定盤修正用ポリイソシアヌレート系ポリウレタン形成性組成物
【課題】耐久性のある定盤修正用砥石を提供する。
【解決手段】定盤修正用砥石材に使用するＪＩＳＫ６２５３に規定されるＤ硬度が６０〜９０度のポリウレタン樹脂を得るためのイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物であって、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系有機イソシアネート（Ａ）、ポリオール（Ｂ）、三量化触媒（Ｃ）からなり、ポリオール（Ｂ）が、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（Ｂ１）とポリブタジエンポリオール（Ｂ２）とを９７．０/３．０〜９９．８/０．２の重量比で配合するものであり、ＭＤＩ系有機イソシアネート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との配合比おいてイソシアネート基を２．３〜３．６ｍｍｏｌ／ｇ過剰で配合する、定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物。
【解決手段】定盤修正用砥石材に使用するＪＩＳＫ６２５３に規定されるＤ硬度が６０〜９０度のポリウレタン樹脂を得るためのイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物であって、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系有機イソシアネート（Ａ）、ポリオール（Ｂ）、三量化触媒（Ｃ）からなり、ポリオール（Ｂ）が、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（Ｂ１）とポリブタジエンポリオール（Ｂ２）とを９７．０/３．０〜９９．８/０．２の重量比で配合するものであり、ＭＤＩ系有機イソシアネート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との配合比おいてイソシアネート基を２．３〜３．６ｍｍｏｌ／ｇ過剰で配合する、定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
定盤修正用砥石材に使用するＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度が６０〜９０度のポリウレタン樹脂を得るためのイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物であって、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系有機イソシアネート（Ａ）、ポリオール（Ｂ）、三量化触媒（Ｃ）からなり、ポリオール（Ｂ）が、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（Ｂ１）とポリブタジエンポリオール（Ｂ２）とを９７．０/３．０〜９９．８/０．２の重量比で配合するものであり、ＭＤＩ系有機イソシアネート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との配合比おいてイソシアネート基を２．３〜３．６ｍｍｏｌ／ｇ 過剰で配合することを特徴とする、定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物に関する。
本発明からなるイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物は、耐久性に優れ、鋳鉄製研磨定盤を平滑にすることを特徴とするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シリコンウエハ、合成石英ガラス、水晶、液晶ガラス、セラミック等を研磨・平滑化させる際に定盤コンディショナーと呼ばれる研磨装置が用いられ、この装置の研磨定盤は粒状黒鉛を含有した鋳鉄製である。
この研磨装置によりラッピング加工を繰り返すと、研磨定盤は摩耗して凸型或いは凹凸形状になり、それに伴い被加工物の平滑度も悪化し、平滑度の良い被加工物を得ることができない。
そこで、定盤と同質材料である鋳鉄製の修正キャリアを用いて、研磨スラリー及び遊離砥粒を供給しながら定盤表面の修正、平滑化を行う。
従来、このようなラッピング加工を施す研磨装置の定盤表面を修正するための修正用キャリア（冶具、砥石など）として、特開平１１−１０５２２号公報（特許文献１）、特開２０００−２１８５２１号公報（特許文献２）、特許文献３：特開２００６−２９７４８８号公報（特許文献３）、特開２００７−６９３２３号公報（特許文献４）、特開２００７−１９６３４５号公報（特許文献５）に記載されたものが知られている。
【０００３】
しかし、これら定盤修正用キャリア、冶具は、定盤を修正、平滑化するために長時間にわたる修正研磨が必要で、その際、鋳鉄製定盤表面に存在する孔（粒状黒鉛の燃焼により形成される）にバリが発生し、鋳鉄製定盤表面が荒れた状態となってしまう。また、近年では、研磨装置の大型化に伴い定盤修正キャリアもそれに比例して大きくする必要があり、鋳鉄製修正キャリアの重量も著しく増加するため作業性の悪化が懸念されている。このため、研磨装置が大型化しても軽量で作業性に優れ、短時間で修正研磨でき、なおかつ、バリの発生により鋳鉄製定盤表面を荒らすことのない定盤修正用砥石が求められている。
【０００４】
一方、特許３０９７８９０号公報（特許文献６）および特開２００５−１７７９４５号公報（特許文献７）に開示されている従来のポリウレタン樹脂を定盤修正用の砥石として使用することも考えられるが、それぞれ本発明請求項に記載のＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度の領域以下の硬度を示すものであり、本発明の目的として使用される鋳鉄製定盤コンディショナーの荷重に耐えられず、研磨性能を発揮することができないといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０５２２号公報
【特許文献２】特開２０００−２１８５２１号公報
【特許文献３】特開２００６−２９７４８８号公報
【特許文献４】特開２００７−６９３２３号公報
【特許文献５】特開２００７−１９６３４５号公報
【特許文献６】特許３０９７８９０号公報
【特許文献７】特開２００５−１７７９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上のような事情に基づいてなされるものである。
本発明の第１の目的は、従来から定盤修正用に用いられる金属等の定盤修正キャリア、冶具等より優れた耐久性（消耗量）を示し、研磨装置が大型化しても修正用砥石は軽量であるため作業性に優れるイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物からなる定盤修正用砥石を提供することにある。
第２の目的は、研磨装置における鋳鉄製定盤を従来から用いられる金属等の定盤修正キャリア、冶具等より平滑にすることができるイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物からなる定盤修正用砥石を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明は、以下の（１）〜（３）に該当するものである。
（１）定盤修正用砥石材に使用するＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度が６０〜９０度のポリウレタン樹脂を得るためのイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物であって、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系有機イソシアネート（Ａ）、ポリオール（Ｂ）、三量化触媒（Ｃ）からなり、ポリオール（Ｂ）が、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（Ｂ１）とポリブタジエンポリオール（Ｂ２）とを９７．０/３．０〜９９．８/０．２の重量比で配合するものであり、ＭＤＩ系有機イソシアネート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との配合比おいてイソシアネート基を２．３〜３．６ｍｍｏｌ／ｇ 過剰で配合することを特徴とする、定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物。
【０００８】
（２）研磨助剤として、無機系研磨砥粒を前記（１）に記載の定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物１００部に対して、０．０１〜２５部添加することを特徴とする定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物。
【０００９】
（３）前記（１）又は（２）に記載の定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を４０〜１５０℃の温度で０．２〜２０時間加熱キュアすることで得られる定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、金属等の定盤修正キャリア、冶具等を用いて同一砥粒及びスラリーを供給しながら定盤の表面修正を行った場合より、優れた平滑性を示す定盤表面が得られ、尚且つ、研磨装置が大型化しても軽量で作業性に優れ、耐久性（消耗性）に優れるため、被加工物の不良率低減ならびに歩留まりの向上が期待できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物＞
本発明の定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物は、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系有機イソシアネート（Ａ）、ポリオール（Ｂ）、三量化触媒（Ｃ）からなり、ポリオール（Ｂ）としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（Ｂ１）とポリブタジエンポリオール（Ｂ２）とを９７．０/３．０〜９９．８/０．２の重量比とし、ＭＤＩ系有機イソシアネート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との配合比おいてイソシアネート基を２．３〜３．６ｍｍｏｌ／ｇ 過剰で配合することを特徴とし、得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物はＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度が６０〜９０度を示す。
【００１２】
＜ＭＤＩ系有機イソシアネート（Ａ）＞
ＭＤＩ系有機イソシアネートとしては、従来から使用されているものが使用できる。このようなＭＤＩ系有機イソシアネートには、各種異性体、すなわち、４、４′−ＭＤＩ、２、４′−ＭＤＩ、２、２′−ＭＤＩ、これらの任意の混合物が挙げられる。また、液状ＭＤＩ（カルボジイミド化ＭＤＩ、ウレトンイミン化ＭＤＩ等）やポリメリックＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネートの２核体および３核体以上の混合物）も用いることができる。中でも、比較的貯蔵安定性に優れた液状ＭＤＩが特に好ましい。さらに、これらをポリオール等で変性したイソシアネート基末端プレポリマーを使用することも可能である。
【００１３】
＜ポリオール（B１）＞
本発明で用いるポリオール（Ｂ１）は、ポリテトラメチレンエーテルグリコールであり、その数平均分子量は２００〜４０００であるものが好ましく、中でも数平均分子量が６５０〜２０００であるものが特に好ましい。また、少量であれば、その他にポリウレタン分野で使用されているポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール等を混合して使用することも可能である。
【００１４】
＜ポリオール（Ｂ２）＞
本発明で用いるポリオール（Ｂ２）は、研磨時に発生するスラリーの泡を破泡することを目的として添加されるものであり、ポリブタジエンポリオールが特に好ましく、その数平均分子量が１０００〜３０００であるものが好ましい。さらに、ポリブタジエンポリオールの含有量としては、０．２〜３．０重量％が特に好ましい。
ポリブタジエンポリオールのポリオール（Ｂ）における重量比が０．２未満では、研磨時にスラリーが泡立ち、その大量の泡の影響で排水等に支障をきたすため作業性が低下する恐れがある。また、ポリブタジエンポリオールのポリオール（Ｂ）における重量比が３．０以上では、ポリオール（Ｂ１）との相溶性が悪化し分離または白濁するため、成型不良等の不具合を生じる恐れがある。
【００１５】
＜三量化触媒（Ｃ）＞
三量化触媒は主にイソシアヌレートまたはイソシアヌレート基を形成することを目的として用い、ポリオール（Ｂ）に対して、０．００１〜０．１部添加することができる。
三量化触媒の添加量が０．００１部未満の場合、イソシアヌレートまたはイソシアヌレート基の形成が不十分となり、得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物はＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度が６０〜９０度のものが得られない。
三量化触媒の添加量が０．１部以上の場合は、反応速度が速過ぎるあるいは、可使時間が短過ぎるため混合不十分になりやすい、または、成形型に注入することができない。
三量化触媒として、カルボン酸のアルカリ金属塩類、カルボン酸のアルカリ土類金属類、金属アルコラート類、金属フェノラート類、金属水酸化物類等の有機金属系触媒、第３級アミン類、第３級フォスフィン類、燐のオニウム塩化合物、第４級アンモニウム塩類等を単独あるいは、２種以上を混合して用いることができる。
【００１６】
＜研磨助剤＞
研磨助剤として、無機系研磨砥粒を定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物に添加することができる。添加量としては、イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物１００部に対して０．０１〜６６部が好ましく、１〜２５部がより好ましい。研磨助剤の材質としては、炭化珪素、アルミナ、酸価クロム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム及びジルコンサンド等を単独あるいは、２種以上を混合して用いることができる。特に本発明において定盤の修正を行う場合は、研磨する際に使用する遊離砥粒と材質、粒度が同一のものを使用することが好ましい。
【００１７】
本発明においては、必要に応じ添加剤として、その他の触媒、整泡剤、酸化防止剤、脱泡剤、紫外線吸収剤、反応調節剤等を使用することができる。
【００１８】
＜イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物のＮＣＯ基モル量＞
本発明のイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物において、ＭＤＩ系有機イソシアネートのイソシアネート基により三量化しポリイソシアヌレート基を形成させ、ＪＩＳＫ ６２５３に規定されるＤ硬度６５度以上を得る観点から、ＭＤＩ系有機イソシアネートのイソシアネート基モル量からポリオールの水酸基モル量を差し引いた際の過剰イソシアネート基モル量を２．３〜３．６ｍｍｏｌ／ｇ必要とする。
過剰イソシアネート基モル量が２．３ｍｍｏｌ／ｇ未満では、得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物のイソシアヌレート基量が少なくなるため柔らかくなり、ＪＩＳ−Ｄ硬度６５度以上を得ることができない。
過剰イソシアネート基モル量が３．６ｍｍｏｌ／ｇ以上では、得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物のイソシアヌレート基量が過剰となるため脆さが発現し、耐久性（消耗量）の悪化につながる。
【００１９】
＜定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物の成型＞
本発明のイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物からなる定盤修正用砥石の成型手順としては、上記各原料と成形型を用い、例えば以下のように成型させる。
１．イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を硬化させる工程。
ＭＤＩ系有機イソシアネートと、ポリオールと、ポリブタジエンポリオールと、三量化触媒と、ウレタン化触媒と、研磨砥粒とを所定の配合比率で連続的にミキシングヘッドで混合し、この液状物を成形型に流し込み（注型）、加熱して硬化反応させる。このときのキュア温度は２５〜２００℃、加熱キュア時間０．２〜２０時間程度であり、その中でもキュア温度は４０〜１５０℃、加熱キュア時間１〜１６時間が特に好ましい。
キュア温度が２５℃未満の場合は、反応性が低下する問題があり、２００℃以上の場合は各原料が熱劣化する恐れがある。
加熱キュア時間が０．２時間未満の場合は、得られるイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物の硬化が不十分のため成形型から取り出すことができず、２０時間以上の場合は、高温においては熱劣化する恐れがある。
２．硬化反応をせしめた硬化物を金型から取り出す工程。
３．硬化物を任意の砥石形状に加工する工程。
【００２０】
本発明の定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物の砥石形状としては、特に制限される形状は無く、任意に加工できる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明における調製例、合成例、実施例について説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、以下において「部」および「％」は、それぞれ、「質量部」および「質量％」を意味するものとする。
【００２２】
＜ポリオールプレミックス調製例１＞
下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＴＭＥＧ２０００（数平均分子量２，０００のポリテトラメチレンエーテルグリコール、ＰＴＧ−２０００ＳＮ、保土谷化学株式会社製）」９９．０部と、「Ｐｏｌｙ ｂｄ（数平均分子量１，２００のポリブタジエンポリオール、Ｒ−１５ＨＴ、出光興産株式会社製）」１．０部と、「三量化触媒（四級アンモニウム塩、ＴＯＹＯＣＡＴ−ＴＲＸ、東ソー株式会社製）」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例１を得た。
【００２３】
＜ポリオールプレミックス調製例２〜４、６〜７＞
調製例１と同様に下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＴＭＥＧ１５００（数平均分子量１，５００のポリテトラメチレンエーテルグリコール、ＰＴＧ−１５００ＳＮ、保土谷化学工業株式会社製）」９５．０〜９９．９部と、「Ｐｏｌｙ ｂｄ」０．１〜５．０部と、「三量化触媒」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例２〜４を得た。
【００２４】
＜ポリオールプレミックス調製例５＞
調製例１と同様に下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＴＭＥＧ６５０（数平均分子量６５０のポリテトラメチレンエーテルグリコール、ＰＴＧ−６５０ＳＮ、保土谷化学株式会社製）」９９．０部と、「Ｐｏｌｙ ｂｄ」１．０部と、「三量化触媒」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例５を得た。
【００２５】
＜ポリオールプレミックス調製例８＞
調製例１と同様に下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＴＭＥＧ１５００」９９．０部と、一般的に整泡剤として用いられる「シリコーン系整泡剤（Ｌ−５３６６、東レ・ダウコーニング株式会社製）」１．０部と、「三量化触媒」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例８を得た。
【００２６】
＜ポリオールプレミックス調製例９＞
調製例１と同様に下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＴＭＥＧ１５００」９９．０部と、一般的に破泡剤として用いられる「シリコーン系破泡剤（Ｆ−１２２、信越化学工業株式会社製）」１．０部と、「三量化触媒」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例９を得た。
【００２７】
＜ポリオールプレミックス調製例１０〜１１＞
調製例１と同様に下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＣＤ（数平均分子量１，０００のポリカーボネートジオール、Ｎ−９６５、日本ポリウレタン工業株式会社製）」９９．０〜１００部と、「Ｐｏｌｙ ｂｄ」０〜１．０部と、「三量化触媒」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例１０〜１１を得た。
【００２８】
＜ポリオールプレミックス調製例１２〜１３＞
調製例１と同様に下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＰＧ（数平均分子量２，０００のポリプロピレングリコール、ＰＬ−２１００、三洋化成工業株式会社製）」９９．０〜１００部と、「Ｐｏｌｙ ｂｄ」０〜１．０部と、「三量化触媒」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例１２〜１３を得た。
【００２９】
【表１】
【００３０】
＜合成例＞
以下、本発明の合成例について説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、以下において「部」および「％」は、それぞれ、「質量部」および「質量％」を意味するものとする。
【００３１】
＜合成例１＞
下記表２に示す処方にしたがって、イソシアネート基が２．３２ｍｍｏｌ／ｇ過剰になるよう「ポリオールプレミックス調製例１」５８．０部と、「液状ＭＤＩ（ＮＣＯ含量２９％のカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、ＭＴＬ−Ｓ、日本ポリウレタン工業株式会社製）」４２．０部とを２液混合型ポリウレタン注型機にて撹拌混合させた混合液をあらかじめ４０℃に予熱した外径１８０ｍｍ×内径９０ｍｍ×高さ７０ｍｍのドーナツ形状の注形型に注入し、その後、４０℃×１６時間にわたり加熱キュアを行い、イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を得た。
【００３２】
＜合成例２＞
合成例１と同様に下記表２に示す処方にしたがって、イソシアネート基が３．４８ｍｍｏｌ／ｇ過剰になるよう「ポリオールプレミックス調製例２」３８．０部と、「液状ＭＤＩ（ＮＣＯ含量２７％のカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、日本ポリウレタン工業株式会社製試作品）」６２．０部とを２液混合型ポリウレタン注型機にて撹拌混合された混合液を２５℃に温調した外径１８０ｍｍ×内径９０ｍｍ×高さ７０ｍｍのドーナツ形状の注形型に注入し、その後、２５℃×２０時間にわたり加熱キュアを行い、イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を得た。
【００３３】
＜合成例３＞
合成例１と同様に下記表２に示す処方にしたがって、イソシアネート基が２．９７ｍｍｏｌ／ｇ過剰になるよう「ポリオールプレミックス調製例３」４４．６部と、「液状ＭＤＩ（ＮＣＯ含量２７％のカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、日本ポリウレタン工業株式会社製試作品）」５５．４部に、「研磨助剤（酸化アルミニウム系研磨剤、ＦＯ＃１２００、株式会社フジミインコーポレーテッド製）」１１部をそれぞれあらかじめミキサー等で混合させた混合液を２液混合型ポリウレタン注型機に投入し、撹拌混合された混合液をあらかじめ２００℃に予熱した外径１８０ｍｍ×内径９０ｍｍ×高さ７０ｍｍのドーナツ形状の注形型に注入し、その後、２００℃×０．２時間にわたり加熱キュアを行い、イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を得た。
【００３４】
＜合成例４〜１８＞
合成例１と同様に下記表２に示す処方にしたがって、イソシアネート基が２．１１〜３．７１ｍｍｏｌ／ｇ過剰になるよう「ポリオールプレミックス調製例」３３．０〜５５．７部と、「液状ＭＤＩ（ＮＣＯ含量２７％のカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、日本ポリウレタン工業株式会社製試作品）」４４．３〜６７．０部に、「研磨助剤」１１〜６６部をそれぞれあらかじめミキサー等で混合させた混合液を２液混合型ポリウレタン注型機に投入し、撹拌混合された混合液をあらかじめ８０〜２００℃に予熱した外径１８０ｍｍ×内径９０ｍｍ×高さ７０ｍｍのドーナツ形状の注形型に注入し、その後、８０〜２００℃×０．２〜１６時間にわたり加熱キュアを行い、イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を得た。
【００３５】
【表２】
【００３６】
＜砥石加工＞
合成例にて得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を裁断及び研磨することにより、外径１４５ｍｍ×内径１０５ｍｍ×高さ２０ｍｍのリング形状のイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石を得た。得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石を用いて各評価を行った結果を表３および４に示す。
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】
実施例及び比較例にて評価した項目について、以下に記載する。
＜研磨泡＞
本発明におけるイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石を研磨装置に装着して修正・研磨する際に発生するスラリーによる泡のことを指す。泡が多く発生すると排水の際に泡が引っかかり排水に支障をきたす恐れがある。この泡を破泡、抑制するため破泡剤（整泡剤）として導入したポリオールＢ２について以下の３項目を評価した。
＜破泡効果＞
破泡剤（整泡剤）として用いるポリオールＢ２の導入より、研磨時に発生するスラリー泡を破泡する効果を評価した。
○：泡が発生しないか発生しても３秒以内に破泡する。
×：泡が大量に発生し、１０秒以上泡を保持し破泡しない。
＜液分離（液性の安定性）＞
破泡剤（整泡剤）として用いるポリオールＢ２を導入した際、ポリオールプレミックスの液分離、液の安定性を評価した。液分離が起こると合成反応の際、混合不良等が起こる可能性が高い。
○：攪拌したポリオールプレミックスを静置した際に分離・白濁が見られない（正常）。
×：攪拌したポリオールプレミックスを静置した際に分離・白濁が発生する（異常）。
【００４０】
＜成形性＞
注型により得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物が正常に硬化されているかを評価した。
○：外観不良が見られず、正常に硬化した。
×：外観不良（スジ、軟化部分）が見られる、硬化しない、硬度バラツキが大きい。
【００４１】
＜研磨性能＞
本発明におけるイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石の研磨性能を評価した。評価項目は以下の３項目である。
（１）Ｄ硬度：砥石加工して得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石についてＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度を測定した。６０〜９０度を示すことが好ましい。６０度以下では研磨装置に装着した際に定盤荷重に耐えられず研磨性能を発揮できない。また、耐久性が大きく低下する。９０度以上では鋳鉄製定盤より硬度が高くなりすぎるため砥石としての研磨能力が低くなる。
（２）耐久性（消耗量）：イソシアヌレート含有ポリウレタン砥石にて1時間定盤を修正した後の砥石の高さを測定し消耗量として評価した。消耗量は０．４ｍｍ／ｈ以下が好ましく、０．５ｍｍ／ｈ以上では砥石の消耗が早く交換頻度が増え、ランニングコストの上昇に繋がる。
（３）研磨後の定盤の平滑性：イソシアヌレート含有ポリウレタン砥石にて1時間定盤を修正した後の定盤直径方向を等間隔に定盤の高さを９点測定し、その最大値と最小値の差を算出した。この差が小さければ小さいほど定盤は平滑に修正されたことを意味し、大きければ大きいほど定盤は平滑に修正されていなく、砥石の修正能力が低いことを意味する。この定盤高さの差が１０μｍ以下であることが好ましく、さらに５μｍ以下であることが特に好ましい。
【００４２】
＜定盤修正研磨条件＞
定盤材質：粒状黒鉛含有鋳鉄ＦＣＤ４５０
定盤サイズ：１６Ｂ（１１２７ｍｍΦ）
キャリアー：イソシアヌレート含有ウレタン砥石を装着する冶具、ガイド。１キャリアーにつき砥石を５個装着できる。材質：ガラス繊維含有エポキシ樹脂
キャリアーサイズ：1キャリアー４２３ｍｍΦを定盤に５キャリアー装着できる。したがって、研磨修正時に装着する全砥石数は２５個である。
研磨時の定盤荷重：１００ｇ／ｃｍ２
下定盤回転数：６０ｒｐｍ
上定盤回転数：２０ｒｐｍ
スラリー（分散液）：界面活性剤、防錆剤、水を任意で混合させた水溶液
遊離砥粒種類（スラリーに混合させる砥粒）：ＦＯ＃１２００
遊離砥粒濃度：スラリー液に対し２０％
遊離砥粒含有スラリーの供給量：２００ｃｃ／分
研磨時間：１時間
【００４３】
＜実施例１〜８＞
表３に示される実施例について、上記評価項目について評価した結果、実施例１〜８に記載のイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石は、研磨泡が発生することなく、研磨性能においては、砥石消耗量が少なく、定盤高さの差が小さいため、修正能力が高い砥石であることが言える。
【００４４】
＜比較例１＞
下表４に示される比較例１は、実施例５の過剰イソシアネート基のモル量を約０．５倍に削減したものである。実施例３と比較して、比較例1はＤ硬度が低いため定盤荷重に耐えられず満足な評価が行えなかった。
【００４５】
＜比較例２＞
下表４に示される比較例２は、実施例８の過剰イソシアネート基のモル量を約１．５倍に増加させたものである。実施例８と比較して、比較例２は砥石消耗量が増加し、定盤高さの差も大きくなったことから、過剰イソシアネート基のモル量が３．６ｍｍｏｌ／ｇを上回ると研磨性能が劣ることを確認した。
【００４６】
＜比較例３＞
下表４に示される比較例３は、実施例４のポリオールＢ２（ポリブタジエンポリオール）量を０．１部まで削減したものである。実施例４と比較して、比較例３はポリブタジエンポリオール含有量が少な過ぎるため研磨時に発生するスラリー泡を破泡することができなかった。したがって、研磨時に発生するスラリー泡を破泡するためには、ポリブタジエンポリオール（Ｂ２）含有量は０．２重量部以上必要であることを確認した。
【００４７】
＜比較例４＞
下表４に示される比較例４は、実施例６のポリオールＢ２（ポリブタジエンポリオール）量をさらに５部まで増加したものである。実施例６と比較して、比較例４はポリブタジエンポリオール含有量が多過ぎるためポリオールＢ１（ＰＴＭＥＧ）との相溶性が悪化し、ポリオールプレミックスの液は分離した。さらに、分離により成形性は悪化し、イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を得ることができず、研磨評価も実施できなかった。したがって、ブタジエンポリオール（Ｂ２）含有量は３．０重量部以下であることを確認した。
【００４８】
＜比較例５および比較例６＞
下表４に示される比較例５および比較例６は、実施例５のポリオールＢ２をウレタンフォームにおけるセルへの破泡効果の高い整泡剤（Ｌ−５３６６およびＦ−１２２）に置き換えたものである。実施例５と比較して、比較例５および比較例６は研磨時に発生するスラリー泡を破泡することができなかった。したがって、研磨時に発生するスラリー泡を破泡するためには、ポリブタジエンポリオール（Ｂ２）が最も好ましいことを確認した。
【００４９】
＜比較例７および比較例８＞
下表４に示される比較例７および比較例８は、ポリオールＢ１としてＰＣＤを用いたものであり、比較例７はポリオールＢ２（ポリブタジエンポリオール）を導入せず、比較例８はポリオールＢ２（ポリブタジエンポリオール）を１．０重量部導入したものである。比較例７ではポリブタジエンポリオール（Ｂ２）が０重量部のため、研磨時に発生するスラリー泡が大量に発生する結果となり、研磨性能も実施例に対し大きく劣るものであった。ポリブタジエンポリオール（Ｂ２）を１．０重量部導入した比較例８は、研磨時に発生するスラリー泡を破泡することができたが、ＰＴＭＥＧ（Ｂ１）を用いた実施例５と比較して、研磨性能は大きく劣る結果となった。したがって、ポリオールＢ１はＰＴＭＥＧ（ポリテトラメチレンエーテルグリコール）を用いることが最も好ましいことを確認した。
【００５０】
＜比較例９および比較例１０＞
下表４に示される比較例９および比較例１０は、ポリオールＢ１としてＰＰＧを用いたものであり、比較例９はポリオールＢ２（ポリブタジエンポリオール）を導入せず、比較例１０はポリオールＢ２（ポリブタジエンポリオール）を１．０重量部導入したものである。比較例９ではポリブタジエンポリオール（Ｂ２）が０重量部のため、研磨時に発生するスラリー泡が大量に発生する結果となり、研磨性能も実施例に対し大きく劣るものであった。ポリブタジエンポリオール（Ｂ２）を１．０重量部導入した比較例１０は、研磨時に発生するスラリー泡を破泡することができたが、ＰＴＭＥＧ（Ｂ１）を用いた実施例５と比較して、研磨性能は大きく劣る結果となった。したがって、ポリオールＢ１はＰＴＭＥＧ（ポリテトラメチレンエーテルグリコール）を用いることが最も好ましいことを確認した。
【００５１】
＜比較例１１＞
下表に示される比較例１１は、一般的に用いられている鋳鉄定盤修正用鋳鉄製修正キャリアの研磨性能を示したものである。実施例と比較して、比較例１１は消耗量が少ないが、研磨性能は大きく劣る結果となった。本来、鋳鉄製修正キャリアにて鋳鉄定盤を修正する際は定盤荷重を２．５倍の２５０ｇ／ｃｍ２とし約１０時間かけて修正を行うため、イソシアヌレート含有ポリウレタン砥石における研磨条件では、鋳鉄製修正キャリアは修正能力を発揮することができない。したがって、本発明のイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石は短時間で修正でき、耐久性も高く、研磨性能も優れたものであることを確認した。
【００５２】
＜比較例１２＞
下表に示される比較例１２は、ポリウレタンと同様の硬度を示すプラスチックとしてエポキシ樹脂を選択し、エポキシ樹脂製砥石による研磨性能を評価したものである。実施例と比較して、比較例１２は、研磨時に発生するスラリー泡は全く発生しなかったが、砥石消耗量がかなり多く、研磨性能では大きく劣るものであった。したがって、本発明のイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石は高硬度プラスチックの中でも耐久性が高く、さらに研磨性能も優れたものであることを確認した。
【技術分野】
【０００１】
定盤修正用砥石材に使用するＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度が６０〜９０度のポリウレタン樹脂を得るためのイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物であって、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系有機イソシアネート（Ａ）、ポリオール（Ｂ）、三量化触媒（Ｃ）からなり、ポリオール（Ｂ）が、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（Ｂ１）とポリブタジエンポリオール（Ｂ２）とを９７．０/３．０〜９９．８/０．２の重量比で配合するものであり、ＭＤＩ系有機イソシアネート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との配合比おいてイソシアネート基を２．３〜３．６ｍｍｏｌ／ｇ 過剰で配合することを特徴とする、定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物に関する。
本発明からなるイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物は、耐久性に優れ、鋳鉄製研磨定盤を平滑にすることを特徴とするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シリコンウエハ、合成石英ガラス、水晶、液晶ガラス、セラミック等を研磨・平滑化させる際に定盤コンディショナーと呼ばれる研磨装置が用いられ、この装置の研磨定盤は粒状黒鉛を含有した鋳鉄製である。
この研磨装置によりラッピング加工を繰り返すと、研磨定盤は摩耗して凸型或いは凹凸形状になり、それに伴い被加工物の平滑度も悪化し、平滑度の良い被加工物を得ることができない。
そこで、定盤と同質材料である鋳鉄製の修正キャリアを用いて、研磨スラリー及び遊離砥粒を供給しながら定盤表面の修正、平滑化を行う。
従来、このようなラッピング加工を施す研磨装置の定盤表面を修正するための修正用キャリア（冶具、砥石など）として、特開平１１−１０５２２号公報（特許文献１）、特開２０００−２１８５２１号公報（特許文献２）、特許文献３：特開２００６−２９７４８８号公報（特許文献３）、特開２００７−６９３２３号公報（特許文献４）、特開２００７−１９６３４５号公報（特許文献５）に記載されたものが知られている。
【０００３】
しかし、これら定盤修正用キャリア、冶具は、定盤を修正、平滑化するために長時間にわたる修正研磨が必要で、その際、鋳鉄製定盤表面に存在する孔（粒状黒鉛の燃焼により形成される）にバリが発生し、鋳鉄製定盤表面が荒れた状態となってしまう。また、近年では、研磨装置の大型化に伴い定盤修正キャリアもそれに比例して大きくする必要があり、鋳鉄製修正キャリアの重量も著しく増加するため作業性の悪化が懸念されている。このため、研磨装置が大型化しても軽量で作業性に優れ、短時間で修正研磨でき、なおかつ、バリの発生により鋳鉄製定盤表面を荒らすことのない定盤修正用砥石が求められている。
【０００４】
一方、特許３０９７８９０号公報（特許文献６）および特開２００５−１７７９４５号公報（特許文献７）に開示されている従来のポリウレタン樹脂を定盤修正用の砥石として使用することも考えられるが、それぞれ本発明請求項に記載のＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度の領域以下の硬度を示すものであり、本発明の目的として使用される鋳鉄製定盤コンディショナーの荷重に耐えられず、研磨性能を発揮することができないといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０５２２号公報
【特許文献２】特開２０００−２１８５２１号公報
【特許文献３】特開２００６−２９７４８８号公報
【特許文献４】特開２００７−６９３２３号公報
【特許文献５】特開２００７−１９６３４５号公報
【特許文献６】特許３０９７８９０号公報
【特許文献７】特開２００５−１７７９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上のような事情に基づいてなされるものである。
本発明の第１の目的は、従来から定盤修正用に用いられる金属等の定盤修正キャリア、冶具等より優れた耐久性（消耗量）を示し、研磨装置が大型化しても修正用砥石は軽量であるため作業性に優れるイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物からなる定盤修正用砥石を提供することにある。
第２の目的は、研磨装置における鋳鉄製定盤を従来から用いられる金属等の定盤修正キャリア、冶具等より平滑にすることができるイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物からなる定盤修正用砥石を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明は、以下の（１）〜（３）に該当するものである。
（１）定盤修正用砥石材に使用するＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度が６０〜９０度のポリウレタン樹脂を得るためのイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物であって、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系有機イソシアネート（Ａ）、ポリオール（Ｂ）、三量化触媒（Ｃ）からなり、ポリオール（Ｂ）が、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（Ｂ１）とポリブタジエンポリオール（Ｂ２）とを９７．０/３．０〜９９．８/０．２の重量比で配合するものであり、ＭＤＩ系有機イソシアネート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との配合比おいてイソシアネート基を２．３〜３．６ｍｍｏｌ／ｇ 過剰で配合することを特徴とする、定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物。
【０００８】
（２）研磨助剤として、無機系研磨砥粒を前記（１）に記載の定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物１００部に対して、０．０１〜２５部添加することを特徴とする定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物。
【０００９】
（３）前記（１）又は（２）に記載の定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を４０〜１５０℃の温度で０．２〜２０時間加熱キュアすることで得られる定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、金属等の定盤修正キャリア、冶具等を用いて同一砥粒及びスラリーを供給しながら定盤の表面修正を行った場合より、優れた平滑性を示す定盤表面が得られ、尚且つ、研磨装置が大型化しても軽量で作業性に優れ、耐久性（消耗性）に優れるため、被加工物の不良率低減ならびに歩留まりの向上が期待できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物＞
本発明の定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物は、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系有機イソシアネート（Ａ）、ポリオール（Ｂ）、三量化触媒（Ｃ）からなり、ポリオール（Ｂ）としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（Ｂ１）とポリブタジエンポリオール（Ｂ２）とを９７．０/３．０〜９９．８/０．２の重量比とし、ＭＤＩ系有機イソシアネート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との配合比おいてイソシアネート基を２．３〜３．６ｍｍｏｌ／ｇ 過剰で配合することを特徴とし、得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物はＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度が６０〜９０度を示す。
【００１２】
＜ＭＤＩ系有機イソシアネート（Ａ）＞
ＭＤＩ系有機イソシアネートとしては、従来から使用されているものが使用できる。このようなＭＤＩ系有機イソシアネートには、各種異性体、すなわち、４、４′−ＭＤＩ、２、４′−ＭＤＩ、２、２′−ＭＤＩ、これらの任意の混合物が挙げられる。また、液状ＭＤＩ（カルボジイミド化ＭＤＩ、ウレトンイミン化ＭＤＩ等）やポリメリックＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネートの２核体および３核体以上の混合物）も用いることができる。中でも、比較的貯蔵安定性に優れた液状ＭＤＩが特に好ましい。さらに、これらをポリオール等で変性したイソシアネート基末端プレポリマーを使用することも可能である。
【００１３】
＜ポリオール（B１）＞
本発明で用いるポリオール（Ｂ１）は、ポリテトラメチレンエーテルグリコールであり、その数平均分子量は２００〜４０００であるものが好ましく、中でも数平均分子量が６５０〜２０００であるものが特に好ましい。また、少量であれば、その他にポリウレタン分野で使用されているポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール等を混合して使用することも可能である。
【００１４】
＜ポリオール（Ｂ２）＞
本発明で用いるポリオール（Ｂ２）は、研磨時に発生するスラリーの泡を破泡することを目的として添加されるものであり、ポリブタジエンポリオールが特に好ましく、その数平均分子量が１０００〜３０００であるものが好ましい。さらに、ポリブタジエンポリオールの含有量としては、０．２〜３．０重量％が特に好ましい。
ポリブタジエンポリオールのポリオール（Ｂ）における重量比が０．２未満では、研磨時にスラリーが泡立ち、その大量の泡の影響で排水等に支障をきたすため作業性が低下する恐れがある。また、ポリブタジエンポリオールのポリオール（Ｂ）における重量比が３．０以上では、ポリオール（Ｂ１）との相溶性が悪化し分離または白濁するため、成型不良等の不具合を生じる恐れがある。
【００１５】
＜三量化触媒（Ｃ）＞
三量化触媒は主にイソシアヌレートまたはイソシアヌレート基を形成することを目的として用い、ポリオール（Ｂ）に対して、０．００１〜０．１部添加することができる。
三量化触媒の添加量が０．００１部未満の場合、イソシアヌレートまたはイソシアヌレート基の形成が不十分となり、得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物はＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度が６０〜９０度のものが得られない。
三量化触媒の添加量が０．１部以上の場合は、反応速度が速過ぎるあるいは、可使時間が短過ぎるため混合不十分になりやすい、または、成形型に注入することができない。
三量化触媒として、カルボン酸のアルカリ金属塩類、カルボン酸のアルカリ土類金属類、金属アルコラート類、金属フェノラート類、金属水酸化物類等の有機金属系触媒、第３級アミン類、第３級フォスフィン類、燐のオニウム塩化合物、第４級アンモニウム塩類等を単独あるいは、２種以上を混合して用いることができる。
【００１６】
＜研磨助剤＞
研磨助剤として、無機系研磨砥粒を定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物に添加することができる。添加量としては、イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物１００部に対して０．０１〜６６部が好ましく、１〜２５部がより好ましい。研磨助剤の材質としては、炭化珪素、アルミナ、酸価クロム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム及びジルコンサンド等を単独あるいは、２種以上を混合して用いることができる。特に本発明において定盤の修正を行う場合は、研磨する際に使用する遊離砥粒と材質、粒度が同一のものを使用することが好ましい。
【００１７】
本発明においては、必要に応じ添加剤として、その他の触媒、整泡剤、酸化防止剤、脱泡剤、紫外線吸収剤、反応調節剤等を使用することができる。
【００１８】
＜イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物のＮＣＯ基モル量＞
本発明のイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物において、ＭＤＩ系有機イソシアネートのイソシアネート基により三量化しポリイソシアヌレート基を形成させ、ＪＩＳＫ ６２５３に規定されるＤ硬度６５度以上を得る観点から、ＭＤＩ系有機イソシアネートのイソシアネート基モル量からポリオールの水酸基モル量を差し引いた際の過剰イソシアネート基モル量を２．３〜３．６ｍｍｏｌ／ｇ必要とする。
過剰イソシアネート基モル量が２．３ｍｍｏｌ／ｇ未満では、得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物のイソシアヌレート基量が少なくなるため柔らかくなり、ＪＩＳ−Ｄ硬度６５度以上を得ることができない。
過剰イソシアネート基モル量が３．６ｍｍｏｌ／ｇ以上では、得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物のイソシアヌレート基量が過剰となるため脆さが発現し、耐久性（消耗量）の悪化につながる。
【００１９】
＜定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物の成型＞
本発明のイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物からなる定盤修正用砥石の成型手順としては、上記各原料と成形型を用い、例えば以下のように成型させる。
１．イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を硬化させる工程。
ＭＤＩ系有機イソシアネートと、ポリオールと、ポリブタジエンポリオールと、三量化触媒と、ウレタン化触媒と、研磨砥粒とを所定の配合比率で連続的にミキシングヘッドで混合し、この液状物を成形型に流し込み（注型）、加熱して硬化反応させる。このときのキュア温度は２５〜２００℃、加熱キュア時間０．２〜２０時間程度であり、その中でもキュア温度は４０〜１５０℃、加熱キュア時間１〜１６時間が特に好ましい。
キュア温度が２５℃未満の場合は、反応性が低下する問題があり、２００℃以上の場合は各原料が熱劣化する恐れがある。
加熱キュア時間が０．２時間未満の場合は、得られるイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物の硬化が不十分のため成形型から取り出すことができず、２０時間以上の場合は、高温においては熱劣化する恐れがある。
２．硬化反応をせしめた硬化物を金型から取り出す工程。
３．硬化物を任意の砥石形状に加工する工程。
【００２０】
本発明の定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物の砥石形状としては、特に制限される形状は無く、任意に加工できる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明における調製例、合成例、実施例について説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、以下において「部」および「％」は、それぞれ、「質量部」および「質量％」を意味するものとする。
【００２２】
＜ポリオールプレミックス調製例１＞
下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＴＭＥＧ２０００（数平均分子量２，０００のポリテトラメチレンエーテルグリコール、ＰＴＧ−２０００ＳＮ、保土谷化学株式会社製）」９９．０部と、「Ｐｏｌｙ ｂｄ（数平均分子量１，２００のポリブタジエンポリオール、Ｒ−１５ＨＴ、出光興産株式会社製）」１．０部と、「三量化触媒（四級アンモニウム塩、ＴＯＹＯＣＡＴ−ＴＲＸ、東ソー株式会社製）」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例１を得た。
【００２３】
＜ポリオールプレミックス調製例２〜４、６〜７＞
調製例１と同様に下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＴＭＥＧ１５００（数平均分子量１，５００のポリテトラメチレンエーテルグリコール、ＰＴＧ−１５００ＳＮ、保土谷化学工業株式会社製）」９５．０〜９９．９部と、「Ｐｏｌｙ ｂｄ」０．１〜５．０部と、「三量化触媒」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例２〜４を得た。
【００２４】
＜ポリオールプレミックス調製例５＞
調製例１と同様に下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＴＭＥＧ６５０（数平均分子量６５０のポリテトラメチレンエーテルグリコール、ＰＴＧ−６５０ＳＮ、保土谷化学株式会社製）」９９．０部と、「Ｐｏｌｙ ｂｄ」１．０部と、「三量化触媒」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例５を得た。
【００２５】
＜ポリオールプレミックス調製例８＞
調製例１と同様に下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＴＭＥＧ１５００」９９．０部と、一般的に整泡剤として用いられる「シリコーン系整泡剤（Ｌ−５３６６、東レ・ダウコーニング株式会社製）」１．０部と、「三量化触媒」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例８を得た。
【００２６】
＜ポリオールプレミックス調製例９＞
調製例１と同様に下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＴＭＥＧ１５００」９９．０部と、一般的に破泡剤として用いられる「シリコーン系破泡剤（Ｆ−１２２、信越化学工業株式会社製）」１．０部と、「三量化触媒」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例９を得た。
【００２７】
＜ポリオールプレミックス調製例１０〜１１＞
調製例１と同様に下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＣＤ（数平均分子量１，０００のポリカーボネートジオール、Ｎ−９６５、日本ポリウレタン工業株式会社製）」９９．０〜１００部と、「Ｐｏｌｙ ｂｄ」０〜１．０部と、「三量化触媒」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例１０〜１１を得た。
【００２８】
＜ポリオールプレミックス調製例１２〜１３＞
調製例１と同様に下記表１に示す処方にしたがって、「ＰＰＧ（数平均分子量２，０００のポリプロピレングリコール、ＰＬ−２１００、三洋化成工業株式会社製）」９９．０〜１００部と、「Ｐｏｌｙ ｂｄ」０〜１．０部と、「三量化触媒」０．０１５部の比率で調製し、４５℃の窒素封入下で３０分攪拌混合することによりポリオールプレミックス調製例１２〜１３を得た。
【００２９】
【表１】
【００３０】
＜合成例＞
以下、本発明の合成例について説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、以下において「部」および「％」は、それぞれ、「質量部」および「質量％」を意味するものとする。
【００３１】
＜合成例１＞
下記表２に示す処方にしたがって、イソシアネート基が２．３２ｍｍｏｌ／ｇ過剰になるよう「ポリオールプレミックス調製例１」５８．０部と、「液状ＭＤＩ（ＮＣＯ含量２９％のカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、ＭＴＬ−Ｓ、日本ポリウレタン工業株式会社製）」４２．０部とを２液混合型ポリウレタン注型機にて撹拌混合させた混合液をあらかじめ４０℃に予熱した外径１８０ｍｍ×内径９０ｍｍ×高さ７０ｍｍのドーナツ形状の注形型に注入し、その後、４０℃×１６時間にわたり加熱キュアを行い、イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を得た。
【００３２】
＜合成例２＞
合成例１と同様に下記表２に示す処方にしたがって、イソシアネート基が３．４８ｍｍｏｌ／ｇ過剰になるよう「ポリオールプレミックス調製例２」３８．０部と、「液状ＭＤＩ（ＮＣＯ含量２７％のカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、日本ポリウレタン工業株式会社製試作品）」６２．０部とを２液混合型ポリウレタン注型機にて撹拌混合された混合液を２５℃に温調した外径１８０ｍｍ×内径９０ｍｍ×高さ７０ｍｍのドーナツ形状の注形型に注入し、その後、２５℃×２０時間にわたり加熱キュアを行い、イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を得た。
【００３３】
＜合成例３＞
合成例１と同様に下記表２に示す処方にしたがって、イソシアネート基が２．９７ｍｍｏｌ／ｇ過剰になるよう「ポリオールプレミックス調製例３」４４．６部と、「液状ＭＤＩ（ＮＣＯ含量２７％のカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、日本ポリウレタン工業株式会社製試作品）」５５．４部に、「研磨助剤（酸化アルミニウム系研磨剤、ＦＯ＃１２００、株式会社フジミインコーポレーテッド製）」１１部をそれぞれあらかじめミキサー等で混合させた混合液を２液混合型ポリウレタン注型機に投入し、撹拌混合された混合液をあらかじめ２００℃に予熱した外径１８０ｍｍ×内径９０ｍｍ×高さ７０ｍｍのドーナツ形状の注形型に注入し、その後、２００℃×０．２時間にわたり加熱キュアを行い、イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を得た。
【００３４】
＜合成例４〜１８＞
合成例１と同様に下記表２に示す処方にしたがって、イソシアネート基が２．１１〜３．７１ｍｍｏｌ／ｇ過剰になるよう「ポリオールプレミックス調製例」３３．０〜５５．７部と、「液状ＭＤＩ（ＮＣＯ含量２７％のカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、日本ポリウレタン工業株式会社製試作品）」４４．３〜６７．０部に、「研磨助剤」１１〜６６部をそれぞれあらかじめミキサー等で混合させた混合液を２液混合型ポリウレタン注型機に投入し、撹拌混合された混合液をあらかじめ８０〜２００℃に予熱した外径１８０ｍｍ×内径９０ｍｍ×高さ７０ｍｍのドーナツ形状の注形型に注入し、その後、８０〜２００℃×０．２〜１６時間にわたり加熱キュアを行い、イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を得た。
【００３５】
【表２】
【００３６】
＜砥石加工＞
合成例にて得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を裁断及び研磨することにより、外径１４５ｍｍ×内径１０５ｍｍ×高さ２０ｍｍのリング形状のイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石を得た。得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石を用いて各評価を行った結果を表３および４に示す。
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】
実施例及び比較例にて評価した項目について、以下に記載する。
＜研磨泡＞
本発明におけるイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石を研磨装置に装着して修正・研磨する際に発生するスラリーによる泡のことを指す。泡が多く発生すると排水の際に泡が引っかかり排水に支障をきたす恐れがある。この泡を破泡、抑制するため破泡剤（整泡剤）として導入したポリオールＢ２について以下の３項目を評価した。
＜破泡効果＞
破泡剤（整泡剤）として用いるポリオールＢ２の導入より、研磨時に発生するスラリー泡を破泡する効果を評価した。
○：泡が発生しないか発生しても３秒以内に破泡する。
×：泡が大量に発生し、１０秒以上泡を保持し破泡しない。
＜液分離（液性の安定性）＞
破泡剤（整泡剤）として用いるポリオールＢ２を導入した際、ポリオールプレミックスの液分離、液の安定性を評価した。液分離が起こると合成反応の際、混合不良等が起こる可能性が高い。
○：攪拌したポリオールプレミックスを静置した際に分離・白濁が見られない（正常）。
×：攪拌したポリオールプレミックスを静置した際に分離・白濁が発生する（異常）。
【００４０】
＜成形性＞
注型により得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物が正常に硬化されているかを評価した。
○：外観不良が見られず、正常に硬化した。
×：外観不良（スジ、軟化部分）が見られる、硬化しない、硬度バラツキが大きい。
【００４１】
＜研磨性能＞
本発明におけるイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石の研磨性能を評価した。評価項目は以下の３項目である。
（１）Ｄ硬度：砥石加工して得られたイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石についてＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度を測定した。６０〜９０度を示すことが好ましい。６０度以下では研磨装置に装着した際に定盤荷重に耐えられず研磨性能を発揮できない。また、耐久性が大きく低下する。９０度以上では鋳鉄製定盤より硬度が高くなりすぎるため砥石としての研磨能力が低くなる。
（２）耐久性（消耗量）：イソシアヌレート含有ポリウレタン砥石にて1時間定盤を修正した後の砥石の高さを測定し消耗量として評価した。消耗量は０．４ｍｍ／ｈ以下が好ましく、０．５ｍｍ／ｈ以上では砥石の消耗が早く交換頻度が増え、ランニングコストの上昇に繋がる。
（３）研磨後の定盤の平滑性：イソシアヌレート含有ポリウレタン砥石にて1時間定盤を修正した後の定盤直径方向を等間隔に定盤の高さを９点測定し、その最大値と最小値の差を算出した。この差が小さければ小さいほど定盤は平滑に修正されたことを意味し、大きければ大きいほど定盤は平滑に修正されていなく、砥石の修正能力が低いことを意味する。この定盤高さの差が１０μｍ以下であることが好ましく、さらに５μｍ以下であることが特に好ましい。
【００４２】
＜定盤修正研磨条件＞
定盤材質：粒状黒鉛含有鋳鉄ＦＣＤ４５０
定盤サイズ：１６Ｂ（１１２７ｍｍΦ）
キャリアー：イソシアヌレート含有ウレタン砥石を装着する冶具、ガイド。１キャリアーにつき砥石を５個装着できる。材質：ガラス繊維含有エポキシ樹脂
キャリアーサイズ：1キャリアー４２３ｍｍΦを定盤に５キャリアー装着できる。したがって、研磨修正時に装着する全砥石数は２５個である。
研磨時の定盤荷重：１００ｇ／ｃｍ２
下定盤回転数：６０ｒｐｍ
上定盤回転数：２０ｒｐｍ
スラリー（分散液）：界面活性剤、防錆剤、水を任意で混合させた水溶液
遊離砥粒種類（スラリーに混合させる砥粒）：ＦＯ＃１２００
遊離砥粒濃度：スラリー液に対し２０％
遊離砥粒含有スラリーの供給量：２００ｃｃ／分
研磨時間：１時間
【００４３】
＜実施例１〜８＞
表３に示される実施例について、上記評価項目について評価した結果、実施例１〜８に記載のイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石は、研磨泡が発生することなく、研磨性能においては、砥石消耗量が少なく、定盤高さの差が小さいため、修正能力が高い砥石であることが言える。
【００４４】
＜比較例１＞
下表４に示される比較例１は、実施例５の過剰イソシアネート基のモル量を約０．５倍に削減したものである。実施例３と比較して、比較例1はＤ硬度が低いため定盤荷重に耐えられず満足な評価が行えなかった。
【００４５】
＜比較例２＞
下表４に示される比較例２は、実施例８の過剰イソシアネート基のモル量を約１．５倍に増加させたものである。実施例８と比較して、比較例２は砥石消耗量が増加し、定盤高さの差も大きくなったことから、過剰イソシアネート基のモル量が３．６ｍｍｏｌ／ｇを上回ると研磨性能が劣ることを確認した。
【００４６】
＜比較例３＞
下表４に示される比較例３は、実施例４のポリオールＢ２（ポリブタジエンポリオール）量を０．１部まで削減したものである。実施例４と比較して、比較例３はポリブタジエンポリオール含有量が少な過ぎるため研磨時に発生するスラリー泡を破泡することができなかった。したがって、研磨時に発生するスラリー泡を破泡するためには、ポリブタジエンポリオール（Ｂ２）含有量は０．２重量部以上必要であることを確認した。
【００４７】
＜比較例４＞
下表４に示される比較例４は、実施例６のポリオールＢ２（ポリブタジエンポリオール）量をさらに５部まで増加したものである。実施例６と比較して、比較例４はポリブタジエンポリオール含有量が多過ぎるためポリオールＢ１（ＰＴＭＥＧ）との相溶性が悪化し、ポリオールプレミックスの液は分離した。さらに、分離により成形性は悪化し、イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を得ることができず、研磨評価も実施できなかった。したがって、ブタジエンポリオール（Ｂ２）含有量は３．０重量部以下であることを確認した。
【００４８】
＜比較例５および比較例６＞
下表４に示される比較例５および比較例６は、実施例５のポリオールＢ２をウレタンフォームにおけるセルへの破泡効果の高い整泡剤（Ｌ−５３６６およびＦ−１２２）に置き換えたものである。実施例５と比較して、比較例５および比較例６は研磨時に発生するスラリー泡を破泡することができなかった。したがって、研磨時に発生するスラリー泡を破泡するためには、ポリブタジエンポリオール（Ｂ２）が最も好ましいことを確認した。
【００４９】
＜比較例７および比較例８＞
下表４に示される比較例７および比較例８は、ポリオールＢ１としてＰＣＤを用いたものであり、比較例７はポリオールＢ２（ポリブタジエンポリオール）を導入せず、比較例８はポリオールＢ２（ポリブタジエンポリオール）を１．０重量部導入したものである。比較例７ではポリブタジエンポリオール（Ｂ２）が０重量部のため、研磨時に発生するスラリー泡が大量に発生する結果となり、研磨性能も実施例に対し大きく劣るものであった。ポリブタジエンポリオール（Ｂ２）を１．０重量部導入した比較例８は、研磨時に発生するスラリー泡を破泡することができたが、ＰＴＭＥＧ（Ｂ１）を用いた実施例５と比較して、研磨性能は大きく劣る結果となった。したがって、ポリオールＢ１はＰＴＭＥＧ（ポリテトラメチレンエーテルグリコール）を用いることが最も好ましいことを確認した。
【００５０】
＜比較例９および比較例１０＞
下表４に示される比較例９および比較例１０は、ポリオールＢ１としてＰＰＧを用いたものであり、比較例９はポリオールＢ２（ポリブタジエンポリオール）を導入せず、比較例１０はポリオールＢ２（ポリブタジエンポリオール）を１．０重量部導入したものである。比較例９ではポリブタジエンポリオール（Ｂ２）が０重量部のため、研磨時に発生するスラリー泡が大量に発生する結果となり、研磨性能も実施例に対し大きく劣るものであった。ポリブタジエンポリオール（Ｂ２）を１．０重量部導入した比較例１０は、研磨時に発生するスラリー泡を破泡することができたが、ＰＴＭＥＧ（Ｂ１）を用いた実施例５と比較して、研磨性能は大きく劣る結果となった。したがって、ポリオールＢ１はＰＴＭＥＧ（ポリテトラメチレンエーテルグリコール）を用いることが最も好ましいことを確認した。
【００５１】
＜比較例１１＞
下表に示される比較例１１は、一般的に用いられている鋳鉄定盤修正用鋳鉄製修正キャリアの研磨性能を示したものである。実施例と比較して、比較例１１は消耗量が少ないが、研磨性能は大きく劣る結果となった。本来、鋳鉄製修正キャリアにて鋳鉄定盤を修正する際は定盤荷重を２．５倍の２５０ｇ／ｃｍ２とし約１０時間かけて修正を行うため、イソシアヌレート含有ポリウレタン砥石における研磨条件では、鋳鉄製修正キャリアは修正能力を発揮することができない。したがって、本発明のイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石は短時間で修正でき、耐久性も高く、研磨性能も優れたものであることを確認した。
【００５２】
＜比較例１２＞
下表に示される比較例１２は、ポリウレタンと同様の硬度を示すプラスチックとしてエポキシ樹脂を選択し、エポキシ樹脂製砥石による研磨性能を評価したものである。実施例と比較して、比較例１２は、研磨時に発生するスラリー泡は全く発生しなかったが、砥石消耗量がかなり多く、研磨性能では大きく劣るものであった。したがって、本発明のイソシアヌレート含有ポリウレタン砥石は高硬度プラスチックの中でも耐久性が高く、さらに研磨性能も優れたものであることを確認した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤修正用砥石材に使用するＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度が６０〜９０度のポリウレタン樹脂を得るためのイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物であって、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系有機イソシアネート（Ａ）、ポリオール（Ｂ）、三量化触媒（Ｃ）からなり、ポリオール（Ｂ）が、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（Ｂ１）とポリブタジエンポリオール（Ｂ２）とを９７．０/３．０〜９９．８/０．２の重量比で配合するものであり、ＭＤＩ系有機イソシアネート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との配合比おいてイソシアネート基を２．３〜３．６ｍｍｏｌ／ｇ 過剰で配合することを特徴とする、定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物。
【請求項２】
研磨助剤として、無機系研磨砥粒を請求項１記載の定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物１００部に対して、０．０１〜２５部添加することを特徴とする定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を４０〜１５０℃の温度で０．２〜２０時間加熱キュアすることで得られる定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物の製造方法。
【請求項１】
定盤修正用砥石材に使用するＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるＤ硬度が６０〜９０度のポリウレタン樹脂を得るためのイソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物であって、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系有機イソシアネート（Ａ）、ポリオール（Ｂ）、三量化触媒（Ｃ）からなり、ポリオール（Ｂ）が、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（Ｂ１）とポリブタジエンポリオール（Ｂ２）とを９７．０/３．０〜９９．８/０．２の重量比で配合するものであり、ＭＤＩ系有機イソシアネート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との配合比おいてイソシアネート基を２．３〜３．６ｍｍｏｌ／ｇ 過剰で配合することを特徴とする、定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物。
【請求項２】
研磨助剤として、無機系研磨砥粒を請求項１記載の定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物１００部に対して、０．０１〜２５部添加することを特徴とする定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物を４０〜１５０℃の温度で０．２〜２０時間加熱キュアすることで得られる定盤修正用砥石材用イソシアヌレート含有ポリウレタン形成性組成物の製造方法。
【公開番号】特開２０１２−３０３３１（Ｐ２０１２−３０３３１Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７３３８８（Ｐ２０１０−１７３３８８）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００２３０１３５）日本ポリウレタン工業株式会社 (222)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００２３０１３５）日本ポリウレタン工業株式会社 (222)
【Ｆターム（参考）】
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