JP2006507390A - 硬化性エマルジョンおよびそれからの研磨物品 - Google Patents

硬化性エマルジョンおよびそれからの研磨物品 Download PDF

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Abstract

ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤を含む油相と、少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーを含む水相と、を含む硬化性エマルジョン。いくつかの実施形態では、硬化性エマルジョンは、更に、非イオン性界面活性剤を含む。硬化性エマルジョンの製造方法、および研磨物品の製造におけるその使用も開示される。

Description

本発明は、硬化性エマルジョンに関する。また本発明は、研磨物品の製造で使用される硬化性エマルジョンにも関する。
硬化性材料を含有する油相が水相中に分散された硬化性エマルジョンは、バインダ材料を含有する物品の製造において広く使用されている。
硬化性エマルジョンに共通の問題は時間が経つと沈降する傾向があることであり、このことは、取扱い上の問題を引き起こしたり、硬化性エマルジョンの貯蔵寿命を低下させたりし得る。沈降の問題に対処するための１つのアプローチは、比較的大量（例えば、約１０重量％以上）の乳化剤を油相に添加することを必要とする。このアプローチは、エマルジョンの乾燥および硬化において沈降をいくらか軽減するが、多量の乳化剤の存在は通常、結果として得られる硬化材料（すなわち、有用な物理特性を付与するのに十分な程度に重合および／または架橋された材料）の１つまたは複数の特性を低下させる（例えば、引張強さおよび／または破断伸びの低下）。
ポリウレタン（すなわち、骨格鎖中にウレタンおよび／または尿素結合を含有するポリマー）は、その物理特性（例えば、強度、伸び、および／または靭性）のために、バインダ材料として多くの用途で広く使用されている。
長期間安定な材料を含有し、乾燥および硬化されて良好な物理特性のポリウレタンを提供できる硬化性エマルジョンを有することが望ましいであろう。
１つの態様では、本発明は、
ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤を含む油相と、
水と、少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーとを含む水相であって、前記少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートが１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有し、更に、ｐＨが４〜１０の範囲である水相と、
を含む硬化性エマルジョンを提供する。
もう１つの態様では、本発明は、
ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤を含む成分から調製可能な油相と、
水と、少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーとを含む成分から調製可能な水相であって、前記少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートが１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有し、更に、ｐＨが４〜１０の範囲である水相と、
を含む硬化性エマルジョンを提供する。
もう１つの態様では、本発明は、本発明に従う硬化性エマルジョンの重合反応生成物を含む組成物を提供する。
場合により、本発明に従う硬化性エマルジョンおよび組成物は、更に、非イオン性界面活性剤を含んでもよい。
もう１つの態様では、本発明は本発明に従う硬化性エマルジョンの製造方法を提供し、該方法は、
ブロックポリイソシアネートと、
硬化剤と、
水と、少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーとを含む水相であって、前記少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートが１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有し、更に、ｐＨが４〜１０の範囲である水相と、
を提供する工程と、
前記ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤を混合してプレミックスを形成する工程と、
分散した油相を有する硬化性エマルジョンが形成されるように前記プレミックスと前記水相とを混合する工程と、
を含み、更に、非イオン性界面活性剤が、前記油相の全重量を基準として５重量パーセント未満の量で前記硬化性エマルジョン中に存在する。
もう１つの態様では、本発明は、研磨粒子と、本発明に従う硬化性エマルジョンの反応生成物とを含む研磨物品を提供する。
もう１つの態様では、本発明は、
研磨粒子と、本発明に従う硬化性エマルジョンの反応生成物とを含む研磨物品を提供する工程と、
前記研磨物品の少なくとも１つの研磨粒子をワークピース表面と摩擦接触させる工程と、
前記少なくとも１つの研磨粒子またはワークピースのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させて、前記表面の少なくとも一部を前記研磨粒子で研磨する工程と、
を含むワークピースの研磨方法を提供する。
本発明に従う硬化性エマルジョンは、通常は沈降に対して良好な耐性を有し、通常、硬化されて良好な物理特性を有するバインダを形成することができる。本発明に従う硬化性エマルジョンを用いて製造することができる有用な研磨物品には、例えば、被覆研磨物品、不織研磨物品、結合研磨物品（ｂｏｎｄｅｄ ａｂｒａｓｉｖｅ ａｒｔｉｃｌｅ）、および単一ブラシ（ｕｎｉｔａｒｙ ｂｒｕｓｈ）が含まれる。
いくつかの実施形態では、本発明に従って調製されるエマルジョンは、低レベルの揮発性有機溶媒を含有するのが有利である。
本発明に従う硬化性エマルジョンは、油相および水相を含む。油相および／または水相のうちのいずれかまたは両方が連続的または不連続でもよいが、通常は、硬化性エマルジョンは、連続的な水相および不連続な油相を有する。油相は、ブロックポリイソシアネート、硬化剤、および場合により非イオン性界面活性剤を含む。水相は、少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルアクリレートからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーを含む。
本明細書中の使用では、「ブロックポリイソシアネート」という用語は、単一のブロックされたポリイソシアネートまたは２つ以上のブロックされたポリイソシアネートの混合物のいずれかを示し、「硬化剤」という用語は、単一の硬化剤または２つ以上の硬化剤の混合物のいずれかを示し、「非イオン性界面活性剤」という用語は、単一の非イオン性界面活性剤または２つ以上の非イオン性界面活性剤の混合物のいずれかを示し、「中和された架橋コポリマー」という用語は、単一の中和された架橋コポリマーまたは２つ以上の中和された架橋コポリマーの混合物のいずれかを示す。本明細書中の使用では、「（メタ）アクリル」という用語は、「アクリル」および／または「メタクリル」を包含する（例えば、「（メタ）アクリレート」はアクリレートおよび／またはメタクリレートを包含する）。更に、本明細書中で列挙される数値の範囲は、他に指定されない限りはその端点も含む。
有用なブロックポリイソシアネートは、少なくともいくつか（例えば、実質的に全て）のイソシアネート基が、イソシアネート基と付加物を形成する化合物（すなわち、ブロック剤）により反応されている（すなわち、ブロックされている）ポリイソシアネート（当該技術分野では「ウレタンプレポリマー」と呼ばれることもある）を含む。通常、付加物は、周囲条件（例えば、２０℃〜２５℃の範囲の温度）下では、イソシアネート反応性化合物（例えば、アミン、アルコール、チオールなど）に対して実質的に非反応性であるが、硬化剤の存在下で十分な熱エネルギーが加えられると、付加物は通常硬化剤と反応して共有結合を形成する。ポリイソシアネートをブロックするための手順および材料は当該技術分野においてよく知られており、例えば、Ｄ．Ａ．ウィックス（Ｗｉｃｋｓ）およびＺ．Ｗ．ウィックス（Ｗｉｃｋｓ）・ジュニアによって、「ブロックイソシアネートＩＩＩ：パートＡ．メカニズムおよび化学」有機コーティングの進歩（Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏａｔｉｎｇｓ）第３６巻（１９９９）、エルゼビア・サイエンス（Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ）、ニューヨーク、１４８−１７２頁と、「ブロックイソシアネートＩＩＩ パートＢ：ブロックイソシアネートの使用および用途」、有機コーティングの進歩（Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏａｔｉｎｇｓ）第４１巻（２００１）、エルゼビア・サイエンス（Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ）、ニューヨーク、１−８３頁とに記載されている。
典型的なブロック剤には、ケトオキシム（例えば、２−ブタノンオキシム）、ラクタム（例えば、イプシロン−カプロラクタム）、マロン酸エステル（例えば、マロン酸ジメチルおよびマロン酸ジエチル）、ピラゾール（例えば、３，５−ジメチルピラゾール）、第３級アルコールを含むアルコール（例えば、ｔ−ブタノールまたは２，２−ジメチルペンタノール）、フェノール（例えば、アルキル化フェノール）、ならびに例えば米国特許第６，２８８，１７６Ｂ１号明細書（シェ（Ｈｓｉｅｈ）ら）（その開示は、参照によって本明細書中に援用される）に記載されるようなアルコールの混合物が含まれる。
有用なポリイソシアネートには、例えば、脂肪族ポリイソシアネート（例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはトリメチルヘキサメチレンジイソシアネート）、脂環式ポリイソシアネート（例えば水素化キシリレンジイソシアネートまたはイソホロンジイソシアネート）、芳香族ポリイソシアネート（例えば、トリレンジイソシアネートまたは４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート）、上記ポリイソシアネートのいずれかと多価アルコール（例えば、ジオール、低分子量のヒドロキシル基含有ポリエステル樹脂、水など）との付加物、上記ポリイソシアネートの付加物（例えば、イソシアヌレート、ビウレット）、ならびにこれらの混合物が含まれる。
有用な市販のポリイソシアネートとしては、例えば、コネチカット州ミドルベリーのユニロイヤル・ケミカル・カンパニー（Ｕｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）から商品名「アジプレン（ＡＤＩＰＲＥＮＥ）」で入手可能なもの（例えば、「アジプレンＬ０３１１」、「アジプレンＬ１００」、「アジプレンＬ１６７」、「アジプレンＬ２１３」、「アジプレンＬ３１５」、「アジプレンＬ６８０」、「アジプレンＬＦ１８００Ａ」、「アジプレンＬＦ６００Ｄ」、「アジプレンＬＦＰ１９５０Ａ」、「アジプレンＬＦＰ２９５０Ａ」、「アジプレンＬＦＰ５９０Ｄ」、「アジプレンＬＷ５２０」、および「アジプレンＰＰ１０９５」）と、ペンシルベニア州ピッツバーグのバイエル・コーポレーション（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から商品名「モンジュール（ＭＯＮＤＵＲ）」で入手可能なポリイソシアネート（例えば、「モンジュール１４３７」、「モンジュールＭＰ−０９５」、または「モンジュール４４８」）と、ペンシルベニア州アレンタウンのエア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から商品名「エアセイン（ＡＩＲＴＨＡＮＥ）」および「バーサセイン（ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥ）」で入手可能なポリイソシアネート（例えば、「エアセインＡＰＣ−５０４」、「エアセインＰＳＴ−９５Ａ」、「エアセインＰＳＴ−８５Ａ」、「エアセインＰＥＴ−９１Ａ」、「エアセインＰＥＴ−７５Ｄ」、「バーサセインＳＴＥ−９５Ａ」、「バーサセインＳＴＥ−Ｐ９５」、「バーサセインＳＴＳ−５５」、「バーサセインＳＭＥ−９０Ａ」、および「バーサセインＭＳ−９０Ａ」）とが挙げられる。
典型的な有用な市販のブロックポリイソシアネートとしては、ユニロイヤル・ケミカル・カンパニーにより商品名「アジプレン（ＡＤＩＰＲＥＮＥ）ＢＬ１１」、「アジプレンＢＬ１６」、「アジプレンＢＬ３１」、「アジプレンＢＬ４０」、「アジプレンＢＬ４５」、「アジプレンＢＬ４６」、「アジプレンＢＬＭ５００」、「アジプレンＢＬＰ６０」、または「アジプレンＢＬＰ６５」で市販されているものと、英国アクリントンのバクセンデン・ケミカルズ社（Ｂａｘｅｎｄｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌｔｄ．，Ａｃｃｒｉｎｇｔｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄ）により商品名「トリキセン（ＴＲＩＸＥＮＥ）」で市販されているブロックポリイソシアネート（例えば、「トリキセンＢＩ７９８６」、「トリキセンＢＩ７９８５」、「トリキセンＢＩ７９５１」、「トリキセンＢＩ７９５０」、「トリキセンＢＩ７９６０」、または「トリキセンＢＩ７７７０」）とが挙げられる。
本発明に従ういくつかの実施形態では、ブロックイソシアネートは次式を有することができる。
Figure 2006507390
式中、ｎは１以上の整数であり、例えば、ｎは７〜２５の範囲でよいが、これより高い値および低い値のｎも有用であり得る。この式で記載されるブロックイソシアネートには、例えば、ユニロイヤル・ケミカル・カンパニーにより商品名「アジプレンＢＬ１１」、「アジプレンＢＬ１６」、「アジプレンＢＬ３１」で市販されているものが含まれる。
通常、油相中のブロックイソシアネートの量は、油相の全重量を基準として５重量パーセント〜６０重量パーセントの範囲であるが、その他の量が使用されてもよい。例えば、ブロックイソシアネートは、油相の全重量を基準として１０重量パーセント〜５０重量パーセントの範囲、および／または２０重量パーセント〜４０重量パーセントの範囲の量で存在することができる。
通常、硬化剤は、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ基などにより提供されるような複数の活性水素部位、通常は少なくとも２つの活性水素を含有する物質である。有用な硬化剤には、例えば、ポリアミン（例えば、４，４’−メチレンジアニリン、３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルアミン（すなわち、イソホロンジアミン）、トリメチレングリコールジ−ｐ−アミノベンゾアート、ビス（ｏ−アミノフェニルチオ）エタン、および４，４’−メチレンビス（ジメチルアントラニラート））と、ポリオール（例えば、１，４−ブタンジオール、１，６−へキサンジオール、ペンタエリスリトール）とが含まれる。ポリアミン、ポリオールの混合物、および／またはポリアミンとポリオールの混合物は、例えば、目的とする用途で必要とされるように反応速度を変更するために有用であり得る。
硬化剤は、例えば、ビス（４−アミノ−３−エチルフェニル）メタン（日本国東京の日本化薬株式会社（Ｎｉｐｐｏｎ Ｋａｙａｋｕ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌｔｄ．，Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）により商品名「カヤハード（ＫＡＹＡＨＡＲＤ）ＡＡ」で市販されている）、またはビス（４−アミノ−３，５−ジエチルフェニル）メタン（スイスのバーゼルのロンザ社（Ｌｏｎｚａ，Ｌｔｄ．，Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）により商品名「ロンザキュア（ＬＯＮＺＡＣＵＲＥ）Ｍ−ＤＥＡ」で市販されている）などの芳香族ジアミンを含むことができる。通常、硬化剤は、ブロックポリイソシアネートを目的の用途で必要とされる程度まで硬化させるのに有効な量（すなわち、有効量）で存在しなければならず、例えば、０．７５〜１．２５の範囲、および／または０．８５〜１．１５の範囲の硬化剤対ブロックイソシアネートの化学量論比で存在するが、この範囲外の化学量論比が使用されてもよい。
本発明に従う硬化性エマルジョンは非イオン性界面活性剤を含んでいてもよいし、非イオン性界面活性剤がなくてもよい（すなわち全く含有しなくてもよい）。非イオン性界面活性剤（単一の非イオン性界面活性剤でも、非イオン性界面活性剤の混合物でもよい）は、使用されると、通常、水相中に油相が分散するのを支援する。使用される場合には、非イオン性界面活性剤は油相および水相のどちらかまたは両方に存在することができる。例えば、非イオン性界面活性剤は、水相中への分散の前に油相に添加され得るが、硬化性エマルジョンの油相および水相の両方に存在することができる。
有用な非イオン性界面活性剤の例としては、有機脂肪族またはアルキルアリール疎水性化合物と、親水性であるエチレンオキシドなどのアルキレンオキシドとの縮合生成物が挙げられる。通常、活性水素のあるカルボキシル、ヒドロキシル、アミド、またはアミノ基を有するほとんどすべての疎水性化合物は、エチレンオキシドと縮合して、非イオン性界面活性剤を形成することができる。縮合生成物のエチレンオキシド鎖の長さを調整して、疎水性成分および親水性成分間の好ましいバランスを達成することができる（一般に、親水性−親油性バランス、すなわちＨＬＢ値と呼ばれる）。
界面活性剤のＨＬＢ値は、界面活性剤の親水基および親油基の大きさおよび強度のバランスの表示である。ＨＬＢ値は、例えば、ベッヒャー（Ｂｅｃｈｅｒ）らにより「Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｏｉｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｓ’ Ｓｏｃｉｅｔｙ」（１９６４）、第４１巻、１６９−１７３頁（その開示は、参照によって本明細書中に援用される）に開示される方法に従って決定することができる。広範な種類の非イオン性界面活性剤について測定されたＨＬＢ値の有用な編集物は、例えば、「２００１ マクカッチョン（ＭｃＣｕｔｃｈｅｏｎ）の第１巻：乳化剤および洗剤、国際版」（２００１）、ＭＣ出版社、ニュージャージー州グレンロック（Ｇｌｅｎ Ｒｏｃｋ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）、２２３−２３２頁に見ることができる。
通常、本発明の実施で用いられる非イオン性界面活性剤の加重平均ＨＬＢ値は１０〜１６の範囲であるが、硬化性エマルジョンを提供するのに有効であれば、その他の値も使用され得る。２つ以上の非イオン性界面活性剤が使用される場合、個々の界面活性剤は１０より低い、または１６より高いＨＬＢ値を有し得るが、全体で考えると、個々の非イオン性界面活性剤の加重平均ＨＬＢ値は通常１０〜１６の範囲であり、例えば、１２〜１４の範囲である。加重平均ＨＬＢ値は、使用されるそれぞれの非イオン性界面活性剤に対して、その非イオン性界面活性剤のＨＬＢ値を、使用される非イオン性界面活性剤全体に対するその非イオン性界面活性剤の重量比で除した値を合計することによって計算される。従って、単一の非イオン性界面活性剤が用いられる場合、加重平均ＨＬＢ値は、単に、その界面活性剤のＨＬＢ値である。
有用な市販の非イオン性界面活性剤の例としては、高級脂肪族アルコールと３当量〜１００当量のエチレンオキシドとの縮合生成物（例えば、ミシガン州ミッドランドのダウ・ケミカル・カンパニー（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）により商品名「タージトール（ＴＥＲＧＩＴＯＬ）１５−Ｓ」、例えば「タージトール１５−Ｓ−２０」などで市販されているもの、およびニュージャージー州ブリッジウォーターのＩＣＩ・アメリカズ（ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａｓ，Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）により商品名「ブリジ（ＢＲＩＪ）」、例えば「ブリジ５６」および「ブリジ７６」などで市販されているもの）と、アルキルフェノールと３当量〜１００当量のエチレンオキシドとのポリエチレンオキシド縮合物（例えば、ニュージャージー州クランベリーのロディア（Ｒｈｏｄｉａ，Ｃｒａｎｂｕｒｙ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）により商品名「アイジパル（ＩＧＥＰＡＬ）ＣＯ」および「アイジパルＣＡ」で市販されているもの）と、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドまたはブチレンオキシドのブロックコポリマー（例えば、ニュージャージー州マウントオリーブのＢＡＳＦ・コーポレーション（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｏｕｎｔ Ｏｌｉｖｅ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）により商品名「プルロニック（ＰＬＵＲＯＮＩＣ）」および「テトロニック（ＴＥＴＲＯＮＩＣ）」で市販されているもの）と、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル（例えば、１分子あたり２０個のエチレンオキシド単位（例えば、商品名「トゥイーン（ＴＷＥＥＮ）６０」で市販）、または１分子あたり２０個のエチレンオキシド単位（例えば、商品名「トゥイーン８０」で市販）などの異なるエトキシル化度を有し得るモノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン）と、ステアリン酸ポリオキシエチレン（例えば、デラウエア州ニューカッスルのユニケマ（Ｕｎｉｑｅｍａ，Ｎｅｗ Ｃａｓｔｌｅ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）により商品名「スパン（ＳＰＡＮ）」、「トゥイーン（ＴＷＥＥＮ）」、および「ＭＹＲＪ」で市販されているもの）とが挙げられる。
通常、使用される非イオン性界面活性剤の量は、使用される場合には、５重量パーセント未満の量である（例えば、２重量パーセント未満、１．５重量パーセント未満）。例えば、非イオン性界面活性剤は、油相の全重量を基準として０．７重量パーセント〜２重量パーセントの範囲、または０．８重量パーセント〜１．５重量パーセントの範囲の量で存在し得る。
水相は、水と、少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレート（ここで、少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートは１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有する）、ならびに場合により更なるコモノマーを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーとを含む。本明細書中の使用では、「カルボン酸」という用語は、対応する共役塩基（すなわち、カルボキシレート）を包含する。
有用なフリーラジカル重合性カルボン酸は、重合可能な炭素−炭素二重結合に共有結合した少なくとも１つのカルボキシル基を有する。典型的なフリーラジカル重合性カルボン酸には、イタコン酸、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、上記の酸の塩、およびこれらの混合物が含まれる。「を含むモノマーからなるコポリマー」という語句は、コポリマーの特定の調製方法ではなく、コポリマーの構造に言及する。例えば、コポリマーは、加水分解（共重合の前または後）してフリーラジカル重合性カルボン酸を生じるモノマー（例えば、無水マレイン酸）を用いて調製され得る。架橋コポリマーの良好な膨潤性を確実にするために、酸の含量は、通常、架橋コポリマーの４０重量パーセント〜９０重量パーセントの範囲（例えば、５０〜７０重量パーセントの範囲）内であるが、この範囲外の酸の含量値が使用されてもよい。
有用なアルキルおよびアルカリール（メタ）アクリレートは１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有し、線状でも分枝状でもよい。有用なアルキルおよびアルカリール（メタ）アクリレートの例としては、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸オクタデシル、（メタ）アクリル酸トリデシル、およびアクリル酸ノニルフェニルが挙げられる。
場合により、更なるコモノマー（例えば、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリル酸ブチル）が架橋コポリマーポリマー中に含有されてもよい。
架橋は、通常、多数のフリーラジカル重合性基を有するモノマー（すなわち、多官能性モノマー）を重合の前にモノマー混合物中に含有させることによって達成されるが、他の方法が使用されてもよい。有用な多官能性モノマーはよく知られており、例えば、ビニルエーテル（例えば、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル）、アリルエーテル（例えば、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、エチレングリコールジアリルエーテル）、およびアクリレート（例えば、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート）、ならびにこれらの混合物を含む。所望される架橋の量は、通常、使用される多官能性モノマーの量を決定する。水との良好な膨潤性を確実にするために、架橋密度は、通常、低レベルに保持されなければならず、例えば、Ｍｃ（すなわち、架橋の間のセグメントの平均分子量）の値は、１０００ｇ／モルより大きい、２０００ｇ／モルより大きい、および／または３０００ｇ／モルより大きくてもよい。
有用な市販の架橋コポリマーの例には、例えば、オハイオ州クリーブランドのノベオン（Ｎｏｖｅｏｎ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ）により商品名「カルボポール（ＣＡＲＢＯＰＯＬ）」および「ペミュレン（ＰＥＭＵＬＥＮ）」で市販されているもの（例えば、「カルボポール６７４ポリマー」、「カルボポール６７６ポリマー」、「カルボポール９３４ポリマー」、「カルボポール９４０ポリマー」、「カルボポール９４１ポリマー」、「カルボポール９８０ポリマー」、「カルボポール９８１ポリマー」、「カルボポール１３４２ポリマー」、「カルボポール１６１０ポリマー」、「ペミュレン１６２１樹脂」、「ペミュレン１６２２樹脂」、「カルボポール１６２３ポリマー」、「カルボポール２９８４ポリマー」、および「カルボポール５９８４ポリマー」）が含まれる。
通常、架橋コポリマーは、容易に分散可能かつ水膨潤性の形態（例えば、粒子）で提供されなければならない。これらの基準は、通常、０．１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲、または２マイクロメートル〜７マイクロメートルの範囲の平均乾燥（すなわち、非膨潤）粒子サイズを有する架橋コポリマーによって達成されるが、これより大きい粒子および小さい粒子も使用され得る。
通常、架橋コポリマーは、エマルジョンの全重量を基準として約０．０１重量パーセント〜約１重量パーセントの範囲の量で水相中に存在するが、これより多い量および少ない量も使用され得る。例えば、架橋コポリマーは、硬化性エマルジョンの全重量を基準として０．１重量パーセント〜０．６重量パーセントの範囲、および／または０．２重量パーセント〜０．４重量パーセントの範囲の量で存在することができる。
水相の調製方法はよく知られており、例えば、微粉状の架橋コポリマーを、攪拌しながら水に添加する（例えば、ふるいわけによる）、あるいは架橋コポリマーの濃縮溶液を水中に希釈することを含む。攪拌は、通常、例えば、従来のオープンブレードインペラー（ピッチ付マリンまたはソートゥースプロペラ）を有する電動ミキサーを用いて、８００回転／分〜１２００回転／分の範囲の速度で動作させて達成することができる。ブレンダまたはロータ−ステーターホモジナイザーなどの極めて高せん断のミキサーは、開放された（水和した）架橋コポリマーをせん断して永久的な粘度損失をもたらす可能性があり、好ましくは、攪拌手段として使用されない。もう１つの一般に使用される方法では、架橋コポリマーは、通常、エダクター（ｅｄｕｃｔｏｒ）または凝集分散機（ｆｌｏｃｃｕｌａｎｔ ｄｉｓｐｅｒｓｅｒ）を用いて、４重量パーセントまでの濃度で水中に分散され得る。
油相の融合に関して硬化性エマルジョンの安定性を高めるために、水相のｐＨは、通常、中和剤の添加によって調整されて５〜１０の範囲の値を達成するが、この範囲外の値が使用されてもよい。例えば、水相のｐＨは４〜１０の範囲、４〜７の範囲、または６．５〜７の範囲でよい。適切な中和剤はよく知られており、例えば、無機塩基（例えば、アルカリ金属の水酸化物、水酸化アンモニウム）および有機塩基化合物（例えば、アミン）を含む。好ましくは、中和剤はアミンを含む。典型的なアミンとしては、Ｎ，Ｎ−ジメチル−２−アミノエタノールおよびトリエタノールアミンが挙げられる。
架橋コポリマーの完全なウェットアウトを確実にするために、中和剤は架橋コポリマーが完全に水和した後に添加されるのが好ましいが、ｐＨの部分的または完全な調整は、架橋コポリマーの添加より前に行なうこともできる。
場合により、水相および／または油相のうちの少なくとも１つは、更に、少なくとも１つの有機溶媒および／または揮発性有機化合物を含むことができる。例えば、揮発性有機化合物（すなわち、２５℃で２トル（０．２７ｋＰａ）より大きい蒸気圧を有する化合物）である。典型的な種類の有機溶媒および／または揮発性有機化合物には、アルカン、アルコール、ケトン、エステルおよびエーテルが含まれる。いくつかの用途（例えば、揮発性有機化合物の排出の調節が所望される用途）では、本発明に従う硬化性エマルジョンは、少なくとも１つの有機溶媒および／または揮発性有機化合物を実質的に含有しない（すなわち、１０重量パーセント未満を含有する）であろう。例えば、いくつかの実施形態では、本発明に従う硬化性エマルジョンは、１重量パーセント未満の少なくとも１つの有機溶媒および／または揮発性有機化合物を有し得る。
通常、油相対水相の重量比は、１：１０〜７：３の範囲であるが、この範囲の外側の重量比が使用されてもよい。例えば、油相対水相の重量比は、４０：６０〜６５：３５の範囲、および／または６０：４０〜５５：４５の範囲でよい。
本発明に従う硬化性エマルジョンは、場合により、少なくとも１つの任意で硬化性の更なるポリマーまたはポリマー前駆体を含むことができる（通常は、油相内に）。典型的な任意の更なるポリマーおよび／またはポリマー前駆体には、フェノール樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ペンダントα、β−不飽和カルボニル基を有するアミノプラスト樹脂、エポキシ樹脂、アクリル化ウレタン、アクリル化エポキシ、およびこれらの組み合わせが含まれる。
場合により、硬化性エマルジョンは、水相および／または油相のどちらかまたは両方において、１つまたは複数の添加剤と混合され、および／または１つまたは複数の添加剤を含有することもできる。典型的な添加剤には、充填剤、カップリング剤、可塑剤、潤滑剤、着色剤（例えば、顔料）、殺菌剤、防かび剤、粉砕助剤、および帯電防止剤が含まれる。
本発明に従ういくつかの実施形態では、硬化性エマルジョンは、添加充填剤および／または粉砕助剤を含まない。このような硬化性エマルジョンは、例えば、充填剤および／または粉砕助剤を含有するバインダを有する市販の研磨物品に匹敵する研磨特性を示す研磨物品を調製するために有用であり得る。本明細書における使用では、「添加充填剤および／または粉砕助剤を含まない」という用語は、このような材料が完全に存在しないか、あるいは十分に少ない量で存在し、硬化したエマルジョンの機械特性または研磨特性の５パーセントよりも大きい変化を示さないことを意味する。
本発明に従う硬化性エマルジョンは、例えば、ブロックポリイソシアネートと、硬化剤と、場合により非イオン性界面活性剤とを、個々に、あるいはそれらの任意の組み合わせとして５０℃〜７０℃の範囲の温度に加熱し、それらを混ぜ合わせてプレミックスを形成することによって調製することができる。ブロックポリイソシアネート、硬化剤および非イオン性界面活性剤の組み合わせが適度に均一な混合物を形成する限りは、正確な温度は重要でない。低粘度成分を用いる場合には、硬化性エマルジョンは、加熱することなく調製することができるが、加熱が用いられてもよい。
水相は、例えば、架橋コポリマーを冷水（例えば、１５℃〜２５℃の範囲）中に順次分散させ、次に５０℃〜７０℃の範囲の温度に分散体を加熱し、次に上記のように、目的とされるｐＨを達成するのに十分な中和剤を添加することによって調製することができる。
次に、中和された水相にプレミックスが攪拌しながら添加され、通常、ブロックポリイソシアネート、硬化剤、および非イオン性界面活性剤が油相内に含有された、あるいは油相と関連した水中油エマルジョンが形成される。
通常、研磨物品および／または任意の添加剤は、プレミックス、水相、または硬化性エマルジョンに添加することができる。
本発明に従う硬化性エマルジョンは、スプレーイング、ロールコーティング、グラビアコーティング、ディップコーティング、カーテンコーティング、ダイコーティングなどを含むエマルジョンの既知の適用方法によって、基材に施すことができる。
本発明に従う硬化性エマルジョンは、通常、基材に施されるとすぐに少なくとも部分的に乾燥され、水および任意の有機溶媒が除去されて油相が融合される。乾燥は、例えば、好ましくは高温（すなわち、周囲温度より高い、例えば、５０℃〜１２０℃の範囲）における蒸発によって達成され得る。十分な水および任意の有機溶媒、好ましくは実質的に全ての水および任意の有機溶媒が除去されて油相が融合された後、残りの成分は、通常、熱エネルギーを加えることにより（例えば、１２０℃よりも高い温度において、しかし他の硬化温度が使用されてもよい）少なくとも部分的に硬化される。通常、乾燥および硬化は順次実行されてもよいし、あるいは単一のプロセスステップとして実行されてもよい。典型的な有用な熱エネルギー源には、オーブン、加熱ロール、および／または赤外線ランプが含まれる。所望されるなら、バインダ特性を改善するために、熱エネルギーを更に加えること（例えば、より高温への加熱による）も望ましいかもしれない。
本発明に従う硬化性エマルジョンは、保護コーティング、バインダ（例えば、不織物品用）などを調製するために使用することができる。更に、本発明に従う硬化性エマルジョンは、例えば、被覆研磨物品、不織研磨物品、結合研磨物品、および／または研磨ブラシなどの研磨物品を調製するために使用することができる。
一般に、被覆研磨物品は、バッキングに固定された研磨粒子を有する。より一般的には、被覆研磨物品は、２つの対向する主要表面と、主要表面に固定された研磨コートとを有するバッキングを含む。研磨コートは、通常、研磨粒子およびバインダで構成され、バインダは研磨粒子をバッキングに固定する役割を果たす。
適切な研磨粒子は、研磨材技術分野で知られている研磨粒子を含有する。典型的な有用な研磨粒子としては、酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム（１つまたは複数の金属酸化物変性剤および／あるいは種または核形成剤を含み得る）、および熱処理酸化アルミニウムなどの溶融酸化アルミニウムベースの材料、炭化ケイ素、共溶融アルミナ−ジルコニア、ダイヤモンド、セリア、二ホウ化チタン、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、ガーネット、フリント、エメリー、ゾル−ゲル誘導研磨粒子、ならびにこれらのブレンドがある。好ましくは、研磨粒子は、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、炭化ケイ素、アルミナジルコニア、ガーネット、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、ゾル−ゲル誘導研磨粒子、またはこれらの混合物を含む。
研磨粒子は、例えば、個々の粒子、研磨複合材粒子、凝集体（浸食性凝集体を含む）、およびこれらの混合物（例えば、同一または異なるサイズおよび／または組成を有する）の形態であり得る。
研磨粒子は、通常、０．１マイクロメートル〜２０００マイクロメートル、更に好ましくは、約１マイクロメートル〜１３００マイクロメートルの平均直径を有するが、その他の直径を有するその他の粒子を使用することもできる。
研磨粒子のコーティング重量は、例えば、研磨物品のタイプ（例えば、被覆研磨物品または不織研磨物品）、研磨粒子の適用プロセス、および研磨粒子のサイズに依存し得るが、通常は、５グラム／平方メートル（ｇ／ｍ２）〜１３５０ｇ／ｍ２の範囲である。
被覆研磨物品の１つの典型的な実施形態では、研磨コートは、メイクコート、サイズコート、および研磨粒子を含むことができる。図１を参照すると、典型的な被覆研磨物品１００は、バッキング１２０と、本発明に従う研磨コート１３０とを有する。研磨コート１３０は、次に、メイクコート１５０およびサイズコート１６０によりバッキング１２０の主要表面１７０に固定された研磨粒子１４０を含有する。
このような被覆研磨物品の製造では、第１のバインダ前駆体を含むメイクコートがバッキングの主要表面に施される。研磨粒子は、次に、メイクコート内に少なくとも部分的に包埋され（例えば、静電コーティングによって）、第１のバインダ前駆体が少なくとも部分的に硬化されて、粒子をメイクコートに固定する。次に、第２のバインダ前駆体を含むサイズコート（第１のバインダ前駆体と同一でも異なっていてもよい）がメイクコートおよび研磨粒子上に施された後、バインダ前駆体が硬化される。
場合により、被覆研磨物品は、更に、例えば、バックサイズ（すなわち、研磨コートを有する主要表面とは反対側のバッキングの主要表面上のコーティング）、プレサイズまたはつなぎ（ｔｉｅ）層（すなわち、研磨コートと研磨コートが固定される主要表面との間のコーティング）、および／あるいはバッキングの両方の主要表面を被覆する飽和剤を含むことができる。被覆研磨物品は、更に、研磨コートの少なくとも一部を被覆するスーパーサイズを含むことができる。存在する場合、スーパーサイズは、通常、粉砕助剤および／または目詰まり防止材料（ａｎｔｉ−ｌｏａｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含有する。
本発明に従う被覆研磨物品のもう１つの典型的な実施形態では、研磨コートは、バインダ前駆体および研磨粒子の硬化スラリーを含むことができる。図２を参照すると、典型的な被覆研磨物品２００は、バッキング２２０および研磨コート２３０を有する。研磨コート２３０は、次に、研磨粒子２４０および本発明に従うバインダ２４５を含有する。
このような被覆研磨物品の製造では、第１のバインダ前駆体および研磨粒子を含むスラリーは、通常、バッキングの主要表面に施され、次に、バインダ前駆体は少なくとも部分的に硬化される。本発明に従う硬化性エマルジョンは、被覆研磨物品の上記の層およびコーティングのうちの１つまたは複数を調製するために使用されるバインダ前駆体中に含有され得る。
本発明に従う被覆研磨物品は、例えば、ベルト、ロール、ディスク（有孔ディスクを含む）、および／またはシートに変形させることができる。ベルトの用途では、既知の方法を用いて研磨シートの２つの自由端が互いに接合されて、接合ベルトが形成され得る。
被覆研磨物品を製造するための技法および材料の更なる記載は、例えば、米国特許第４，３１４，８２７号明細書（レイセイサー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、同第４，５１８，３９７号明細書（レイセイサー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、同第４，５８８，４１９号明細書（コール（Ｃａｕｌ）ら）、同第４，６２３，３６４号明細書（コットリンガー（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒ）ら）、同第４，６５２，２７５号明細書（ブロイヒャー（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ）ら）、同第４，７３４，１０４号明細書（ブロバーグ（Ｂｒｏｂｅｒｇ））、同第４，７３７，１６３号明細書（ラーキー（Ｌａｒｋｅｙ））、同第４，７４４，８０２号明細書（シュワベル（Ｓｃｈｗａｂｅｌ））、同第４，７５１，１３７号明細書（ツーメイ（Ｔｕｍｅｙ）ら）、同第４，７７０，６７１号明細書（モンロー（Ｍｏｎｒｏｅ）ら）、同第４，７９９，９３９号明細書（ブロイヒャー（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ）ら）、同第４，８８１，９５１号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ）ら）、同第４，９２７，４３１号明細書（ブキャナン（Ｂｕｃｈａｎａｎ）ら）、同第５，４９８，２６９号明細書（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、同第５，０１１，５０８号明細書（ウォルド（Ｗａｌｄ）ら）、同第５，０７８，７５３号明細書（ブロバーグ（Ｂｒｏｂｅｒｇ）ら）、同第５，０９０，９６８号明細書（ペロー（Ｐｅｌｌｏｗ））、同第５，１０８，４６３号明細書（ブキャナン（Ｂｕｃｈａｎａｎ）ら）、同第５，１３７，５４２号明細書（ブキャナン（Ｂｕｃｈａｎａｎ）ら）、同第５，１３９，９７８号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ））、同第５，１５２，９１７号明細書（ピーパー（Ｐｉｅｐｅｒ）ら）、同第５，２０１，９１６号明細書（バーグ（Ｂｅｒｇ）ら）、同第５，２０３，８８４号明細書（ブキャナン（Ｂｕｃｈａｎａｎ）ら）、同第５，２２７，１０４号明細書（バウアー（Ｂａｕｅｒ））、同第５，３２８，７１６号明細書（ブキャナン（Ｂｕｃｈａｎａｎ））、同第５，３６６，５２３号明細書（ローウェンホースト（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔ）ら）、同第５，３７８，２５１号明細書（カラー（Ｃｕｌｌｅｒ）ら）、同第５，４１７，７２６号明細書（スタウト（Ｓｔｏｕｔ）ら）、同第５，４２９，６４７号明細書（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、同第５，４３６，０６３号明細書（フォレット（Ｆｏｌｌｅｔｔ）ら）、同第５，４９０，８７８号明細書（ピーターソン（Ｐｅｔｅｒｓｏｎ）ら）、同第５，４９２，５５０号明細書（クリシュナン（Ｋｒｉｓｈｎａｎ）ら）、同第５，４９６，３８６号明細書（ブロバーグ（Ｂｒｏｂｅｒｇ）ら）、同第５，５２０，７１１号明細書（ヘルミン（Ｈｅｌｍｉｎ））、同第５，５４９，９６２号明細書（ホームズ（Ｈｏｌｍｅｓ）ら）、同第５，５５１，９６３号明細書（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、同第５，５５６，４３７号明細書（リー（Ｌｅｅ）ら）、同第５，５６０，７５３号明細書（ブキャナン（Ｂｕｃｈａｎａｎ）ら）、同第５，５７３，６１９号明細書（ベネディクト（Ｂｅｎｅｄｉｃｔ）ら）、同第５，６０９，７０６号明細書（ベネディクト（Ｂｅｎｅｄｉｃｔ）ら）、同第５，６７２，１８６号明細書（チェスリー（Ｃｈｅｓｌｅｙ）ら）、同第５，７００，３０２号明細書（ストートツェル（Ｓｔｏｅｔｚｅｌ）ら）、同第５，９４２，０１５号明細書（カラー（Ｃｕｌｌｅｒ）ら）、同第５，９５４，８４４号明細書（ロー（Ｌａｗ）ら）、同第５，９６１，６７４号明細書（ガグリアルディ（Ｇａｇｌｉａｒｄｉ）ら）、同第５，９７５，９８８号明細書（クリスチャンソン（Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｏｎ））、同第６，０５９，８５０号明細書（リーセ（Ｌｉｓｅ）ら）、および同第６，２６１，６８２号明細書（ロー（Ｌａｗ））に見出すことができる。
不織研磨物品は、通常、バインダにより研磨粒子が結合された多孔質（例えば、目の粗いかさ高（ｌｏｆｔｙ ｏｐｅｎ）多孔質）ポリマーフィラメント構造を含有する。本発明に従う不織研磨物品の典型的な実施形態は、図３ａおよび図３ｂに示されており、目の粗いかさ高低密度繊維ウェブ３００は、本発明に従うバインダ３２０が含浸された絡合フィラメント３１０の形を成す。研磨粒子３４０は、フィラメント３１０の露出表面で、繊維ウェブ３００の全体にわたって分散される。バインダ樹脂３２０はフラメント３１０の一部を均一にコーティングして小球３５０を形成し、これは、個々のフィラメントまたはフィラメントの束を包囲する、フィラメントの表面に接着する、および／または接触するフィラメントの交差点に集まることが可能であり、不織研磨物品全体にわたって研磨部位が提供される。
繊維ウェブは、連続フィラメント（例えば、スパンボンド繊維ウェブ）、ならびに／あるいは捲縮および／または互いに絡合されたステープル繊維を含むことができる。典型的な繊維には、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、およびポリアラミド繊維が含まれる。
繊維ウェブは、場合により、例えば、ニードルタッキング、ステッチ結合および／または接着結合（例えば、のりまたはホットメルト接着剤を用いて）によって、バッキングに貼付（すなわち、固定）されてもよい。
バインダおよびバインダ前駆体（本発明に従う硬化性エマルジョンを含む）、バッキング、研磨粒子、任意の添加剤、および被覆研磨物品中の含有物として上記に記載した任意の層は、本発明に従う不織研磨材においても使用することができる。
本発明に従う不織研磨物品は、例えば、シート、ディスク、ベルト、ロール、ホイール、ハンドパッド、クリーニングブラシ、およびブロックを含む様々な有用な形態に変形され得る。
不織研磨物品を製造するための技法および材料の更なる記載は、例えば、米国特許第２，９５８，５９３号明細書（フーバー（Ｈｏｏｖｅｒ）ら）、同第４，０１８，５７５号明細書（ディビス（Ｄａｖｉｓ）ら）、同第４，２２７，３５０号明細書（フィッツァー（Ｆｉｔｚｅｒ））、同第４，３３１，４５３号明細書（ダウ（Ｄａｕ）ら）、同第４，６０９，３８０号明細書（バーネット（Ｂａｒｎｅｔｔ）ら）、同第４，９９１，３６２号明細書（ヘイアー（Ｈｅｙｅｒ）ら）、同第５，５５４，０６８号明細書（カー（Ｃａｒｒ）ら）、同第５，７１２，２１０号明細書（ウィンディッシュ（Ｗｉｎｄｉｓｃｈ）ら）、同第５，５９１，２３９号明細書（エドブロム（Ｅｄｂｌｏｍ）ら）、同第５，６８１，３６１号明細書（サンダーズ（Ｓａｎｄｅｒｓ））、同第５，８５８，１４０号明細書（バーガー（Ｂｅｒｇｅｒ）ら）、同第５，９２８，０７０号明細書（ラックス（Ｌｕｘ））、同第６，０１７，８３１号明細書（ベアズリー（Ｂｅａｒｄｓｌｅｙ）ら）、同第６，２０７，２４６号明細書（モーレン（Ｍｏｒｅｎ）ら）、および同第６，３０２，９３０号明細書（ラックス（Ｌｕｘ））に見出することができる。
結合研磨物品は、通常、バインダにより結合された研磨粒子の成形塊を含む。ここで図４を参照すると、本発明に従う結合研磨物品の典型的な実施形態は研削ホイール４００の形態を有し、ここで研磨粒子４４０は、本発明に従うバインダ４２０により結合され、ハブ４３０上に取り付けられた成形塊を形成する。
１つの方法では、結合研磨物品は、バインダ前駆体中の研磨粒子の混合物を調製し、混合物を成形し（例えば、モールドを用いて）、バインダ前駆体を硬化させてバインダを形成することによって形成され得る。本発明に従う１つの実施形態（例えば、ガラス質の結合研磨物品）では、バインダは、次に、熱分解により除去されてもよい。
本発明に従う結合研磨物品は、例えば、ホイール（例えば、研削ホイール、研磨ホイール、カットオフホイール）、ホーニング砥石、ベルト、取付ポイント（ｍｏｕｎｔｅｄ ｐｏｉｎｔ）、またはその他の従来の結合研磨材の形状などの、研磨物品として有用な任意の形態を有することができる。
結合研磨物品に関する更なる詳細は、例えば、米国特許第４，８００，６８５号明細書（へインズ（Ｈａｙｎｅｓ）ら）、同第４，８９８，５９７号明細書（ヘイ（Ｈａｙ）ら）、同第４，９３３，３７３号明細書（モーレン（Ｍｏｒｅｎ））、同第５，２８２，８７５号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ）ら）に見出すことができ、これらの開示は参照によって本明細書中に援用される。
本発明に従う硬化性エマルジョンは、例えば米国特許第５，５５４，０６８号明細書（カー（Ｃａｒｒ）ら）に記載されるようなフラップブラシ、および例えば２００２年５月３０日公開の米国特許公開第２００２／００６５０３１Ａ１号明細書（シュー（Ｃｈｏｕ）ら）に記載されるような単一ブラシなどの研磨ブラシの調製のためのバインダ前駆体としても有用である。
本発明に従う単一ブラシの１つの典型的な実施形態は、図５に例示される。図５を参照すると、カップブラシ５００は、ベース５２６と、ベース５２６に直角に取り付けられた毛材５２８とを有する。研磨粒子５３０は、本発明に従うバインダ５３２によって、毛材５２８に接着される。ベース５２６はその中央に穴５３４を有しており、これは、例えば、回転手工具へ容易に取り付けられるようにねじ山が付けられている。
本発明に従う単一ブラシのもう１つの典型的な実施形態は、図６に例示される。図６を参照すると、放射状ブラシ６００は、外側に延出する毛材６０４を有する中心ハブベース６０３を有する。中心ハブ６０３は、その中央に穴６０７を有する。毛材６０４は、本発明に従うバインダ６０８によって接着された研磨粒子６０６を有する。本発明に従う放射状ブラシは、個々に使用されてもよいし、連結されてもよい。
単一ブラシの寿命を高めるために、毛材と接触する本発明に従うバインダは、ＡＳＴＭ試験法Ｄ７９０−０２「非強化および強化プラスチックおよび電気絶縁材料の曲げ特性についての標準試験法」（２００２）に従って測定されるように、毛材の曲げ弾性率と同様（例えば、その２０パーセント以内）の曲げ弾性率を有し得る。
本発明に従う硬化性エマルジョンは、例えば、米国特許第６，００７，５９０号明細書（サンダーズ（Ｓａｎｄｅｒｓ））に記載されるような小孔のある研磨物品を調製するために、発泡させて使用することができる。
本発明に従う研磨物品は、ワークピースを研磨するのに有用である。本発明に従う研磨物品で研磨するための方法は、スナッギング（すなわち、高圧高ストックリムーバル）からポリッシング（例えば、被覆研磨ベルトによる医療用インプラントのポリッシング）までに及び、後者は通常、より細かいグレード（例えば、より小さいＡＮＳＩ２２０、およびそれより細かい）の研磨粒子で行なわれる。このような方法の１つは、研磨物品（例えば、被覆研磨物品、不織研磨物品、または結合研磨物品）と、ワークピース表面とを摩擦接触させ、研磨物品またはワークピースのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させて、表面の少なくとも一部を研磨するステップを含む。
ワークピース材料の例としては、金属、合金、エキゾチック合金（ｅｘｏｔｉｃ ｍｅｔａｌ ａｌｌｏｙ）、セラミックス、ガラス、木、木のような材料、複合体、塗装表面、プラスチック、強化プラスチック、石および／またはこれらの組み合わせが挙げられる。ワークピースは平坦でもよいし、それと関連のある形状または輪郭を有してもよい。典型的なワークピースには、金属部品、プラスチック部品、パーティクルボード、カム軸、クランク軸、家具、およびタービンブレードが含まれる。研磨中に加えられる力は、通常、１キログラム〜１００キログラムの範囲である。
本発明に従う研磨物品は、手で使用される、および／または機械と組み合わせて使用され得る。研磨物品およびワークピースのうちの少なくとも一方は、研磨時に他方に対して移動される。
研磨は、ウェットまたはドライ条件下で実行することができる。ウェット研磨のための典型的な液体としては、水、従来のさび止め化合物を含有する水、潤滑剤、油、セッケンおよび切削液が挙げられる。また、液体は、消泡剤、脱脂剤、および／またはその他の同様のものを含有してもよい。
本発明は、以下の非限定的な実施例を参照して、より完全に理解されるであろう。ここで、全ての部、百分率、比率などは、別に示されない限りは、重量によるものである。
別に指摘されない限りは、実施例で使用される全ての試薬は、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ・ケミカル・カンパニー（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）などの一般的な化学薬品供給業者から入手した。または入手可能である。あるいは、既知の方法により合成され得る。
以下の略語は、実施例全体にわたって使用される。
Figure 2006507390

Figure 2006507390
エマルジョン調製の一般法
以下の順序で、指定量の成分を混ぜ合わせることによって、エマルジョンを調製した。
１． 温かい（すなわち、約５０℃）ジイソシアネートプレポリマー、液体硬化剤（Ｃ２の場合約８７−８９℃で溶融）、および非イオン性界面活性剤を攪拌しながら混ぜ合わせることによって油相を調製し、
２． ポリ（アクリル酸−ｃｏ−アルキルアクリレート）を４重量パーセントの量で水中に溶解させることによってプレミックスを調製し、
３． 温かい水中でプレミックスを中和剤と混ぜ合わせることによって水相を調製し、そして、
４． 十分に攪拌しながら（７００〜１２００ｒｐｍ、２インチ（５ｃｍ）攪拌ブレード）、温かい油相を温かい水相に添加してエマルジョンを形成した。
摩耗試験
中心切欠を有する不織研磨材の試験すべき３つのディスク(外径１０インチ（２５．４ｍｍ）、内径２インチ（５．１ｍｍ）)を、２つの７．６ｃｍ直径の保持フランジの間の２インチ（５．１ｍｍ）スピンドル上に、厚さ１２．７ｍｍの１５．２ｃｍ×５．０８ｃｍの鋼スペーサーで互いに隔てて取り付け、円筒形の研磨表面を有するディスクスタックを製造した。試験中にディスクがスピンドル上で回転しないことを確実にするためにフランジを十分に締め付けた。
研磨するワークピースは、５．５ｍｍの間隔（中心〜中心）で隔てられた直径４ｍｍの孔の六角形の密集した配列を有する厚さ１．５ｍｍの冷延鋼シートのふるい片であり、イリノイ州シカゴのハリントン＆キング・パーフォレーティング・カンパニー（Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ＆Ｋｉｎｇ Ｐｅｒｆｏｒａｔｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から入手した（部品番号ＦＸ００１３０８）。
ディスクスタックとワークピースとの間に９．０８ｋｇの荷重をかけて、２，３００ｒｐｍの速度で２分間、ディスクスタックを回転軸上で回転させた。ディスクアセンブリを回転させると、ワークピースは、１２秒サイクルで、鉛直方向に1３．９ｃｍ振動した。それぞれの分数が経過したらワークピースを交換した。試験片の研磨の前後に、各ワークピースおよび研磨ディスクの全重量を測定した。ワークピースから除去された材料の量を「カット」として記録し、３つの研磨ディスクの合わせた重量損失を「摩耗」として記録した。試験全体を更に２回繰り返し、平均値を報告した。
引張り試験
引張り特性、試験手順、および特性の計算の包括的な一覧を提供するＡＳＴＭ試験法Ｄ６３８−０２（２００２）、「プラスチックの引張り特性のための標準試験法」（その開示は参照によって本明細書中に援用される）に従って、引張り特性を評価した。Ｗ＝０．１２５インチ（３．８ｍｍ）×ＬＯ＝２．０６２インチ（５２．４ｍｍ）×ＷＯ＝０．５６２インチ（１４．３ｍｍ）の寸法の５つのダンベル形状の試験片を、各フィルムサンプルからダイカットした。ここで、Ｗはダンベルの狭い部分の幅であり、ＬＯは試験片の全体の長さであり、ＷＯは試験片の全体の長さである。ノースカロライナ州カリーのＭＴＳ・システムズ・コーポレーション（ＭＴＳ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃａｒｙ，Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ）から入手可能な、商品名「シンテク（ＳＩＮＴＥＣＨ）２」を有し、２００ポンド（９１ｋｇ）のロードセルを備えた一定の伸長速度の引張り試験機内に、各ダンベルをクランプで固定した。データ収集、引張り特性計算、および機械制御は、ノースカロライナ州カリーのＭＴＳ・システムズ・コーポレーションから商品名「テストワークス（ＴＥＳＴＷＯＲＫＳ）バージョン２．１」で入手可能なソフトウェアを用いて実行した。ゲージ長さは１．０インチ（２．５４ｃｍ）であり、歪み速度は１．０インチ／分（２．５４ｃｍ／分）に設定し、試験片の把持表面は鋸歯状であり、幅２インチ（５ｃｍ）×長さ１．５インチ（３．８ｃｍ）であった。報告された試験結果は、単一のフィルムの１０個の測定値の統計的平均である。
摩擦試験
２０００グラムのロードセルおよび１５℃に冷却した可変温度プラテンを備えたトウィング−アルバート（Ｔｈｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ）摩擦／剥離テスターモデルＮｏ．２２５−１（ペンシルベニア州フィラデルフィアのトウィング−アルバート・インストルメント・カンパニー（Ｔｈｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ））を用いて、摩擦係数を決定した。フィルム試験片を横切ってスライドする２インチ×２インチ（５．１ｃｍ×５．１ｃｍ）の接触面を有する５００グラム（ｇ）の重さの鋼棒を２．１インチ／分（５．６ｃｍ／分）で引っ張ることにより、測定を行なった。各試験片に対して静止摩擦係数および動摩擦係数のそれぞれの３回の測定を行ない、平均値として報告した。
フィルム調製−引張り試験のための一般法
次に引張り試験をするためのフィルム試験片を、スピンコーティング手順により調製した。内径２．５インチ（６．４ｃｍ）×外径３．０インチ（７．６ｃｍ）の取り外し可能な環状の蓋が備えられ、内径３．０インチ（７．６ｃｍ）×長さ３．０インチ（７．６ｃｍ）のポリ（テトラフルオロエチレン）で裏打ちしたアルミニウムシリンダの内部表面に、キャスティングすべき２５ｍＬの配合物を供給した。次に、付属の電気モータによりシリンダを軸方向に３６００ｒｐｍで回転させた。ホットエアガンからの加熱空気を回転するシリンダに方向付け、光高温計（ミネソタ州セントポールの３Ｍ・カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓａｉｎｔ Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から商品名「ＩＲ７５０」で入手）で測定される樹脂の表面を２５０−２６０°Ｆ（１２１−１２７℃）に４時間保持した。次に、回転および加熱を停止し、得られた円筒形フィルムを、装置内の所定位置にある間に冷却した。次に、蓋を外して、円筒形のキャストフィルム試験片を装置から取り出した。次に、円筒形フィルム試験片を長さ方向に切断し、９．４ｃｍ×７．６ｃｍの矩形シートを提供した。典型的なフィルム厚は０．０２５〜０．０３０インチ（０．６４〜０．７６ｍｍ）であった。矩形シートを強制空気オーブン内に入れ、２５０°Ｆ（１２１℃）設定した強制空気対流式オーブン内で、１８時間後硬化させた。周囲条件まで冷却して、試験のためのフィルムを調製した。
フィルム調製−摩擦試験のための一般法
次に摩擦試験をするためのフィルムを鋼板上（リン酸塩コーティング、４インチ×１２インチ×０．０３０インチ（１０．１×３０．５ｃｍ×０．７６ｍｍ））で調製した。指定の組成物をウェット厚０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）でナイフコーティングし、２時間空気乾燥させてから、２５０°Ｆ（１２１℃）の対流式オーブン内に１８時間置くことによって各フィルムを調製した。次に、様々な温度で摩擦を測定する前に、各フィルムを室温まで冷却した。
比較例Ａ〜Ｄ
表１に示される量の成分を混ぜ合わせて比較例Ａ〜Ｄを調製した。ウレタン樹脂、硬化剤、および追加の溶媒（使用される場合には）を、完全に溶解するまで攪拌しながら混ぜ合わせ、次に、非イオン性界面活性剤を使用する場合には攪拌しながら添加した。
実施例１〜３
エマルジョン調製の一般法に従って、実施例１〜３を調製した。表１（下記）に示される量の成分を混ぜ合わせることによって、油相を調製した。ＰＵ１および溶融Ｃ２を、完全に溶解するまで攪拌しながら混ぜ合わせ、次に、非イオン性界面活性剤（使用する場合には）を攪拌しながら添加した。１７０部の水、３０部の２重量パーセントのポリアクリル酸水溶液、および１部のＮＨ４ＯＨを混ぜ合わせることによって、水相を調製した。油相および水相を混ぜ合わせ、エマルジョンが生じた。
表１
Figure 2006507390
フィルム調製−引張り試験のための一般法に従って、比較例Ａ〜Ｄおよび実施例１〜３の組成物からフィルムをキャスティングした。これらの調製フィルムからの試験片を引張り試験に従って試験した。結果は表２（下記）に報告される。表２では、「ｐｓｉ」はポンド／平方インチを意味する。
表２
Figure 2006507390
実施例４〜８
エマルジョン調製の一般法に従って、表３（下記）に示される組成物のエマルジョンを調製した。
表３
Figure 2006507390
フィルム調製−摩擦試験のための一般法に従って、比較例Ａおよび実施例４〜８の組成物からフィルムを調製した。次に、摩擦試験に従ってキャストフィルムを試験した。試験温度１５℃で得られた結果は、表４（下記）に報告される。
表４
Figure 2006507390
実施例９〜１６および比較例Ｅ
米国特許第４，２２７，３５０号明細書（フィッツァー（Ｆｉｔｚｅｒ））の実施例１の手順に従って、連続フィラメント不織ウェブを製造した。六角形の密集した配列で０．０８０インチ（０．２ｃｍ）の間隔で隔てられた８つの等しい列に配置された２８９０個のカウンタサンク、カウンタボアード（ｃｏｕｎｔｅｒ ｓｕｎｋ，ｃｏｕｎｔｅｒ ｂｏｒｅｄ）開口を公称で有する６０インチ（１．５メートル）長さのスピナレットを介して、ポリカプロラクタム（ニュージャージー州マウントオリーブのＢＡＳＦ・コーポレーションのポリマー事業部（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｍｏｕｎｔ Ｏｌｉｖｅ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ)から商品名「ウルトラミッド（ＵＬＴＲＡＭＩＤ）Ｂ３」で市販されている）を、２８００ｐｓｉ（１９ＭＰａ）の圧力で押出した。各開口は０．０１６インチ（０．４ｍｍ）の直径を有し、０．０７９インチ（２．０１ ｍｍ）のランド長さを有する。スピナレットを約２４８℃に加熱し、０．５ガロン／分（２リットル／分）の速度で水道水により連続的に充満および流水される急冷浴の表面の１２インチ（３０ｃｍ）上に位置決めした。スピナレットから押出されたフィラメントが急冷浴内へ落下するようにし、直径４インチ（１０ｃｍ）×長さ６０インチ（１．５ｍ）の２つの円滑表面ロールの間で、フィラメントをうねらせて巻きつけた。両ロールを、その回転軸を浴の表面の約２インチ（５ｃｍ）下にして浴内に位置決めし、約９フィート／分（２．７ｍ／分）の表面速度でロールを反対方向に回転させた。得られた押出ウェブの表面を軽く圧迫するようにロールを離間させ、平坦な表面が両面に提供された。約７００ポンド／時間（３２０ｋｇ／ｈｒ）の速度でポリカプロラクタムを押出し、幅５９インチ（１．５ｍ）×厚さ０．６６インチ（１７ｍｍ）のウェブを生じた。ウェブは８列の巻きつけられたうねったフィラメントを有した。得られた巻きウェブは、１４．２グラム／２４平方インチ（０．８７５ｋｇ／ｍ２）の坪量を有し、９２．６体積パーセントの空隙容量を有していた。フィラメント直径は平均して約１５ミル（０．３８ｍｍ）であった。急冷浴から一方のロールの回りにウェブを支持し、強制空気を用いて室温（すなわち２０℃〜２４℃）で乾燥させることによりウェブから過剰の水を除去した。
上記で調製した不織ウェブを用いて、以下に記載されるようにメイクコート、ミネラルコート、およびサイズコートを順次施すことによって、実施例９〜１６および比較例Ｅを作製した。
２−ロールコータを用いて、表５（下記）に示される成分を混ぜ合わせて得られるメイクコートを不織ウェブに施した。
表５
Figure 2006507390
６．５ｇ／２４インチ２（０．４２０ｋｇ／ｍ２）の乾燥付加重量で、指示されたメイクコートを施した。次に、ドロップコーターによって、グレード３６のＳｉＣ研磨粒（２．６ ｋｇ／ｍ２）を、コーティングされたウェブに施した。ウェブを激しく動かして、ウェブの隙間の空間への粒の侵入を促進した。次に、長さ９０フィート（２７ｍ）のオーブンを通過させることによって、粒子がコーティングされたウェブを加熱した。次に、表３に示される組成を有するサイズコートをウェブの上面にスプレーしてから、オーブン内で加熱した。ウェブを反転させ、指示された量のサイズコーティングで他方の面をスプレーし、同一条件下、オーブン内で加熱した。最終的なサイズコートの乾燥付加量は、７．７８ｇ／２４イン２（０．５０３ｋｇ／ｍ２）であった。得られた不織研磨物品から、ディスク（外径１０インチ（２５．４ｍｍ）、内径２インチ（５．１ｍｍ））を切り取り、摩耗試験に従って試験した。メイクコーティングおよびサイズコーティングのために使用した硬化条件と、摩耗試験結果とは、表６（下記）に報告される。
表６
Figure 2006507390
単一ブラシを射出成形するための一般手順
４０本の長さ２．２ｃｍの一体型の毛材、３．８ｃｍのハブ、直径７．６ｃｍ、および１．６５ｇの重量を有する射出成形放射状毛材ブラシを、ポリアミド１１（イリノイ州アーリントンハイツのエルフ・アトケム（Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ，Ａｒｌｉｎｇｔｏｎ Ｈｅｉｇｈｔｓ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から商品名「ベズノ（ＢＥＳＮＯ）Ｐ４０ＴＬ」で入手）から成形した。単一キャビティのモールドを用いた。使用した射出成形機は、オハイオ州バタビアのシンシナティ・ミラクロン（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ Ｍｉｌａｃｒｏｎ，Ｂａｔａｖｉａ，Ｏｈｉｏ）から得られる、汎用スクリューの付いた単一ショット押出機を用いる２２０トン（２００，０００ｋｇ）の締め付け力の機械であった。成形パラメータは、ノズル温度２３２℃、バレル前方の（ノズルに最も近い）温度２１６℃、バレル後方の（ホッパーに最も近い）温度２３２℃、最大値の７５パーセントのスクリュー回転、射出圧力２７６０〜３４５０ｋＰａ、および長さ２．３ｃｍであった。
比較例Ｆ〜Ｇおよび実施例１７
単一ブラシを射出成形するための一般手順に従って、１２個の射出成形ブラシを作製した。各ブラシをコーティングするために使用した接着剤組成物は、表７に報告される。
幅３．８ｃｍおよび厚さ１．３ｃｍのポリテトラフルオロエチレンのスペーサーを各ブラシの間に用いて、ブラシを電気駆動マンドレル上に取り付け、約１５ｒｐｍで回転させ、回転を継続させながら接着剤組成物中に約１０秒間沈漬させ、接着剤組成物から取り出し、約３００ｒｐｍで約１０秒間回転させて、過剰の接着剤を除去した。その結果得られたコーティングは、ブラシあたり０．５〜０．６ｇの目標乾燥付加重量で施された。
マンドレルをスプレーブースに移し、スプレーガンによって、各ブラシの湿った第１のコーティングに研磨粒子（３Ｍ・カンパニーにより商品名「キュービトロン（ＣＵＢＩＴＲＯＮ）２２２グレード１００」で市販）を施した。湿った第１のコーティングに更なる研磨粒子が接着できなくなるまで（ブラシあたり５ｇの範囲であった）、１１個のブラシの両面に研磨粒子を施した。次に、研磨コーティングされたブラシを１３０℃で４５分間加熱し、第１のコーティングを硬化させ、研磨粒子を射出成形ブラシに固定した。研磨粒子の付いていないブラシも同一条件下で加熱した（第１のコーティングの乾燥重量の計算を助けるため）。加熱に続いて、全てのブラシに第２のコーティング（第１のコーティングと同じ組成を有する）を施した。この第２のコーティングは、研磨粒子ブラシに更に固定する役割を果たす。３００ｒｐｍにおける回転時間を約１５秒間に延長したことを除いて、第１のコーティングと同じ方法で第２のコーティングを施した。得られた第２のコーティングは、ブラシあたり０．４ｇ〜０．５ｇの乾燥重量を有していた。続いて、１３０℃に設定したオーブン内でブラシを４５分間加熱して、第２のコーティングを硬化させた。マンドレルから取り外した後、硬化研磨被覆ブラシのうちの２つを互いに積み重ね、金属アダプタで固定し、より大きい試験用の放射状研磨物品を作製した。
以下の手順に従って、カットおよび摩耗について比較例Ｆ〜Ｇおよび実施例１７を評価した。上記の通りに作製した研磨物品を、マンドレルを介して電気ドリル（ブラック＆デッカー（Ｂｌａｃｋ＆Ｄｅｃｋｅｒ）、「プロフェッショナル（Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ）１０４６ホルガン・ドリル・タイプ（Ｈｏｌｇｕｎ Ｄｒｉｌｌ Ｔｙｐｅ）１０１」１／４”ＶＳＲ、１２０Ｖ、５．０Ａ、２５００ＲＰＭ）に取り付け、１１インチ（２８ｃｍ）×２４インチ（６１ｃｍ）×５／８インチ（１．６ｃｍ）厚さのパーティクルボードワークピースの面に対して、約２５００ｒｐｍで回転させた。回転する被覆ブラシは、その放射方向をワークピースに垂直な方向に向けた。ブラシとパーティクルボードとの間の接触圧力は、ドリルの重量によって提供した。被覆ブラシをパーティクルボードの表面に押し付けた。試験時間は１時間であった。ワークピースおよび研磨ブラシの重量を１０分毎に測定して、カット（すなわち、ワークピースの重量損失）および摩耗（すなわち、ブラシの重量損失）を決定し、表７に報告する。
表７
Figure 2006507390
本発明の様々な修正および変更は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者には明らかになるであろう。そして、本発明が本明細書中に記載された例示の実施形態に不当に制限されてはならないことは理解されるべきである。
本発明に従う典型的な被覆研磨物品の断面図である。 本発明に従う典型的な被覆研磨物品の断面図である。 本発明に従う典型的な不織研磨物品の斜視図である。 図３ａに示される不織研磨物品の領域の拡大図である。 本発明に従う典型的な結合研磨物品の斜視図である。 本発明に従う典型的な単一ブラシの側面図である。 本発明に従うもう１つの典型的な単一ブラシの正面図である。

Claims (45)

  1. ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤を含む油相と、
    水と、少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーとを含む水相であって、前記少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートが１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有し、更に、ｐＨが４〜１０の範囲である水相と、
    を含む硬化性エマルジョン。
  2. ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤を含む成分から調製可能な油相と、
    水と、少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーとを含む成分から調製可能な水相であって、前記少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートが１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有し、更に、ｐＨが４〜１０の範囲である水相と、
    を含む硬化性エマルジョン。
  3. 非イオン性界面活性剤を含有しない、請求項１または２に記載の硬化性エマルジョン。
  4. 非イオン性界面活性剤を更に含み、前記非イオン性界面活性剤の量が、前記油相の全重量を基準として５重量パーセント未満である、請求項１または２に記載の硬化性エマルジョン。
  5. 前記非イオン性界面活性剤の量が、前記油相の全重量を基準として０．１重量パーセント〜５重量パーセントの範囲である、請求項４に記載の硬化性エマルジョン。
  6. 前記非イオン性界面活性剤の量が、前記油相の全重量を基準として０．８重量パーセント〜１．５重量パーセントの範囲である、請求項４に記載の硬化性エマルジョン。
  7. 前記非イオン性界面活性剤が、１２〜１４の範囲の加重平均ＨＬＢ値を有する、請求項４に記載の硬化性エマルジョン。
  8. 前記非イオン性界面活性剤が、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンを含む、請求項４に記載の硬化性エマルジョン。
  9. 前記モノマーが、アクリル酸を含む、請求項１または２に記載の硬化性エマルジョン。
  10. 前記モノマーがアクリル酸およびアルキルアクリレートを含み、更に、前記アルキルアクリレートが１３個の炭素原子〜３３個の炭素原子を有する、請求項１または２に記載の硬化性エマルジョン。
  11. 前記水相が、揮発性有機化合物を実質的に含有しない、請求項１または２に記載の硬化性エマルジョン。
  12. 前記水相が、４〜７の範囲のｐＨを有する、請求項１または２に記載の硬化性エマルジョン。
  13. ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤を含む油相と、
    水と、少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーとを含む水相であって、前記少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートが１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有し、更に、ｐＨが４〜１０の範囲である水相と、
    を含む硬化性エマルジョンの重合反応生成物を含む組成物。
  14. ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤を含む油相と、
    水と、少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーとを含む水相であって、前記少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートが１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有し、更に、ｐＨが４〜１０の範囲である水相と、
    を含む成分から調製可能な硬化性エマルジョンの重合反応生成物を含む組成物。
  15. ブロックポリイソシアネートと、
    硬化剤と、
    水と、少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーとを含む水相であって、前記少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートが１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有し、更に、ｐＨが４〜１０の範囲である水相と、
    を提供する工程と、
    前記ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤を混合してプレミックスを形成する工程と、
    分散した油相を有する硬化性エマルジョンが形成されるように前記プレミックスと前記水相とを混合する工程と、
    を含み、更に、非イオン性界面活性剤が、前記油相の全重量を基準として５重量パーセント未満の量で前記硬化性エマルジョン中に存在する硬化性エマルジョンの製造方法。
  16. 前記プレミックスと前記水相とを混合する前に、前記ブロックポリイソシアネート、硬化剤、および水相のうちの少なくとも１つが、５０℃〜７０℃の範囲の温度に加熱される、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記プレミックスが、前記水相へ添加される、請求項１５に記載の方法。
  18. 非イオン性界面活性剤を提供する工程と、
    前記非イオン性界面活性剤を前記ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤と混合する工程と、を更に含み、前記非イオン性界面活性剤の量が、前記油相の全重量を基準として５重量パーセント未満である、請求項１５に記載の方法。
  19. 前記少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸が、アクリル酸を含む、請求項１５に記載の方法。
  20. 前記油相が、更に、研磨粒子を含む、請求項１５に記載の方法。
  21. 前記少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーの量が、前記エマルジョンの全重量を基準として０．１重量パーセント〜１重量パーセントの範囲である、請求項１または２に記載の硬化性エマルジョン、あるいは請求項１５に記載の方法。
  22. 前記油相が、充填剤、潤滑剤、帯電防止剤、粉砕助剤、および着色剤からなる群から選択される少なくとも１つの添加剤を更に含む、請求項１または２に記載の硬化性エマルジョン、あるいは請求項１５に記載の方法。
  23. 研磨粒子と硬化性エマルジョンの反応生成物とを含む研磨物品であって、
    前記硬化性エマルジョンが、ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤を含む油相と、水相とを含み、前記水相が、
    水と、
    少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーと、
    を含み、前記少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートが１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有し、更に、前記水相が４〜１０の範囲のｐＨを有する研磨物品。
  24. 前記硬化性エマルジョンが非イオン性界面活性剤を更に含み、前記非イオン性界面活性剤の量が、前記油相の全重量を基準として５重量パーセント未満である、請求項１３または１４に記載の組成物、あるいは請求項２３に記載の研磨物品。
  25. 前記油相対前記水相の重量比が、４０：６０〜６５：３５の範囲である、請求項１または２に記載の硬化性エマルジョン、あるいは請求項１５に記載の方法。
  26. 研磨粒子と硬化性エマルジョンの反応生成物とを含む研磨物品であって、
    前記硬化性エマルジョンが、ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤を含む油相と、水相とを含む成分から調製可能であり、前記水相が、
    水と、
    少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーと、
    を含み、前記少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートが１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有し、更に、前記水相が４〜１０の範囲のｐＨを有する研磨物品。
  27. 前記成分が非イオン性界面活性剤を更に含み、更に、前記非イオン性界面活性剤の量が、前記油相の全重量を基準として５重量パーセント未満である、請求項１３または１４に記載の組成物、あるいは請求項２６に記載の研磨物品。
  28. 研磨粒子と、ブロックポリイソシアネートおよび硬化剤を含む油相ならびに水相を含む硬化性エマルジョンの反応生成物とを含む研磨物品であって、前記水相が、
    水と、
    少なくとも１つのフリーラジカル重合性カルボン酸および少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートを含むモノマーからなる少なくとも部分的に中和された架橋コポリマーと、
    を含み、前記少なくとも１つのアルキルまたはアルカリール（メタ）アクリレートが１１個の炭素原子〜３４個の炭素原子を有し、更に、前記水相が４〜１０の範囲のｐＨを有する研磨剤物品を提供する工程と、
    少なくとも１つの研磨粒子をワークピースの表面と摩擦接触させる工程と、
    前記少なくとも１つの研磨粒子またはワークピースのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させて、前記研磨粒子で前記表面の少なくとも一部を研磨する工程と、
    を含むワークピースの研磨方法。
  29. 前記ブロックポリイソシアネートが、式：
    Figure 2006507390
     （式中、ｎは１以上の整数である）を有する化合物を含む、請求項１または２に記載の硬化性エマルジョン、あるいは請求項１５に記載の方法、あるいは請求項２３に記載の研磨物品。
  30. 前記硬化剤が、ビス（４−アミノ−３−エチルフェニル）メタンまたはビス（４−アミノ−３，５−ジエチルフェニル）メタンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の硬化性エマルジョン、あるいは請求項１５に記載の方法、あるいは請求項２３に記載の研磨物品。
  31. 前記反応生成物が、粉砕助剤を含有しない、請求項２３に記載の研磨物品。
  32. 前記反応生成物が、充填剤を含有しない、請求項２３に記載の研磨物品。
  33. 被覆研磨物品を含む、請求項２３に記載の研磨物品。
  34. 前記被覆研磨物品が、
    バッキングと、
    前記バッキングの少なくとも一部と接触するメイクコートと、
    前記メイクコートと接触する研磨粒子と、
    メイクコートの少なくとも一部および少なくとも１つの研磨粒子と接触するサイズコートと、
    を含み、更に、前記メイクコートおよびサイズコートのうちの少なくとも１つが前記反応生成物を含む、請求項３３に記載の被覆研磨物品。
  35. 前記研磨物品がバッキングおよび前記バッキングと接触する研磨コートを更に含み、前記研磨コートがバインダ前駆体および研磨粒子の硬化スラリーを含み、更に、前記スラリーコートが前記反応生成物を含む、請求項３３に記載の被覆研磨物品。
  36. 前記被覆研磨物品が、ベルト、ロール、ディスク、およびシートからなる群から選択される形態を有する、請求項３３に記載の被覆研磨物品。
  37. 不織研磨物品を含む、請求項３３に記載の研磨物品。
  38. 目の粗いかさ高繊維ウェブを含む、請求項３７に記載の不織研磨物品。
  39. 連続フィラメントを含む、請求項３７に記載の不織研磨物品。
  40. シート、ディスク、ベルト、ロール、ホイール、ハンドパッド、クリーニングブラシ、およびブロックからなる群から選択される形態を有する、請求項３７に記載の不織研磨物品。
  41. 結合研磨物品である、請求項２３に記載の研磨物品。
  42. ホイール、ホーニング砥石、および取付ポイントからなる群から選択される形態を有する、請求項４１に記載の結合研磨物品。
  43. 前記研磨物品が、第１の曲げ弾性率を有する毛材と、前記反応生成物によって前記毛材の少なくとも一部に接着された研磨粒子とを含む単一ブラシを含み、更に、前記反応生成物が第２の曲げ弾性率を有する、請求項２３に記載の研磨物品。
  44. 前記第２の曲げ弾性率が、前記第１の曲げ弾性率の値から２０パーセント以内である、請求項４３に記載の研磨物品。
  45. 前記単一ブラシが、カップブラシまたは放射状ブラシである、請求項４３に記載の研磨物品。
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