ−［Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）］ｓ−で表される２価の基である。繰り返し単位の数を示すｐ〜ｓはいずれも１以上であり、ｑ＋ｓは２以上である。
Ｈ２Ｎ−［Ｏ−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ２〕ｔ−［Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２］ｕ−〔Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）〕ｖ−ＮＨ２      （III）
式（III）中、繰り返し単位の数を示すｔ〜ｖはいずれも１以上であり、ｔ＋ｖは６以上である。
【化２】
2015057302.tif 000011
式（IV）中、Ｒａは水素原子又はエチル基である。繰り返し単位の数を示すｗはそれぞれ独立に１以上であり、且つ３つのｗの合計が５以上である。Ｒａが水素原子の場合ｘは０であり、Ｒａがエチル基の場合ｘは１である。
【請求項７】
研磨又はみがきに用いる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のポリ尿素複合研磨材。
【請求項８】
圧縮弾性率が２０〜１３０ｋｇｆ／ｍｍ２である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のポリ尿素複合研磨材。
【請求項９】
ポリアミン化合物を含有する有機溶媒中にポリイソシアネート化合物を混合して反応させて、ポリ尿素樹脂を２〜２０質量％含有し、ゲル化前で流動性を保持した溶液を得る工程；
前記ポリ尿素樹脂溶液と、粒度が＃２０００メッシュより微細な砥粒とを混合し、該混合液を濃縮して前記有機溶媒が残存する濃縮物を得る工程；
前記濃縮物を加圧成形し、加圧下でさらに重合させる工程；及び
成形物を熱処理してポリ尿素樹脂を硬化させる工程を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のポリ尿素複合研磨材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属、ステンレス、チタン合金、ガラス、鉱物、石材、セラミックス、プラスチック等の研磨加工に用いるのに好適なポリ尿素複合研磨材、より具体的にはコンピューターのハードディスク用基板、半導体デバイスのウェーハ（シリコン、サファイア、炭化ケイ素、チッカガリウム等）、アルミ基板、プリント基板、積層板、レンズ、精密機械部品の表面、光ファイバーの端面及び板金塗装面等の精密研磨用として好適なポリ尿素複合研磨材、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学分野で有用なガラス、半導体分野で有用なシリコン、サファイア、炭化ケイ素等の脆性材料は、鏡面加工を必要としており、一般的には、研磨パットと微細砥粒を含有したスラリーを併用して遊離砥粒によるポリッシング加工が適用されてきた。しかし、この方法だと生産性が悪く、廃液処理に高い経費が必要となり、経済的に不利とされ、これに変わる新技術が必要とされている。
そこで、盛んに検討されているのが、微細砥粒を高濃度で均一に、且つ適度な結合力で保持する研磨材により研磨加工する手法である。この手法によれば、最初に固定砥粒として引っかき作用した砥粒が研磨加工中に脱落し、これが遊離砥粒として転動作用するため、優れた生産性及びポリッシング効果をあげることができるとされる。
この研磨材の結合材としては主にフェノールレジンが検討されてきたが、高能率加工が可能になったもののスクラッチが入りやすく、ダメージが大きいという欠点があった。これは、微細砥粒の不均一分散及び結合材としたフェノールレジン自体の特性（高硬度でもろい）に起因する。すなわち、結合材としてフェノールレジンを用いると、砥粒が凝集体として研磨材から脱落しやすく、これがスクラッチを発生する原因とされている。
また、フェノールレジンの他に、ウレタンやゴムを結合材とする研磨材や、ポリ尿素を結合材とする研磨材も検討されてきている（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９１１７５号公報
【特許文献２】特許第３９２１０５６号
【特許文献３】特許第４３５７１７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献３には、砥粒として粒度が＃３０００メッシュ以下の微細砥粒を高濃度で含有する研削材が記載されているが、それでも砥粒濃度は５７質量％（３５体積％）である（特許文献３の実施例６）。特許文献３に記載の研削材において砥粒濃度をさらに高めた場合には、砥粒とポリ尿素樹脂の混合物が流動性を示さず型に注入することができなくなる。発泡剤を多量に添加したとしても、微細砥粒系の為にチクソ性が異常に高く、コロイド状となり、やはり型に注入するのは困難である。この流動性を示さない混合物をスパチュラ等を用いて型に充填して成形し、硬化した場合には、得られる成形物はクラックが多発したものとなり、研磨材としての機能を持たないものとなる。
本発明は、ポリ尿素樹脂を結合材とし、高濃度の微細砥粒を保持してなるポリ尿素複合研磨材であって、研磨加工に用いた際に良好な引っかき研磨性を示し、且つ、研磨中の微細砥粒の脱落により良好な転動研磨性をも示す研磨材を提供することを課題とする。また、本発明は、前記ポリ尿素複合研磨材の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は上記課題を達成すべく鋭意研究を重ねた。その結果、有機溶媒中にポリアミン化合物とポリイソシアネート化合物とを特定比率で混合して反応させ、反応液がゲル化する前に(すなわち、反応液が流動性を示す液の状態（好ましくは反応液の粘度が３０００〜５０００ｍＰａ・Ｓの状態）で微細砥粒を高濃度で加え、撹拌して絶えず均一性を保ちながら濃縮して適度に溶媒が残存する濃縮物（好ましくは固形分含有量が４０〜９２質量％である濃縮物）を得、この濃縮物を金型に充填して加圧成形し、さらに加圧下で重合反応を進めた後、熱処理に付して重合反応を完結させることで（完全に硬化させることで）砥粒を高濃度に且つ均一に保持した圧縮弾性率の良い研磨材が得られることを見い出した。そして、この研磨材を研磨に用いると良好な引っかき研磨性を示し、さらに、研磨中に適度な速度で微細砥粒が脱落して良好な転動研磨性をも示すことを見い出した。
本発明はこれらの知見に基づき完成させるに至った。
【０００６】
本発明の上記課題は下記手段により解決された。
〔１〕
砥粒とポリ尿素樹脂を複合した研磨材であって、該研磨材は粒度が＃２０００メッシュより微細な砥粒を５０〜９５体積％含有し、且つ、該研磨材の密度が０．４５〜２．０ｇ／ｃｍ３である、ポリ尿素複合研磨材。
〔２〕
前記ポリ尿素樹脂が、ポリイソシアネート化合物とポリアミン化合物とを有機溶媒中に下記比で混合して重合反応させ、反応液がゲル化する前に前記砥粒を混合して砥粒の存在下でさらに重合させたものである、〔１〕に記載のポリ尿素複合研磨材。
［ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基当量］／［ポリアミン化合物のアミノ基当量］＝０．９０〜２．００
〔３〕
前記ポリアミン化合物が下記（ａ）〜（ｆ）のいずれかである、〔１〕又は〔２〕に記載のポリ尿素複合研磨材。
（ａ）芳香族ポリアミンオリゴマー
（ｂ）芳香族ジアミン化合物
（ｃ）芳香族ポリアミンオリゴマー及び芳香族ジアミン化合物
（ｄ）脂肪族ポリアミンオリゴマー及び芳香族ジアミン化合物
（ｅ）脂肪族ポリアミンオリゴマー、芳香族ポリアミンオリゴマー及び芳香族ジアミン化合物
（ｆ）脂肪族ポリアミンオリゴマー及び芳香族ポリアミンオリゴマー
〔４〕
前記芳香族ポリアミンオリゴマーが下記式（Ｉ）で表されるポリアミンオリゴマーを含む、〔３〕に記載のポリ尿素複合研磨材。
【０００７】
【化１】
2015057302.tif 000002
【０００８】
（式中Ｒは、ｎ価の数平均分子量２００以上のポリアルキレンポリオール、ポリアルキレンエーテルポリオール又はポリアルキレンエステルポリオールの残基を表わし、ｎは２又は３を表す。但し、当該ポリアルキレン中に不飽和結合を含んでいてもよい。）
〔５〕
前記芳香族ジアミン化合物が、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）、４，４’−メチレンビス（２，３−ジクロロアニリン）、４，４’−メチレンビス（２，５−ジクロロアニリン）、４，４’−メチレンビス（３−クロロ−２，５−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレンビス（２−メチル−６−エチルアニリン）、トリメチレンビス（４−アミノベンゾエート）、４−クロロ−３，５ジアミノ−安息香酸イソブチル、３，５−ジメチルチオ−２，４−トルエンジアミン、３，５−ジメチルチオ−２，６−トルエンジアミン、３，５−ジエチル−２，６−トルエンジアミン、３，５−ジエチル−２，４−トルエンジアミン、４，４’−メチレンビス（メチルアンスラアニレート）、及び１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタンからなる群より選択される少なくとも１種の芳香族ジアミン化合物を含む、〔３〕又は〔４〕のいずれか１項に記載のポリ尿素複合研磨材。
〔６〕
前記脂肪族ポリアミンオリゴマーが下記式（II）〜（IV）のいずれかで表されるポリアミンオリゴマーを含む、〔３〕〜〔５〕のいずれか１項に記載のポリ尿素複合研磨材。
Ｈ２Ｎ−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ２−Ｒ２−ＮＨ２      （II）
式（II）中、Ｒ２は、−［Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）］ｐ−、又は、−［Ｏ−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ２］ｑ−［Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２］ｒ−［Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）］ｓ−で表される２価の基である。繰り返し単位の数を示すｐ〜ｓはいずれも１以上であり、ｑ＋ｓは２以上である。
Ｈ２Ｎ−［Ｏ−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ２〕ｔ−［Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２］ｕ−〔Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）〕ｖ−ＮＨ２      （III）
式（III）中、繰り返し単位の数を示すｔ〜ｖはいずれも１以上であり、ｔ＋ｖは６以上である。
【０００９】
【化２】
2015057302.tif 000003
式（IV）中、Ｒａは水素原子又はエチル基である。繰り返し単位の数を示すｗはそれぞれ独立に１以上であり、且つ３つのｗの合計が５以上である。Ｒａが水素原子の場合ｘは０であり、Ｒａがエチル基の場合ｘは１である。
〔７〕
研磨又はみがきに用いる、〔１〕〜〔６〕のいずれか１項に記載のポリ尿素複合研磨材。
〔８〕
圧縮弾性率が２０〜１３０ｋｇｆ／ｍｍ２である、〔１〕〜〔７〕のいずれか１項に記載のポリ尿素複合研磨材。
〔９〕
ポリアミン化合物を含有する有機溶媒中にポリイソシアネート化合物を混合して反応させて、ポリ尿素樹脂を２〜２０質量％含有し、ゲル化前で流動性を保持した溶液を得る工程；
前記ポリ尿素樹脂溶液と、粒度が＃２０００メッシュより微細な砥粒とを混合し、該混合液を濃縮して前記有機溶媒が残存する濃縮物を得る工程；
前記濃縮物を加圧成形し、加圧下でさらに重合させる工程；及び
成形物を熱処理してポリ尿素樹脂を硬化させる工程を含む、〔１〕〜〔８〕のいずれか１項に記載のポリ尿素複合研磨材の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のポリ尿素複合研磨材は、多量の微細砥粒と結合材のポリ尿素樹脂とが複合体を形成してなり、当該研磨材を用いて研磨加工をすると砥粒とポリ尿素樹脂の複合作用で良好な引っかき研磨性能を示し、且つ、研磨加工中に微細砥粒が適度な速度で脱落して研磨するので、良好な転動研磨性をも示す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例で用いた摩耗試験機の構造を説明するための上面図（１ａ）及び側面図（１ｂ、上面図１ａをＡ側からみた図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のポリ尿素複合研磨材（以下、本発明の研磨材ともいう。）について以下に説明する。
本発明の研磨材は、結合材としてポリ尿素樹脂を含む。本発明の研磨材は粒度が＃２０００より小さな微細砥粒を５０〜９５体積％含有し、該研磨材の密度は０．４５〜２．０ｇ／ｃｍ３である。本発明の研磨材は、通常はポリ尿素樹脂と砥粒が均質に混じり合った形態である。
【００１３】
本発明の研磨材において結合材であるポリ尿素樹脂は、イソシアネート基を２つ以上有するポリイソシアネート化合物と、アミノ基を２つ以上有するポリアミン化合物とを反応させて得られる重合体である。
結合材の原料として用いるポリイソシアネート化合物としては、任意のポリイソシアネートが使用可能である。例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ＭＤＩポリマー、ポリフェニレンポリイソシアネート（クルードＭＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ、カルボジイミド変性ＭＤＩポリマー、シクロヘキサンジイソシアネート（ＣＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニレンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、フェニレンジイソシアネート、及びパラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）から選ばれる１種又は２種以上を用いることができる。また、ヘキサメチレンジイソシアネートのダイマー（ウレチジオン結合体）、トリマー（イソシアヌレート結合体）又はそれらの混合物等を併用してもよい。また、ポリイソシアネートの一部をポリエーテル、ポリエステル又はポリブタジエンポリオールと反応させ、プレポリマー化したものを併用することもできる。
【００１４】
本発明の研磨材において、結合材の原料として用いるポリアミン化合物は、上記ポリイソシアネート化合物と反応して重合し、ポリ尿素樹脂を形成するものであれば特に制限はないが、下記（ａ）〜（ｆ）のいずれかを用いることが好ましい。
（ａ）芳香族ポリアミンオリゴマー
（ｂ）芳香族ジアミン化合物
（ｃ）芳香族ポリアミンオリゴマー及び芳香族ジアミン化合物
（ｄ）脂肪族ポリアミンオリゴマー及び芳香族ジアミン化合物
（ｅ）脂肪族ポリアミンオリゴマー、芳香族ポリアミンオリゴマー及び芳香族ジアミン化合物
（ｆ）脂肪族ポリアミンオリゴマー及び芳香族ポリアミンオリゴマー
【００１５】
上記（ｂ）〜（ｅ）において、芳香族ジアミン化合物の割合に特に制限はない。芳香族ジアミン化合物の割合が増すと、得られるポリ尿素樹脂の硬度、引裂強度、接着力、軟化点が上昇する。その結果、研磨材の研磨力が増し、面が粗くなり耐久性が上がる。逆に芳香族ジアミン化合物の割合が減少すると、得られるポリ尿素樹脂硬度、引裂強度、接着力は低下する。その結果、研磨材の研磨力が低下し、面粗さが小さくなり、研磨材からの砥粒の離脱性が良くなる。すなわち、芳香族ジアミン化合物の割合は、研磨材の目的の機能にあわせて適宜に調整されるものである。
【００１６】
上記（ｃ）、（ｅ）及び（ｆ）において、芳香族ポリアミンオリゴマーの割合に特に制限はない。芳香族ポリアミンオリゴマーの割合が増すと、得られるポリ尿素樹脂の硬度が低下し、伸び、ゴム弾性が増す。したがって、得られる研磨材の研磨力は低下するが、得られる面粗さは小さく、鏡面が得られやすい。逆に芳香族ポリアミンオリゴマーの割合が減少すると、得られるポリ尿素樹脂は、高硬度となり、伸びが小さくなり、ゴム弾性が低下して樹脂化の傾向が強くなる。その結果、研磨材の研磨性が上がり、面粗さが大きくなる。また、砥粒の離脱性が低下し、耐久性が上がる。
すなわち、芳香族ポリアミンオリゴマーの割合は、研磨材の目的の機能にあわせて適宜に調整されるものである。
上記（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）において、脂肪族ポリアミンオリゴマーの割合に特に制限はない。脂肪族ポリアミンオリゴマーの割合が増すと、反応が速くなり得られるポリ尿素樹脂の脱型性が向上する。したがって、研磨材の脱型時の破損を防止することができる。また、研磨材からの砥粒の離脱性を高めることができる。逆に脂肪族ポリアミンオリゴマーの割合が減少すると、砥粒の離脱性が低下し、耐久性を高めることができる。
すなわち、脂肪族ポリアミンオリゴマーの割合は、研磨材の目的の機能にあわせて適宜に調整されるものである。
【００１７】
上記芳香族ポリアミンオリゴマーは、下記式（Ｉ）で表される化合物の１種又は２種以上を含むことが好ましい。上記芳香族ポリアミンオリゴマーに占める下記式（Ｉ）で表される化合物の割合は５０〜１００質量％が好ましく、７０〜１００質量％がより好ましく、８０〜１００質量％がさらに好ましく、９０〜１００質量％がさらに好ましい。本発明に用いうる芳香族ポリアミンオリゴマーは、下記式（Ｉ）で表される化合物であることがより好ましい。
【００１８】
【化３】
2015057302.tif 000004
【００１９】
式（Ｉ）中、Ｒは、ｎ価の数平均分子量２００以上のポリアルキレンポリオール、ポリアルキレンエーテルポリオール又はポリアルキレンエステルポリオールの残基（すなわち、数平均分子量２００以上のポリアルキレンポリオール、数平均分子量２００以上のポリアルキレンエーテルポリオール又は数平均分子量２００以上のポリアルキレンエステルポリオールからｎ個の水酸基ないしは水素原子等を除いた構造を有し、当該水酸基ないし水素原子等が除かれた部位を連結部位とするｎ価の基）を表す。ｎは２又は３を表し、２であることが好ましい。但し、当該ポリアルキレン中には不飽和結合が含まれていてもよい。また、上記の各ポリオールはジオールであることが好ましい。
上記のポリアルキレンポリオール、ポリアルキレンエーテルポリオール又はポリアルキレンエステルポリオールの数平均分子量は２００〜２０００が好ましく、６００〜２０００がより好ましく、１０００〜２０００がさらに好ましい。
本明細書において数平均分子量は、分子末端基の水酸基の定量により、又はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定することができる。
【００２０】
上記式（Ｉ）で表される芳香族ポリアミンオリゴマーは一般に、数平均分子量２００以上のポリアルキレンポリオール、ポリアルキレンエーテルポリオール又はポリアルキレンエステルポリオールと、パラニトロ安息香酸クロライドとを反応させ、次いでニトロ基を還元することにより合成することができる。また、数平均分子量２００以上のポリアルキ
レンポリオール、ポリアルキレンエーテルポリオール又はポリアルキレンエステルポリオールと、アミノ安息香酸アルキルエステルとを反応させて得ることもできる。
上記反応で使用する数平均分子量２００以上のポリアルキレンポリオール、ポリアルキレンエーテルポリオール又はポリアルキレンエステルポリオールとしては、例えば、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリプロピレンエーテルグリコール、プロピレンオキシドとエチレンオキシドの共重体のグリコール等のポリエーテルポリオール；ポリエチレンアジペートポリオール、ポリブチレンアジペートポリオール、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトンから誘導されるラクトン系ポリエステルポリオール、３−メチルペンタンジオールとアジピン酸の反応より得られるアジペート系ポリオール等のポリエステルポリオール；ポリブタジエン系ポリオール等のポリアルキレンポリオールが挙げられる。
【００２１】
上記芳香族ポリアミンオリゴマーの末端基は、アミノ基が一般的であるが、場合により、使用する当該オリゴマーのうち一部の末端が水酸基として残存していても良いし、また、使用する当該オリゴマーの一部の両末端が水酸基として残存していても使用できる。また、場合により主鎖の一部にアミド基を含有していて良い。
上記芳香族ポリアミンオリゴマーは市販品として入手可能である。上記ポリオールとして例えばポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）を原料とした芳香族ポリアミンオリゴマーとしては、エアプロダクトアンドケミカル社より市販されているバーサリングＰ−２５０（ポリオール分子量２５０）、バーサリンクＰ−６５０（ポリオール分子量６５０）、バーサリンクＰ−１０００（ポリオール分子量１０００）、バーサリンクＰ−２０００（ポリオール分子量２０００）（いずれも、商品名）が、また、イハラケミカル工業社製の市販品として、エラスマー１０００（ポレアＳ−１００Ａ）（ポリオール分子量１０００）、これを低融点に変性したポレアＳＬ−１００Ａ（ポリオール分子量１０００）（いずれも商品名）の他、ポリオールとしてポリエステルポリオールを原料としたエラスマー１０００ＥＳ（ポリオール分子量１０００）（いずれも、商品名）が挙げられる。これらの芳香族ポリアミンオリゴマーは、１種又は２種以上を組み合わせても使用できる。
【００２２】
結合材の原料として用いうる上記芳香族ジアミン化合物に特に制限はないが、例えば、
４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）、
４，４’−メチレンビス（２，３−ジクロロアニリン）、
４，４’−メチレンビス（２，５−ジクロロアニリン）、
４，４’−メチレンビス（３−クロロ−２，５−ジエチレンアニリン）、
４，４’−メチレンビス（メチルアンスラアニレート）、
トリメチレンビス（４−アミノベンゾエート）、
４，４’−メチレンビス（２−メチル−６−エチルアニリン）
４−クロロ−３，５−ジアミノ−ベンゾイックアシッドイソブチルエステル、
３，５−ジメチルチオ−２，４−トルエンジアミン、
３，５−ジメチルチオ−２，６−トルエンジアミン、
３，５−ジエチル−２，４−トルエンジアミン、
３，５−ジエチル−２，６−トルエンジアミン、
１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン
４，４’−エチレンビス（２，６−ジメチルアニリン）、
４，４’−エチレンビス（２，６−ジエチルアニリン）、
４，４’−エチレンビス（２，６−ジイソプロピルアニリン）、
４，４’−エチレンビス（２−メチル−６−イソプロピルアニリン）、
４，４’−エチレンビス（２−エチル−６−イソプロピルアニリン）、
４，４’−エチレンビス（２−メチル−６−ｔブチルアニリン）
を挙げることができる。結合材の原料として用いる芳香族ジアミン化合物は、当該例示の芳香族ジアミン化合物の１種又は２種以上を含むことが好ましい。結合材の原料として用いる上記芳香族ジアミン化合物に占める当該例示の芳香族ジアミン化合物の１種又は２種以上の割合は、５０〜１００質量％が好ましく、７０〜１００質量％がより好ましく、８０〜１００質量％がさらに好ましく、９０〜１００質量％がさらに好ましい。結合材の原料として用いる上記芳香族ジアミン化合物のすべてが上記例示の芳香族ジアミン化合物の１種又は２種以上であることがより好ましい。
【００２３】
結合材の原料として用いる上記脂肪族ポリアミンオリゴマーに特に制限はないが、下記式（II）〜（IV）のいずれかの式で表される化合物の１種又は２種以上を含むことが好ましい。結合材の原料として用いる脂肪族ポリアミンオリゴマーに占める下記式（II）〜（IV）のいずれかの式で表される化合物の総量の割合は５０〜１００質量％が好ましく、７０〜１００質量％がより好ましく、８０〜１００質量％がさらに好ましく、９０〜１００質量％がさらに好ましい。また、結合材の原料として用いる上記脂肪族ポリアミン化合物のすべてが下記式（II）〜（IV）のいずれかの式で表される化合物であることがより好ましい。
【００２４】
Ｈ２Ｎ−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ２−Ｒ２−ＮＨ２      （II）
式（II）中、Ｒ２は、−［Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）］ｐ−、又は、−［Ｏ−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ２］ｑ−［Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２］ｒ−［Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）］ｓ−で表される２価の基である。繰り返し単位の数を示すｐ〜ｓはいずれも１以上である。ｐは１〜６８が好ましく、５〜３３がより好ましい。ｑ＋ｓは２以上であり、３．６〜６．０が好ましい。ｒは９〜３８．７が好ましく、１２〜３８．７がより好ましい。
【００２５】
Ｈ２Ｎ−［Ｏ−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ２〕ｔ−［Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２］ｕ−〔Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）〕ｖ−ＮＨ２      （III）
式（III）中、繰り返し単位の数を示すｔ〜ｖはいずれも１以上である。ｕは９〜１７が好ましく、１１〜１７がより好ましい。ｔ＋ｖは６以上であり、６〜２４が好ましい。
【００２６】
【化４】
2015057302.tif 000005
【００２７】
式（IV）中、Ｒａは水素原子又はエチル基を示す。繰り返し単位の数を示すｗはそれぞれ独立に１以上であり、且つ３つのｗの合計が５以上である。３つのｗの合計は５〜８５が好ましく、５〜５０がより好ましい。
ｘは０又は１である。Ｒａが水素原子の場合ｘは０であり、Ｒａがエチル基の場合ｘは１である。
【００２８】
本発明に用いうる脂肪族ポリアミンオリゴマーの数平均分子量は２００〜５０００が好ましく、４００〜５０００がより好ましく、２０００〜５０００がさらに好ましい。
【００２９】
上記式（II）及び（III）で表される脂肪族ポリアミンオリゴマーはポリエチレングリコール及びトリメチロールプロパン、グリセリンにプロピレンオキサイドを開環重合し、末端基をアンモノリシスしてアミノ化ことにより得ることができる。
上記式（II）及び（III）で表される脂肪族ポリアミンオリゴマーは商業的に入手することもできる。上記式（II）の化合物としては、例えば、サンテクノケミカル社より市販されているジェファーミンＤ４００（数平均分子量４００）、ジェファーミンＤ２０００（数平均分子量２０００）、ジェファーミンＥＤ−９００（数平均分子量９００）、ジェファーミンＥＤ２００３（数平均分子量２０００）を用いることができる。また、上記式（III）の化合物としては、例えば、サンテクノケミカル社より市販されているジェファーミンＴ−４０３（数平均分子量４４０）、ジェファーミンＴ−３０００（数平均分子量３０００）、ジェファーミンＴ−５０００（数平均分子量５０００）を用いることができる。
【００３０】
本発明の研磨材において、結合材のポリ尿素樹脂は、上記ポリイソシアネート化合物と、上記ポリアミン化合物とを下記比で有機溶媒中に混合し、好ましくは室温（通常は２０〜３０℃）で反応させ、反応液がゲル化する前に、好ましくは反応液の粘度が３０００〜５０００ｍＰａ・ｓの状態で、前記砥粒を混合して砥粒の存在下でさらに重合させたものであることが好ましい。こうすることで、ポリ尿素樹脂と砥粒を十分に混合することができ、ポリ尿素樹脂と砥粒との複合効果が効果的に発現される。粘度はＢ型粘度計を用いて２５℃の温度下で測定される。
【００３１】
［ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基当量］／［ポリアミン化合物のアミノ基当量］＝０．９０〜２．００
【００３２】
上記の［ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基当量］／［ポリアミン化合物のアミノ基当量］＝当量比〔ＮＣＯ／ＮＨ２〕（以下、イソシアネートインデックス（ＮＣＯｉｎｄｅｘ）という。）が小さすぎるとポリ尿素樹脂の軟化点の低下を起し、耐熱性の低下を招き好ましくない。また、イソシアネートインデックスが大きすぎるとポリ尿素樹脂のゴム弾性がとぼしくなり、硬く、もろくなりすぎて好ましくない。イソシアネートインデックスのより好ましい範囲は０．９５〜１．５０であり、１．０５〜１．３０がさらに好ましく、１．０５〜１．２０がさらに好ましい。
【００３３】
本発明の研磨材の製造に際し、硬化触媒を添加してもよい。硬化触媒の例としては、アミン系のものとして例えば、トリエチレンジアミン及びこれをグリコール溶媒に溶解したもの、例えば三共エアプロダクト社製  ＤＡＢＣＯ−１０２７、ＤＡＢＣＯ−１０２８、ＤＡＢＣＯ−３３ＬＶ（いずれも商品名）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル）エーテル等が挙げられ、また有機酸の塩（酢酸カリウム塩、シュウ酸カリウム塩等）、さらに有機金属触媒（ジブチルチンジラウレート、スタナースオクテート等）が挙げられるが、これらに制限されるものではない。
これらは１種又は２種以上併用して使用することもできる。使用量としては、ポリアミン化合物に対して５質量％以内で使用することが適当である。
【００３４】
本発明の研磨材に用いる砥粒として、ホワイトアランダム（ＷＡ）、アランダム（Ａ）等のアルミナ、グリーンカーボランダム（ＧＣ）、カーボランダム（Ｃ）等の炭化ケイ素、ダイヤモンド（ニッケルコートダイヤモンドを含む）、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）、酸化第二鉄、酸化マンガン、酸化クロム、二酸化ケイ素（石英溶融シリカ、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ）、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、酸化マグネシウム、雲母等を１種又は２種以上を混合して使用することができる。
【００３５】
本発明の研磨材には、粒度が＃２０００メッシュサイズよりも微細な砥粒を用いる。粒度が＃２０００メッシュサイズよりも微細であれば、その粒度に制限はない。例えば、上記砥粒の粒度は＃３０００より微細であってもよいし、＃４０００より微細であってもよいし、＃５０００より微細であってもよい。また、入手容易性の観点から、粒度が＃２０００００メッシュより粗大な砥粒を用いるのが実際的である。
上記「メッシュ」は１インチ（２５．４ｍｍ）あたりの桝目の数を意味する。例えば、＃２０００メッシュは、１インチあたり２０００の桝目を有するメッシュである。
【００３６】
本発明の研磨材中の砥粒の含有量（砥粒濃度）は５０〜９５体積％である。研磨材中の砥粒の含有量が５０体積％未満になるとポリ尿素結合材の結合力が強くなりすぎて、砥粒の脱落性が低下し、好ましくない。一方、研磨材中の砥粒の含有量が９５体積％を超えるとポリ尿素の結合力が低下し、脆くなり好ましくない。研磨材中の砥粒の含有量は６０体積％以上であることが好ましい。また、研磨材中の砥粒の含有量は６５体積％以上とすることも好ましく、７０体積％以上とすることも好ましく、８０体積％以上とすることも好ましい。砥粒の含有量（体積％）は、溶媒を除く原料の合計配合量（体積）に占める砥粒の配合量（体積）を％で表したものである。なお、砥粒が中空体である場合、砥粒の体積は中空部分を含めた体積である。
また、砥粒として中空体でない砥粒を用いる場合には、上記と同様の観点から、本発明の研磨材中の砥粒の含有量は７０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％を超えることがさらに好ましく、９２質量％以上であることがさらに好ましい。また、本発明の研磨材中の砥粒の含有量は９８質量％以下であることが好ましく、９７質量％以下であることがより好ましく、９６質量％以下であることがさらに好ましい。砥粒の含有量（質量％）は、溶媒を除く原料の合計配合量（質量）に占める砥粒の配合量（質量）を％で表したものである。
【００３７】
本発明の研磨材の密度は０．４５〜２．０ｇ／ｃｍ３であり、より好ましくは１．０〜２．０ｇ／ｃｍ３であり、さらに好ましくは１．２〜２．０ｇ／ｃｍ３である。砥粒密度を上記範囲内とすることで、適度な砥粒の脱落性を示す。
すなわち、本発明の研磨材は、＃２０００メッシュより微細な砥粒と結合材のポリ尿素樹脂とが適度な結合力で複合体を形成してなり、当該研磨材を用いて研磨加工をすると砥粒とポリ尿素樹脂の複合作用で良好な引っかき研磨性能を示し、且つ、研磨加工中に微細砥粒が適度な速度で脱落して研磨するので、良好な転動研磨性をも示す。
【００３８】
本発明の研磨材は、充てん剤として酸化チタン、ベンガラ、酸化鉄、黒鉛、ヒンダードアミン系、ヒンダードフェノール系、チアゾール系化合物を含有していてもよい。
また、繊維系物質（繊維状フィラー）としてポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ガラス繊維、羊毛、コットン、シルク等を含有していてもよい。本発明の研磨材が繊維状フィラーを含有する場合、研磨材中の繊維状フィラーの含有量（質量％）は、１〜１５質量％であることが好ましく、３〜１３質量％であることがより好ましく、５〜１２質量％であることがさらに好ましい。研磨材中の繊維状フィラーの含有量（質量％）は、溶媒を除く原料の合計配合量（質量）に占める繊維状フィラーの配合量（質量）を％で表したものである。
また、高分子中空微小球コンポジット（粒子径１０〜１４μｍ）、たとえばマツモトマイクロスフェア−ＭＦＬシリーズ、無機系中空微小球（シリカ系）等の気泡体を含有していてもよい。
【００３９】
本発明の研磨材は、圧縮弾性率が２０〜１３０ｋｇｆ／ｍｍ２であることが好ましい。当該圧縮弾性率は２５ｋｇｆ／ｍｍ２以上であることが好ましく、３０ｋｇｆ／ｍｍ２以上であることがより好ましい。また、当該圧縮弾性率は１００ｋｇｆ／ｍｍ２未満であることが好ましく、９８ｋｇｆ／ｍｍ２未満であることが好ましく、９６ｋｇｆ／ｍｍ２未満であることがより好ましい。圧縮弾性率を上記範囲内とすることで、端部がかけにくく、より耐久性の高い研磨材とすることができる。
【００４０】
続いて本発明の研磨材の製造方法について説明する。
【００４１】
本発明の研磨材の製造方法は下記工程を含む：
ポリアミン化合物を含有する有機溶媒中にポリイソシアネート化合物を混合して反応させて、ポリ尿素樹脂を２〜２０質量％含有し、ゲル化前で流動性を保持した溶液を得る工程；
前記ポリ尿素樹脂溶液と、粒度が＃２０００メッシュより微細な砥粒とを混合し、該混合液を濃縮して前記有機溶媒が残存する濃縮物を得る工程；
前記濃縮物を加圧成形し、加圧下でさらに重合させる工程、及び
成形物を熱処理してポリ尿素樹脂を硬化させる工程。
【００４２】
本発明の製造方法に用いうる有機溶媒は、（ｉ）低分子及び高分子のポリ尿素のいずれも溶解することができ、（ii）砥粒に対して濡れ性を付与することができ、（iii）揮発性が高く、且つ、（iv）加圧成形時においても接着性が保たれている、ことが好ましい。
上記要件を満たす溶媒としては、例えば、メチレンジクロライド、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ（ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ３）、Ｎ−ペンタン、シクロペンタン、ｎ−ヘキタン、ｎ−ヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、Ｎ．Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ．Ｎ−ジメチルアセトアミド、及びＮ．Ｎ−ジメチルスルホオキシドから選ばれる１種又は２種以上が挙げられる。
【００４３】
有機溶媒の使用量としては、ポリアミン化合物あるいはポリ尿素樹脂を充分に溶解し、且つ、微細砥粒を添加後、この砥粒を分散するのに充分な量であることが好ましい。例えば、配合する砥粒量を１００質量％とした場合に９０質量％以上とすることが好ましく、９０〜１５０質量％とするのがより好ましい。
また、後述する濃縮工程の作業を短時間とする為に、低沸点溶媒（例えば、メチレンジクロライド、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ（ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ３）、Ｎ−ペンタン、シクロペンタン、ｎ−ヘキタン、ｎ−ヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、及びキシレンから選ばれる１種又は２種以上の溶媒）を用いることが好ましいが、この低沸点溶媒の１００質量％に対して、高沸点溶媒（例えば、Ｎ．Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ．Ｎ−ジメチルアセトアミド、及びＮ．Ｎ−ジメチルスルホオキシドから選ばれる１種又は２種以上の溶媒）を２０質量％以内（好ましくは３〜２０質量％）で添加して使用すると、濃縮後も適度に有機溶媒を残存させることができ、濃縮物のタキネス（ベトツキ）が増し（接着力が増し）、成形性が高められるので好ましい。すなわち、低沸点溶媒に少量の高沸点溶媒を混合した有機溶媒を用いることで、上記（iii）と（iv）をより高いレベルで両立することができるので好ましい。
【００４４】
上記のポリアミン化合物を含有する有機溶媒中にポリイソシアネート化合物を混合する際、イソシアネートインデックスが好ましくは０．９０〜２．００、より好ましくは０．９５〜１．５０、さらに好ましくは１．０５〜１．３０、さらに好ましくは１．０５〜１．２０となるようにポリイソシアネート化合物を加えることが好ましい。この混合液を均一系にして、あるいは撹拌しながら、好ましくは室温（好ましくは２０〜３０℃）で、ある程度反応を進めてポリ尿素樹脂の溶液（流動性を保持した溶液、好ましくは粘度が３０００〜５０００ｍＰａ・Ｓ以下）を調製する。反応時間を長くしすぎると重合が進み過ぎて溶液がゲル化してしまうため、ポリ尿素樹脂と砥粒とを均質に混合することが困難となる。そのため、ここでの反応時間は、室温で数分間〜数十分間とするのが適当である。
ゲル化前で流動性を保持した溶液中のポリ尿素樹脂の濃度は、原料として用いた溶媒、ポリアミン化合物及びポリイソシアネート化合物の総量に占める、原料として用いたポリアミン化合物及びポリイソシアネート化合物の総量の割合（質量％）として求められる。
【００４５】
この溶液に微細砥粒を混合する際には、最終的に研磨材中の砥粒の含有量が５０〜９５体積％となるように混合する。砥粒の混合量は、研磨材中の砥粒の含有量が、上述した本発明の研磨材中の砥粒の好ましい含有量となる量とすることが好ましい。続いて、室温〜４０℃（好ましくは２０〜４０℃）で撹拌しながらたえず混合液の均一性を保ちながら、濃縮（又は減圧濃縮でも良い）して濃縮物を得る。この濃縮物は、ダンゴ状の高粘性体、あるいは表面にベト付きのある粉体であることが好ましい。好ましくはこの濃縮物の固形分含有量を４０〜９２質量％とし、溶媒が適度に残存した状態とする。この段階で溶媒を残存させておくことで、後の加圧成形において砥粒粒子間の接着不良が生じにくくなり、成形性が高まる。
上記濃縮にかける時間は１０分〜６０分程度であり、短い方がより好ましい。低沸点溶媒を上記のように高比率で用いることで、より短時間での濃縮が可能となる。あまり時間をかけすぎると、加圧成形の前にポリ尿素樹脂がゲル化してしまうおそれがある。
【００４６】
この濃縮物を金型に充てんし、加圧成形（プレス成型）し、そのまま加圧下で重合反応を進める。加圧成形も含めた加圧条件は５０〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ２とすることが好ましい。加圧下での反応時間は２〜７時間とすることが好ましい。また、上記加圧条件の範囲内で段階的に圧力を上げることが好ましい。加圧、硬化時の温度は室温から５０℃とすることが好ましい。温度が高すぎると、溶媒がすぐに揮発して所望の成形物が得られなくなるおそれがある。
【００４７】
その後、脱型して熱処理に付す。熱処理により、残存する有機溶媒が除去され、且つ、十分に重合反応が進み、ポリ尿素樹脂が完全に硬化する。熱処理の温度は５０〜１５０℃とすることが好ましい。また、熱処理時間は２〜２０時間とすることが好ましく、５〜１５時間とすることがより好ましい。また、段階的に温度を上げていくことが好ましい。例えば、５０℃程度で１〜２時間処理した後、８０℃程度で１〜２時間処理し、その後さらに、１２０℃程度で４〜７時間処理することができる。
上記工程を経て本発明の研磨材を得ることができる。
【００４８】
なお、研磨材中に上述した繊維状フィラー、充填剤等を含有させる場合には、砥粒の混合時に配合することが好ましい。
【００４９】
また、上記で得られた研磨材にクラックが入ったり強度的に脆かったりした場合には、配合設計上必要となるポリ尿素樹脂の１／３〜１／２量に相当するポリイソシアネート化合物とポリアミン化合物の混合液（有機溶媒中に混合した混合液）を上記と同様に５〜３０分間反応させ、得られたポリ尿素樹脂溶液に砥粒を混ぜて粉体となるまで濃縮し、恒温槽中で熱処理（例えば、５０℃程度で約２時間、次いで１２０℃程度で約５時間の熱処理）することで、砥粒にポリ尿素を１次コートし、これを砥粒原料として残りの２／３〜１／２のポリ尿素樹脂を使い、上記と同様の方法で研磨材を得ても良い。
【実施例】
【００５０】
次に本発明を実施例により更に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
尚、ポリイソシアネートの主剤成分及び芳香族ジアミン類の硬化剤成分等の使用原料は下記のものを使用した。
【００５１】
［ポリイソシアネート化合物］
・Ｌｉｑ  ＭＤＩ（液状ＭＤＩ）  〔三菱化学社製〕ＮＣＯ含有量２９．０ｗｔ％
・ＣＭＤＩ（クルードＭＤＩ）  〔三井化学社製〕ＮＣＯ含有量３１．５ｗｔ％
【００５２】
［ポリアミン化合物］
・エラスマー１０００（芳香族ポリアミンオリゴマー）：ポリ（テトラメチレンオキシド）−ジ−Ｐ−アミノベンゾエート
〔イハラケミカル工業社製〕アミン価  ８９．８  ＫＯＨ  ｍｇ／ｇ
・ＭＯＣＡ（芳香族ジアミン化合物）：４．４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）
〔イハラケミカル工業社製〕アミン価  ４２０  ＫＯＨ  ｍｇ／ｇ
・ジェファーミンＤ−２０００（脂肪族ポリアミンオリゴマー）
〔サンテクノケミカル社製〕アミン価  ５６．１  ＫＯＨ  ｍｇ／ｇ
・ＣＵＡ−４（芳香族ジアミン化合物）：トリメチレンビス（４−アミノベンゾエート）
〔イハラケミカル工業社製〕アミン価  ３５６．９  ＫＯＨ  ｍｇ／ｇ
・ハートキュア１０（芳香族ジアミン化合物）：３．５−ジエチル−２．４−トルエンジアミンと３．５−ジエチル−２．６−トルエンジアミンの混合物
〔イハラケミカル工業社製〕アミン価  ６２９  ＫＯＨｍｇ／ｇ
【００５３】
［有機溶媒］
・ＭＣ：メチレンクロライド〔アサヒガラス社製〕
・ＤＭＦ：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド〔和光純薬工業社製〕
【００５４】
［砥粒］
・グリーンカーボランダム〔南興セラミックス社製〕
ＧＣ＃２０００、ＧＣ＃３０００、ＧＣ＃８０００
・ホワイトアランダム  ＷＡ＃３０００
【００５５】
［ポリ尿素樹脂溶液の調製］
（ポリアミン溶液Ａ）
エラスマー１０００  ３．６５ｇにＭＯＣＡ  １．３５ｇを加え、１２０℃まで加温し、撹拌しながらＭＯＣＡを完全に溶解し、室温まで冷却しポリアミン溶液Ａとした。
（ポリアミン溶液Ｂ）
エラスマー１０００  ４．５０ｇにＭＯＣＡ  ０．５ｇを加え、１２０℃まで加湿し、撹拌しながらＭＯＣＡを完全に溶解し、室温まで冷却しポリアミン溶液Ｂとした。
（ポリアミン溶液Ｃ）
エラスマー１０００をポリアミン溶液Ｃとした。
（ポリアミン溶液Ｄ）
エラスマー１０００  ３．６５ｇ  にＣＵＡ−４  １．３５ｇを加え、１３０℃で完全に溶解し、室温まで冷却しポリアミン溶液Ｄとした。
【００５６】
［実施例１〜１１］
下表の配合（表中の配合量の単位：質量（ｇ））にしたがって、まずポリアミン溶液の所定量にＭＣ及びＤＭＦの所定量を取り、撹拌して均一溶液とした。これにＣＭＤＩの所定量を取り撹拌して均一溶液とし、事前に反応を進めておくため、容器の上に蓋をし、室温（２０〜２５℃）で１０分間放置した。蓋を取り、ゲル化前で流動性を保持する状態（粘度３０００〜５０００ｍＰａ・ｓ）のポリ尿素樹脂溶液に砥粒の所定量を取り混合し、撹拌しながら室温で１０分程度濃縮（又は撹拌しながら減圧濃縮）し、砥粒の表面に少しべとつきが残る（有機溶媒が残存する）粉体とした。
この粉体（濃縮物）を、外径２６ｍｍφ、深さ（厚さ）１５ｍｍで、外径６ｍｍφの軸付き研磨材を成形するモールド（金型）に充てんし、プレス機にはさみ、１００ｋｇ／ｃｍ２に加圧した。この状態で１０分間放置し、次いで２００ｋｇ／ｃｍ２に加圧して更に１０分放置し、最後に５００ｋｇ／ｃｍ２に加圧して３〜５時間プレスした後、加圧を解除し、モールドから脱型した。上記工程中にも重合反応は進行する。得られた成形物を恒温槽に移し、５０℃で１．５時間、続いて８０℃で１．５時間、更に１２０℃で６時間熱処理した後、室温まで冷却し、試験用軸付き研磨材を得た。
【００５７】
図１に示す研磨試験機にワークのアルミ板及びダイヤモンド砥石でドレッシングした試験片をセットし、荷重をかけ、運転を開始後、２．５分で一端運転を止め、その間の試験片の重量減少量を求めた。その後、試験片を再度セットし、更に２．５分から５分経過後の重量減少量を求めた。その後、ワーク上の研磨面性状を観察した。
【００５８】
＜研磨条件＞
・ワーク：アルミ板  １３０×１３０×１ｍｍ
・荷重：１ｋｇ
・ターンテーブル回転数  １００ｒｐｍ
・ワーク上の試験片の位置  ねじり角度    １７．５°
半径          ４３ｍｍ
・集じん速度            ３ｍ３／ｍｉｎ．
・試験片                φ２６×１５ｍｍ  軸径φ６ｍｍ
【００５９】
−面粗さ測定−
テーラーホブソン社製タリサーフ６型を使用し、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９８２に準じて測定した。
【００６０】
−圧縮弾性率−
熱硬化性樹脂の圧縮試験方法  ＪＩＳ  Ｋ−６９１１（１９９５）に準じて測定した。
測定条件：ロードセルフスケール  ４０００  ｋｇｆ．
クロスヘッドスピード  ２  ｍｍ／ｍｉｎ．
チャートスピード      ５０ｍｍ／ｍｉｎ．
試験片  ：φ２６．８ｍｍ×厚さ１７ｍｍの円柱
【００６１】
［比較例］
ＧＣ＃３０００砥粒  １７ｇにＭＣ  ９．２ｇを加え撹拌した混合物にポリアミンＡ液  ２．９２ｇを加え、よく混合した後、ＣＭＤＩ  １．３３ｇを加えて均一に混合した。これを外径２６ｍｍφ、深さ１５ｍｍで、外径６ｍｍφの軸がセットされた金型に充填しようとしたが混合物のチクソトロピック特性が高く、容易には充填できないため、スパチュラを用いて金型にかき入れた。プレス成型後、室温で６０分硬化し、金型から脱型したが、成形物にはクラックが多発しており試験片として使用できなかった。
【００６２】
【表１】
2015057302.tif 000006
【００６３】
【表２】
2015057302.tif 000007
【００６４】
表１の結果によると、本発明の製造方法を採用した実施例１〜４では６８〜９４体積％（８５〜９７．５質量％）の濃度で微細砥粒を均質に含有する研磨材を容易に得ることができた。実施例１〜４では、微細砥粒がほぼ一定の速度で脱落し、ワークとしたアルミ板には、脱落した砥粒が転動磨耗することを示すナシジ文様の研磨痕が確認された。
一方、上記比較例では、ポリアミン化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させる前に砥粒を混合した。この方法では、粒度ＧＣ＃３０００の微細砥粒を使い砥粒濃度６０．４体積％（８０質量％）の研磨材を作製したが、クラックが多発し、研磨可能な研磨材は得られなかった。
【００６５】
表２の実施例５〜７では、いずれも微細砥粒濃度８５〜８６体積％で、その砥粒は一定速度での脱落性（消耗性）を持っていた。また、結合材の硬さ（樹脂単独で比較すると  Ａ＝Ｄ＞Ｂ＞Ｃとなる）が軟質になる程研磨面の面粗さＲａ、Ｒｚは小さくなり光沢が増すことがわかった（Ｒｄｑの数値が小さい程、光沢があることを示す。）。
また、実施例８、９では砥粒径の違いによる差を見たものであるが、砥粒径がより微細になってもその砥粒の脱落性は認められ、その際のワークの研磨面は砥粒が微細になる程Ｒａ、Ｒｚは小さくなり、また、Ｒｄｑも小さくなり光沢が増していた。
実施例１０は、ポリ尿素原料の芳香族アミンをＭＯＣＡからＣＵＡ−４に変えたもの、また、実施例１１では微細砥粒の種類をＧＣからＷＡに変えたものであるが、いずれも良好な結果となった。
【００６６】
［実施例１２、１３］
下表の配合（表中の配合量の単位：質量（ｇ））にしたがって、微粉砕した芳香族ジアミン化合物に溶媒を加えて、芳香族ジアミン化合物が完全に溶解するまで混合し、均一溶液を得た。その後、下表の配合にしたがってポリイソシアネート化合物を混合し、実施例１〜１１と同様にして試験用軸付き研磨材を得、その性能を評価した。
【００６７】
［実施例１４、１５］
下表の配合（表中の配合量の単位：質量（ｇ））にしたがって、ジェファーミンＤ−２０００と芳香族ジアミン化合物と溶媒とを混合して均一溶液を得た。その後、下表の配合にしたがってポリイソシアネート化合物を混合し、実施例１〜１１と同様にして試験用軸付き研磨材を得、その性能を評価した。
【００６８】
［実施例１６］
下表の配合（表中の配合量の単位：質量（ｇ））にしたがって、ジェファーミンＤ−２０００と芳香族ジアミン化合物とエラスマー１０００と溶媒とを混合して均一溶液を得た。その後、下表の配合にしたがってポリイソシアネート化合物を混合し、実施例１〜１１と同様にして試験用軸付き研磨材を得、その性能を評価した。
【００６９】
［実施例１７］
下表の配合（表中の配合量の単位：質量（ｇ））にしたがって、ハートキュア１０とジェファーミンＤ−２０００と溶媒とを混合した。その後、下表の配合にしたがってポリイソシアネート化合物を混合し、撹拌しながら１分間反応を進めた。ゲル化前で流動性を保持する状態（粘度３０００〜５０００ｍＰａ・ｓ）のポリ尿素樹脂溶液に砥粒の所定量を取り混合し、実施例１〜１１と同様にして試験用軸付き研磨材を得、その性能を評価した。
【００７０】
結果を下記表３に示す。
【００７１】
【表３】
2015057302.tif 000008
【００７２】
実施例１２、１３では、ポリアミン化合物として、室温では固体の芳香族ジアミン化合物を単独で使用した実施例であるが、溶媒に溶解し、ポリイソシアネートと反応させることで良好な研磨材が得られることがわかった。また、実験例１４〜１７は、ポリアミン化合物として脂肪族ポリアミンオリゴマーを併用混合した例であるが、いずれも良好な性能の研磨材が得られた。
【００７３】
［実施例１８〜２１］
表４に記載の配合（表中の配合量の単位：質量（ｇ））で、実施例１〜１１と同様の方法で試験用軸付き研磨材を作製し、その性状を調べた。
【００７４】
【表４】
2015057302.tif 000009
【００７５】
実施例１９〜２１は、砥粒を高濃度で配合した上で、さらに繊維状フィラーを配合したものであるが、繊維状フィラーを配合していない実施例１８に比べて圧縮弾性率を高めることができた。この結果は、繊維状フィラーを配合することで、研磨材の物性をより安定化できる（脆さをより改善できる）ことを示す。
【符号の説明】
【００７６】
１  ターンテーブル
２  ターンテーブル回転方向
３  試験片
４  試験片回転方向
５  試験片ねじり角度
６  試験片の位置（半径）
７  集じん機ノズル
８  集じん方向
９  研磨痕跡
１０  荷重
１１  ワーク
【図１】
2015057302.tif 000012