JP2011526845A - 滑り止めコーティング層を有するサンドペーパー - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
支持層12に適した材料は、例えば紙、布(綿、ポリエステル、レーヨン)、熱可塑性フィルムなどの高分子フィルム、発泡体、及びその積層体を含む、サンドペーパー製造に一般に用いられる任意の材料が挙げられる。支持層12は、処理中での取り扱いに充分な強度、意図する最終用途での使用に充分な強度、及びその主表面の少なくとも1つの上に塗布される滑り止めコーティング14及びメークコート16を有する能力を有する。
本発明の一態様によれば、サンドペーパー10は滑り止めコーティング層14を含み、該コーティング層は滑り止め、又は滑り難い、サンドペーパー10の外表面14aを画定する。「滑り止め」又は「滑り難い」コーティング、層、又は材料は、滑り止め材料が塗布される支持層面の摩擦係数を高める傾向があるコーティング、層、又は材料を指す。即ち、滑り止めコーティング層を塗布する支持層12aの表面が、コーティング塗布前に摩擦係数「x」を有する場合、コーティングが、支持体表面に塗布されることで「x」より大きい摩擦係数を有する表面をもたらすのであれば、該コーティングは「滑り止め」コーティングである。言い換えると、コーティングが塗布される支持体表面の摩擦係数を高める傾向があれば、このコーティングは「滑り止め」コーティングと言える。
一般に、研磨粒子18を支持層12に接着するために、いかなる接着剤メークコート16を用いてもよい。「メークコート」とは、サンドペーパー10の支持層12上の硬化樹脂層を指す。接着剤メークコート16に適した材料としては、例えば、フェノール樹脂、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、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン系不飽和樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、フルオレン変性エポキシ樹脂、及びこれらの組合せが挙げられる。
一般に、本発明にはいかなる研磨粒子18を用いてもよい。好適な研磨粒子としては、例えば、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、アルミナ系セラミックス、炭化ケイ素、ジルコニア、アルミナジルコニア、ザクロ石、エメリー、ダイヤモンド、セリア、立方晶窒化ホウ素、すりガラス、石英、二ホウ化チタン、ゾルゲル研磨剤、及びこれらの組合せが挙げられる。研磨粒子18は成形(例えば、棹状、三角、又はピラミッド型)されていてもよいし成形されていなくても(即ち、不規則)よい。「研磨粒子」という用語は、研磨グレイン、粒塊、又はマルチグレインの研磨粒剤を包含する。研磨粒子をメークコート16上に堆積するには、静電コーティング又はドロップコーティングなどいかなる従来の技術を用いてもよい。
メークコート16及び/又は任意サイズのコーティングは、例えば充填剤、繊維、潤滑剤、研削補助剤、湿潤剤、増粘剤、耐荷重剤、界面活性剤、顔料、染料、カップリング剤、光反応開始剤、可塑剤、懸濁化剤、静電防止剤その他などの任意の添加剤を含んでもよい。充填剤として可能なものには、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、メタケイ酸カルシウム、アルミナ三水和物、氷晶石、マグネシア、カオリン、石英、及びガラスが挙げられる。研削補助剤として機能し得る充填剤には、氷晶石、ホウフッ化カリウム、長石、及びイオウが挙げられる。これら材料の量は、当業者には既知であるように、所望性能をもたらすように選択される。
上述の様々な実施形態は様々な技術を用いて製造することができ、滑り止めコーティング層14の製造に用いられる特定材料により様々であり得る。例えば、研磨物品10は、紙製支持層を提供し、支持層の一主表面上に接着剤メークコートをコーティングし、研磨粒子をメークコートに少なくとも部分的に埋設することにより研磨面を形成し、ゴムと粘着付与剤との混合物などの滑り止めコーティング材料をトルエンなどの炭化水素溶媒中に溶解することによりコーティング可能な滑り止め材料を形成し、滑り止め材料及び溶媒を支持層のメークコートとは反対側の表面にコーティングし、溶媒を滑り止め材料から蒸発させることにより滑り止めコーティング層14を支持層12上に形成することにより、製造することができる。この技法を用いる場合、滑り止めコーティング層14は支持体上に「溶媒コートされた」と言う。
比較例Aは、ミネソタ州セントポールのスリーエム社市販の3MグレードP150の「216U Production RN Paper A Weight Open Coat Fre−Cut」サンドペーパーとした。
比較例Bは、やはりスリーエム社市販の、グレードP320の「213Q Imperial Wetordry Production Paper A Weight」とした。
実施例1は、テキサス州ヒューストンのクレイトンポリマー社市販のブロックコポリマー、クレイトンD−1161K SISを90重量%、及びペンシルバニア州エクストンのサートマー社市販の粘着付与剤ウィングタックプラスを10重量%を、得られる溶液の固形分が40重量%となるようにトルエン中に溶解した配合物で、216Uサンドペーパーの第2面をコーティングしたものである。ナイフコーターを用いて配合物を支持層12上に38.1マイクロメートル(1.5ミル)の厚さにコーティングし、周囲条件下で乾燥させてトルエンを完全に蒸発させた。実施例1の平均摩擦係数は計測しなかったため、表1には含まれていない。
実施例2は、液体モノマー混合物をまずエチレンビニルアセテート(EVA)袋内で紫外線に露出することにより部分的に重合して製造したアクリル系ホットメルト接着剤で、216Uサンドペーパーの第2面をコーティングしたものである。液体モノマー混合物は、アクリル酸2−エチルヘキシルを14重量%、アクリル酸ブチルを42重量%、アクリル酸メチルを44重量含み、更に、以下の添加剤を含むものとした(添加剤百分率pphaで示す):ニューヨーク州ホーソーンのチバガイギー社市販の光反応開始剤イルガキュア651を0.17ppha、イソオクチルチオグリコール酸塩を0.06ppha、ヘキサンジオールジアクリレートを0.004ppha、アルファベンゾフェノンを0.092ppha、及びニューヨーク州タリータウンのチバスペシャルティケミカルズ社市販の酸化防止剤イルガノックス1076を0.4ppha。次いで、部分的に重合したモノマー混合物を、二軸押し出し機を用いてEVAの袋とブレンドし、部分的に重合したモノマー混合物の配合物が4pphaのエチレンビニルアセテート(EVA)も含むようにした。次いで、部分的に重合した感圧接着剤を、ドロップダイコーターを用いて支持層12上に約38.1マイクロメートル(1.5ミル)の厚さにコーティングした。次いで、支持層12上にコーティングした、部分的に重合した感圧接着剤を、接着剤を紫外線に露出することにより更に重合した。
実施例3は、216Uサンドペーパーの第2面を、ミシガン州ミッドランドのダウコーニング社市販の高硬度シリコーンゴム、シラスティックにてコーティングしたものであった。ナイフコーターを用いてシラスティックシリコーンゴムを支持層12上に38.1マイクロメートル(1.5ミル)の厚さにコーティングし、室温で24時間かけて硬化させた。
実施例4は、#50のメイヤーロッドを用いて、およそ200グラム/m2(約3grains/24in2)のコーティング重量にて、216Uサンドペーパーの第2面を、BASF社市販のカルボキシル化スチレンブタジエンアニオン性分散液ブトファンNS209でコーティングし、次いで、107℃(225°F)の強制空気炉内で5分間乾燥させたものであった。
実施例5は、ブトファンNS 209の滑り止めコーティング層がおよそ600グラム/m2(9grains/24in2)の重量でコーティングされた以外は実施例4と同様であった。
実施例6は、#9のメイヤーロッドを用いて、およそ167グラム/m2(約2.5grains/24in2)のコーティング重量にて、216Uサンドペーパーの第2面を、ルブリゾル社市販のエラストマーエマルション、ハイストレッチV−29でコーティングし、次いで、107℃(225°F)の強制空気炉内で5分間乾燥させたものであった。
実施例7は、#9のメイヤーロッドを用いて、およそ167グラム/m2(約2.5grains/24in2)のコーティング重量にて、216Uサンドペーパーの第2面を、ルブリゾル社市販のエラストマーエマルション、ハイストレッチV−43でコーティングし、次いで、107℃(225°F)の強制空気炉内で5分間乾燥させたものであった。
実施例8は、#9のメイヤーロッドを用いて、およそ167グラム/m2(約2.5grains/24in2)のコーティング重量にて、216Uサンドペーパーの第2面を、ルブリゾル社市販のエラストマーエマルション、ハイストレッチV−60でコーティングし、次いで、107℃(225°F)の強制空気炉内で5分間乾燥させたものであった。
Claims (20)
- (a)対向する第1及び第2主表面を有する支持層と、
(b)前記第1主表面上の接着剤メークコートと、
(c)前記メークコートに少なくとも部分的に埋設されることにより研磨面を画定する研磨粒子と、
(d)前記第2主表面上の滑り止めコーティング層と、
を備える、サンドペーパーシート。 - 前記滑り止めコーティング層がエラストマーである、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が非粘着性である、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が粘着性である、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が、天然ゴム、合成ゴム、エチレンビニルアセテート(EVA)、ポリビニルアセテート(PVA)、熱可塑性加硫ゴム、アクリレート、アクリル系ポリマー、熱可塑性オレフィン、及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 前記合成ゴムが、スチレンブタジエンゴム(SBR)、エチレンプロピレンターポリマー(EPDMゴム)、シリコーンゴム、及びポリウレタンゴムから成る群から選択される、請求項5に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が、約−25℃〜約−65℃の範囲のガラス転移温度を有する、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が、アクリル系ポリマーコーティングを含む、請求項7に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が、ASTM D2979−88により、滞留時間を10秒、プローブ除去速度を1cm/sとして測定した場合に、約300グラム以下の平均粘着度を有する、請求項8に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が、自身に付着された場合に、前記滑り止めコーティング層の支持層への二材間結合接着力より低い接着力を有し、これにより前記滑り止めコーティング層を自身から離すときに前記滑り止めコーティング層が前記支持層から離れない、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が、自身に付着された場合に、前記滑り止めコーティング層の凝集力より低い接着度を有し、これにより前記滑り止めコーティング層を自身から離すときに前記滑り止めコーティング層が損傷しない、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が、少なくとも約5.1マイクロメートル(0.2ミル)〜約1270マイクロメートル(50ミル)以下の厚さを有する、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が、少なくとも約4g/m2かつ約20g/m2以下のコーティング重量を有する、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が、前記研磨粒子の反対側に、連続的で均一の、ざらつきのある外表面を含む、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 前記支持層が、A重量〜C重量の範囲の重さを有する紙である、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が、ASTM D 1894−08に従って計測したとき、少なくとも約1グラムの平均ピーク静的摩擦係数を有する、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 前記滑り止めコーティング層が、ASTM D 1894−08に従って計測したとき、少なくとも約0.75グラムの平均動的摩擦係数を有する、請求項1に記載のサンドペーパーシート。
- 加工面を手で研磨するためのサンドペーパーシートであって、
(a)対向する第1及び第2主表面を有する紙製支持層と、
(b)前記支持層の第1主表面上の接着剤メークコートと、
(c)前記接着剤メークコートに少なくとも部分的に埋設されることにより研磨面を画定する研磨粒子と、
(d)前記支持層の第2主表面上にあり、ASTM D2979−88により、滞留時間を10秒、プローブ除去速度を1cm/sとして測定した場合に、約300グラム以下の平均粘着度を有するエラストマーコーティング層を含み、約203.2マイクロメートル(8ミル)以下の厚さを有する、滑り止めコーティング層と、
を備える、サンドペーパーシート。 - 加工面を手で研磨する方法であって、
(a)請求項1に記載のサンドペーパーシートを提供する工程と、
(b)前記滑り止めコーティング層を手で、手及び手動ツールのうちの少なくとも1つと係合させる工程と、
(c)前記サンドペーパーを手で前記加工面上の複数方向に動かす工程と、
を含む、方法。 - 滑り止めコーティング層を有するサンドペーパーシートの製造方法であって、
(a)対向する第1及び第2主表面を有する紙製支持層を提供する工程と、
(b)前記第1主表面上に接着剤メークコートをコーティングする工程と、
(c)前記メークコートに研磨粒子を少なくとも部分的に埋設することにより研磨面を形成する工程と、
(d)前記支持層の第2主表面に水性エマルションをコーティングする工程と、
(e)前記水性エマルションを乾燥させることにより滑り止めコーティングを形成する工程と、
を含む、方法。
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