JP2014514173A - 成形砥粒のエラストマー結合凝集塊を含有する不織布研磨物品 - Google Patents

Abstract

不織繊維ウェブと、第１の可撓性バインダーによって結合されている形成セラミック研磨粒子を含む凝集塊と、凝集塊を不織布繊維ウェブに結合する第２のバインダーとから形成される不織布研磨物品。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

［背景］
不織布研磨物品は、一般に、不織繊維ウェブ（例えば、嵩高で目の粗い繊維ウェブ）と、研磨粒子と、結合物質（通常、「バインダー」と呼ばれる）とを有し、この結合物質は、不織繊維ウェブ内の繊維を互いに接着させ、研磨粒子を繊維ウェブに固定する。不織布研磨物品の例としては、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｉｎｔ Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から商品名「ＳＣＯＴＣＨ−ＢＲＩＴＥ」として販売されているもののような、不織布研磨ハンドパッドが挙げられる。

不織布研磨物他の例としては、回旋状砥石車及び一体型砥石車が挙げられる。不織布砥石車は、典型的には、不織繊維ウェブの層同士を接着させ、同様に研磨粒子を不織繊維ウェブに接着させるバインダーにより共に接着した不織繊維ウェブの層を通じて分布する研磨粒子を有する。一体型砥石車は、中空の軸芯を有する円筒を形成するような様式で平行に配置された不織繊維ウェブの個々のディスクを有する。あるいは、回旋状砥石車は、芯部材を中心にらせん状に巻かれて芯部材に貼着された不織繊維ウェブを有する。

［概要］
不織布研磨物品を被加工物上で使用している間の不織布研磨物品の切削及び得られる仕上がりは、重要な性能属性である。一部の用途では、使用中の不織布研磨物品の切削を維持、又は更には増加さながら、被加工物の得られる表面粗さ（仕上がり）を低減することが非常に望ましい。驚くべきことに、本発明による不織布研磨物品は、開示される試験方法に従って評価した場合に、実施例に示される代替不織布研磨物品と比較して、表面仕上げの有意な改善を示すことが見出された。

具体的には、形成セラミック研磨粒子の凝集塊を形成するときに、ポリウレタンバインダーなどの可撓性バインダーを使用することにより、被加工物の得られる表面仕上げが有意に改善されることが見出された。凝集塊を形成するためのバインダーはこれまで、不織布研磨物品の得られる仕上がりに対して有意な貢献をしないと考えられていたので、この発見は実に驚くべきものであった。これまでは、各砥石車で全く同じ研磨粒子サイズ及び量を用いる場合には、得られる表面の仕上がりは、砥石車の中で不織布層を結合するバインダーの分類タイプ（ウレタン対フェノール樹脂）に起因するものであった。更に、驚くべきことに、形成研磨粒子の可撓性結合凝集塊は、凝集されていない全く同じ形成研磨粒子を使用して作製した不織布研磨物品よりも、精密な仕上がりをもたらすことが見出された。これまでは、形成研磨粒子を凝集させることは、研磨物品の耐用期間を延長するだけであり、得られる仕上がりは、同一サイズの非凝集研磨粒子と等しいと考えられていた。

したがって、一態様では、本発明は、不織繊維ウェブと、第１の可撓性バインダーによって結合されている形成セラミック研磨粒子を含む凝集塊と、凝集塊を不織布繊維ウェブに結合する第２のバインダーと、を含む、不織布研磨物品である。

明細書及び図中で繰り返し使用される参照記号は、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図する。

本発明の代表的な不織布研磨物品の斜視図。 本発明の一態様による代表的な回旋状砥石車の透視概略図。 本発明の別の態様による代表的な一体型砥石車の透視概略図。 形成研磨粒子から形成された研磨凝集塊の一実施形態の顕微鏡写真。 形成研磨粒子から形成された研磨凝集塊の別の一実施形態の顕微鏡写真。 成形研磨粒子から形成された研磨凝集塊の別の一実施形態の顕微鏡写真。

［定義］
本明細書で使用するとき、「含む」、「有する」、及び「包含する」という単語の変形形態は、法律的に同意義でありかつ制約されない。したがって、記載された要素、機能、工程、又は制限に加えて、記載されていない追加的な要素、機能、工程、又は制限が存在する場合がある。

本明細書で使用する用語「硬化」とは、乾燥させる（即ち、溶媒の蒸発）、重合する（例えば、硬化性ポリウレタンプレポリマーの十分な鎖延長を提供する）、又は溶融物質を冷却することによって、物質を硬化させることを意味する。

本明細書で使用する用語「可撓性バインダー」とは、破壊してしまうフェノール樹脂バインダーとは違って、硬化したバインダー物質が破壊することなく十分にたわむことができるように、硬化したバインダー物質が弾性率を有することを意味する。本発明の種々の実施形態では、弾性率は、ＡＳＴＭ Ｄ８８２により試験した場合に、２８，０００ｐｓｉ（１９３．０５ＭＰａ）未満、又は２５，０００ｐｓｉ未満若しくは２３，０００ｐｓｉ未満（１７２．３７ＭＰａ未満又は１５８．５８ＭＰａ未満）であり得る。好適な可撓性バインダーの例としては、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリクロロプレン、ブチルゴム、スチレンブタジエンコポリマー、及びニトリルゴムのバインダーが挙げられる。

本明細書で使用する用語「形成セラミック研磨粒子」とは、少なくとも部分的に複製された形状を有する研磨粒子を意味する。成形研磨粒子を製造するための非限定的なプロセスは、成形セラミック研磨粒子を作製するために、所定の形状を有する成形型の中で前駆体セラミック研磨粒子を成形する工程、所定の形状を有するオリフィスを通して前駆体セラミック研磨粒子を押し出す工程、所定の形状を有する印刷スクリーンの開口部を通して前駆体セラミック研磨粒子を印刷する工程、又は前駆体セラミック研磨粒子を所定の形状若しくはパターンにエンボス加工する工程を含む。形成セラミック研磨粒子の非限定的な例としては、米国再発行特許第３５，５７０号；同第５，２０１，９１６号、及び同第５，９８４，９９８号；国特許出願公開２００９／０１６９８１６号、同第２００９／０１６５３９４号、同第２０１０／０１５１１９５号、同第２０１０／０１５１２０１号、同第２０１０／０１４６８６７号；同第２０１０／０１５１１９６号、及び同第２０１０／０３１９２６９号に開示されているような、三角形板などの成形セラミック研磨粒子、又はＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ Ａｂｒａｓｉｖｅｓ製であり、その例が米国特許第５，３７２，６２０号に開示されている、円形断面を有することが多い細長いセラミック棒／繊維が挙げられる。

本明細書で使用する用語「無機物」とは、研磨粒子、又は研磨粒子とフィラーとの混合物を意味する。

［詳細な説明］
嵩高で目の粗い不織布研磨物品（例えば、ウェブ及びシート）、一体型砥石車、及び回旋状砥石車を含む、本発明による種々の代表的な研磨物品は、例えば、不織繊維ウェブ上に、典型的にはスラリー形態である硬化性組成物をコーティングするような工程を含むプロセスを通して製造することができる。硬化性組成物は、硬化性ポリウレタンプレポリマーと、有効量のアミン硬化剤と、少なくとも１種のカチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、フッ素化非イオン性界面活性剤、又はシリコーン系非イオン性界面活性剤と、二脚状アミノシランとを含む。回旋状又は一体型砥石車の形成において、不織繊維ウェブは、典型的には、嵩高で目の粗い不織繊維物品で用いられる不織繊維ウェブに比べて、圧縮（即ち、高密度化）されている。

不織繊維ウェブ
前述の研磨物品で用いるのに適した不織繊維ウェブは、研磨材分野において周知である。典型的には、不織布ウェブは、もつれた繊維のウェブを含む。繊維は、連続繊維、短繊維、又はこれらの組み合わせを含んでよい。例えば、不織繊維ウェブは、少なくとも約２０ミリメートル（ｍｍ）、少なくとも約３０ｍｍ、又は少なくとも約４０ｍｍ、かつ約１１０ｍｍ未満、約８５ｍｍ未満、又は約６５ｍｍ未満の長さを有するステープルファイバーを含んでもよいが、より短い繊維及びより長い繊維（例えば、連続繊維）も有用である場合がある。繊維は、少なくとも約１．７デシテックス（ｄｔｅｘ、即ちｇ／１００００ｍ）、少なくとも約６ｄｔｅｘ、又は少なくとも約１７ｄｔｅｘ、かつ約５６０ｄｔｅｘ未満、約２８０ｄｔｅｘ未満、又は約１２０ｄｔｅｘ未満の繊度又は線密度を有してよいが、より小さな及び／又はより大きな線密度を有する繊維が有用である場合がある。異なる線密度を有する繊維の混合物もまた、例えば、使用時に特に好ましい表面仕上がりが得られる研磨物品を提供するために有用である場合がある。スパンボンド不織布を用いる場合、フィラメントは、実質的により大きな直径、例えば、直径２ｍｍ以下又はそれ以上であってよい。

不織布ウェブは、例えば、従来のエアレイド、カード、スティッチボンド、スパンボンド、ウェットレイド、及び／又はメルトブローン手順により製造され得る。エアレイド不織繊維ウェブは、例えば、Ｒａｎｄｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍａｃｅｄｏｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）から市販されている商品名「ＲＡＮＤＯ ＷＥＢＢＥＲ」として入手可能なもののような設備を用いて調製することができる。

不織繊維ウェブは、典型的には、バインダーと研磨粒子との接着に好適に適合すると同時に、物品の他の成分と組み合わせても加工可能であるように選択され、典型的には、硬化性組成物の塗布及び硬化中に使用されるもののような加工条件（例えば、温度）に耐えることができる。繊維は、例えば、可撓性、弾性、耐久性又は耐用寿命、磨耗性、及び仕上がり特性のような研磨物品の特性に影響を与えるように選択することができる。好適であり得る繊維の例としては、天然繊維、合成繊維、並びに天然繊維及び／又は合成繊維の混合物が挙げられる。合成繊維の例としては、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、ナイロン（例えば、ヘキサメチレンアジポアミド、ポリカプロラクタム）、ポリプロピレン、アクリロニトリル（即ち、アクリル）、レーヨン、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニリデン−塩化ビニルコポリマー、及び塩化ビニル−アクリロニトリルコポリマーから製造されるものが挙げられる。好適な天然繊維の例としては、綿、羊毛、黄麻、及び麻布が挙げられる。繊維は、未使用材料又は、例えば、裁断、カーペット製造、繊維製造、若しくは繊維加工から再生された、回収材料若しくは屑材料によるものであってよい。繊維は、均質であってもよく、又は２成分繊維（例えば、共紡糸芯鞘型繊維）のような複合体であってもよい。繊維は、伸張されていてもよく、けん縮されていてもよいが、また押出成形プロセスによって形成されるもののような連続フィラメントであってもよい。繊維の組み合わせを使用してもよい。

硬化性組成物を含浸させる前に、不織繊維ウェブは、典型的には、（例えば、硬化性組成物又は任意のプレボンド樹脂による）任意のコーティング前に測定したとき、少なくとも約５０ｇ／平方メートル（ｇｓｍ）、少なくとも約１００ｇｓｍ、若しくは少なくとも約２００ｇｓｍ、かつ／又は約４００ｇｓｍ未満、約３５０ｇｓｍ未満、若しくは約３００ｇｓｍ未満の重量／単位面積（即ち、坪量）を有するが、より大きな坪量及びより小さな坪量のものを用いてもよい。更に、硬化性組成物を含浸させる前に、繊維ウェブは、典型的には、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約６ｍｍ、若しくは少なくとも約１０ｍｍ、かつ／又は約２００ｍｍ未満、約７５ｍｍ未満、若しくは約３０ｍｍ未満の厚さを有するが、より厚い及びより薄いものも有用である場合がある。

不織布研磨物品、砥石車及びこれらの製造方法に関する更なる詳細は、例えば、米国特許第２の，９５８，５９３号（Ｈｏｏｖｅｒら）、同第５，５９１，２３９号（ラーソン（Larson）ら）、同第６，０１７，８３１号（Ｂｅａｒｄｓｌｅｙら）、及び米国特許出願公開第２００６／００４１０６５ Ａ １号（Ｂａｒｂｅｒ，Ｊｒ．）に見出すことができる。

しばしば、硬化性組成物でコーティングする前に不織繊維ウェブにプレボンド樹脂を塗布するのが有用である。プレボンド樹脂は、例えば、取り扱い中に不織布ウェブの一体性を維持することを助けるのに役立ち、また、ウレタンバインダーの不織布ウェブへの接着を促進することもできる。プレボンド樹脂の例としては、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、にかわ、アクリル樹脂、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、エポキシ樹脂、及びこれらの組み合わせが挙げられる。本方式で用いられるプレボンド樹脂の量は、典型的には、架橋接点で繊維同士を接着するのに見合った最小量に調節されている。不織布ウェブが熱接着性繊維を含む場合、不織布ウェブの熱接着もまた、処理中のウェブの一体性を維持するのを助けることができる。

研磨粒子
本発明の凝集塊に組み込むのに有用な研磨粒子は、形成セラミック研磨粒子、特に、成形セラミック研磨粒子である。成形セラミック研磨粒子は、同時継続中の米国特許公開第２０１０／０１５１１９６号の開示に従って調製された。成形セラミック研磨粒子は、例えば、辺長０．０５４インチ（１．３７ｍｍ）及び成形型深さ０．０１２インチ（０．３ｍｍ）の正三角形の形状のポリプロピレン製成形型の型穴からアルミナゾルゲルを成形することによって調製された。乾燥及び焼成の後、かかる得られた成形セラミック研磨粒子は三角形板を含み、該三角形板は約５７０マイクロメートル（最長寸法）であり、３０メッシュふるいを通過した。

本発明の物品はまた、成形セラミック研磨粒子に加えて、従来の（例えば、破砕）研磨粒子を含有してもよい。成形セラミック研磨粒子と配合するのに有用な従来の研磨粒子の例としては、研磨材分野で既知のあらゆる研磨粒子が挙げられる。代表的な有用研磨粒子としては、酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム（１又は２種以上の金属酸化物変性剤及び／又は種剤若しくは成核剤を含んもよい）、及び熱処理された酸化アルミニウムのような融合酸化アルミニウム系材料、炭化ケイ素、共融合アルミナ−ジルコニア、ダイアモンド、セリア、二ホウ化チタン、立方晶系窒化ホウ素、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、並びにこれらの混合物が挙げられる。研磨粒子は、例えば個々の粒子、粒塊、複合粒子、及びこれらの混合物の形態であってもよい。

従来の研磨粒子は、例えば、少なくとも約０．１マイクロメートル、少なくとも約１マイクロメートル、又は少なくとも約１０マイクロメートル、かつ約２０００未満、約１３００マイクロメートル未満、又は約１０００マイクロメートル未満の平均直径を有してよいが、より大きな及びより小さな研磨粒子を用いてもよい。例えば、従来の研磨粒子は、研磨材業界が仕様を定めた公称等級を有する場合がある。このような研磨材業界に認められた等級分け規格としては、アメリカ規格協会（ＡＮＳＩ）規格、欧州砥粒製造協会（ＦＥＰＡ）規格、及び日本工業規格（ＪＩＳ）規格として知られているものが挙げられる。代表的なＡＮＳＩ等級の表記（即ち、公称等級として指定される）としては、ＡＮＳＩ ４、ＡＮＳＩ ６、ＡＮＳＩ ８、ＡＮＳＩ １６、ＡＮＳＩ ２４、ＡＮＳＩ ３６、ＡＮＳＩ ４０、ＡＮＳＩ ５０、ＡＮＳＩ ６０、ＡＮＳＩ ８０、ＡＮＳＩ １００、ＡＮＳＩ １２０、ＡＮＳＩ １５０、ＡＮＳＩ １８０、ＡＮＳＩ ２２０、ＡＮＳＩ ２４０、ＡＮＳＩ ２８０、ＡＮＳＩ ３２０、ＡＮＳＩ ３６０、ＡＮＳＩ ４００、及びＡＮＳＩ ６００が挙げられる。代表的なＦＥＰＡ等級表記としては、Ｐ８、Ｐ１２、Ｐ１６、Ｐ２４、Ｐ３６、Ｐ４０、Ｐ５０、Ｐ６０、Ｐ８０、Ｐ１００、Ｐ１２０、Ｐ１５０、Ｐ１８０、Ｐ２２０、Ｐ３２０、Ｐ４００、Ｐ５００、６００、Ｐ８００、Ｐ１０００、及びＰ１２００が挙げられる。代表的なＪＩＳ等級表記としては、ＨＳ８、ＪＩＳ１２、ＪＩＳ１６、ＪＩＳ２４、ＪＩＳ３６、ＪＩＳ４６、ＪＩＳ５４、ＪＩＳ６０、ＪＩＳ８０、ＪＩＳ１００、ＪＩＳ１５０、ＪＩＳ１８０、ＪＩＳ２２０、ＪＩＳ２４０、ＪＩＳ２８０、ＪＩＳ３２０、ＪＩＳ３６０、ＪＩＳ４００、ＪＩＳ４００、ＪＩＳ６００、ＪＩＳ８００、ＪＩＳ１０００、ＪＩＳ１５００、ＪＩＳ２５００、ＪＩＳ４０００、ＪＩＳ６０００、ＪＩＳ８０００、及びＪＩＳ１００００が挙げられる。

研磨粒子凝集塊
本発明の凝集塊は、第１の可撓性のバインダーを含む。好適な可撓性バインダーの例としては、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリクロロプレン、ブチルゴム、スチレンブタジエンコポリマー、及びニトリルゴムのものが挙げられる。

形成セラミック研磨粒子を含む凝集塊の形成にとって典型的な可撓性バインダーは、ポリウレタンバインダーである。有用なウレタンプレポリマーの例としては、ポリイソシアネート類及びそのブロックされた形が挙げられる。典型的には、ブロックされたポリイソシアネート類は、周囲条件下で（例えば、約２０℃〜約２５℃の範囲の温度で）、イソシアネート反応性化合物（例えば、アミン類、アルコール類、チオール類など）と実質的に反応しないが、十分な熱エネルギーの適用時、ブロッキング剤が放出され、それによりアミン硬化剤と反応して共有結合を形成するイソシアネート官能基を生成する。

有用なポリイソシアネート類としては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート類（例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート又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類（例えば、水素添加キシレンジイソシアネート又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類（例えば、トリレンジイソシアネート又は４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート）、任意の前述のポリイソシアネート類の多価アルコール付加体（例えば、ジオール、低分子量ヒドロキシ基を含有するポリエステル樹脂、水など）、前述のポリイソシアネート類の付加体（例えば、イソシアネート類、ビウレット）及びこれらの混合物が挙げられる。

有用な市販のポリイソシアネート類としては、例えば、Ｃｈｅｍｔｕｒａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）から商品名「ＡＤＩＰＲＥＮＥ」として入手可能なもの（例えば、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ Ｌ ０３１１」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ Ｌ １００」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ Ｌ １６７」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ Ｌ ２１３」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ Ｌ ３１５」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ Ｌ ６８０」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ ＬＦ １８００Ａ」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ ＬＦ ６００Ｄ」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ ＬＦＰ １９５０Ａ」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ ＬＦＰ ２９５０Ａ」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ ＬＦＰ ５９０Ｄ」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ ＬＷ ５２０」、及び「ＡＤＩＰＲＥＮＥ ＰＰ １０９５」）、Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から商品名「ＭＯＮＤＵＲ」として入手可能なポリイソシアネート類（例えば、「ＭＯＮＤＵＲ １４３７」、「ＭＯＮＤＵＲ ＭＰ−０９５」、又は「ＭＯＮＤＵＲ ４４８」）、及びＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から商品名「ＡＩＲＴＨＡＮＥ」及び「ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥ」として入手可能なポリイソシアネート類（例えば、「ＡＩＲＴＨＡＮＥ ＡＰＣ−５０４」、「ＡＩＲＴＨＡＮＥ ＰＳＴ−９５Ａ」、「ＡＩＲＴＨＡＮＥ ＰＳＴ−８５Ａ」、「ＡＩＲＴＨＡＮＥ ＰＥＴ−９１Ａ」、「ＡＩＲＴＨＡＮＥ ＰＥＴ−７５Ｄ」、「ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥ ＳＴＥ−９５Ａ」、「ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥ ＳＴＥ−Ｐ９５」、「ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥ ＳＴＳ−５５」、「ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥ ＳＭＥ−９０Ａ」、及び「ＶＥＲＳＡＴＨＡＮＥ ＭＳ−９０Ａ」）が挙げられる。

可使時間を延長するために、例えば上記のようなポリイソシアネート類を、当該技術分野において既知である種々の技術に従って、ブロッキング剤でブロックすることができる。代表的なブロッキング剤としては、ケトオキシム類（例えば、２−ブタノンオキシム）、ラクタム類（例えば、ε−カプロラクタム）、マロン酸エステル（例えば、マロン酸ジメチル及びマロン酸ジエチル）、ピラゾール類（例えば、３，５−ジメチルピラゾール）、三級アルコール類（例えば、ｔ−ブタノール又は２，２−ジメチルペンタノール）、フェノール樹脂（例えば、アルキル化フェノール樹脂）、及び記載したアルコール類の混合物を含むアルコール類が挙げられる。

代表的な、有用な市販のブロックされたポリイソシアネート類としては、Ｃｈｅｍｔｕｒａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより商品名「ＡＤＩＰＲＥＮＥ ＢＬ １１」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ ＢＬ １６」、「ＡＤＩＰＲＥＮＥ ＢＬ ３１」として販売されているブロックされたポリイソシアネート類、及びＢａｘｅｎｄｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌｔｄ（Ａｃｃｒｉｎｇｔｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄ）により商品名「ＴＲＩＸＥＮＥ」（例えば「ＴＲＩＸＥＮＥ ＢＬ ７６４１」、「ＴＲＩＸＥＮＥ ＢＬ ７６４２」、「ＴＲＩＸＥＮＥ ＢＬ ７７７２」、及び「ＴＲＩＸＥＮＥ ＢＬ ７７７４」）として販売されているブロックされたポリイソシアネート類が挙げられる。

典型的には、硬化性組成物中に存在するウレタンプレポリマーの量は、硬化性組成物の総重量を基準として１０〜４０重量％、より典型的には１５〜３０重量％、更により典型的には２０〜２５重量％であるが、これらの範囲外の量を用いてもよい。

好適なアミン硬化剤としては、芳香族、アルキル−芳香族、又はアルキル多官能性アミン、好ましくは一級アミンが挙げられる。有用なアミン硬化剤の例としては、４，４’−メチレンジアニリン、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている商品名「ＣＵＲＩＴＨＡＮＥ １０３」及びＢａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から市販されている「ＭＤＡ−８５」として知られているものを含む２．１〜４．０個の官能基を有する高分子メチレンジアニリン、１，５−ジアミン−２−メチルペンタン、トリス（２−アミノエチル）アミン、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（即ち、イソホロンジアミン）、トリメチレングリコールジ−ｐ−アミノベンゾエート、ビス（ｏ−アミノフェニルチオ）エタン、４，４’−メチレンビス（ジメチルアントラニレート）、ビス（４−アミノ−３−エチルフェニル）メタン（例えば、日本化薬株式会社（日本、東京）により商品名「ＫＡＹＡＨＡＲＤ ＡＡ」として販売されているような）、及びビス（４−アミノ−３，５−ジエチルフェニル）メタン（例えば、Ｌｏｎｚａ，Ｌｔｄ．（Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）により「ＬＯＮＺＡＣＵＲＥ Ｍ−ＤＥＡ」として販売されているような）が挙げられる。必要に応じて、ポリオール（単数又は複数）を硬化性組成物に添加し、例えば、意図する用途の必要性に応じて硬化速度を変更する（例えば、遅らせる）ことができる。

アミン硬化剤は、意図する用途に必要とされる程度にブロックされたポリイソシアネートを硬化させるのに有効な量（即ち、有効量）で存在すべきであり、例えば、アミン硬化剤は、硬化剤とイソシアネート（又はブロックされたイソシアネート）との化学量論比が０．８〜１．３５の範囲、例えば０．８５〜１．２０の範囲、又は０．９０〜０．９５の範囲で存在してよいが、これらの範囲外の化学量論比を使用することもできる。

典型的には、硬化性組成物は、少なくとも１種の有機溶媒（例えば、イソプロピルアルコール又はメチルエチルケトン）を含み、不織繊維ウェブ上への硬化性組成物のコーティングを促進するが、これは必須ではない。所望により、硬化性組成物を１又は２種以上の添加剤と混合してよい、かつ／又は、硬化性組成物は１又は２種以上の添加剤を含んでよい。代表的な添加剤としては、フィラー、可塑剤、界面活性剤、潤滑剤、着色剤（例えば、顔料）、殺菌剤、殺真菌剤、粉砕助剤、及び静電気防止剤が挙げられる。典型的には、不織繊維ウェブ上に、１１２０〜２０８０ｇｓｍ、より典型的には１２８０〜１９２０ｇｓｍ、更により典型的には１４４０〜１７６０ｇｓｍの量の硬化性組成物（存在し得る任意の溶媒を含む）がコーティングされるが、これらの範囲外の値も用いることができる。

従来の研磨粒子以外のフィラー物質を、本発明の凝集塊中の成形セラミック研磨粒子と共に配合することができる。本発明に有用なフィラーの例としては、金属炭酸塩（例えば、炭酸カルシウム、カルシウムマグネシウム炭酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム等）、シリカ（例えば、石英、ガラスビーズ、ガラス球、及びガラス繊維等）、シリケート（例えば、タルク、粘土、モンモリロナイト、長石、雲母、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム等）、金属硫酸塩（例えば、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸ナトリウムアルミニウム、硫酸アルミニウム等）、石膏、バーミキュライト、糖類、木粉、三水和アルミナ、カーボンブラック、金属酸化物（例えば、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化スズ、二酸化チタン等）、亜硫酸金属（例えば、亜硫酸カルシウム等）、熱可塑性粒子（例えば、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリ（ビニルクロリド）、ポリスルホン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、ポリプロピレン、アセタールポリマー、ポリウレタン、ナイロン粒子等）、及び熱硬化性粒子（例えば、フェノール樹脂気泡、フェノール樹脂ビーズ、又はポリウレタンフォーム粒子等）が挙げられる。フィラーは、ハロゲン化物塩等の塩であってもよい。ハロゲン化物塩の例としては、塩化ナトリウム、カリウムクリオライト、ナトリウムクリオライト、アンモニウムクリオライト、テトラフルオロホウ酸カリウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウム、塩化マグネシウムが挙げられる。金属フィラーの例としては、スズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、鉄、及びチタンが挙げられる。他の雑多なフィラーとしては、イオウ、有機イオウ化合物、グラファイト、ステアリン酸リチウム、及び金属硫化物が挙げられる。

最良の結果を得るために、凝集塊のサイズは、０．８ｍｍ〜５ｍｍ、若しくは１．４ｍｍ〜４ｍｍ、又は１．８〜３ｍｍの最大直径（略球形の場合）又は最大側辺長（略円筒形、卵形、又は他の幾何学形状の場合）を有し、球形、卵形、円筒形、角錘形、円錐形、又は任意の多面のプラトン立体（四面体、八面体等）であってもよい。最良の結果を得るために、成形研磨粒子サイズ（成形研磨粒子の辺長を測定）を凝集塊サイズ（凝集塊の最大直径又は最大側辺長を測定）で除した比は、０．００３３〜０．５（凝集塊にわたって約３００〜２個の成形研磨粒子）、若しくは０．０１〜０．３３（凝集塊にわたって約１００〜３個の成形研磨粒子）、又は０．０５〜０．２５（凝集塊にわたって約２０〜４個の成形研磨粒子）である。最良の結果を得るために、フィラー粒子（従来の破砕研磨粒子又は希釈剤）を用いる場合、該フィラー粒子は形成セラミック研磨粒子のサイズより小さい平均粒子サイズを有する、又は、フィラー粒子サイズ（最大直径）を成形研磨粒子サイズ（凝集塊の最大直径又は最大側辺長を測定）で除した比は、０．００１〜１．０、若しくは０．００３〜０．５、又は０．０１〜０．１である。典型的な本発明の凝集塊は、３０重量パーセント（重量％）以下の第１の可撓性バインダー、２０重量％以下の第１の可撓性バインダー、１５重量％以下の第１の可撓性バインダー、又は更には１０重量％以下の第１の可撓性バインダーを含み得る。典型的な本発明の凝集塊は、少なくとも５０重量％の形成セラミック研磨粒子を含む。最良の結果を得るために、形成セラミック研磨粒子含有量は、５０重量％〜９８重量％、７５重量％〜９６重量％、又は８０重量％〜９４重量％であり、樹脂含有量は、２重量％〜２０重量％、４重量％〜１０重量％、又は５重量％〜８重量％であり、フィラー粒子含有量は、０重量％〜４０重量％、１０重量％〜３５重量％、又は１５重量％〜３０重量％である。凝集塊の性質を特定するために、様々な特性のための上記範囲を任意の方法で組み合わせる又は選択することができることが理解されよう。

不織布研磨ウェブ
不織布研磨ウェブは、硬化性の第２のバインダーで本発明の凝集塊を不織繊維ウェブに接着させることによって作製される。典型的には、研磨凝集塊のコーティング重量（硬化性組成物中の他の成分とは独立して）は、例えば、用いられる特定の第２のバインダー、研磨凝集塊を塗布するプロセス、及び研磨凝集塊の寸法に依存し得る。例えば、（任意の圧縮前の）不織布ウェブ上の研磨凝集塊のコーティング重量は、少なくとも２００ｇ／平方メートル（ｇ／ｍ）、少なくとも６００ｇ／ｍ、若しくは少なくとも８００ｇ／ｍ、及び／又は２０００ｇ／ｍ未満、約１６００ｇ／ｍ未満、若しくは約１２００ｇ／ｍ未満であってもよいが、より重い又はより軽いコーティング重量も用いることができる。

凝集塊を不織布繊維ウェブに接着させるのに有用な第２のバインダーは当該技術分野において既知であり、最終製品の要件に従って選択される。典型的なバインダーとしては、ポリウレタン、フェノール樹脂、アクリレート、及びフェノール樹脂とアクリレートの配合物を含むものが挙げられる。凝集塊を不織繊維ウェブに接着させるために有用なポリウレタンバインダー物質及びそれらの前駆体は、本明細書に上記されている。

フェノール材は、その熱的特性、可用性、コスト、及び取り扱いやすさから、有用なバインダー前駆体である。レゾールフェノール樹脂は、フェノールに対するホルムアルデヒドのモル比が１以上、典型的には１．５：１．０〜３．０：１．０である。ノボラックフェノール樹脂は、フェノールに対するホルムアルデヒドのモル比が１．０：１．０未満である。市販のフェノール樹脂の例としては、Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐ．製のＤＵＲＥＺ及びＶＡＲＣＵＭ、Ｍｏｎｓａｎｔｏ製のＲＥＳＩＮＯＸ、Ａｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製のＡＲＯＦＥＮＥ、並びにＡｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製のＡＲＯＴＡＰという商品名で知られているものが挙げられる。

架橋されたアクリル樹脂粒子の乳濁液も、本発明における有用性を見出し得る。

いくつかのバインダー前駆体は、ラテックスと混合したフェノール樹脂を含む。このようなラテックスの例としては、アクリロニトリルブタジエン、アクリル、ブタジエン、ブタジエン−スチレン、及びこれらの組み合わせを含む物質が挙げられる。これらのラテックスは、多種多様な供給源から市販されており、ＲＨＯＰＬＥＸ及びＡＣＲＹＬＳＯＬという商品名でＲｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているもの、ＦＬＥＸＣＲＹＬ及びＶＡＬＴＡＣという商品名でＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．から市販されているもの、ＳＹＮＴＨＥＭＵＬ、ＴＹＣＲＹＬ、及びＴＹＬＡＣという商品名でＲｅｉｃｈｏｌｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から市販されているもの、ＨＹＣＡＲ及びＧＯＯＤＲＩＴＥという商品名でＢ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈから市販されているもの、ＣＨＥＭＩＧＵＭという商品名でＧｏｏｄｙｅａｒ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｕｂｂｅｒ Ｃｏ．から市販されているもの、ＮＥＯＣＲＹＬという商品名でＩＣＩから市販されているもの、ＢＵＴＡＦＯＮという商品名でＢＡＳＦから市販されているもの、並びに、ＲＥＳという商品名でＵｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅから市販されているものが挙げられる。

不織布研磨物品
本発明の不織布研磨物品は、様々な従来形態のいずれかの形態であり得る。図１は、不織繊維ウェブと、第１の可撓性バインダーによって結合されている形成セラミック研磨粒子を含む凝集塊と、凝集塊を不織布繊維ウェブに結合している第２のバインダーとを含む不織布研磨物品１００を示す。図４〜図６は、成形セラミック研磨粒子と第１の可撓性バインダーとを含む研磨凝集塊を示す。図から分かるように、成形セラミック研磨粒子は三角形板を含む。

好ましい不織布研磨物品は砥石車の形態である。不織布砥石車は、典型的には、非常に小さくてもよい（例えば、円筒高さが数ミリメートル）又は非常に大きくてもよい（例えば、１メートル以上）寸法、及び非常に小さくてもよい（例えば、数センチメートル）又は非常に大きくてもよい（例えば、数十センチメートル）直径を有する、ディスク又は直円柱の形態である。砥石車は、典型的には、使用中に砥石車が回転するのを可能にするために、適切な軸又は他の機械的保持手段で支持するための中央開口部を有する。砥石車の寸法、構成、支持手段、及び回転手段は全て、当該技術分野において周知である。

回旋状砥石車は、含浸した不織布層が圧縮された状態になるように、硬化性組成物を含浸した不織繊維ウェブを、芯部材（例えば、管状又はロッド形状の芯部材）の周囲に張力下で巻き付け、次いで、一実施形態では、研磨凝集塊を層状不織繊維ウェブに結合させ、かつ、層状不織繊維ウェブの層を互いに結合させるポリウレタンバインダーを提供するために、硬化性組成物を硬化させることによって提供され得る。代表的な回旋状砥石車２００が図２に示されており、図中、層状不織布繊維ウェブに研磨凝集塊を結合させ、かつ、層状不織布繊維ウェブの層を互いに結合させるバインダーでコーティングされた層状不織繊維ウェブ２１０は、芯部材２３０の周囲にらせん状に配置され、かつ、芯部材２３０に貼着されている。所望により、回旋状砥石車は、例えば研磨材分野において既知である方法を用いて、使用前に目直しし、表面の凹凸を取り除いてよい。

代表的な一体型砥石車が図３に示されており、この一体型砥石車は、例えば、含浸した上記不織繊維ウェブ３１０を層化し（例えば、層状連続ウェブ又はシートの積み重ね体として）、不織繊維層を圧縮し、硬化性組成物を硬化させ（例えば、熱を用いて）、中空の軸芯３２０を有する一体型砥石車を提供するために、得られる研磨物品を打ち抜くことによって提供することができる。含浸した不織繊維ウェブの層を圧縮する際、該層は、典型的には、圧縮されていない状態の層の密度の１〜２０倍の密度を有するバンを形成するように圧縮される。次いで、バンは、典型的には、ウレタンプレポリマー及びバンのサイズに応じて、典型的には、高温（例えば１３５℃）で熱成形（例えば、２〜２０時間）される。

本開示の目的及び利点を以下の非限定的な実施例で更に例示する。これらの実施例において列挙されるその特定の材料及び量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を過度に制限しないと解釈されるべきである。特に記載のない限り、実施例及び本明細書の残りの部分における全ての部、パーセント、及び比率は、重量による。

実施例全体を通して以下の略記を用いる。

凝集塊バインダーの調製
実施例のための凝集バインダーを含む溶液を、以下に記載の構成成分を混合することによって調製した。

バインダーＡＲ１は、７２．３％のＢＬ１６、２６．８％のＫ−４５０Ｓ、及び０．９％のＤ−１１２２であった。

バインダーＡＲ２は、６３．９％のフェノール樹脂、２７．７％の水道水、７．８％のＳＲ５１１、及び０．６％のＤ−１１２２であった。

バインダーＡＲ３は、８７％のアクリル１〜アクリル７から選択されたフリーラジカル硬化樹脂、及び１３％の反応開始剤Ｓであった。

バインダーＡＲ４は、６１．４％のＢＬ１６、２２．７％のＫ４−４５０Ｓ、１５．３％のＰＭＡ、及び０．６％のＤ−１１２２であった。

凝集塊の形成
凝集塊前駆体組成物は、スパチュラを使用して手で混合された無機物（任意のフィラーを有する研磨粒子）とバインダーとを含んだ。ＡＲ１、ＡＲ２、及びＡＲ４を用いて形成された凝集塊は、固形分に基づいて９４重量％無機物であった。ＡＲ３を用いて形成された凝集塊は、固形分に基づいて９０重量％無機物であった。

方法１
ステンレス鋼製のパテナイフを使用して、微細複製されたポリプロピレン金型の１５ｃｍ×８６ｃｍシートの型穴に、凝集塊前駆体組成物を押し込んだ。金型の全厚さは２．２ｍｍであり、厚さ１．５ｍｍの壁で分離された４．０ｍｍ平方及び深さ１．６ｍｍの複数の正確に成形された微細複製された型穴を有した。金型は、米国特許第６，０７６，２４８号（Ｈｏｏｐｍａｎら）の手順に概ね従って、対応するマスターロールから作製された。

凝集塊を硬化するために、充填されたポリプロピレン金型のシートを強制空気オーブン中で加熱した。ウレタン凝集塊を２６０°Ｆ（１２７℃）にて２０分にわたって硬化させた。フェノール樹脂凝集塊を、２００°Ｆ（９１℃）にて９０分、その後２１５°Ｆ（１０２℃）にて１６時間にわたって硬化させた。フリーラジカル硬化樹脂を含有する凝集塊を、２８０°Ｆ（１３８℃）にて３０分にわたって硬化させた。硬化した凝集塊は、超音波エネルギーによって金型から取り外された。より詳細には、金型の裏側を、単一端に向かって先細になっている超音波ホーンの前縁部に対して張力下で引き寄せた。ホーンは、１９，１００ＨＺの周波数で約１３０マイクロメートルの振幅で振動した。ホーンは６〜４チタンを含み、２：１ Ｂｏｏｓｔｅｒ ８０２圧電変換器に結合された９００ワット１８４Ｖ Ｂｒａｎｓｏｎ出力源で駆動されていた。得られた研磨凝集塊の例は図４に示されている。

方法２
３０００グラムの研磨粒子を２５０グラムのＡＲ１と十分に混合して、砕けやすく粘着性の凝集塊前駆体組成物を調製した。この凝集塊前駆体組成物を、商品名「ＱＵＡＤＲＯ ＣＯＭＩＬ」（「モデル番号１９７」、Ｑｕａｄｒｏ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｗａｔｅｒｌｏｏ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ）で入手した破砕機を用いて、研磨凝集塊粒子に加工した。破砕機の操作の詳細は、Ｃｕｌｌｅｒらに付与されたＰＣＴ国際公開特許第ＷＯ ０２／３２８３２ Ａ１号に見出すことができる。このプレミックスを、５０ｒｐｍ〜３５００ｒｐｍで駆動するインぺラを用いて、円錐状のスクリーンの７５ミル（１．９ｍｍ）の円形開口部を通して押し出した。臨界長に達すると、フィラメント状に成形された凝集塊前駆体粒は、重力によって分離してアルミニウム製の回収皿に向かって落ちる。前駆体粒子の単層又は二重層を皿の中で回収した後、バインダー樹脂を硬化させるために、これを３２０°Ｆ（１６０℃）に設定したオーブンに１５分間入れた。室温まで冷ました後、９５ミル（２．４ｍｍ）の丸い穴の開いた円錐状のスクリーンを備えた破砕機（「ＱＵＡＤＲＯ ＣＯＭＩＬ」）に研磨凝集塊粒子を一度通過させることによって、研磨凝集塊粒子のサイズを減少させた。サイズが減少した粒子を、１４メッシュ（１４００マイクロメートル）スクリーンでふるいにかけた。スクリーン上にとどまったこれら粒子を使用して一体型砥石車を作製した。研磨凝集塊の例は図５に示されている。

方法３
厚さ１〜２ｃｍの無機物の層（bed）にＡＲ４を数滴適用することによって、砥粒、又は砥粒及びフィラーの凝集塊を形成した。液滴は、無機物の層のおよそ７ｃｍ上方で垂直位置に支持された、先端の尖っていない２２ゲージの皮下注射針に溶液を送り込むよって作り出された。樹脂液滴は、適用後１０秒以内に無機物の層の中に浸潤し、無機物又は無機物／フィラー配合物の表面積に応じてある量の材料を濡らした。凝集塊を３０２°Ｆ（１５０℃）にて３０分にわたって硬化させた後、非凝集無機物とふるい分け、この非凝集無機物は凝集塊形成プロセスに戻されて再循環された。あるいは、ＡＲ２を同様のやり方で無機物又は無機物／フィラーの層の上に滴下させ、２００°Ｆ（９１℃）にて９０分にわたって硬化させた後、２１５°Ｆ（１０２℃）にて１６時間にわたって硬化させた。個々の凝集塊の重量は０．０３３及び０．０７６グラムであり、重量で１２〜４％の樹脂を含有した。得られた研磨凝集塊の例は図６に示されている。

一体型砥石車の調製
Ｒａｎｄｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍａｃｅｄｏｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）から商品名「ＲＡＮＤＯ−ＷＥＢＢＥＲ」として入手可能な、エアレイド繊維ウェブ成形機上で、不織ウェブを成形した。繊維ウェブは、１インチ及び１／２インチ（２５．４ｍｍ及び１２．７ｍｍ）のステープル長を有する７０デニールのナイロンクリンプセット繊維（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能）から成形した。ウェブの重量は約１０５ｇ／平方メートル（ｇｓｍ）であり、厚さは約０．４インチ（１０ｍｍ）であった。ウェブを水平な２本ロール塗布機に運び、そこでプレボンド樹脂を８９ｇｓｍの湿潤アドオン重量で塗布した。プレボンド樹脂は次の組成を有した（全て成分重量に対する百分率）：５４．１％のＢＬ１６、１９．９％のＫ４５０Ｓ、２６％のＰＭＡ。３３０°Ｆ（１６６℃）で４．５分間、対流式オーブンにコーティングしたウェブを通すことにより、プレボンド樹脂を非粘着性状態に硬化し、厚さ約６ｍｍ、坪量１６８ｇｓｍの予め接着した不織繊維ウェブを得た。

一体型砥石車を、以下のように予め接着した不織ウェブから調製した。予め接着した不織繊維ウェブから９インチ（２３ｃｍ）平方の切片を切り取り、２種類の砥石車用接着剤の一方で飽和させた。砥石車用接着剤１（ＷＡ１）は、４４％のＢＬ１６、１６．４％のＫ−４５０Ｓ、１５．８％のＰＭＡ、７％のＭＰ−２２ＶＦ、６％のフェノキシ、９．９％のカオリン、及び０．４％のＤ−１１２２であった。砥石車用接着剤２（ＷＡ２）は、６０．８％のフェノール樹脂、３１．２％の水７．４％のＳＲ５１１、及び０．６％のＤ−１１２２であった。次いで、飽和した、予め接着したウェブを、８５ショアＡデュロメータ硬度の直径４インチ（１０ｃｍ）のゴムロールを有するロール塗布機のニップに通し、ＷＡ１に関し０．４９±０．０３５オンス（１４±１ｇ（１４．５±１．０３ｍＬ））又はＷＡ２に関し０．６０±０．０３５オンス（１７±１ｇ（１７．７±１．０３ｍＬ））所望の樹脂アドオン重量を得るまで過剰な樹脂を取り除いた。典型的には、標的重量に到達するには、１０〜２１ｐｓｉ（６９〜１４５ｋＰａ）の圧力下にて、１１ｆｐｍ（３．３５ｍｐｍ（０．０６ｍ／ｓ））で複数回ニップを通すことが必要であった。各砥石車ごとに、予め接着したウェブの７個の切片を、上記方式によりコーティングした。予め接着したウェブのコーティングされた切片を、２６０°Ｆ（１２７℃）に設定した強制空気オーブン内に１分間入れて、溶媒の大部分を除去した。単一の、不織布研磨材の一体型スラブを成形するために、予め接着した６個の切片を、それぞれ、４２グラムのランダムに、均一に、分布された無機物又は無機物凝集塊で覆った。次に、６個のコーティングした切片を積み重ね、予め接着した７番目の切片で覆った。次に、水力式の加熱圧盤プレスに入れる前に、スタックの上面及び底面に剥離ライナを適用した。５，０００ｐｓｉ（３４．５ＭＰａ）の圧力を圧盤に加えた。圧盤の各角部に厚さ０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）の金属スペーサを置くことにより、一体型スラブの均一な厚さを維持した。ＷＡ１（ウレタン）を含有するスタックは、２６０°Ｆ（１２７℃）に設定されたプレスに３０分間入れたままとした。ＷＡ２（フェノール樹脂）を含有するスタックは、２００°Ｆ（９３℃）に設定されたプレスに５時間の間入れたままとした。プレスを開いた時、ウェブの切片は融合して単一の一体型スラブとなっていた。次に、このスラブを、２６０°Ｆ（１２７℃）に設定した強制空気オーブン内に２時間（ＷＡ１）、又は２１５°Ｆ（１０２℃）で６時間（ＷＡ２）定置した。オーブンから取り出した後、スラブを室温まで冷まし、Ｄｅｕｔｓｃｈｅ Ｖｅｒｅｉｎｉｇｔｅ Ｓｃｈｕｈｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．（Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）により製造されているＳＡＭＣＯ ＳＢ−２５スウィングビームプレスを用いて、１．２５インチ（３．２ｃｍ）の中心穴を有する直径８．０インチ（２０ｃｍ）の一体型砥石車をスラブから打ち抜いた。

一体型砥石車の性能試験
予め計量した厚さ０．２５インチ（６．４ｍｍ）の試験される一体型砥石車を、砥石車の縁部における表面速度が毎分約３５００フィート（１０６５メートル）となるように調節された機械駆動変速旋盤の軸上に、垂直配向で実装した。軸の高さで水平に保持されている、厚さ０．０６２５インチ（１．５９ｍｍ）の２インチ×１１インチ（５．０８ｃｍ×２７．９ｃｍ）冷延炭素鋼又はＴ３０４ステンレス鋼パネルの縁部を、約５ポンド（２２．２ニュートン）の力で２０秒にわたって、砥石車の回転している縁部に押し込んだ。試験手順中にパネルから取り除かれた物質の量を「切削（cut）」と称し、試験手順の前後のパネルの重量の差として定義した。試験手順中に砥石車から取り除かれた物質の量を「損耗（wear）」と称し、試験手順の前後の砥石車の重量の差として定義した。

一体型砥石車の仕上げ試験
厚さ６．４ｍｍの砥石車を背面スタンドの上に定置し、表面速度が毎分約３５００フィート（１０６５メートル）となるように速度を調節することによって、仕上がりサンプルを作製した。厚さ０．０６２５インチ（１．５９ｍｍ）の２インチ×１１インチ（５．０８ｃｍ×２７．９４ｃｍ）冷延炭素鋼又はＴ３０４ステンレス鋼パネルの面を、約５ポンド（２２．２ニュートン）の圧力を加えながら研磨した。パネルを砥石車の上に８回通過させ、各通過の間に約０．２５インチ（６．４ｍｍ）進め、パネルを毎秒約２インチ（５．０４ｃｍ）移動させることによって、長さ４インチ（１０．２ｃｍ）のパネルを仕上げた。仕上がりは、Ｐｅｒｔｈｏｍｅｔｅｒ ＰＲＫ表面計（Ｆｅｉｎｐｒｕｆ ＧｍｂＨ；Ｇｏｔｔｉｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）を用いて測定された。各表面上で１０回測定した。高値及び低値は無効とし、残りの８回のデータ点を平均化した。

樹脂弾性率の測定
直径５．５インチ（１４ｃｍ）及び側壁の高さ０．１２インチ（３ｍｍ）の円形のステンレス鋼製型枠の上に１６グラムのＡＲ１を載置することによって、弾性率測定用のフィルムを調製した。溶媒の大部分を排除するために、サンプルを、１８０°Ｆ（８２℃）に設定された強制空気オーブンの中に１時間入れた。次に、オーブンを２時間にわたって２６０°Ｆ（１２７℃）に設定して硬化を完了させた。厚さ約０．０２７インチ（０．６９ｍｍ）の得られたフィルムを鋼製型枠から取り外した。１インチ×４インチ（２．５４ｃｍ×１０．２ｃｍ）の試料をフィルムから切り取り、ＭＴＳ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｅｄｅｎ Ｐｒａｉｒｉｅ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能なＡｄｖａｎｔａｇｅ（商標）２０００Ｎ容量空気式サンプルグリップを装備したＭＴＳ Ｍｏｄｅｌ ＱＴｅｓｔ Ｅｌｉｔｅ１００引張試験機を使用して、ＡＳＴＭ Ｄ８８２−１０「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｓｈｅｅｔｉｎｇ」に従って測定を行った。

実施例１〜３及び比較例Ａ〜Ｌ
ウレタン結合一体型砥石車を、凝集塊の形成及び一体型砥石車の作製に関するセクションで上記した手順に従って、表１に記載の構成成分を用いて作製した。この一体型砥石車を、一体型砥石車性能試験及び一体型砥石車の仕上げ試験に従って試験した。結果を表２に示す。比較例Ｇ〜Ｌに関しては、研磨粒子サイズが小さかったので切削の量が非常に少なかったため、切削及び損耗データは収集しなかった。比較例Ｇ〜Ｌは、得られた仕上がりの比較を示すために提示されている。

結果は、柔軟性のある（ウレタンで結合した）不織布砥石車では、成形セラミック砥粒は、可撓性バインダー（ウレタン）で凝集されると、同一構成の凝集していない同一形状のセラミック砥粒と比較してより精密な仕上がりをもたらすことを示す。更に、類似した粒径の標準的な破砕粒子は、同じウレタンバインダーで凝集される場合に、セラミックか又は酸化アルミニウムかに拘らずより粗い仕上がりをもたらす。試験した全ての研磨粒子は、剛性バインダー（フェノール樹脂）で凝集される場合、それらの非凝集対照と比較してより粗い仕上がりをもたらした。最後に、凝集塊にされた成形セラミック研磨粒子は、より精密な仕上がりに加えて、凝集研磨粒子に求められる性能向上（切削及び損耗）を更にもたらした。

^１ ｎ．ｄ．＝測定せず

実施例４〜６及び比較例Ｍ〜Ｒ
フェノール樹脂結合一体型砥石車を、凝集塊の形成及び一体型砥石車の作製に関するセクションで上記した手順に従って、表３に記載の構成成分を用いて作製した。この一体型砥石車を、一体型砥石車性能試験及び一体型砥石車の仕上げ試験に従って試験した。結果を表４に示す。

結果は、（非凝集／ウレタン凝集塊／フェノール樹脂凝集塊に関する）仕上がりデータの傾向が、フェノール樹脂の第２のバインダーで結合された非柔軟性の砥石車にも当てはまることを示している。ウレタン凝集塊は対照よりも精密な仕上がりを提供し、フェノール樹脂凝集塊は粗い仕上がりを提供する。

実施例７ａ、７ｂ、及び７ｃ、並びに比較例Ｓ〜Ｙ
ＡＲ１弾性率を、上記樹脂弾性率の測定のセクションの手順に従って測定した。様々なフリーラジカル硬化樹脂によって結合された凝集塊を含有する、ウレタン結合を用いた砥石車を、凝集塊の形成及び一体型砥石車の作製に関するセクションで上記した手順に従って、表５に記載の構成成分を用いて作製した。この一体型砥石車を、一体型砥石車の仕上げ試験に従って試験した。結果を表６に示す。

結果は、凝集塊バインダー樹脂を「可撓性」又は「剛性」と定義する目的で、ＡＳＴＭ Ｄ８８２により測定して弾性率値が３０，０００ｐｓｉ（２０６．８４ＭＰａ）未満まで低下すると、遷移が起こることをデータが実証しているのを示している。

^１ 樹脂供給元によって提供された値、ＡＳＴＭ Ｄ８８２を用いて決定。

実施例８及び９、並びに実施例Ｚ及びＡＡ
正確に成形された粒子の凝集塊によってもたらされる仕上がりにフィラーが与える影響を実証するために、実施例８及び９、並びに実施例Ｚ及びＡＡを作製した。ウレタンで結合した一体型砥石車を、凝集塊の形成及び一体型砥石車の作製に関するセクションで上記した手順に従って、表７に記載の構成成分を用いて作製した。この一体型砥石車を、一体型砥石車性能試験及び一体型砥石車の仕上げ試験に従って試験した。表８に結果を示す。

結果は、形成セラミック研磨粒子の可撓性バインダー凝集塊にフィラー（形成セラミック研磨粒子以外の粒子）を添加することにより、より精密な仕上がりが得られることを示している。

実施例１０及び１１
予想外の改善された仕上げ結果は、凝集塊形成方法と無関係であることを実証するために、実施例１０及び１１を作製した。ウレタンで結合した一体型砥石車を、凝集塊の形成及び一体型砥石車の作製に関するセクションで上記した手順に従って、表９に記載の変数を用いて作製した。この一体型砥石車を、一体型砥石車性能試験及び一体型砥石車の仕上げ試験に従って試験した。結果を表１０に示す。

結果は、可撓性樹脂を用いて成形セラミック研磨粒子を凝集することによってもたらされる驚くべき仕上がりの改善は、凝集塊の形状と無関係であることを示している。実施例１〜７及び比較例Ａ〜Ｙは正方形に成形された。実施例１０及び１１は不規則な形状であった。

当業者は、より具体的に添付の請求項に記載した本開示の趣旨及び範囲から逸脱せずに、本開示への他の修正及び変更を行うことが可能である。多様な実施形態の観点を多様な実施形態の他の観点と一部若しくは全て相互交換すること又は組み合わせることが可能であると理解されたい。上述の出願において引用された、参照、特許、又は特許出願は、一貫した方法で全体が参照により本明細書に組み込まれる。これらの組み込まれた参照と本明細書との間に部分的に不一致又は矛盾がある場合、先行する記述の情報が優先するものとする。当業者が請求項の開示を実行することを可能にするために与えられた先行する記述は、本請求項及びそれと等しい全てのものによって定義される本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (11)

1. 不織布研磨物品であって、
   不織繊維ウェブと、
   第１の可撓性バインダーによって結合されている形成セラミック研磨粒子を含む凝集塊と、
   前記凝集塊を前記不織布繊維ウェブに結合する第２のバインダーと、を含む、不織布研磨物品。
2. 前記形成セラミック粒子が、三角形板を含む成形セラミック研磨粒子を含む、請求項１に記載の不織布研磨物品。
3. 前記第１の可撓性バインダーがポリウレタンを含み、前記第２のバインダーがポリウレタンを含む、請求項１又は２に記載の不織布研磨物品。
4. 前記第１の可撓性バインダーがポリウレタンを含み、前記第２のバインダーがフェノール樹脂を含む、請求項１又は２に記載の不織布研磨物品。
5. 前記第１の可撓性バインダーの弾性率が、２８，０００ｐｓｉ（１９３．０５ＭＰａ）未満である、請求項１又は２に記載の不織布研磨物品。
6. 前記第１の可撓性バインダーの弾性率が、２３，０００ｐｓｉ（１５８．５８ＭＰａ）未満である、請求項１又は２に記載の不織布研磨物品。
7. 前記凝集塊が、前記形成セラミック研磨粒子の平均粒子サイズより小さい平均粒子サイズを有するフィラー粒子を含み、該フィラー粒子が、前記凝集塊中の全粒子の５重量％〜４０重量％を含む、請求項１又は２に記載の不織布研磨物品。
8. 前記凝集塊が、略球形の場合には最大直径、又は非球形の場合には最大側辺長を含む、１．８〜３ｍｍのサイズを有する、請求項１又は２に記載の不織布研磨物品。
9. 前記形成セラミック研磨粒子サイズを前記凝集塊サイズで除した比が、０．００３３〜０．５である、請求項１又は２に記載の不織布研磨物品。
10. 前記凝集塊がフィラー粒子を含み、前記形成セラミック研磨粒子の含有量が７５重量％〜９６重量％であり、前記第１の可撓性バインダーの含有量が４重量％〜１０重量％であり、前記フィラー粒子の含有量が１０重量％〜３５重量％である、請求項１又は２に記載の不織布研磨物品。
11. 回旋状砥石車又は一体型砥石車のいずれかを含む、請求項１又は２に記載の不織布研磨物品。

Images