JP4004067B2 - 不織研磨材料ロール - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、表面調整製品、特に嵩高性不織研磨物品を含む表面調整シートに関する。研磨物品は、ロール状で使用者に提供されることが可能である。ロール材料は、ロールをらせん状に巻かれた形状に維持するほど十分に互いに絡み合うが、ロールの巻きもどしを可能にするほどに分離可能な表面を有する。ロールには貫通孔が備えられ、シートの分離および離脱を可能にする。
米国特許第２，９５８，５９３号明細書に規定され、ミネソタ州セントポールのミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ）より”ＳＣＯＴＣＨ−ＢＲＩＴＥ”の商品名で販売されている種類の低密度研磨製品は、表面処理製品としてかなりの販売成績をあげた。この種類の研磨製品は、一般的には、マット状に形成され、樹脂状結合剤および研磨剤を含浸させてあるけん縮短繊維から形成される。この材料については、多数の機能を提供する多様な種類のものが購入できる。この材料は、回転軸に固定するための円盤状もしくは車輪状、ベルト、床処理パッドなどの仕上げ装置のためのパッド、またはハンドパッドとして使用するためのシート状として形成されることもある。この後者に関しては、剥離作業、スカッフィング作業、清浄作業または仕上げ作業などの表面仕上げ用途におけるハンドパッドとして使用されるために、カットシートが提供されている。このようなシートは、切り出し形状で使用者に提供されたり、個別に販売されたり、積み重ねられた形状で包装された。このような不織研磨材料はまた、一般に（ダンボール芯などの）支持芯に巻き付けられたロール状で購入可能で、長い不織材料を望ましい長さに切断して、ロールから離脱されるだろう。
使用の際には、不織研磨材料ハンドパッドは、（多くの場合）望ましい表面調整製品としてスチールウールパッドに代わって使用されるようになった。スチールウールパッドからは、多数の問題（例えば、仕上げ不備、さびによるしみまたは厄介な、または有害な破片が使用者の指にささるなど）に至ることがある金属粒子が使用中に落ちる。また、スチールウールパッドは使用中にもつれたり、裂ける傾向があり、研磨性および取り扱い特性の点で不均一になる。しかしながら、従来の不織研磨材料ハンドパッドより優れたスチールウールパッドの利点は、その適合性であった。使用者は、特定の用途に応じて、スチールウールパッドを望ましい形状に形作る（例えば、折り曲げる、または形状をつくる）ことができ、パッドはその全体的な形を維持した。従来の不織研磨材料ハンドパッドは、粒子が落ちるという問題を生じてはいないが、使用者にとって好適な適合性を有さず、折り曲げられた形状または丸められた形状を維持することができなかった。従来の不織研磨材料パッドの使用面は性質的には粗面（すなわち、研磨可能である）であるが、互いに接触して絡み合ったり、接着することはない。このような特徴と従来の不織研磨材料の厚さ、堅さおよび重量を合わせると、このような材料は折り曲げられた形状または丸められた形状を維持できなかった。従来の不織研磨材料ハンドパッドより優れたスチールウールの別の利点は、研磨された表面に望ましい支持力比を提供する一方、微細な表面仕上げを達成する能力であった。
上記のように、従来の不織研磨材料は、分離されたハンドパッド状またはロール状でのみ使用者に提供されてきた。このような不織研磨材料を製造して、分離されたハンドパッドを形成する過程において、（第１図のウェブ１１などの）不織研磨材料の長手軸方向に延在するウェブを形成し、１３の位置で横方向に連続的に切断して、多数の中間のウェブ断片１５を形成することは周知である。次いで各ウェブ断片１５を多数の分離線１７に沿って長手軸方向に分断し、多数のパッド部材１９を形成する。各線１７の位置での分断は完全ではなく（不織材料の数本の繊維状物が隣接するパッド部材１９の間に切断されずに残存される）、その結果パッド部材１９はウェブ断片２１とつながったままである。各ウェブ断片２１は、２３で示すように、数個のウェブ断片２１を積み重ねるステップを含む、１つ以上の製造ステップでさらに処理されてもよい。パッド部材１９の隣接する積み重ね物２５を相対的に垂直方向に移動することにより分離して（例えば、矢印２７および２９を参照）、同一ウェブ断片２１の隣接するパッド部材１９をつないでいる不織材料の数本の繊維状物を切断し、中間積み重ね物２５を形成する。パッド部材１９の各分離積み重ね物２５は、次いで使用者への流通のためにさらに処理され、包装されて、使用者のもとで各パッド部材１９は分離した不織研磨ハンドパッドを形成する。
フィンランドの会社であるミルカ（Ｍｉｒｋａ）社は、”ＭＩＲＬＯＮ”の商標で、ロール状の従来の不織研磨材料を販売しており、材料ロール（自己による絡み合いはない）は使用者に届けられる収縮包装で包まれる。ロールの隣接する中心軸のところから、ロールの最も内側の巻きから不織研磨材料を巻きもどし、適当な望ましい長さの断片に切断することにより、不織研磨材料をロールから離脱する。
発明の開示
本発明は、嵩高性不織研磨表面処理材料を、包装、配送および分与するための改良手段を提供する。このような材料の長手軸方向に延在するウェブは、使用者が、容易に且つ連続的に、ウェブを研磨表面処理材料の多数のシートに分離することを可能にするため、ウェブの長手軸方向に間隔を置いて配置され、且つ横方向に配置される多数の脆弱化された部分を提供することにより、改良される。好ましい実施態様において、各脆弱化された部分は、ウェブを貫通して形成される貫通孔により規定される。
嵩高性不織研磨表面処理材料ロールは、不織材料をらせん状に巻かれた形状を維持するほど十分に互いに絡み合うが、ロールから材料の巻きもどしを可能にするほど十分に絡み合いがとけ得る対向面を有する不織材料の連続的な巻き物の状態で、自己結合しているロールを形成することにより、改良される。このような表面特性を有する不織材料は望ましい形状に折り曲げられたり、丸められることが可能であり、即座に勢いよく開いて平坦な状態に至ることなく、このような形状を維持する。このように、このような材料の１枚のシートは、使用者が望む形状に適合されることが可能である。
好ましい実施態様において、不織研磨材料は自身を中心としてらせん状に巻かれ、芯を備えないロールが形成される。材料は、隣接する最も内側の巻きから、ロールから巻きもどされるか、または離脱され、保護用被覆物はロールの最も外側の巻きの周囲に配置される。好ましくは、被覆物は収縮包装方法により形成され、望ましい場合には、製品識別用印を備えてもよい。
別の好ましい実施態様において、不織研磨物品は、Ｒａ値が１０マイクロインチより小さく、支持力比が１５乃至６０パーセント、さらに好ましくは１５乃至５０パーセント、さらにもっと好ましくは１５乃至４０パーセントである表面仕上げを与える研磨粒子大きさおよび分布を有する。このような不織研磨物品は、例えば引き続いて実施されるコーティング塗布の前の自動車のスカッフィング仕上げのために特に好適である。
【図面の簡単な説明】
本発明は添付の図面を参照にしてさらに詳細に説明され、図中、同じ参照数字は対応する成分を識別する。
第１図は、不織研磨材料ハンドパッドを製造するための従来の方法の１部分の略図である。
第２図は、本発明の開示内容により、横方向に貫通孔が形成されて断片を形成する、不織材料ロールの等角図である。
第３図は、ロールを保持し、容易に連続的なシートを分与するためのディスペンサーに配置された、第２図のロールの等角図である。
第４図は、使用するために、ロールから分離され、折り曲げられたシートの等角図である。
第５図は、使用するために、ロールから分離され、くしゃくしゃに丸められたシートの等角図である。
第６図は、保護用被覆物に包まれた、第２図のロールの等角図である。
上記の図面の特徴は好ましい実施態様を記載するが、考察に記載するように、本発明の他の実施態様も熟考される。本開示内容は、表示の方法として、本発明の例示的な実施態様を示すものであり、制限するものではない。本発明の原則の範囲および精神から逸脱しない、多数の他の修正および実施態様が当業者により工夫されることが可能である。図面の図は表示を明確にするために所与の特徴を拡大したり、強調するために必要な縮尺で製図されていない。
好ましい実施態様の詳細な説明
第２図は、本発明に関連して使用されるために形成し、形作った不織研磨表面処理材料ロールを示す。以下に詳細に説明されるように、不織研磨材料は、最初に長手軸方向のウェブ３０として形成され、次いで横方向に配置される軸に対してらせん状に巻かれて、ロール３２として形作られる。ウェブ３０は、一般に成形の際には一体成形され、貫通孔３４により示されるようにウェブに一定の間隔を置いて脆弱化された部分を備える。不織研磨材料の個々のシートまたは断片３６は、それぞれの貫通孔３４に沿って連続的にロール３２から分離されることが可能である。
第２図からわかるように、ロール３２は芯を備えない（すなわち、使用者に提供される最終形状において、ロール３２を中心で支持する芯または他の材料の中心心棒がない）。中心の円筒形の空間または開口部３８は、ロール３２の最も内側の巻きに常に隣接しており、内部（すなわち、最も内側の巻きの不織研磨材料）を利用することが可能となる。第３図からわかるように、シート３６は、好ましくは、中心取り出し（ｃｅｎｔｅｒ−ｐｕｌｌ）方式または中心供給（ｃｅｎｔｅｒ−ｆｅｅｄ）方式で、ロールの最も内側の巻きの終末部から連続的に離脱されて、ロール３２から分離される。ディスペンサー４０は、ロール３２を取り巻く少なくとも１つの側壁４２とロール３２を取り巻く底壁４４とを備える。ロールの中心開口部３８が底壁４４の中心部４６と整列され、ロール３２の最も内側の巻きの最終部を利用できるように、ロール３２をディスペンサー４０内に収容することが可能である。使用者が望むとき、最も内側の巻きの方から１枚のシートに接近し、貫通孔３４に沿ってロール３２の残りの部分から容易に分離することができる（第３図、特に末端シート３６ａの矢印４８の方向に分離されようとしているシートを引っ張ることなどにより）。ディスペンサー４０は、好適には、使用者が容易に利用しやすいような高さおよび位置の壁、スタンドまたは他の支持台などに固定されるために改造される。ディスペンサーのロールが使いきられ、不織研磨表面処理材料の新たなロールを補充する必要が生じるまでは、ロール３２の全てのシート３６はこのように分与されることができる。
嵩高性不織研磨表面処理材料自身は、所与の望ましい特性を有する。不織研磨材料は、自動車および一般的な研磨用途において、維持、脱脂、清浄、修復、スカッフィングおよび細部工作の部門において一般的な目的で使用される研磨製品としての使用が意図されている。不織研磨材料は、薄く、有用で、廃棄が容易である、使い捨て可能な研磨製品を使用者に提供することが望ましい。さらに、不織研磨材料の表面特性は、らせん状に巻かれてロールが形成されるとき、材料の連続的な層は、らせん状に巻かれたロール形状を維持するほど十分に互いに絡み合う、または互いに接着するが、最も内側の巻きまたは最も外側のいずれかの巻き物の隣接部から、材料をロールから巻きもどすことを可能にするほど容易に絡み合いがとけ得るものである。さらに、このような不織研磨材料から形成される個々のシート３６は、使用者により折り曲げられたり、丸められて望ましい形状が形成される能力を有し、即座に勢いよく開くことなくその形状を維持する。例えば、第４図は、望ましい形状に折り曲げられたシート３６を示し、第５図は、外から補助することなしに、丸められたまま、またはくしゃくしゃにされたままの状態を維持するシート３６を示す。折り曲げられたり、丸められると、シート３６の表面は互いに絡み合って、平らな製造時の状態に勢いよく開かないで、形成された形状を維持する傾向がある。したがって、このような特徴によって、不織研磨材料のシート３６は非常に適合性がよくなり、”しわくちゃに丸まって（ｓｃｒｕｎｃｈａｂｌｅ）”、適合性のあるスチールウールパッドの触感および外観に非常によく類似する。
このような不織研磨材料から形成されるシート３６の”丸まり性（ｓｃｒｕｎｃｈａｂｉｌｉｔｙ）”に影響するいくつかの要因が存在すると思われる。厚さは最もあきらかな要因である。従来の不織研磨材料ハンドパッドは、折り曲げられる、または丸められると、その厚みのために勢いよく開く傾向がある。薄いウェブでさえも平坦になる傾向があるので、重いウェブの場合には、重量も一要因である。堅さも、厚さおよび重量に関係することがある特徴の１つであるが、構成材料の関数でもある。最後に、ウェブの自己が絡み合う表面特性は、第４図および第５図に示すように、折り曲げられた形状または丸められた形状にウェブを維持する傾向となる重要な要因である。互いに絡み合った表面は、互いに捕まったり、引っかかって、折り曲げまたはしわを定常位置に保持し易くし、シートが平らな状態に勢いよく開こうとする、ウェブ材料の弾性力に屈しない。この特徴によって、使用者は他の望ましい形状を規定することも可能となる。例えば、シートは丸められたり、巻かれたりして鉛筆形状に形成され（傾斜がつき、末端部が円錐形を有する）、届きにくい部位の表面調整が可能になる。
第６図は、使用者に好ましい形状で提供されるロール３２を示す。不織研磨材料の最も外側の巻きはすぐ内側の巻きと互いに絡み合うことによって、固定されるが、ロール３２の最も外側の巻きの周囲には外側保護用被覆物５０が提供される。この被覆物５０は、好ましくは当該技術上周知のポリエチレン、ポリ（塩化ビニル）またはポリエステル、ポリ（塩化ビニル）がさらに好ましい、収縮包装管状物から形成され、最も外側の巻きを保護し、ロール３２が不用意に巻きもどらるのを防ぎ、また商品情報および製品識別印５２を提供するための手段も提供する。収縮巻き物被覆物５０は、ロール３２の最も外側の巻きを完全に被覆するが、両端部は部分的にしか被覆しない。収縮巻き物被覆物５０は、ロール３２の中心軸（およびロールの開口部３８）に隣接して開口されており（開口部５４）、収縮巻き物被覆物５０を除去することなく、ロール３２の最も内側の巻きからシート３６を分与することを可能にする。
本発明による他の利点を以下の実施例において示し、本発明を実施するための好ましい実施態様および最良の方法を本願明細書において熟考するが、本願発明を制限する意図のものではない。
実施例
低密度で隙間のある、不織研磨材料およびそれを製造するための方法は米国特許第２，９５８，５９３号に記載されている。不織研磨材料を製造する別の方法も利用可能であり、それには（米国特許第４，２２７，３５０号明細書に開示される）カーディング、湿式撚り、乾式撚りおよびスパンボンドが挙げられる。本発明の一好ましい実施態様に特有の、軽量で隙間のある、不織乾式撚りウェブは、ニューヨーク州マセドンのランドマシーン社（Ｒａｎｄｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製の”Ｒａｎｄｏ−Ｗｅｂｂｅｒ”で形成される。ウェブは、１５デニールのデュポン（ｄｕ Ｐｏｎｔ）Ｔ８５２（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ、デラウェアー州シーホールド）である短繊維の長さ１．５インチのナイロンけん縮硬化繊維から形成される。繊維マットの重量は、４インチ×６インチの試料あたり約１５グラム（１ｍ²あたり６３グラム）で、厚さは約０．２００〜０．２５０インチ（５．０８〜６．３５ｍｍ）である。繊維マットは、水平の２ロールコーティング機に搬送され、そこで４×６インチ試料あたり１５〜１９グラム（１ｍ²あたり６３〜８０グラム）の重量の予備接着樹脂が塗布される。予備接着樹脂は以下の成分を有する：

この樹脂は、固形物の割合が５２．５％で、粘性が１００〜２００センチポアズである。
２ロールコーティング機を通って通過した後は、”濡れた”マットは、１９０〜１９５℃の温度に維持されているオーブンに搬送され、フェノール樹脂の硬化が開始される。オーブンを出てから、ウェブは噴霧小室に搬送され、そこで樹脂／研磨剤スラリーがウェブの上面部に噴霧される。この小室内で、噴霧ノズル（ウェブが移動する方向に垂直方向に往復運動するように固定される）が、４×６インチ試料あたり約３３グラム（１ｍ²あたり１３８グラム）の重量のスラリーを塗布する。噴霧スラリーは以下の成分を有する：

スラリーは、固形物の割合が７６．３パーセントで、粘性が４００〜６００センチポアズである。
このスラリーによる噴霧後には、ウェブは１９０〜１９５℃の温度に維持されているオーブンに搬送され、フェノール樹脂をさらに硬化する。オーブンを出てから、ウェブは上面と底面がひっくり返され、ウェブの下側面に噴霧コーティングを塗布する。この噴霧コーティング組成物、塗布方法、塗布量および加熱処理は最初の噴霧コーティングと同じである。最後のオーブンを出てから、ウェブは巻き心棒に巻き付けられて、不織研磨ウェブ材料の大型ロールが形成される。
この大型ロールは、最初にウェブを８インチ幅のマスターロールに細長く切断され、次いで巻きもどされ、横方向に切断されて貫通孔が形成されることにより、最終的な製品に変換される。好ましい貫通孔形成刃は４枚歯の貫通孔形成刃（１インチあたり４個の貫通孔）で、切断される各貫通孔は長さが約０．２００インチ（５．０８ｍｍ）で、切断部は約０．０４０インチ（１．０１６ｍｍ）の間隔を置いて配置される。貫通孔を形成され、巻きもどされた各マスターロールは、次いで望ましい長さに切断され、各切断された長さのものが巻き付けられて最終包装が形成される。収縮包装または収縮巻き物管状物が、各最終製品の周囲に適用され、ロールの周囲にしっかり収縮するように処理されるが、ロールの上部と底部の直径約４インチ（１０．１６ｃｍ）の、ロールの中心軸に隣接する開口部が残される。
最終製品は、このように、収縮包装された、芯を備えない嵩高性不織研磨表面処理材料ロールである。好ましい実施態様において、ロール幅は８インチ（２０．３２ｃｍ）で、ロールの長さ（巻きもどし状態）は２０フィート（６．０９６ｍ）である。ロールの直径（巻いた状態）は、約９インチ（２２．８６ｃｍ）で、ロールの中心開口部は直径約３インチ（７．６２ｃｍ）である。ウェブは横方向に４インチ（１０．１６ｃｍ）ごとに貫通孔が形成されるので、１ロールあたり合計６０シートの８×４インチ（２０．３２ｃｍ×１０．１６ｃｍ）の不織材料が得られる。収縮包装は、望ましい商品情報および製造業者識別情報が予め印字された、２乃至３ミルの、透明度の高いポリエチレン収縮管状物から形成される。収縮包装も同様に中心部に開口部を有する（好ましくは、不織研磨材料ロールの上部および底部に約４インチ（１０．１６ｃｍ）。ロールおよび包装の大きさがこの程度であることにより、ロールは持ち運びが可能となり、保護された内臓式となる（または、別の方法として、ディスペンサーの底部の中心開口部を拡大する必要があるかもしれないが、大抵の市販の壁掛け中心引き抜き式ディスペンサー（例えば、紙タオルおよび拭き取り紙のような商品用の従来のディスペンサー）の中に収まる）。収縮包装が施されることにより、不織材料ロールは、不織研磨材料の個別の内臓式包装物として容易に運搬され、ロールのいかなる包装材料を除去する必要なく、このようなディスペンサーに収容することができる。Ｚ型折り畳み式ディスペンサー、シートの積み重ね物または最も外側のロールから分与される有芯材料ロールなどの、別の包装および分与手段も不織研磨材料シートを分与するのに利用可能である。
不織研磨材料の特有のロールを形成するための好ましい実施態様は上記されているが、他の実施態様が本発明の範囲内で可能である。例えば、２フィート（０．６０９６ｍ）ほどの長さまたは１６０フィート（４８．７６８ｍ）の長さで、横幅が１乃至１６インチ（２．５４乃至４０．６４ｃｍ）のウェブのロールを形成することが可能である。ロールの直径は、２乃至２４インチ（５．０８ｃｍ乃至６０．９６ｃｍ）まで可能であり、中心開口部は０から約１６インチ（４０．６４ｃｍ）まで可能である。貫通孔は、１インチ（２．５４ｃｍ）（短い帯状物を形成する）乃至２４インチ（６０．９６ｃｍ）（不織研磨材料の長く、折り曲げ可能なシートを調製する）までの範囲の間で間隔を置いて形成され得る。
この特有の実施例のための好ましい貫通孔の配列については、上記されている。種々の貫通孔略図を使用して、貫通孔が形成された隣接するシートを分離するために必要な線形力の分析に基づいて、好ましい実施態様のためのこのような貫通孔の配列が選択される。上記のように製造された不織研磨材料試料は、種々の貫通孔形成刃を使用して貫通孔が形成され、次いで貫通孔を破断するための引っ張り力が試験された。この点に関して６種の刃形状が調査された：
１／８″×１／１６″慣通孔−１／８″切断、１／１６″未切断
１／１６″×１／１６″貫通孔−１／１６″切断、１／１６″未切断
４本歯貫通孔−１インチあたり４個の貫通孔（約０．２００″幅）で、貫通孔の間に未切断部（約０．０４０″）。
６本歯貫通孔−１インチあたり６個の貫通孔（約０．１２５″幅）で、貫通孔の間に未切断部（約０．０４０″）。
８本歯貫通孔−１インチあたり８個の貫通孔（約０．０８０″幅）で、貫通孔の間に未切断部（約０．０４０″）。
１０本歯貫通孔−１インチあたり１０個の貫通孔（約０．０６０″幅）で、貫通孔の間に未切断部（約０．０４０″）。
不織研磨材料の上記実施例の１インチ幅の帯状物（ウェブ処理中にウェブの進行方向に対して横方向に貫通孔が形成される）は、一定の割合で移動する引っ張り試験機械に取り付けられ、切断された帯状の標準仕様品ではない試料を使用して、繊維織物の破断負荷および伸張を測定するための標準的な方法である、ＡＳＴＭ試験方法１６〜８２を使用して評価した。各帯状物は中点に貫通孔が形成されて整列され、貫通孔に沿って帯状物を分離する力をポンド力で測定され、記録された特徴的な力が最高負荷であった。以下の系図に示すように、多数の試料について各貫通孔形成刃を試験した：

上記のように、好ましい実施態様において、４本歯の貫通孔形成刃が選択され、最も内側の巻きをロールからときほぐし得るほど十分な強度を提供したが、２枚以上のシートがロールの中心開口部から巻きもどされると、隣接するシートを容易に分離することを可能にした。
上記の実施例は、最初のコーティングはウェブ繊維を互いに結合する作用をし、第２のコーティングはウェブに研磨材料を塗布する、２ロールコーティング機方法で形成された不織研磨材料を提供する。他のコーティング方法には、予備接着コーティングを施さずに、未処理のウェブ繊維に直接コーティングするステップを含む研磨形成コーティングのロールコーティングおよび噴霧コーティングが挙げられる。不織研磨材料の追加の実施例は、以下のロールコーティング組成物およびコーティング方法を使用して形成された：

フェノール樹脂は、ホルムアルデヒド／フェノール比が１．９６乃至１．０の縮合物で、約２％の水酸化カリウムを含有する。これは固形物７０％の溶液で、水２５〜２８％、プロピレングリコールエーテル３乃至５％を含有する。これらの組成物を使用して、以下の表１に記載するパラメータを有する不織研磨材料の多数の試料を形成した：

表１の繊維の種類および大きさの参照を以下にさらに詳細に記載する：
６ｄナイロンは、デラウェアー州シーホールド、シーホールドプラントのイー アイ デュポン デ ネモア＆カンパニー（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ）製の６デニールデュポン（ｄｕ Ｐｏｎｔ）Ｐ−１３３である。
１５ｄナイロンは、デラウェアー州シーホールド、シーホールドプラントのイー アイ デュポン デ ネモア＆カンパニー（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ）製の１５デニールデュポン（ｄｕ Ｐｏｎｔ）Ｔ−８５２である。
４ｄ”Ｃｅｌｂｏｎｄ”は、ノースカロライナ州シャルロットのヘキスト−セラニース（Ｈｏｅｃｈｓｔ−Ｃｅｌａｎｅｓｅ）社製の４デニールの加熱接着可能な繊維である。
１５ｄ”Ｃｅｌｂｏｎｄ”は、ノースカロライナ州シャルロットのヘキスト−セラニース（Ｈｏｅｃｈｓｔ−Ｃｅｌａｎｅｓｅ）社製の１５デニールの加熱接着可能な繊維である。
表１において、”好ましい方法”は３つの選択肢：フェノール、加熱接着可能な繊維または無し、をいう。”フェノール”予備接着方法は、１９０〜１９５℃においてオーブン硬化することにより、ゆるく結合しているウェブ繊維を互いに接着するための樹脂ロールコーティングステップを含む。”加熱接着可能な繊維”による予備接着方法は、樹脂コーティングを含まないが、単純に１９０〜１９５℃においてゆるく結合している繊維を互いに接着するためのウェブのオーブン加熱を含む。”無し”による予備接着方法は、ゆるく結合しているウェブ繊維を互いに接着するための特別なステップを含まないが、ロールコーティングまたは噴霧コーティングを介して研磨剤のコーティングを塗布する過程においてウェブ繊維を接着する。
表１は、どの試料（例えば、試料Ａ〜Ｌ）がどの材料から形成され、どの予備接着処理を施されたかを明記するだけでなく、コーティングの性質およびコーティングの各々によって各試料に添加されたそれぞれの乾燥重量を記載する。
不織研磨材料試料Ａ乃至Ｌの堅さおよび自己絡み合い性を測定し、それらの試料と従来の不織研磨材料とを比較するために、２種の試験計画を工夫した。試料と従来の材料の堅さは、ＡＳＴＭ試験方法Ｄ７９０、”未強化および強化プラスチック並びに電気絶縁材料の屈曲特性の標準的試験方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｌｅｘｕｒａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｕｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ａｎｄ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）”に記載されている方法に基づいた３点屈曲試験により測定された。５個の１インチ×６インチ（２．５４ｃｍ×１５．２４ｃｍ）を各実施例のウェブから切断した。各実施例の平均厚さは、５個の試料の重なりを測定することによって測定した。試験試料は、直径１／８インチ（０．３２ｃｍ）、長さ１インチ（２．５４ｃｍ）のダウエルを備える接触点を有する３点固定具に固定され、固定具は一定の割合で移動する伸張引っ張り試験機械に取り付けられた。試験を開始し、最初の限界値である２％ひずみまで、クロスヘッドを１インチ（２．５４ｃｍ）／分で移動した。次いで、力を平衡にして、最終的な限界値５％ひずみに達するまで試験を継続した。５％ひずみ時の屈曲力をグラム単位で記録した。
自己絡み合い現象は、不織研磨材料試料と従来品の各々の２個の１×５インチ（２．５４ｃｍ×１２．７０ｃｍ）の帯状物を端と端とを２インチ（５．０８ｃｍ）重なるように重ねあわせることによって、測定された。重ねあわせた帯状物を振動供給モーター上に配置し、重ねあわせ部の上部に１ポンドの重りを配置した。振動モーターは、ペンシルバニア州ホーマーシティのエフエムシー コーポレーションズ マテリアル ハンドリング イクイプメント ディビジョン（ＦＭＣ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ’ｓ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｈａｎｄｌｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）製のシントロンマグネティックフィーダー（Ｓｙｎｔｒｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｅｅｄｅｒ）型番Ｆ−ＴＯＣで、同社製のシントロンエレクトリックコントローラー（Ｓｙｎｔｒｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）型番ＣＳＣＲ−１Ｂにより制御された。モーターはコントローラーの設定６で１５秒間動作させた。次いで、重りを除去し、移送中および引っ張り試験固定具への固定中に動かないように、重なり部分を紙の支持体で包んだ。帯状物の末端部を、一定の割合で移動する伸張引っ張り試験機械に取り付け、切断された帯状の標準仕様ではない試料を使用した織物繊維の破断負荷および伸張を測定するための標準的な方法である、ＡＳＴＭ試験方法を使用して評価した。２個の帯状物を引っ張る力をグラム力単位で別々に測定し、記録された特徴的な力を最高負荷とした。
以下の表２は、試料Ａ乃至Ｌおよび５個の従来の不織研磨材料の両者からなる試料の平均測定値を示す。厚さおよび重量を分析に組み入れるために、必要な屈曲力を試験対象である不織研磨材料の密度で除した。こうすることによって、厚さ、重量および堅さからなる特性値を１つの変数として扱うことができる。
これらの試験において考慮された５個の従来の不織研磨材料には、ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）社製で、”ＳＣＯＴＣＨ−ＢＲＩＴＥ”の商品名で販売されている３種の製品が含まれる。これら３種の製品は、製品番号９６、７４４７および７４４８により識別される。表２においては、これらの製品はそれぞれ３Ｍ−９６、３Ｍ−７４４７および３Ｍ−７４４８として識別される。考慮された別の従来の不織研磨材料は、フィンランドのミルカ（Ｍｉｒｋａ）社で製造され、ミルカ（Ｍｉｒｋａ）”ＭＩＲＬＯＮ”表面仕上げパッド１８−１１１−４４７、粒度極細と商品名で識別される。表２においては、この製品はＭｉｒｋａ−４４７として識別される。考慮された他の従来の不織研磨材料は、マサチューセッツ州ウォルチェスターのノートン（Ｎｏｒｔｏｎ）社により製造される。この製品はノートン（Ｎｏｒｔｏｎ）”ＢＥＡＲ−ＴＥＸ”品番７４７一般目的用ハンドパッド、粒度極細と、商品名で識別される。表２において、この製品はノートン（Ｎｏｒｔｏｎ）−７４７と識別される。
不織研磨材料の自己絡み合い性の測定は主観的要素が強い測定である。表２において、”自己絡み合い（Ｓｅｌｆ−Ｅｎｇａｇｉｎｇ）”と表示された枠は、不織研磨ウェブをボール状に丸くして、ウェブが元の形状に回復するか、または丸まったままでいるかどうかを観察することにより実施された主観的試験の結果を示す。”有り（ＹＥＳ）”と表示された試料は丸まったままで、従って自己絡み合い性があると考えられる。

かき傷試験は、研磨物品の作用により作業片に与えられた表面仕上げを比較する手段を提供する。試験用作業片は１５インチ×１５インチ×０．２５インチ厚さ（３８．１ｃｍ×３８．１ｃｍ×０．６４ｃｍ）のアクリルシートである。２インチ×４．２５インチ（５．１ｃｍ×１０．８ｃｍ）の多数の試料を試験対象の研磨材料から切断し、アクリルシートと接触させておいた。アクリルシートには、各試験試料が識別されるように表示されている。試験試料が作業片に押し付けられるように、８．３２ｌｂｓ（３．７４ｋｇ）の重さに重み付けられた、２インチ×４．２５インチ（５．１ｃｍ×１０．８ｃｍ）の研磨ブロックを試験試料と交差して配置する。アクリルシートの１５インチ（３８．１ｃｍ）にわたって直線的に研磨ブロックを往復させる。このように往復５０回研磨した後に、研磨ブロックおよび試験試料をアクリルシートから除去し、シートを窓清浄液と紙タオルで清浄し、研磨された奇跡の研磨方向の等しく間隔を置いた４箇所において、研磨の方向と垂直方向について表面仕上げを測定する。ドイツ、ゲッチンゲンのファインプルーフジーエムビーエッチ（Ｆｅｉｎｐｒｕｆ ＧｍｂＨ）社製の、”Ｐｅｒｔｈｅｎ Ｓ６Ｐ”品番６８０ ０６０２粗面計を使用して測定する。この装置は多数の表面特徴パラメーターを測定し、計算することができるが、本試験の目的のためには、平均粗面（Ｒａ）および支持力比というパラメーターを記録する。平均粗面は、試験通路に沿った表面に与えられた全ての連続的なかき傷の最高部と最低部の深さの算術平均であり、マイクロインチ単位で測定される。Ｒａ値は一般に研磨物品に含有される研磨粒子の粒度によって変わる。想像上の”切片”または平面が研磨される面の深い位置を移動し、試験通路表面からその距離のところで想像上の切片が支持されていたら、”支持”面となる研磨面の分数（または割合）として表わされるとき、支持力比は研磨面と平行な想像上の切片または平面について調査することができる測定値である。このような測定値は、試験試料と結果としえ得られるかき傷の形状によって与えられる研磨の均一性を測定するための手段となる。実際には、基準点を選択し、平面が研磨される基材を通って進行し、それによって支持力比が１（または１００％）になるまで、平面が一定の割合で研磨される基材の中深くを移動するとき、支持力比が計算される。比較のために、基準点から一定の距離のところにある試験”片”の支持力比値を記録する。引き続きコーティングを実施するための自動車仕上げを調製する際に有用な研磨粒子については、研磨される表面の支持力比は約１５〜６０％が好ましく、約１５〜５０％の値がさらに好ましく、約１５〜４０％の値が極めて好ましい。
上記実施例Ａ〜Ｌに関して報告される支持力比および絡み合い力の他に、５％＝０μｍの支持力比基準面を使用してかき傷試験を実施することにより、実施例Ｌの研磨シートによって与えられる表面仕上げを、市販の研磨物品と比較した；すなわち、平均かき傷深さの５％の深さは、０．０マイクロメーター深さの基準平面として再規定される。０．０基準平面に対して０．３マイクロメーターの深さにある平面での支持力比を報告する。表３に報告される値は、試料の上面側と底面側の平均である。Ｒａはマイクロインチ単位で報告され、支持力比はパーセントで報告される。表３のデータは、実施例Ｌのシートが、細かく（Ｒａ＜１０マイクロインチ）、ぎざぎざのかき傷を生じることなく非常に均一である（支持力比＜５０％）表面仕上げを生ずることを示す。

上記のように、不織研磨材料の自己からみ合い性または”もみくちゃ性（ｓｃｒｕｎｃｈａｂｉｌｉｔｙ）”は最終製品に独自の特徴を加える。この材料ロールが巻き付けられ、最も外側の巻きの最終部はすぐ内側の巻きに軽く押し付けられるだけで、ロールを中心とした不織研磨材料の自己接着する巻き物が維持される。不織研磨材料の連続的な巻き物を一体として固定するためのテープ、接着剤または機械的な締め付け具は必要ない。収縮包装被覆物を加えることにより、耐久性が増し、製品を清潔に保ち、製品識別のための支持台を提供する。
好ましい実施態様において、不織研磨材料は貫通孔が形成されて、材料の隣接するシートをロールから分離するための脆弱化された部分が形成される。水噴射物による貫通孔形成および機械的な刃による貫通孔形成を含むいかなる種類の貫通孔形成方法も適用可能である。ウェブの所与の点、繊維の所与の配列に高い折り曲げ性を与えることおよび種々のウェブ形成方法も、隣接するシートを分離または裂けやすくするために使用される脆弱化部分をウェブに形成することが可能である。ウェブを形成する際には、裂く目的のためにウェブを横切る線状にウェブの完全性を変化させるためにエアーナイフが使用されるだろう。
本発明の好ましい実施態様において、分与操作中の望ましい目的は、最も内側の巻き（１つの遊離端と貫通孔が備えられた少なくとも２枚のシートを含む）がロールの中心開口部から完全に離脱するまで、全シートが連続的に接着された状態にあることである。最も内側の巻きがロールの中心開口部（および場合に応じて使用される保護用被覆物の末端開口部）から離脱すると、貫通孔に沿って隣接するシートから末端シートを分離するために、一定の割合で増加する力が適用される。隣接するシートを分離するために必要な力は、関係する不織研磨材料に適切であることが重要である。貫通孔の強度（すなわち、第３図の矢印４８に沿って発揮される、隣接するシートを分離するための力）の必要値は、本発明の物品の種々の実施態様によって変わる。一般に、貫通孔の強度は、互いに絡み合う強度より大きくなくてはならないが、研磨材料の引っ張り強度またはせん断強度よりは小さくなくてはいけない。例えば、互いに絡み合う力が強い研磨材料は、ロールの中心開口部から分与されるとき、シートの不完全な分離を生じないために、貫通孔強度が大きくなくてはいけない。同様に、幅の広いロールは、互いに絡み合う大きな力を上回らなければならないので、大きい貫通孔強度を必要とする。さらに、ロールの中心開口部の内径（ｉ．ｄ．）が大きくなると、シートは容易に分与され易く、従って貫通孔強度は低下するので、ｉ．ｄ．は、貫通孔強度必要値に影響を与える。あきらかに、研磨材料ロールの使用時には、多くのシートがロールから分与されると、中心開口部のｉ．ｄ．が大きくなるにつれて、貫通孔強度の必要値は低下する。同様に、保護用被覆物の端部の開口部は直径が小さいので（すなわち、約３インチ（７．６２ｃｍ）より小さい）、開口部が比較的大きい（すなわち、約５インチ（１２．７ｃｍ）以上）場合より、貫通孔強度の必要値は大きい。
上記の実施例Ａ〜Ｋにおいて、明記された研磨剤は比較的強力な研磨剤である。作業片および望ましい表面処理に応じて、不織材料の適切な研磨特性が普通の当業者によって選択されるだろう。このように、強力な、というのはこのような要因に応じた相対的な用語である。ソフト研磨剤、ハード研磨剤、その混合物を含むいかなる研磨剤も、不織材料と十分に接着して本発明の特徴を有する不織研磨材料ウェブを形成することが理解される。約１乃至７の範囲のモース（Ｍｏｈｓ）硬度を有するソフト研磨剤は、滑らかな研磨表面を有する不織ウェブ材料を提供する。ソフト研磨剤の例には、ガーネット、フリント、シリカ、軽石および炭酸カルシウムなどの無機材料、ポリエステル、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（メタクリル酸）、ポリ（メチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレンおよびメラミン−ホルムアルデヒド縮合物などの熱硬化ポリマー粒子などの有機ポリマー材料が挙げられる。モース（Ｍｏｈｓ）硬度が約８より大きいハード研磨剤は、強力な研磨表面を有する不織ウェブ材料を提供する。ハード研磨剤の例には、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、トパーズ、融解アルミナ−ジルコニア、窒化ホウ素、炭化タングステンおよび窒化シリコンなどの材料が挙げられる。研磨材料の粒子大きさは、いかなる望ましい大きさであってもよいが、一般的な大きさは約８０粒度（平均直径約２００マイクロメーター）乃至約１００粒度（平均直径約３マイクロメーター）以下である。
実施例Ｌに関して詳細に記載するように、さらにもっと細かい研磨剤粒子を使用することも、本発明の範囲内である。１０００粒度以下の研磨剤粒子は、Ｒａおよび支持力比により測定される細かい表面仕上げを与えるために有用である。このような粒子は、例えば、研磨剤の粒子が結合剤と研磨剤との混合物の約４０〜８０乾燥重量％、好ましくは約６６乾燥重量％を含み、研磨剤粒子と結合剤混合物の乾燥添加重量が約１５〜５０グラム／２４インチ²（６３〜２１０グラム／ｍ²）で、好ましくは約２５グラム／２４インチ²（１０５グラム／ｍ²）である、研磨剤粒子と結合剤との混合物で構築され得る。表３に示すデータからは、このような不織研磨材料は＃００および＃００００スチールウールと同じ表面仕上げを提供することができることがわかる。このような研磨剤の粒子大きさは、遊離には、上記の”しわくちゃに丸まった（ｓｃｒｕｎｃｈａｂｌｅ）”不織材料とともに使用されることができ、遊離には、他の”しわくちゃに丸まらない（ｎｏｎ−ｓｃｒｕｎｃｈａｂｌｅ）”不織材料においても使用されることができる。粒子の大きさ分布は、英国、ベッドフォードのコールターエレクトニクス社（Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｌｉｍｉｔｅｄ）社製のコールターマルチサイザー（Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ＩＩ）で測定された。１０００粒度以下の実施態様で使用されるために好適な２バッチの研磨剤の粒子の大きさ分布（マイクロメーター単位で報告される大きさ）は、容量パーセントとして表４に報告されている。これは実施例だけとして報告されており、本発明の１０００粒度以下の実施態様は実施例Ｌの特別な研磨剤粒子の大きさ分布に制限されないことが理解される。

不織材料自身（結合材料との接触点において接着剤の作用により接着されるけん縮または波型形成された合成繊維の不織３次元嵩高性ウェブ）は、”研磨剤”粒子の特別なコーティングが施されることがなくても、望ましい研磨特性を有してもよい。また、これは作業片およびその作業片のために意図される表面処置の性質に応じる。
本発明は、好ましい実施態様を参照にして記載されているが、当業者は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、形状および詳細に変更を加えることができることを認識している。

Claims (2)

1. 嵩高性不織研磨表面処理材料の長手軸方向に延在するウェブが、自身を中心としてらせん状に巻かれて形成された不織研磨材料ロールであって、
   該材料は、らせん状に巻かれた形状に維持するほど十分に互いに絡み合うが、容易に分離可能な表面を有し、
   該ウェブは、３５．５グラム以上の表面対表面絡み合い力、及び２３．１０３以下の屈曲力／密度、を有し、
   該ウェブは、ウェブの長手軸方向に間隔を置いて配置され、且つ横方向に配置される、複数の脆弱化された部分を有する、
   不織研磨材料ロール。
2. 前記嵩高性不織研磨表面処理材料が、粒度が１０００グレード以下である研磨粒子を有し、研磨粒子が結合剤と研磨粒子との総添加重量の約４０乃至８０乾燥重量％を占める研磨粒子と結合剤との混合物で構築され、研磨粒子及び結合剤の乾燥添加重量が６３〜２１０グラム／ｍ²である、請求項１記載の不織研磨材料ロール。

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