JP2021529672A - 目こぼれの少ない不織研磨物品 - Google Patents

Abstract

低シェッド率を有し、高研削比を達成する、研磨ホイール及びハンドパッドなどの目こぼれの少ない不織研磨物品の製造及び使用に関する物品及び方法。研磨物品は、不織ウェブ基材上に配設された複数の一次研磨粒子と複数の強化研磨粒子とのブレンドを含む。一次研磨粒子は、基材繊維の平均繊維直径以上の平均粒径を有し、強化研磨粒子は、平均繊維直径よりも小さい平均粒径を有する。

Description

本開示は、一般に、高い研削比を達成し、不織ウェブの繊維上に配設される第１の複数の研磨粒子及び第２の複数の研磨粒子のブレンドを含む目こぼれの少ない（ｌｏｗ−ｓｈｅｄｄｉｎｇ）不織研磨材に関する物品及び方法に関し、第１の複数の研磨粒子は、繊維の平均繊維直径よりも大きい平均粒径を有し、第２の複数の研磨粒子は、平均繊維直径よりも小さい平均粒径を有する。

不織研磨物品などの研磨物品は、ワークピースの表面を所望の状態（例えば、コーティングの除去、表面粗さ、光沢、透明度など）に調整する目的で、研削、バフ研磨、又は研磨などによってワークピースを研磨するために、さまざまな産業で使用される。不織研磨物品を使用した研磨は、航空宇宙から光学まで幅広い産業範囲に及び、金属加工産業で特に重要な役割を果たす。このような製造操作では、不織研磨材を使用してバルク材料を除去し、ワークピースの望ましい表面特性を実現できる。

表面特性には、光沢、質感及び均一性が含まれる。例えば、さまざまなタイプの部品の製造業者は、不織研磨物品を使用して、表面を所望の均一に滑らかな表面に研削及び研磨する。さらに、不織研磨物品は、ポリマーコーティング（例えばワニス又はペイント）又はセラミックコーティング（例えば溶射コーティング）などのコーティング材料を塗布する前後に、ワークピースの表面を調製するために使用される。場合によっては、ワークピースが複雑な形状を有する可能性があり、従来の研磨材では物性と研磨性能とのバランスが適切ではなく、満足のいく仕上がりが得られない。したがって、改善された不織研磨製品を含む、改善された研磨製品の必要性が引き続き存在する。

添付の図面を参照することにより、本開示をよりよく理解し得、その多数の特徴及び利点を当業者に明らかにし得る。

一実施形態による不織ウェブの図である。 一実施形態による図１の不織ウェブの拡大部分の図である。 バインダ組成物でコーティングされた不織基材の繊維上に配設され接着された一次研磨粒子と強化研磨粒子のブレンドを示す、一実施形態による不織研磨材の写真である。 不織基材上に配設された一次研磨粒子と強化研磨粒子のブレンドを示す、一実施形態による不織研磨材の写真である。 不織基材上に配設された一次研磨粒子と強化研磨粒子のブレンドを示す、一実施形態による不織研磨材の顕微鏡写真である。 一実施形態による回旋状ホイールの図である。 一実施形態によるユニット化ホイールの図である。 一実施形態による研磨物品を調製する方法のプロセスフロー図である。 サンプル実施形態の研磨物品及びコントロール研磨物品によってワークピースから除去された材料（「カット」（“Ｃｕｔ”））を示す箱ひげ図である。 サンプル実施形態の研磨物品及びコントロール研磨物品から失われた材料（「シェッド」（“Ｓｈｅｄ”））を示す箱ひげ図である。 サンプル実施形態の研磨物品及びコントロール研磨物品の研削比（「Ｇ比」）を示す箱ひげ図である。 サンプル実施形態の研磨物品及びコントロール研磨物品の密度及び強化カテゴリに従って、ワークピースから除去された材料（「カット」（“Ｃｕｔ”））を示す多変数グラフである。 密度及び強化カテゴリに従って、サンプル実施形態の研磨物品及びコントロール研磨物品から失われた材料（「シェッド」（“Ｓｈｅｄ”））を示す多変数グラフである。 密度及び強化カテゴリに従って、サンプル実施形態の研磨物品及びコントロール研磨物品の研削比（「Ｇ比」）を示す多変数グラフである。 密度及び強化カテゴリに従って、サンプル実施形態の研磨物品及びコントロール研磨物品で研磨されたワークピースの算術平均粗さ（「Ｒａ」）を示す多変数グラフである。 密度及び強化カテゴリに従って、サンプル実施形態の研磨物品及びコントロール研磨物品で研磨されたワークピースの平均ピーク幅（「ＲＳｍ」）を示す多変数グラフである。 バインダ組成物でコーティングされた不織基材の繊維上に配設されて接着された１００重量％の一次研磨粒子（ＡＮＳＩ４６）を示す、一実施形態による不織研磨材の顕微鏡写真である。 図１７Ａの実施形態の増大した倍率（「ズームイン」）を示す顕微鏡写真である。 バインダ組成物でコーティングされた不織基材の繊維上に配設されて接着された、６５重量％の一次研磨粒子（ＡＮＳＩ４６）と３５重量％の強化研磨粒子（ＡＮＳＩ１２０）とのブレンドを示す、一実施形態による不織研磨材の顕微鏡写真である。 図１８Ａの実施形態の増大した倍率（「ズームイン」）を示す顕微鏡写真である。 バインダ組成物でコーティングされた不織基材の繊維上に配設されて接着された、６５重量％の一次研磨粒子（ＡＮＳＩ４６）と３５重量％の強化研磨粒子（ＡＮＳＩ１５０）とのブレンドを示す、一実施形態による不織研磨材の顕微鏡写真である。 図１９Ａの実施形態の増大した倍率（「ズームイン」）を示す顕微鏡写真である。 バインダ組成物でコーティングされた不織基材の繊維上に配設されて接着された、６５重量％の一次研磨粒子（ＡＮＳＩ４６）と３５重量％の強化研磨粒子（ＡＮＳＩ２４０）とのブレンドを示す、一実施形態による不織研磨材の顕微鏡写真である。 図２０Ａの実施形態の増大した倍率（「ズームイン」）を示す顕微鏡写真である。

異なる図面での同じ参照記号の使用は、類似又は同一のアイテムを示す。

不織研磨物品１００の実施形態が図１に示されている。不織研磨物品１００は、嵩高い（ｌｏｆｔｙ）不織繊維のウェブ１０２と、不織繊維上に配設された第１の研磨粒子１０４と第２の研磨粒子１０６とのブレンドを含む基材を含む。

図２は、図１の研磨物品の拡大部分を示す。図２に示すように、第１のポリマーバインダ２０６（本明細書では「メイクコート」とも呼ばれる）組成物が不織繊維２０２上に配設され、研磨粒子のブレンド（２１０、２１２）が第１のポリマーバインダ２０６上に配設される。繊維２０２は、平均繊維直径（Ｆｄｉａ）を有する。ブレンドは、平均繊維直径以上の平均粒径（Ｐ１Ｄ_５０）を有する複数の第１の研磨粒子２１０（本明細書では「一次粒子」又は「一次研磨粒子」とも呼ばれる）、及び平均繊維直径よりも小さい平均粒径（Ｐ２Ｄ_５０）を有する複数の第２の研磨粒子２１２（本明細書では「強化粒子」又は「強化研磨粒子」とも呼ばれる）を含む。第２のポリマーバインダ２０８（本明細書では「サイズコート」とも呼ばれる）組成物は、研磨粒子のブレンド及び第１のバインダ組成物上に配設される。特定の実施形態のように、第３のポリマーバインダ２０４（本明細書では「ウェブバインダ」とも呼ばれる）組成物は、第１のポリマーバインダの下の繊維２０２上に配設され、繊維を互いに接着して嵩高い不織繊維のウェブを形成する。任意に、第４のポリマーバインダ（サイズコート）（図示せず）を、第２のポリマーバインダ２０８の上に配設することができる。

図３は、バインダ組成物でコーティングされた不織基材の繊維上に配設されて接着された、８５重量％の一次研磨粒子（ＡＮＳＩ６０）と１５重量％の強化研磨粒子（ＡＮＳＩ１２０）とのブレンドを示す、一実施形態による不織研磨材の顕微鏡写真である。

図４は、バインダ組成物でコーティングされた不織基材の繊維上に配設されて接着された、７５重量％の一次研磨粒子（ＡＮＳＩ６０）と２５重量％の強化研磨粒子（ＡＮＳＩ１２０）とのブレンドを示す、一実施形態による不織研磨材の顕微鏡写真である。

図５は、バインダ組成物でコーティングされた不織基材の繊維上に配設されて接着された、６５重量％の一次研磨粒子（ＡＮＳＩ６０）と３５重量％の強化研磨粒子（ＡＮＳＩ１２０）とのブレンドを示す、一実施形態による不織研磨材の顕微鏡写真である。

図６は、一実施形態による回旋状研磨ホイールの図である。

図７は、一実施形態による一体化された（本明細書では「ユニット化」とも呼ばれる）研磨ホイールの図である。

図８は、一実施形態による不織研磨物品を製造する方法のプロセスフロー図である。工程８０２では、不織繊維ウェブの形成が行われる。不織繊維ウェブの形成は、繊維ウェブのエアレイド形成などの任意の適切な技術によって達成することができる。繊維ウェブの形成は、繊維ウェブの「圧密化」を含むことができ、これは、ウェブバインダの塗布、又は任意での繊維ウェブのニードリング、及びウェブバインダの硬化などのさらなる工程を含むことができる。工程８０４では、第１のポリマーバインダ前駆体（本明細書では「メイクコート」組成物とも呼ばれる）を不織繊維ウェブ上に配設することが行われる。工程８０６では、一次研磨粒子と強化研磨粒子とのブレンドを第１のバインダ前駆体上に配設することが行われる。ポリマー樹脂の追加のコートは、噴霧（本明細書では「スプレーコート」とも呼ばれる）などによって塗布され、所望により硬化させることができる。工程８０８では、研磨粒子のブレンド及び第１のバインダ前駆体上に第２のポリマーバインダ前駆体（「サイズコート」組成物とも呼ばれる）を配設することが行われる。工程８１０では、サイズコートの硬化が行われる。任意に、研削助剤又は他のポリマー配合物のようなスーパーサイズコートをサイズコートの上に配設して硬化させることができる。次に、硬化したウェブは、任意の所望の形状への変換（すなわち、切断）などのさらなる加工処理を受けることができる。代替的に、スラブは、中心コアの周りに巻き付けられ、次いで当該技術分野で既知の方法に従って切断されて、図６に示されるような回旋状ホイールを形成できる。代替的に、複数のスラブを、当該技術分野で既知の方法に従って積み重ね、共に結合させ、切断して、図７に示すような一体化された（「ユニット化」ホイールとも呼ばれる）を形成することができる。

研磨物品は、ユニット化研磨ホイールであることができる。一実施形態では、一体化されたホイールディスクは、ポリマープレボンド、続いてバインダ前駆体及び研磨粒子の塗布によって結合された嵩高い繊維ウェブを含む不織研磨シートから形成することができる。不織研磨シートは、積み重ねられ、ユニット化され、高温、圧力下で硬化されて「スラブ」を形成する。次に、研磨工具に取り付けるための中央の穴に沿ってスラブから一体化された研磨ホイールを切断できる。

研磨物品は、回旋状ホイールであることもできる。一実施形態では、回旋状ホイールは、ポリマープレボンド、続いてバインダ前駆体及び研磨粒子の塗布によって結合された嵩高い繊維ウェブを含む不織研磨シートから形成することができる。シートは中空コアに取り付けられ、コアの周りにらせん状に巻かれて、巻かれたシリンダを形成する。コアは高温での硬化によって結合される。回旋状ディスクは、結合されたシリンダの端から切断できる。

＜粒径と繊維サイズとの比＞
研磨物品は、研磨粒子の有益なブレンドを含む。ブレンドは、不織繊維の平均繊維直径以上の平均粒径（Ｐ１_Ｄ５０）を有する複数の第１の研磨粒子（本明細書では「一次粒子」（“ｐｒｉｍａｒｙ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ”）とも呼ばれる）を含む。ブレンドはさらに、不織繊維の平均繊維直径よりも小さい平均粒径（Ｐ２_Ｄ５０）を有する複数の第２の研磨粒子（本明細書では「強化粒子」（“ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ”）とも呼ばれる）を含む。

研磨物品は、平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）対平均繊維直径（Ｆｄｉａ）の有利な比を有することができる。一実施形態では、平均一次粒径と平均繊維直径との比（Ｐ１_Ｄ５０：Ｆｄｉａ）は、少なくとも１．０：１．０、例えば少なくとも１．２：１．０、少なくとも１．４：１．０、少なくとも１．６：１．０、少なくとも１．８：１．０、少なくとも２．０：１．０、少なくとも２．２：１．０、少なくとも２．２５：１．０、少なくとも２．４：１．０、少なくとも２．６：１．０、少なくとも２．８：１．０、少なくとも３．０：１．０、少なくとも３．２：１．０、少なくとも３．４：１．０、少なくとも３．６：１．０、少なくとも３．８：１．０、又は少なくとも４．０：１．０であることができる。別の実施形態では、平均一次粒径と平均繊維直径との比（Ｇ１_Ｄ５０：Ｆｄｉａ）は、８．０：１．０以下、例えば７．５：１．０以下、７．０：１．０以下、６．５：１．０以下、６．０：１．０以下、５．５：１．０以下、５．０：１．０以下、４．８：１．０以下、４．６：１．０以下、４．４：１．０以下、４．２：１．０以下、４．０：１．０以下、３．８：１．０以下、３．６：１．０以下、３．４：１．０以下、又は３．２：１．０以下であることができる。平均一次粒径と平均繊維直径との比（Ｐ１_Ｄ５０：Ｆｄｉａ）は、先の上限と下限との任意のペアを含む範囲内であることができる。特定の実施形態では、平均一次粒径対平均繊維直径（Ｐ１_Ｄ５０：Ｆｄｉａ）は、少なくとも１．０：１．０〜８．０：１．０以下、例えば少なくとも１．２：１．０〜８．０：１．０以下の範囲である。

研磨物品は、平均強化粒径（Ｐ２_Ｄ５０）と平均繊維直径（Ｆｄｉａ）との有利な比を有することができる。一実施形態では、平均強化粒径と平均繊維直径との比（Ｐ２_Ｄ５０：Ｆｄｉａ）は、少なくとも０．１：１．０、例えば少なくとも０．２：１．０、少なくとも０．３：１．０、少なくとも０．４：１．０、少なくとも０．５：１．０、少なくとも０．６：１．０、又は少なくとも０．６５：１．０であることができる。別の実施形態では、平均強化粒径と平均繊維直径との比（Ｇ１_Ｄ５０：Ｆｄｉａ）は、０．９９：１．０以下、例えば、０．９８：１．０以下、０．９７：１．０以下、０．９６：１．０以下であることができる。平均強化粒径と平均繊維直径との比（Ｐ２_Ｄ５０：Ｆｄｉａ）は、先の上限と下限との任意のペアを含む範囲内であることができる。特定の実施形態では、平均強化粒径対平均繊維直径（Ｐ２_Ｄ５０：Ｆｄｉａ）は、少なくとも０．１：１．０〜０．９９：１．０以下の範囲である。

＜繊維サイズ＞
研磨物品は、嵩高い不織繊維のウェブを含む基材を含む。繊維は、平均繊維直径（Ｆｄｉａ）などの有益な平均繊維サイズを有することができる。一実施形態では、平均繊維直径（Ｆｄｉａ）は、少なくとも１０マイクロメートル、例えば少なくとも２０マイクロメートル、少なくとも３０マイクロメートル、少なくとも４０マイクロメートル、少なくとも５０マイクロメートル、少なくとも６０マイクロメートル、少なくとも７０マイクロメートル、少なくとも８０マイクロメートル、少なくとも９０マイクロメートル、又は少なくとも１００マイクロメートルであることができる。別の実施形態では、平均繊維直径（Ｆｄｉａ）は、５００マイクロメートル以下、例えば、４５０マイクロメートル以下、４００マイクロメートル以下、３５０マイクロメートル以下、３００マイクロメートル以下、２７５マイクロメートル以下、２５０マイクロメートル以下、２４０マイクロメートル以下、２２０マイクロメートル以下、２００マイクロメートル以下、１９０マイクロメートル以下、１８０マイクロメートル以下、１７０マイクロメートル以下、１６０マイクロメートル以下、１５０マイクロメートル以下、１４０マイクロメートル以下、１３０マイクロメートル以下、又は１２０マイクロメートル以下であることができる。平均繊維直径（Ｆｄｉａ）は、先の上限と下限との任意のペアを含む範囲内であることができる。特定の実施形態では、平均繊維直径（Ｆｄｉａ）は、１０マイクロメートル〜５００マイクロメートル、例えば５０マイクロメートル〜２５０マイクロメートルの範囲である。

代替的に、平均繊維サイズは、線密度の尺度である平均デニールで表すことができ、これは、単一のフィラメントの長さの９，０００メートルあたりのグラムの質量に相当する。例えば、２００デニールのナイロン繊維は、この繊維の９，０００メートルの重量が２００グラムであることを意味する。一実施形態では、繊維は、少なくとも１デニール、例えば少なくとも５デニール、少なくとも１０デニール、少なくとも２０デニール、少なくとも３０デニール、少なくとも４０デニール、少なくとも５０デニール、少なくとも６０デニール、少なくとも７０デニール、少なくとも８０デニール、少なくとも９０デニール、少なくとも１００デニール、又は少なくとも１１０デニールの平均線密度を有することができる。別の実施形態では、繊維は、３００デニール以下、例えば２８０デニール以下、２６０デニール以下、２４０デニール以下、２２０デニール以下、２００デニール以下、１８０デニール以下、１６０デニール以下、１４０デニール以下、又は１２０デニール以下の平均線密度を有することができる。平均線密度は、先の上限と下限との任意のペアを含む範囲内であることができる。特定の実施形態では、平均線密度は、１デニール〜２０００デニール、例えば４０デニール〜２５０デニールの範囲である。

＜平均粒径＞
一次粒子は、有益な平均粒径を有することができる。一実施形態では、平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）は、少なくとも１０マイクロメートル、例えば少なくとも２５マイクロメートル、少なくとも５０マイクロメートル、少なくとも７５マイクロメートル、少なくとも１００マイクロメートル、少なくとも１２５マイクロメートル、少なくとも１５０マイクロメートル、少なくとも１７５マイクロメートル、少なくとも２００マイクロメートル、少なくとも２２５マイクロメートル、少なくとも２５０マイクロメートル、少なくとも２７５マイクロメートル、又は少なくとも３００マイクロメートルであることができる。別の実施形態では、平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）は、１０００マイクロメートル以下、例えば９５０マイクロメートル以下、９００マイクロメートル以下、８５０マイクロメートル以下、８００マイクロメートル以下、７５０マイクロメートル以下、７００マイクロメートル以下、６５０マイクロメートル以下、６００マイクロメートル以下、５５０マイクロメートル以下、５００マイクロメートル以下、４５０マイクロメートル以下、４００マイクロメートル以下であることができる。平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）は、先の上限と下限との任意のペアを含む範囲内であることができる。特定の実施形態では、平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）は、５０マイクロメートル〜１０００マイクロメートルの範囲である。

強化粒子は、有益な平均粒径を有することができる。一実施形態では、平均強化粒径（Ｐ２_Ｄ５０）は、少なくとも５マイクロメートル、例えば少なくとも１０マイクロメートル、少なくとも２０マイクロメートル、少なくとも３０マイクロメートル、少なくとも４０マイクロメートル、少なくとも４５マイクロメートル、少なくとも５０マイクロメートル、少なくとも６５マイクロメートル、少なくとも７０マイクロメートル、少なくとも７５マイクロメートル、少なくとも８０マイクロメートル、少なくとも８５マイクロメートル、少なくとも９０マイクロメートル、少なくとも９５マイクロメートル、又は少なくとも１００マイクロメートルであることができる。別の実施形態では、平均強化粒径（Ｐ２_Ｄ５０）は、２５０マイクロメートル以下、例えば２２５マイクロメートル以下、２２０マイクロメートル以下、２００マイクロメートル以下、１９０マイクロメートル以下、１８０マイクロメートル以下、１７０マイクロメートル以下、１６０マイクロメートル以下、１５０マイクロメートル以下、１４０マイクロメートル以下、１３０マイクロメートル以下、１２０マイクロメートル以下、１１５マイクロメートル以下、又は１１０マイクロメートル以下であることができる。平均強化粒径（Ｐ２_Ｄ５０）は、先の上限と下限との任意のペアを含む範囲内にすることができる。特定の実施形態では、平均強化粒径（Ｐ２_Ｄ５０）は、５マイクロメートル〜２５０マイクロメートルの範囲である。

＜研磨粒子ブレンドの組成＞
研磨物品は、研磨粒子の有益なブレンドを含む。ブレンドは、ある量の複数の一次研磨粒子及びある量の複数の強化研磨粒子を含む。一実施形態では、研磨粒子ブレンドは、０〜８５重量％の一次研磨粒子及び１５〜１００重量％の強化研磨粒子を含むことができる。別の実施形態では、研磨粒子ブレンドは、６０〜８５重量％の一次研磨粒子及び１５〜４０重量％の強化研磨粒子を含むことができる。特定の実施形態では、研磨粒子ブレンドは、６０〜７０重量％の一次研磨粒子及び３０〜４０重量％の強化研磨粒子を含むことができる。

＜固体体積画分＞
研磨物品は、有益な固体体積画分を含むことができる。一実施形態では、固体体積画分は、研磨物品の１．０％〜４０％、例えば研磨物品の１．１％〜２０％、例えば１．２％〜１０％、例えば１．５％〜６％を含むことができる。特定の実施形態では、固体体積画分は、研磨物品の１．３％〜８％、例えば１．５％〜５．５％を含むことができる。

＜密度＞
研磨物品は有益な密度を含むことができる。一実施形態では、研磨物品の密度は、０．５ｌｂ．／１００ｉｎ^３以上、例えば０．７５ｌｂ．／１００ｉｎ^３以上、０．９ｌｂ．／１００ｉｎ^３以上、０．９５ｌｂ．／１００ｉｎ^３以上、１．０ＧＳＭ以上、又は１．０５ｌｂ．／１００ｉｎ^３以上であることができる。別の実施形態では、研磨物品の重量は、５ｌｂ．／１００ｉｎ^３以下、例えば４ｌｂ．／１００ｉｎ^３以下、３．５ｌｂ．／１００ｉｎ^３以下、３．０ｌｂ．／１００ｉｎ^３以下、２．５ｌｂ．／１００ｉｎ^３以下、２．４５ｌｂ．／１００ｉｎ^３以下、２．４ｌｂ．／１００ｉｎ^３以下、又は２．３８ｌｂ．／１００ｉｎ^３以下であることができる。研磨物品の重量は、先の上限と下限との任意のペアを含む範囲内であることができる。特定の実施形態では、研磨物品の重量は、０．８ｌｂ．／１００ｉｎ^３以上２．５ｌｂ．／１００ｉｎ^３以下、例えば１ｌｂ．／１００ｉｎ^３以上１．３ｌｂ．／１００ｉｎ^３以下、又は２ｌｂ．／１００ｉｎ^３以上２．４ｌｂ．／１００ｉｎ^３以下の範囲である。

＜研磨物品の組成＞
研磨物品は、構成成分の有益な全体組成を有することができる。一実施形態では、研磨物品は、３０〜７０重量％の研磨粒子（すなわち、研磨粒子のブレンド）、５〜３５重量％の基材（すなわち、嵩高い不織繊維のウェブ）、及び２５〜５５重量％の全ポリマーバインダ組成物（すなわち、メイクコート、サイズコート、及び存在する場合は任意のウェブバインダ及び／又はスーパーサイズコートの合計）を含むことができる。別の実施形態では、研磨物品は、３０〜７０重量％の研磨粒子、５〜３５重量％の基材、０〜１０重量％のウェブバインダ、５〜１５重量％のメイクコート、２０〜４０重量％のサイズコート及び０〜１５重量％のスーパーサイズを含むことができる。

＜研磨粒子の組成＞
強化研磨粒子は、化学組成、構造、形状、及び／又は表面処理に関して、一次研磨粒子と同じである又は異なることができる。したがって、一次研磨粒子と強化研磨粒子との区別は、特に不織ウェブ基材の繊維の平均サイズとの関連で、平均粒径に基づく。したがって、以下の「研磨粒子」への言及は、「一次研磨粒子」と「強化研磨粒子」との両方に当てはまることが理解される。

研磨粒子は、個々の粒子又はアグロメレート粒子であることができる。研磨粒子は、シリカ、アルミナ（溶融又はセラミック）、ジルコニア、ジルコニア／アルミナ酸化物、炭化ケイ素、ガーネット、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、窒化ケイ素、セリア、二酸化チタン、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、酸化スズ、炭化タングステン、炭化チタン、酸化鉄、クロミア、フリント、エメリーを含む研磨材料のいずれか１つ又は組合せを含むことができる。例えば、研磨粒子は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ガーネット、ダイヤモンド、共融合アルミナジルコニア、セリア、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、フリント、エメリー、窒化アルミナ、それらの組合せ、及びそれらのブレンドからなる群から選択され得る。

特定の実施形態では、研磨粒子は、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、又はそれらの組合せを含むことができる。

特定の実施形態では、研磨粒子は、溶融プロセスによって製造される酸化アルミニウム研磨粒子（一般に「ＡＬＯ」研磨粒子又は「溶融酸化アルミニウム」研磨粒子として知られている）を含むことができる。ＡＬＯ研磨粒子には、アルミナジルコニア溶融研磨粒子、茶色破砕性酸化アルミニウム研磨粒子、半破砕性酸化アルミニウム研磨粒子、及び白色破砕性酸化アルミニウム研磨粒子が含まれる。ＡＬＯ研磨粒子を熱処理して、研磨粒子の物理的特性及び研磨性能特性を変更できる。このような加熱処理されたＡＬＯ研磨粒子は、一般に、「加熱処理」バージョンの粒子（例えば、加熱処理された茶色破砕性酸化アルミニウム研磨粒子）と呼ばれる。

特定の実施形態では、研磨粒子は、セラミック酸化アルミニウム研磨粒子などのセラミック研磨粒子を含むことができる。セラミック酸化アルミニウム研磨粒子（ゾル−ゲル酸化アルミニウムとも呼ばれる）は、ゾル−ゲル形成プロセスによって製造されてもよい。ゾル−ゲルプロセスには、シーデッドゲルアルミナ形成プロセスが含まれる。シーデッドゲルアルミナ研磨粒子は、焼結プロセスによって製造されたセラミック酸化アルミニウム粒子であり、非常に微細なミクロ構造を有する。シーデッドゲル研磨粒子は、研磨グリットの作用点でフラットが摩耗すると鈍くなる可能性がある従来の研磨粒子よりもシャープなままである傾向がある。セラミック酸化アルミニウム粒子には、セラミック酸化アルミニウム成形研磨粒子、セラミック酸化アルミニウム粉砕研磨粒子、及びセラミック酸化アルミニウムエクスプローデッド（ｅｘｐｌｏｄｅｄ）粒子が含まれる。セラミック研磨粒子は、ドープされたセラミック研磨粒子又はドープされていない（すなわち、ドープされていない）セラミック研磨粒子であることができる。ドープされた研磨粒子は、さまざまな量でドープできる。

研磨粒子は、棒、三角形、ピラミッド、円錐、中実球、中空球などの特定の形状を有することができる。代替的に、研磨粒子はランダムな形状であってもよい。

一実施形態では、研磨粒子を表面処理することができる。一実施形態では、一次研磨粒子はシリル化することができる。別の実施形態では、表面処理は、カップリング剤によって行うことができる。カップリング剤は、アミノアルキルシラン、イソシアナトシラン、クロロアルキルシラン、又はそれらの任意の組合せから選択されるシラン含有カップリング剤であることができる。

＜不織基材の組成＞
一実施形態では、不織基材材料は、嵩高いステープル繊維で形成された三次元不織オープンウェブ材料である。ステープル繊維は、１つ以上のバインダコーティング組成物（ウェブバインダ）によって一緒に結合できる。代替的に、溶融結合などによって、ウェブバインダを必要とせずにウェブを自発的に形成することができる。溶融結合は、一緒に溶融して結合を形成する低溶融繊維と高溶融繊維との組合せを使用することを含むことができる。別の代替例では、繊維の機械的結合は、ニードリング、カーディング、又はそれらの組合せによって達成することができる。ステープル繊維は、同じである又は異なることができ、異なる線密度を有する繊維のブレンド、例えば線密度のブレンドを含むことができる。

不織基材材料は、一般に不織材料の「重量」と呼ばれる、ｇ／ｍ^２（ＧＳＭ）などの、単位面積あたりの特定の質量を有することができる。一実施形態では、不織材料の重量は、７５ＧＳＭ以上、例えば８０ＧＳＭ以上、１００ＧＳＭ以上、１５０ＧＳＭ以上、２００ＧＳＭ以上、２５０ＧＳＭ以上、３００ＧＳＭ以上又は３５０ＧＳＭ以上であることができる。別の実施形態では、不織材料の重量は、７５０ＧＳＭ以下、７００ＧＳＭ以下、６５０ＧＳＭ以下、６００ＧＳＭ以下、５５０ＧＳｍ以下、５００ＧＳＭ以下、４５０ＧＳＭ以下、４００ＧＳＭ以下、又は３９０ＧＳＭ以下であることができる。不織材料の重量は、先の上限と下限との任意のペアを含む範囲内であることができる。特定の実施形態では、不織材料の重量は、５０ＧＳＭ以上から７５０ＧＳＭ以下、例えば、８０ＧＳＭ以上から７００ＧＳＭ以下の範囲である。

不織ウェブの繊維は、有機材料、無機材料、天然材料、半合成材料、合成材料、又はそれらの組合せであることができる。繊維は、可撓性、剛性、又はそれらの組合せであることができる。繊維は、単一のタイプの繊維又は複数の異なるタイプの繊維を含むことができる。繊維は、バナナ繊維、セルロース繊維、綿繊維、亜麻繊維、麻繊維、ジュート繊維、ケナフ繊維、サイザル麻繊維、ビスコース繊維、レーヨン繊維、ポリ綿繊維、炭素繊維、ポリアラミド繊維（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｔｗａｒｏｎ（登録商標））、ポリアミド繊維（ナイロン６（ポリ（ヘキサノ−６−ラクタム））、ナイロン６，６（ポリ［イミノ（１，６−ジオキソヘキサメチレン）イミノヘキサメチレン］）、ポリアミン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリイミド繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維、又はそれらの組合せを含むことができる。繊維は、バージン繊維又は再生繊維を含むことができる。

不織ウェブの繊維は、長さが異なり得る。一実施形態では、繊維の長さは、１０ｍｍ以上、例えば２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、又は４５ｍｍ以上であることができる。別の実施形態では、繊維の長さは、９０ｍｍ以下、例えば８０ｍｍ以下、７０ｍｍ以下、６０ｍｍ以下、５０ｍｍ以下、又は４５ｍｍ以下であることができる。繊維の長さは、先の上限と下限との任意のペアを含む範囲内であることができる。特定の実施形態では、繊維の長さは、１０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲である。

＜第１のバインダ組成物−メイクコート（Ｍａｋｅ Ｃｏａｔ）＞
特定の態様では、第１のポリマーバインダ組成物２０６（一般にメイクコートとして知られている）は、単一のポリマー又はポリマーのブレンドから形成できる。第１のバインダ組成物は、エポキシ組成物、アクリル組成物、フェノール組成物、ポリウレタン組成物、尿素ホルムアルデヒド組成物、ポリシロキサン組成物、又はそれらの組合せから形成することができる。さらに、バインダ組成物は、本明細書に記載されるように、活性フィラー粒子、添加剤、又はそれらの組合せを含むことができる。

第１のバインダ組成物は一般に、研磨粒子を裏材又は柔軟なコートが存在する場合はそのような柔軟なコートに結合するポリマーマトリックスを含む。通常、第１のバインダ組成物は、硬化したバインダ配合物から形成することができる。一実施形態では、第１のバインダ配合物は、ポリマー構成成分及び分散相を含む。

第１のバインダ組成物は、ポリマーの調製のための１つ以上の反応構成要素又はポリマー構成要素を含むことができる。ポリマー構成要素は、モノマー分子、ポリマー分子、又はそれらの組合せを含むことができる。第１のバインダ配合物は、溶媒、可塑剤、連鎖移動剤、触媒、安定剤、分散剤、硬化剤、反応メディエータ及び分散液の流動性に影響を与えるための薬剤からなる群から選択される構成成分をさらに含むことができる。

ポリマー構成要素は、熱可塑性物質又は熱硬化性物質を形成することができる。例として、ポリマー構成要素は、ポリウレタン、ポリ尿素、重合エポキシ、ポリエステル、ポリイミド、ポリシロキサン（シリコーン）、重合アルキド、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ポリブタジエンを形成するためのモノマー及び樹脂、又は一般に熱硬化性ポリマーの製造用の反応性樹脂を含むことができる。別の例には、アクリラート又はメタクリラートポリマー構成要素が含まれる。前駆体ポリマー構成要素は、典型的には、硬化性有機材料（すなわち熱又は他のエネルギー源、例えば電子ビーム、紫外光、可視光などへの曝露時、又は経時的に化学触媒、水分、又はポリマーを硬化又は重合させる他の薬剤の添加時に重合又は架橋できるポリマーモノマー又は材料）であることができる。前駆体ポリマー構成要素の例には、アミノポリマー又はアミノプラストポリマーを形成するための反応性構成要素、例えばアルキル化尿素−ホルムアルデヒドポリマー、メラミン−ホルムアルデヒドポリマー及びアルキル化ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒドポリマー；アクリラート及びメタクリラートポリマーを含むアクリラートポリマー、アルキルアクリラート、アクリル化エポキシ、アクリル化ウレタン、アクリル化ポリエステル、アクリル化ポリエーテル、ビニルエーテル、アクリル化油、又はアクリル化シリコーン；アルキドポリマー、例えばウレタンアルキドポリマー；ポリエステルポリマー；反応性ウレタンポリマー；フェノール性ポリマー、例えばレゾール及びノボラックポリマー；フェノール／ラテックスポリマー；エポキシポリマー、例えばビスフェノールエポキシポリマー；イソシアナート；イソシアヌラート；アルキルアルコキシシランポリマーを含むポリシロキサンポリマー；又は反応性ビニルポリマーを含む。バインダ配合物は、モノマー、オリゴマー、ポリマー、又はそれらの組合せを含むことができる。特定の実施形態では、バインダ配合物は、硬化する場合に架橋することができる少なくとも２つのタイプのポリマーのモノマーを含む。例えば、バインダ配合物は、硬化する場合にエポキシ／アクリルポリマーを形成するエポキシ構成要素及びアクリル構成要素を含むことができる。

一実施形態では、メイクコートはフィラーを含まない。別の実施形態では、メイクコートはフィラー粒子を含むことができる。特定の実施形態では、メイクコートは、ポリマーフェノール組成物、ポリマーポリエステル組成物、又はそれらの組合せを含む。特定の実施形態では、メイクコートは、ポリマーフェノール及びポリエステル組成物を含む。特定の実施形態では、メイクコートは、ポリマーポリエステル組成物を含む。

＜第２のバインダ−サイズコート（Ｓｉｚｅ Ｃｏａｔ）＞
上記のように、研磨物品１００は、第１のバインダ組成物２０６（メイクコート）及び研磨粒子のブレンド（２１０、２１２）上に配設された第２のバインダ組成物２０８（サイズコート）を含むことができる。第２のバインダ組成物２０８は、第１のバインダ組成物と同じである又は異なることもできる。第２のバインダ組成物は、１つ以上の添加剤又はフィラーを含むことができる。

一実施形態では、第２のバインダ組成物（サイズコート）はフィラーを含まない。別の実施形態では、サイズコートは、フィラー粒子を含むことができる。特定の実施形態では、サイズコートは、ポリマーフェノール組成物、ポリマーポリエステル組成物、ポリマーエポキシ組成物、又はそれらの組合せを含む。特定の実施形態では、サイズコートは、ポリマーエポキシ及びポリエステル組成物を含む。特定の実施形態では、メイクコートは、ポリマーポリエステル組成物を含む。

＜第３のバインダ−ウェブバインダ（Ｗｅｂ Ｂｉｎｄｅｒ）＞
上記のように、研磨物品１００は、第１のバインダ組成物２０６（メイクコート）の下の繊維２０２上に配設された第３のバインダ組成物２０４（ウェブバインダ）を含むことができる。第３のバインダ組成物２０２は、第１のバインダ組成物及び第２のバインダ組成物と同じである又は異なることができる。第３のバインダ組成物は、１つ以上の添加剤又はフィラーを含むことができる。

一実施形態では、第３のバインダ組成物（ウェブバインダ）は、フィラーを含まない。別の実施形態では、サイズコートは、フィラー粒子を含むことができる。特定の実施形態では、ウェブバインダは、ポリマーアクリル組成物、例えばラテックスアクリル組成物、ポリマーメラミンホルムアルデヒド組成物、又はそれらの組合せを含む。

＜第４のバインダ組成物−スーパーサイズコート（Ｓｕｐｅｒｓｉｚｅ Ｃｏａｔ）＞
前述のように、研磨物品１００は、任意に、サイズコート２０８上に配設されたスーパーサイズコート（図示せず）を含むことができる。スーパーサイズコートは、メイクコート２０６及びその上に配設されたサイズコート２０８と同じである又は異なることができる。別の態様では、スーパーサイズコートは、ステアラート、例えば金属ステアラート、例えばステアリン酸亜鉛を含むことができる。

＜第５のバインダ組成物−スプレーミックス（Ｓｐｒａｙ Ｍｉｘ）＞
前述のように、研磨物品１００は、メイクコート２０６上に配設されたスプレーミックス組成物（図示せず）を任意に含むことができる。代替的に、メイクコートがまだ硬化していない場合は、スプレーミックスをメイクコートの上に塗布でき、これにより、硬化時に混合相（やや完全に散在する）又は分離相（個別の層）が製造できる。スプレーミックスは、メイクコート２０６及びサイズコート２０８と同じである又は異なることができる。特定の実施形態では、スプレーミックスは、ポリマーアクリル組成物、例えばラテックスアクリル組成物、ポリマーメラミンホルムアルデヒド組成物、又はそれらの組合せを含む。

＜添加剤＞
特定の態様では、第１のバインダ組成物２０６（メイクコート）、第２のバインダ組成物２０８（サイズコート）、又はスーパーサイズコート層１２２は、１つ以上の添加剤を含むことができる。適切な添加剤には、例えば、研削助剤、繊維、潤滑剤、湿潤剤、チキソトロープ材料、界面活性剤、増粘剤、顔料、染料、帯電防止剤、カップリング剤、可塑剤、懸濁剤、ｐＨ調整剤、接着促進剤、潤滑剤、殺菌剤、防カビ剤、難燃剤、脱ガス剤、防塵剤、二元機能材料、開始剤、連鎖移動剤、安定剤、分散剤、反応メディエータ、着色剤及び消泡剤を含むことができる。これらの添加剤材料の量は、所望の特性を提供するように選択することができる。これらの任意の添加剤は、本開示の実施形態によるコーティングされた研磨製品のシステム全体の任意の部分に存在することができる。適切な研削助剤は、無機系、例えばハロゲン化物塩、例えば氷晶石、ウォラストナイト、及びフルオロホウ酸カリウム又は有機系、例えばラウリル硫酸ナトリウム若しくは塩素化ワックス、例えばポリビニルクロリドであることができる。一実施形態では、研削助剤は、環境的に持続可能な材料であることができる。

＜実施形態＞
実施形態１．
嵩高い（ｌｏｆｔｙ）不織繊維のウェブを含む基材、
不織繊維上に配設された第１のポリマーバインダ（「メイク」（“ｍａｋｅ”））組成物、及び
ポリマーバインダ上に配設された研磨粒子のブレンドを含む研磨物品であって、
繊維は平均繊維直径（Ｆｄｉａ）を有し、
ブレンドは、平均繊維直径以上の平均粒径（Ｐ１_Ｄ５０）を有する複数の第１の研磨粒子（「一次粒子」（“ｐｒｉｍａｒｙ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ”））を含み、
ブレンドは、平均繊維直径よりも小さい平均粒径（Ｐ２_Ｄ５０）を有する複数の第２の研磨粒子（「強化粒子」（“ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ”））を含む、研磨物品。

実施形態２．研磨粒子のブレンド及び繊維上に配設された第２のポリマーバインダ（「サイズコート」（“ｓｉｚｅ ｃｏａｔ”）））をさらに含む、実施形態１の研磨物品。

実施形態３．繊維上に配設され、繊維同士を接着して嵩高い不織繊維のウェブを形成する第３のポリマーバインダ（「ウェブバインダ」（“ｗｅｂ ｂｉｎｄｅｒ”）））をさらに含み、第３のポリマーバインダが繊維と、第１のポリマーバインダ（「メイク」）組成物との間に配設される、実施形態２の研磨物品。

実施形態４．平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）と平均繊維直径（Ｆｄｉａ）との比が、少なくとも１．０：１．０である、実施形態１の研磨物品。

実施形態５．平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）と平均繊維直径（Ｆｄｉａ）との比が、８．０：１．０以下である、実施形態１の研磨物品。

実施形態６．平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）と平均繊維直径（Ｆｄｉａ）との比が、１．０：１．０〜８．０：１．０の範囲である、実施形態１の研磨物品。

実施形態７．平均強化粒径（Ｐ２_Ｄ５０）と平均繊維直径（Ｆｄｉａ）との比が、少なくとも０．１：１．０である、実施形態１の研磨物品。

実施形態８．平均強化粒径（Ｐ２_Ｄ５０）と平均繊維直径（Ｆｄｉａ）との比が、０．９９：１．０以下である、実施形態１の研磨物品。

実施形態９．平均強化粒径（Ｐ２_Ｄ５０）と平均繊維直径（Ｆｄｉａ）との比が、０．１：１．０〜０．９９：１．０の範囲である、実施形態１の研磨物品。

実施形態１０．平均繊維直径（Ｆｄｉａ）が、少なくとも１０マイクロメートルである、実施形態１の研磨物品。

実施形態１１．平均繊維直径（Ｆｄｉａ）が、５００マイクロメートル以下である、実施形態１の研磨物品。

実施形態１２．平均繊維直径（Ｆｄｉａ）が、１０マイクロメートル〜５００マイクロメートルの範囲である、実施形態１の研磨物品。

実施形態１３．平均繊維直径（Ｆｄｉａ）が、少なくとも１デニールである、実施形態１の研磨物品。

実施形態１４．平均繊維直径（Ｆｄｉａ）が、３００デニール以下である、実施形態１の研磨物品。

実施形態１５．平均繊維直径（Ｆｄｉａ）が、１デニール〜３００デニールの範囲である、実施形態１の研磨物品。

実施形態１６．平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）が、少なくとも３０マイクロメートルである、実施形態１の研磨物品。

実施形態１７．平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）が、１０００マイクロメートル以下である、実施形態１の研磨物品。

実施形態１８．平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）が、３０マイクロメートル〜１０００マイクロメートルの範囲である、実施形態１の研磨物品。

実施形態１９．平均強化粒径（Ｐ２_Ｄ５０）が、少なくとも５マイクロメートルである、実施形態１の研磨物品。

実施形態２０．平均強化粒径（Ｐ１_Ｄ５０）が、２５０マイクロメートル以下である、実施形態１の研磨物品。

実施形態２１．平均強化粒径（Ｐ１_Ｄ５０）が、５マイクロメートル〜２５０マイクロメートルの範囲である、実施形態１の研磨物品。

実施形態２２．研磨粒子ブレンドが、
０〜８５重量％の一次研磨粒子、及び
１５〜１００重量％の強化研磨粒子を含む、実施形態１の研磨物品。
２３．研磨粒子ブレンドが、
６０〜８５重量％の一次研磨粒子、及び
１５〜４０重量％の強化研磨粒子を含む、請求項１の研磨物品。

実施形態２３．研磨物品が、
３０〜７０重量％の研磨粒子（すなわち、研磨粒子のブレンド）、
５〜３５重量％の基材（すなわち、嵩高い不織繊維のウェブ）、及び２５〜５５重量％の全ポリマーバインダ組成物（すなわち、メイクコート、サイズコート、及び存在する場合は任意のウェブバインダ及び／又はスーパーサイズコートの合計）を含む、実施形態１の研磨物品。

実施形態２４．研磨物品が、
３０〜７０重量％の研磨粒子（すなわち、研磨粒子のブレンド）、
５〜３５重量％の基材（すなわち、嵩高い不織繊維のウェブ）、
０〜１０重量％のウェブバインダ、
５〜１５重量％のメイクコート、
２０〜４０重量％のサイズコート、及び
０〜１５重量％のスーパーサイズを含む、実施形態３の研磨物品。

実施形態２５．一次研磨粒子が、アルミナ、アルミナジルコニア、炭化ケイ素、立方晶窒化ホウ素、ダイヤモンド、又はそれらの組合せを含む、実施形態１の研磨物品。

実施形態２６．強化研磨粒子の組成が、一次研磨粒子の組成と同じである、実施形態１の研磨物品。

実施形態２７．繊維が、バナナ繊維、セルロース繊維、綿繊維、亜麻繊維、麻繊維、ジュート繊維、ケナフ繊維、サイザル麻繊維、ビスコース繊維、レーヨン繊維、ポリ綿繊維、炭素繊維、ポリアラミド繊維（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｔｗａｒｏｎ（登録商標））、ポリアミド繊維（ナイロン６（ポリ（ヘキサノ−６−ラクタム））、ナイロン６，６（ポリ［イミノ（１，６−ジオキソヘキサメチレン）イミノヘキサメチレン］）、ポリアミン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリイミド繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維、又はそれらの組合せを含む、実施形態１の研磨物品。

実施形態２８．基材がエアレイドである、実施形態１の研磨物品。

実施形態２９．繊維が、１０〜９０ｍｍの範囲の長さを有するステープル繊維である、実施形態１の研磨物品。

実施形態３０．基材が、８０〜７００ＧＳＭ（６〜４６ｌｂ／ｒｅａｍ）の重量を有する、実施形態１の研磨物品。

実施形態３１．研磨物品の製造方法であって、
嵩高い不織繊維のウェブを形成する工程、
第１のポリマーバインダ前駆体をウェブ上に配設する工程、
一次研磨粒子及び強化研磨粒子のブレンドを第１のバインダ前駆体上に配設する工程、
第２のポリマーバインダ前駆体を研磨粒子と第１のバインダ前駆体とのブレンド上に配設する工程、及び
バインダ前駆体を硬化させて研磨物品を形成する工程を含む、方法。

実施形態３２．一次研磨粒子及び強化研磨粒子のブレンドが、複数の一次研磨粒子と複数の強化研磨粒子を一緒に混合することによって形成される、実施形態３１の方法。

実施形態３３．ブレンドを配設することが重力による配設を含む、実施形態３２の方法。

実施形態３４．研磨物品が、回旋状研磨ホイール、一体型研磨ホイール、又は研磨ハンドパッドを含む、実施形態１の研磨物品。

Ａ．研磨材ブレンドの調製
複数の２つの研磨粒子を一緒に混合することにより、研磨粒子のサンプルブレンドを調製した。サンプルブレンド及びコントロールについては、以下の表１で記載する。グリットサイズＡＮＳＩ６０は直径２５０ミクロンに等しく、ＡＮＳＩ１２０は直径１０６ミクロンに等しい。

Ｂ．研磨ホイールの調製
不織基材（嵩高い不織繊維）が提供された。不織基材は、エアレイド（Ｒａｎｄｏ−Ｗｅｂｂｅｒ機械）、ポリアミド（ナイロン６，６）、平均直径１１１ミクロン及び平均線密度１００デニールの０．５〜２．５インチの長さのステープル繊維の基材を含んでいた。不織ウェブのエアレイド繊維は、アクリルウェブバインダ組成物と一緒に結合された。不織基材は多孔性及び柔軟性であり、均一な布重量（繊維重量及びウェブバインダ重量）、２００〜３００ｇｓｍで、固体体積画分（ＳＶＦ）は１．５〜３．５の範囲であった。

ポリマーのメイクコートバインダ組成物（ポリウレタン組成物）を、不織ウェブの上及び全体に配設した。上述のように、研磨粒子のブレンド（Ｓ１）を、重力コーティングにより、不織ウェブのメイクコート及び繊維上に配設した。特に、研磨粒子の堆積が重力コーティングによって達成されたとしても、粗い−微細研磨粒子の顕著な分離はなかった（すなわち、研磨粒子のブレンドはウェブ上及びウェブ全体によく分散されていた）。

ポリマースプレー混合物組成物（フェノール組成物）をメイクコート及び研磨粒子の上に塗布した。次に、メイクコート及びスプレー混合物組成物を硬化させた。

次に、サイズコート組成物（ポリウレタン組成物）をスプレー混合物組成物の上に塗布した。次に、サイズコート組成物を硬化させて、完成した単層シート不織研磨物品を形成した。コーティングされたウェブをオーブンに通し、メイクコート及びサイズコートを硬化させ、完成した単層シート不織研磨物品を形成した。

次に、不織研磨材の単層シートを、接着剤組成物（エポキシ組成物）で不織研磨シートの両面をコーティングし、不織研磨材シートをスパイラル様式で中央コア（「ハブ」）に巻き付けて、接着剤を硬化させ、次いで回旋状研磨ホイールに形成するためにスライスすることによって回旋状研磨ホイールに形成した。

Ｓ１研磨ホイールについて上述したプロセスを繰り返して、各研磨粒子ブレンド、コントロール、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４の研磨ホイールを構築した。研磨ホイール間の唯一の違いは、研磨粒子ブレンドの組成であった。

Ｃ．研磨性能試験
コントロール研磨ホイール（コントロール）及びサンプル研磨ホイールＳ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４を使用して、研磨性能試験を実施した。鋼の試験ワークピースに対して、低圧（７ｌｂ．デッドウェイト）のオフハンド研削を２７００ｒｐｍで１０分のサイクルで実施した。ワークピースから除去された材料の総量（平均カット：Ａｖｅｒａｇｅ ｃｕｔ）、研磨ホイールから失われた材料の総量（平均シェッド：Ａｖｅｒａｇｅ Ｓｈｅｄ）、及び研削比（平均カット／平均シェッド）が記録された。試験結果を以下の表２及び図９〜１１に示す。

驚くべきことに、平均総カットの傾向は、ブレンド中の小さなサイズの強化研磨粒子のパーセンテージ（％ＡＮＳＩ１２０）と相関していない。代わりに、傾向線（図９）で示されているように、カットは最初はＳ１及びＳ２で低下するが、次いで平均カットはＳ３及びＳ４で驚くほど増加する。さらに、より小さなサイズの強化研磨粒子の平均のシェッド及びパーセンテージは、間接的な関係を示す。ここでも驚くべきことに、すべてのサンプルＳ１〜Ｓ４の研削比は、コントロールの研削比よりも大きかった。サンプルのコントロールに対する研削比は、Ｓ１の１２９％の下限からＳ４の２６５％の上限まで変化した。

２Ａ．追加の研磨材ブレンドの調製
炭化ケイ素研磨粒子の追加のサンプルブレンドは、複数の２つの異なるサイズの炭化ケイ素研磨粒子を一緒に混合することによって調製された。サンプルブレンド及びコントロールを以下の表３に記載する。ＡＮＳＩグリットサイズ及び同等の平均直径（マイクロメートル）を示す。

２Ｂ．研磨ホイールの調製−「低」密度
例２Ａの研磨材ブレンド調製物を使用して、不織研磨ホイールを調製した。不織基材（嵩高い不織繊維）が提供された。不織基材は、エアレイド（Ｒａｎｄｏ−Ｗｅｂｂｅｒ機械）、ポリアミド（ナイロン６，６）、平均直径１１１ミクロン及び平均線密度１００デニールの０．５〜２．５インチの長さのステープル繊維を含んでいた。不織ウェブのエアレイド繊維は、ラテックスアクリルウェブバインダ組成物と一緒に結合された。不織基材は多孔性で柔軟性があり、２００〜３００ｇｓｍの範囲の均一な布重量（繊維重量及びウェブバインダ重量）及び１．５〜３．５の範囲の固体体積画分（ＳＶＦ）を有していた。

ポリマーのメイクコートバインダ組成物（ポリウレタン組成物）を、不織ウェブの上及び全体に配設した。上述のように、研磨粒子のブレンド（コントロール２）を、重力コーティングにより、不織ウェブのメイクコート及び繊維上に配設した。特に、研磨粒子の堆積が重力コーティングによって達成されたとしても、粗い−微細研磨粒子の顕著な分離はなかった（すなわち、研磨粒子のブレンドはウェブ上及びウェブ全体によく分散されていた）。次に、メイクコートバインダ組成物を硬化させた。

ポリマースプレー混合物組成物（フェノール組成物）をメイクコート及び研磨粒子の上に塗布した。次に、メイクコート及びスプレー混合物組成物を硬化させた。

次に、サイズコート組成物（ポリウレタン組成物）をスプレー混合物組成物の上に塗布した。次に、サイズコート組成物を硬化させて、完成した単層シート不織研磨物品を形成した。

次に、不織研磨材の単層シートを、接着剤組成物（エポキシ組成物）で不織研磨シートの両面をコーティングし、不織研磨材シートをスパイラル様式で中央コア（「ハブ」）に巻き付けて、接着剤を硬化させ、次いで回旋状研磨ホイールに形成するためにスライスすることによって回旋状研磨ホイールに形成した。

コントロール２研磨ホイールについて上述したプロセスを繰り返して、各研磨粒子ブレンド、Ｓ５〜Ｓ７、コントロール３、Ｓ８〜Ｓ１０、コントロール４及びＳ１１〜Ｓ１３の研磨ホイールを構築した。研磨ホイールの構造間の唯一の違いは、研磨粒子ブレンドの組成であった。得られた研磨ホイールはすべて、１．０〜１．２ｌｂ．／１００ｉｎ^３の範囲の「低」密度を有していた。回旋状研磨ホイールの特性を表４に記載する。

２Ｃ．研磨ホイールの調製−「高」密度
例２Ａの研磨材ブレンド調製物を使用して、回旋状不織研磨ホイールを調製した。これらの不織研磨ホイールは、結果として得られた研磨ホイールがすべて２．１〜２．４ｌｂ．／１００ｉｎ^３の範囲の「高」密度であったことを除いて、上記の例２Ｂと同じ材料及び手順を使用して調製された。回旋状研磨ホイールの特性を表５に記載する。

２Ｄ．研磨性能試験−リング試験
例２Ｂ、表４及び表５のコントロール及びサンプル研磨ホイールは、研磨性能試験に供された。リング試験は、低圧（７ｌｂ．）にて２７００ｒｐｍで１０分間のサイクルにおいて、各研磨ホイールのステンレス鋼（ＳＳ３０４）ワークピースに対して行われた。ワークピースから除去された材料の総量（平均カット）、研磨ホイールから失われた材料の総量（平均シェッド）、及び研削比（平均カット／平均シェッド）が記録され、試験結果を以下の表６及び図１２〜１４に示した。算術平均粗さ（Ｒａ）及び平均ピーク幅（ＲＳｍ）の表面粗さ測定（リング上の８点）も測定され、試験結果が表７及び図１５〜図１６に示される。

研磨性能及び表面仕上げのデータは、驚くべき有益な結果を示す。研磨性能データは、強化グレイン（Ｇｒ）がカット量を減らす傾向があるが、驚くべきことに、研削中にホイールからこぼれる材料の量が大幅に減少するような程度に基材を強化し、予想外に著しく高く、有益な研削性能（Ｇ比）を生じることを示している。分かるように、一次グリットが大きいほど（すなわち、一次粒子が大きいほど）、二次粒子の強化効果はより大きくなるように見える。したがって、Ｇ比の増加は、ウェブ繊維の直径よりも小さい強化粒子を追加することによって生じるように見える。表面仕上げデータに関して、予想外に、強化グリットは表面仕上げ性能を妨げず、完成品の視覚的外観に影響を与えなかったことが注目された。これは、より小さな粒子を導入すると、より大きな一次研磨粒子によって生成される粗さの均一性（すなわち、スクラッチのサイズ及び深さ）が妨げられると予想されるため、予想外であった。言い換えると、小さい粒子は、大きな粒子が生成する平均のスクラッチ／粗さの値（Ｒａ、ＲＳｍ）を乱し、それらとは大きく異なる微細なスクラッチの深さ／パターンを作成することが予想されたが、これはそうではなかった。

Claims (15)

1. 嵩高い不織繊維のウェブを含む基材、
   前記不織繊維上に配設された第１のポリマーバインダ（「メイク」）組成物、及び
   前記ポリマーバインダ上に配設された研磨粒子のブレンド
   を含む研磨物品であって、
   前記繊維は平均繊維直径（Ｆｄｉａ）を有し、
   前記ブレンドは、前記平均繊維直径以上の平均粒径（Ｐ１_Ｄ５０）を有する複数の第１の研磨粒子（「一次粒子」）を含み、
   前記ブレンドは、前記平均繊維直径よりも小さい平均粒径（Ｐ２_Ｄ５０）を有する複数の第２の研磨粒子（「強化粒子」）を含む、研磨物品。
2. 前記研磨粒子のブレンド及び前記繊維上に配設された第２のポリマーバインダ（「サイズコート」）をさらに含む、請求項１に記載の研磨物品。
3. 前記繊維上に配設され、前記繊維同士を接着して嵩高い不織繊維のウェブを形成する第３のポリマーバインダ（「ウェブバインダ」）をさらに含み、前記第３のポリマーバインダが、前記繊維と、前記第１のポリマーバインダ（「メイク」）組成物との間に配設される、請求項２に記載の研磨物品。
4. 前記平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）と前記平均繊維直径（Ｆｄｉａ）との比が、１．０：１．０〜８．０：１．０の範囲である、請求項１に記載の研磨物品。
5. 前記平均強化粒径（Ｐ２_Ｄ５０）と前記平均繊維直径（Ｆｄｉａ）との比が、０．１：１．０〜０．９９：１．０の範囲である、請求項１に記載の研磨物品。
6. 前記平均繊維直径（Ｆｄｉａ）が、１０マイクロメートル〜５００マイクロメートルの範囲である、請求項１に記載の研磨物品。
7. 前記平均繊維直径（Ｆｄｉａ）が、１デニール〜３００デニールの範囲である、請求項１に記載の研磨物品。
8. 前記平均一次粒径（Ｐ１_Ｄ５０）が、３０マイクロメートル〜１０００マイクロメートルの範囲である、請求項１に記載の研磨物品。
9. 前記平均強化粒径（Ｐ１_Ｄ５０）が、５マイクロメートル〜２５０マイクロメートルの範囲である、請求項１に記載の研磨物品。
10. 前記研磨粒子ブレンドが、
    ０〜８５重量％の一次研磨粒子、及び
    １５〜１００重量％の強化研磨粒子
    を含む、請求項１に記載の研磨物品。
11. 前記研磨粒子ブレンドが、
    ６０〜８５重量％の一次研磨粒子、及び
    １５〜４０重量％の強化研磨粒子
    を含む請求項１に記載の研磨物品。
    ２４．前記研磨物品が、
    ３０〜７０重量％の研磨粒子（すなわち、前記研磨粒子のブレンド）、
    ５〜３５重量％の基材（すなわち、前記嵩高い不織繊維のウェブ）、及び２５〜５５重量％の全ポリマーバインダ組成物（すなわち、メイクコート、サイズコート、及び存在する場合は任意のウェブバインダ及び／又はスーパーサイズコートの合計）を含む、請求項１に記載の研磨物品。
12. 前記研磨物品が、
    ３０〜７０重量％の研磨粒子（すなわち、前記研磨粒子のブレンド）、
    ５〜３５重量％の基材（すなわち、前記嵩高い不織繊維のウェブ）、
    ０〜１０重量％のウェブバインダ、
    ５〜１５重量％のメイクコート、
    ２０〜４０重量％のサイズコート、及び
    ０〜１５重量％のスーパーサイズを含む、請求項３に記載の研磨物品。
13. 前記一次研磨粒子が、アルミナ、アルミナジルコニア、炭化ケイ素、立方晶窒化ホウ素、ダイヤモンド、又はそれらの組合せを含む、請求項１に記載の研磨物品。
14. 前記強化研磨粒子の組成が、前記一次研磨粒子の組成と同じである、請求項１に記載の研磨物品。
15. 前記繊維が、バナナ繊維、セルロース繊維、綿繊維、亜麻繊維、麻繊維、ジュート繊維、ケナフ繊維、サイザル麻繊維、ビスコース繊維、レーヨン繊維、ポリ綿繊維、炭素繊維、ポリアラミド繊維（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｔｗａｒｏｎ（登録商標））、ポリアミド繊維（ナイロン６（ポリ（ヘキサノ−６−ラクタム））、ナイロン６，６（ポリ［イミノ（１，６−ジオキソヘキサメチレン）イミノヘキサメチレン］）、ポリアミン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリイミド繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維、又はそれらの組合せを含む、請求項１に記載の研磨物品。
    
    

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